Способ управления процессом стыковой сварки оплавлением

(51)5 24 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ИЕИ А КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(21) 4922115/08 . изобретения: токоподводящие зажимы сва- (22) 28.03.91рочной машины устанавливают в исходном (46) 30.08,92. Бюл. %32 положении, производят зажатие деталей, (71) Институт электросварки им. Е.О.Патона подводят к ним напряжение и сближают, (72) С.И,Кучук-Яценко, И.Н.Мосендз, Б,И.Ка- задают припуск на сварку, до сварки опрезымов, А.И;Горишняков и И.В.Зяхор деляют величину полного хода подвижного (56) Контактная стыковая сварка трубопро- зажима сварочной машины от исходного до водов, Под ред. Кучук-Яценко С.И., Киев, конечного положений, определяют разНауковаДумка,1986,с.42 ность между этой величиной и заданнымОборудование для контактной сварки припуском на сварку, измеряют в процессе рельсов и его эксплуатации. Под ред, Ку- сближения величину перемещения подвижчук-Яценко С,И., Киев, Наукова думка, 1974, ного зажима сварочной машины, сравнивас.13. ют измеряемую величину переМещения сопределенной до сварки разностью, и в слу- (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ чае отсутствия тока в цепи сварки при пре- СТЫКОВОЙ СВАРКИ ОПЛАВЛЕНИЕМвышении измеряемой величины ф (57) Изобретение относится к области кон-. перемещения величины определенной до тактной стыковой сварки оплавлением и мо- сварки разности производят отключение жетбытьиспольэованоприсваркедеталей, напряжения, разжатие деталей и разведеконтроль расположения которых в зажимахние зажимов в исходное положение, после сварочной машины затруднен, Сущность чего процесс сварки повторяют. 1 ил. Изобретение относится к области контактной стыковой сварки оплавлением и мо-. жет быть использовано при сварке деталей, контроль расположения которых в зажимах сварочной машины затруднен.Известен способ управления процессом контактной стыковой сварки оплавле-нием с использованием систем жесткого программирования на основе профильных кулачков. В таких системах программа включается с момента начала сближения свариваемых деталей независимо от начала оплавления. При этом не учитываются изменение косины концов труб и начальный эа(Л4 зор между тОрцами, что приводит к сниже- СО нию качества сварных соединений из-за не- - ф равномерного или недостаточного нагрева Оф торцов деталей..Известен способ управления процес- . - ф сом контактной стыковой сварки оплавлением с использованием командного прибора, задающего длительность отдельных периодов программ изменения напряжения и скорости сближения, который включается во время замыканий при возбуждении оплавления, т.е. в момент появления тока в цепи сварки.5 10 15 20 25 35 40 45 50 55 Однако в гех случаях, когда контрольрасположения деталей в зажимах машинызатруднен, например при сварке деталей намашинах снабженных защитными камерами, начальный зазор между торцами можетсказаться настолько велик, что полного ходаподвижной части сварочной машины окажется недостаточно для сближения деталейна величину начального зазора и пропускана сварку.В этом случае не обеспечивается получение сварного Соедйнения, т,к. зажимысварочной машины сойдутся до конечногоположения раньше выполнения заданнойпрограммы сварки.Целью изобретения является обеспечение заданного припуска нэ сварку деталей,контроль расположения Которых в зажимахсварочной машины затруднен.Сущность изобретения заключается вследующем. Измерение перед сваркой величины полного хода подвижного зажимасварочной машины от исходного до конечного положений и определение разностимежду этой величиной и заданным припуском-на сварку позволяют определить запасхода подвижной части майины для компенсации начального зазора между свариваемыми торцами деталей, величина которогодо сварки неизвестна,Контроль наличия тока в цепи сварки в: момент, когда измеряемое текущее значейие перемещения подвижной части машины превысит величину определенной досварки разности и отключение напряжения,расжатие деталей и разведейие зажимовмашины в исходное положение в случае отсутствия сварочного тока в этот момент, позволяетисключить нарушениевосЙроиуводства заданного припуска насварку, т.е. исключить получение бракованного сварного соединения.Повторение процесса сварки по способу после перезажатия свариваемцх деталейпозволяет, в конечном итоге, выполнитьсварку позаданному припуску и обеспечитьполучение качественного соединения независимо от величины начального зазора меж ду деталями.На чертеже изображена принципиальная схема устройства для реализации способа сварки.Устройство содержит сварочный трансформатор 1, датчик сварочного тока 2, содержащий трансформатор тока 3, диоднйймост 4, конденсатор 5, датчик перемещения6, задающее устройство 7, компаратор 8,триггер Шмиттэ 9, коммутатор 10, реле 11,контакты которого 12 установлены в цепивключения прогрэммирующего устройства 13, управляющего перемещением токоподводящих зажимов 14, 15, в которых установлены свариваемце детали 16, 17.Способ реализуется следующим образом.Перед сваркой токоподводящие зажимы 14, 15 сварочной машины устанавливают в исходное положение, заданное конкретным режимом сварки. Затем измеряют величину полного хода подвижного зажима сварочной машины от исходного до конечного положений, определяют разность между этой величиной и заданным припуском на сварку,В исходном положении состояние элементов схемы следующее. Сигнал, пропорциональный определенной до сварки . разности, с задающего устройства 7 на входе 2 компаратора 8 больше, чем сигнал с датчика перемещения 6 на входе 1 компаратора 8. При этом сигнал на выходе компара-. тора 8 низкий. Т.к. ток в цепи сварки отсутствует, то сигнал на выходе триггера Шмитта 9 высокий, поэтому коммутатор 10 пропускает сигнал со входа 1 на реле 11, которое находится в выключенном состоянии и своими контактами 12 размыкает цепь включения программирующего устройства 13.30 После проведения к свариваемым деталями 16, 17 напряжения от трансформатора 1 начинается сближение зажимов 14, 15. При этом сигнал с датчика перемещения 6 увеличивается. Если замыкание торцов деталей произойдет в момент, когда сигнал с датчика 6 меньше или равен сигналу с задающего устройства 7, то на выходе датчика тока 2 появится ток, в результате срабатывает триггер Шмитта 9, при этом ко входу 2 коммутатора 10, прикладывается низкий уровень напряжения, которым включается реле 11, замыкающее своими контактами 12 цепь включения программирующего устройства 13 - происходит сварка по заданной программе.Если при сближении деталей 16, 17 замыкания торцов не происходит, а величина перемещения подвижного зажима станет больше определенной до сварки разности, то сигнал с датчика перемещения 6 окажется больше сигнала с задающего устройства 7. При этом на выходе компаратора 8 появится высокое напряжение, которое своими контактами 12 размыкает цепь включения программы сварки и подключает программу на расжатие и разведение зажимов 14, 15, после чего производится зажатие деталей и описанные выше действия повторяются.Примером конкретного применения изобретения может служить управление1757818 6процессом контактной стыковой сварки оп- чении меньшем величины Ь . Поэтому в лавлением при соединении труб 219 х 12 момейт появления тока- включалосв длинномерные трубные секции на ма- граммирующее устройство и производилась шине КМ, снабженной искрозащитны- сварка по заданной программе.ми щитками, охватывающими зону сварки. 5 Визуальный осмотр и механические исЗаданный режим сварки следующий: питания сварочных соединений, выполненм- посо у, показаливторичное напряжение 02 хх = 7 В, при- ных по предлагаемо - с " б,пуск на оплавление Ьл.= 36 мм, припуск полное соответствие требованиям СНиП Ш- на осадку Ьос" 8 мм, скорость сближе-80.Ч - мния - начальная Чо = 0,25 мм/с,конечная 10 Контроль за выполнением способаа прок -1,2 мм/с, начальный вылет деталей 1 д= изводится с помощью датчиков тока и пере=85 мм (т.е. исходное расстояние между за- мещения, а также по Юнтролю параметров" жимами здмм), конечноерассто- режима сварки по результатам механичеяние между зажимами 1 к = 110 мм. ских испытаний.Перед сваркой определялся полный ход 15машины от исходного до конечного положе- Ф о р м у л а и з о б р е т е н и яСпособ управления процессом стыкоПолный ход машины составлял Ь = 60 вой сварки оплавлением, при котором токомм. Затем определялась разность Л между подводящие зажимы сварочной машины полным ходом машины и припуском на 20 устанавливаютвисходнбмположении, просварку Ь = 1 х - сопл - Ьо, = 60 - 36 - 8 - 16изводят зажатие деталей; после подключемм, Зажимы машины разводились в исход- ния напряжения деталисближают, а также ное положение, трубы зажимались, произ- задают припуск на сварку, о т л и ч а юводилосьвключениенапряженияи привода щ и й с я тем, что, с целью повышения сближения. Расположение свариваемых 25 качества сварки путем обеспечения прийутруб в зажимах визуально проконтролиро- ска насваркудеталей, контрольрасположевать не представлялось возможным из-эа, ния которых в зажимахсварочной машины наличия искрозащитных щитков, поэтому затруднен, до,сварки опРеделяют величину начальный зазор был неизвестным. В про- полного хода подвйжного-зажима сварочцессе сближения деталей контролирова ной машины отисходногодо конечного по- лось наличие тока в цепи сварки и ложений, вычисляют разность между этой перемещение подвижного зажима, В мо- величиной и заданным припуском на свар- мент, когда величина перемещения превы- ку, в процессесближенин.деталей измеряют сила величину Ь = 16 мм было величинуперемещенияподвижногозажима зафиксированоотсутствие тока в цепи свар 35 сварочной машины, сравнивают ее с вычиски. Поэтому производилось отключение на- . ленной разностью, ив случае отсутствия пряжения и сближения, зажимы машины тока в сварочной цепи при превышении израсжимались и разводились в исходное по- меренной величиной перемещения подвижложение, детали вновь зажимались, подво- ного зажима вычисленной до сварки дилось напряжение и начиналось 40 разности, производятотключение напряжесближение. При повторном сближении бы- ния, разжатие деталей и разведение зажилоэафиксированоналичиетокавцеписвар- мов в исходное положение, после чего ки, в тот момент, когда величина процесс повторяют до получейия сварки по перемещения составляла 6 мм, т.е, при зна- заданному припуску.1757818 оставитель И. Кучук-Яценкоехред М,Моргентал Корректор Т. Пал эктор Л. Павл Заказ 2959 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 ри ГКНТ СС Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101