Способ регулирования процесса контактной стыковой сварки оплавлением

.И., Лебедев В.Кя сварка непрерыв Наукова Думка,тельство СССР К 11/04, 198 54)ОНТАИЕМ57) ПОСОБ РЕГУЛИРКТНОй СТЫКОВ ОВАНИЯ ПРОЦЕССА СВАРКИ ОПЛАВЛЕ- носится к сварочможет быть,ис" актной стыковой преимущественно Из о бр етение опроизводствуовано при коне оплавлением му сва ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) Кучук-ЯценкКонтактная стыконым оплавлением1976, с. 58-62.Авторское свидВ 903026, кл, В ценко, Ю.В.Швец, В.Г.Шкурко, Б.И.Казыков; И.Н.Мосендз деталей большого сечения. Цель - повышение производительности процессасварки за счет сокращения времениперехода к устойчивому оплавлению првозбуждении процесса сварки и припрограммном повышении скорости подачиперед осадкой, По способу регулирова-ния до сварки определяют постояннуювремени сварочной машины Мй, т.е.время от подачи команды на остановкудвижущейся машины до ее остановки.В процессе сварки по величине сварочного тока и его производной в данныймомент времени определяют ожидаемуювеличину сварочного тока через времядс. Если величина ожидаемого сварочного тока равняется току, соответствующему экстремуму электрическоймощности, то выдают команду на остановку подвижной плиты. При уменьшениивеличины ожидаемого сварочного токавосстанавливают скорость подачи. Приэтом на 30-403 сокращается длительность сварочного процесса. 1 ип.Изобретение относится к сварочному производству и может быть использова" но при контактной стыковой сварке оп" лавлением, преимущественно деталей большого сечения.Целью изобретения является повышение производительности процесса сварки за счет сокращения времени перехода к устойчивому оплавлению при воз буждении процесса сварки и при программном повышении скорости подачи перед осадкой.На чертеже представлена схема реаяизации предлагаемого способа. 15По предлагаемому способу регулирования выработанный сигнал Ж еыр.) имеет вид Г и= т, - И, + -ас), (1)20 где Е - коэффициент пропорциональности; 1 - действующее значение тока, соответствующее экстремуму электрической мощности; 1 - мгновенное действующее значение сварочного тока в момент времени а 1значение производной сварочс ного тока по времени в момент времени т; д 1 - постоянная времени сварочноймашины.В том случае, когда выработанный сигнал (Б р) меньше установленного сигнала (Б,), то управление процессом 5 сварки ведут по выработанному сигналу, Если выработанный сигнал больше или равен установленному, то регулирование ведут по установленному сигналу. Иными словами управляющий сиг нал для скорости подачи по предлагаемому способу имеет видпри Ц 7 Б ц 0 пр (2) 1 о при По - 1 выр с45 Предлагаемый способ регулирования позволяет избежать коротких замыканий и тем самым сократить длительность переходных процессов, Это объясняется тем, что при приближении сварочного тока к току короткого замыкания управление по предлагаемому способу происходит по выработанному сигналу (1), который учитывает вРемя й 1, Время ьс характеризует инерционность сварочной машины, его определяют до сварки следующим образом: производят подачу подвижной плиты сварочной машины с различными скоростями перемещения, входящими в диапазон скоростей, применяемых при,сварке, например 0,2, 0,6 и 1 мм/с, затем выдают команду на остановку и по записи на регистрирующем приборе определяют время между моментом выдачи команды на остановку и остановкой подвижной плиты. По полученным результатам определяют среднее время м 1, которое и является параметром регулирования процесса.Физическая сущность величины мй заключается в том, что в течение данного времени команда на снижение скорости не выполняется из-эа инерционности привода сварочной машины. СуммаЙ 11 О + -- дс определяет ток, которыймаксимально возможен через время дс,если не будет происходить снижениескорости подачи, Управляющий сигнал 61 равен нулю когда 1 + -- дг. = 19 с оф т,е. команда на остановку подвижной плиты будет выдана на время ОТ раньше, чем действительный сварочный ток (1) будет равняться 1,. А за время Ж произойдет остановка подвижной плиты и короткого замыкания, а тем более реверса, наблюдаться не будет.Производная тока при выработке сигнала управления дает воэможность поднять среднюю скорость подачи за счет того, что при сварочных токах, близких к 1 , но уменьшающихся по величине, скорость подачи не убывает При этом происходит более полное использование энергетических показате-, лей сварочной машины с учетом ее инерционных свойств, сокращается времяперехода к устойчивому оплавлению привозбуждении процесса оплавления и при программном повышении скорости перед осадкой.При управлении по предлагаемому способу, применяемому преимущественно для больших сечений, не происходит повышения скорости выше заданного программой уровня. Это объясняется тем, что при сварке больших сечений оптимальную зону разогрева получаютпри скоростях подачи 0,15 и 0,25 мм/с,применение более высоких скоростейнецелесообразно, так как приводит кнедостаточной зоне разогрева и ухудшению качества сварного соединения.сГ 1Для вычисления выражения 1 + -- хснех п 1 применен дифференциатор-усилитель, выходной сигнал которого определяется выражением(В 1+ Пт + НС )уздесь Б соответствует 1, КС - лТ,а К = К 1 и поэтому выходной сигнал10определяется какП = -(1 + -- 4 Е)61вьх с дВместе с заданным значением тока 1-Бподается на сумматор, на вы ходе которого получается требуемая Функциональная зависимость,Дальнейшее преобразование сигнала происходит в соответствии с предлагаемым алгоритмом следующим образом. 20Сигнал П(1 ), соответствующий току 1 поступает на 1-й вход сумматора; собранного на операционном усилителе, на второй вход которого поступает преобразованный сигнал, соответ ствующий текущему значению тока Ебаи его производной й, с выхода сумйе фматора разность этих сигналов поступает на 1-й вход компаратора П выр ь 30 на 2-й вход которого поступает заданное значение Пв причем, если П, 7Пвыр, то сигнал на выходе компаратора имеет высокий потенциал, коммутатор К 1 закрыт, но на выходе инвертора 01 сигнал имеет низкий уровень, поэтому открыт коммутатор К 2ц упр Пвыр фНаоборот, если Б 4 П вы открывается коммутатор К 1, закрывается ком мутатор К 2П др ПоКонтроль за реализацией данного способа возможен при помощи приборов, регистрирующих сварочный ток и пере мещение подвижной плиты. По анализу полученных диаграмм можно судить об устойчивости оплавления (отсутствии коротких замыканий), времени выхода на заданную скорость оплавления. 50Примером применения предлагаемого способа может служить сварка рельсов Рнепрерывным оплавлением. При сварке по известному способу в течение времени Т= 60 с оплавление ведут на повышенном напряжении для возбуждения устойчивого процесса, затем напряжение снижают и ведут процесс оплавления для обеспечения нужной зоны разогрева г. = 115 с. При достижении нужной зоны разогрева производят повьппение скорости в течение п = 10 с. Суммарное время сварки составляет сю., = 185 с.управление процессом по предлагаемому способу дает воэможность в данном случае сократить время переходных процессов (возбуждение устойчивого процесса оплавления, повьппение скорости перед осадкой) на ЗОХ, т.е.время, необходимое для возбуждения устойчивого оплавления с, = 42 с, время, необходимое для обеспечения нужной зоны разогрева, не изменяется- 115 с, Повьппение скорости сплав" ления перед осадкой за счет полного использования энергетических показателей машины снижается до з = 7 с. Общее время сварки по предлагаемому способу управления, = 164 с, чтосп.позволяет повысить производительность процесса сваркиФормула изобретенияСпособ регулирования процесса контактной стыковой сварки оплавлением, при котором скорость подачи подвижной плиты изменяют по заданной программе,сскорость подачи подвижной плиты перед остановом снижают пропорционально приросту тока оплавления, остановку подвижной плиты производят при токахоплавления, соответствующих экстремуму электрической мощности, выделяемой в стыке, а по.мере снижения токаоплавления при переходе к остановузаданную скорость восстанавливают,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения производительности,процесса сварки за счет сокращениявремени перехода к устойчивому оплавлению при возбуждении процесса сваркии при программном повьппении скоростиподачи перед осадкой, до начала процесса сварки измеряют постоянную времени машины Зг., равную промежуткувремени от подачи команды на остановподвижной плиты до ее останова, а впроцессе сварки измеряют величину тока оплавления и его производную вданный момент времени, по которым определяют ожидаемую величину тока оплавления через время п, причем, если ожидаемая величина тока оплавления равняется току оплавления, соответствующему экстремуму электрическоймощности, то вьщают команду на останов подвижной плиты,1391827 Составитель В.ГрибовТехред М.Ходанич едактор Т,Парфенова рректор М.Макс ец 1850/ писное роизводственно-полиграфицеское предприятие, г, Уж ул. Проектная, 4 ВНИИПИ Гос по делам 1 3035 р Москвмитета СССРткрытийя наб д. 4/