Способ управления параметрами режима дуговой сварки

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 816249 5 В 23 К 9/00 ТЕНТНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) г ЗОБРЕТЕН ОП АТЕНТУ(57) Использование: технология дуговои сварки металлоконструкций с использованием роботизированных сварочных комплексов. Сущность изобретения; при сварке импульсными параллельными дуами, расположенными с образованием равностороннего многоугольника получают информацию о характере каплепереносэ и проплавления путем сканирования общей дуги или одной иэ параллельных дуг. Сканирование осуществляют путем изменения энергетических параметров одной из дуг или синхронных изменений энергетических параметров всех дуг, В качестве энергетических параметров могут быть взяты так, напряжение или длительность импульса дуги.3 з,п. ф-лы, 4 ил,. Стрекаловскаота, В.Ю,Капла й, С,А.Ермакоинников н, С.ВА,Лоп,Горныи В,М.Л В 23 К 9/12,6504,ИЯ ПАРАМЕТРАВАРКИ ческих параметров одно ронного изменения пара е току, напряжению или дл пульса.По определению 1 А - е возникает между двумя пар конечно тонкими проводн женными на расстоянии 1 на участке длиной 1 м, и направления, равная 2 х 10Таким образом, при т правления проводники и разного - отталкиваются, С создает давление двух дуг д взаимное вжимание друг в равно иэ дуг или тров всех д ительност Изооретение относится к сварочному производству, а именно к технологии робототизированной дуговой сварки, включающей управление параметрами режима без использования каких-либо датчиков и внешних врэдействий для механического или магнитного сканирования дуги.Целью изобретения является упрощение способа за счет использования для сканирования дуги собственного магнитного поля.Поставленная цель достигается тем, что информацию о характере проплавления получают путем сканирования дуги вдоль или поперек сварочной ванны, в процессе которого измеряют параметры сварки и по полученному сигналу рассогласования из, меняют режим, сканирование осуществляетс расположения импульсных па уг в вершинах равностороннег ьника и изменения энергетинхмораябес поло руга ного ная, а ения и их ение Но Я 1 о 48 п 8 пхо 4 пгде Р - давление; Н - напряженнонитного поля; р - магнитная прониц я за счетраллельных до многоугол гмос(56) Патент США йк 4434 1984.Заявка Японии М 50 кл. В 23 К 9/081975.) СПОСОБ УПРАВЛЕ И РЕЖИМА ДУГОВОЙ сть сила, кот аллельными иками, рас м друг от д и токах од дин.оках одного ритягивают ила притяж руг на друга друга, Давлвакуума;- ток дуги: х - расстояние между - импульс М 20(см,фиг.4). При таком порядкеэлектродами;плотность тока, следования импульсов в моменты отключеДавление дуг друг на друга прямо про- ния соседних дугдуга неотключенногоэлекпорционально квадрату напряженности по- трода горит прямо, что показаноля, квадрату тока дуги, плотности тока и 5 штриховкой на фиг.12,3. Для работы сваобратно пропорционально квадрату рассто- рочного робота необходимо иметь следуюяния между дугами, При числе дуг больше щий минимум сигналов: положение стыка 7;двух давление возрастает и определяетсяглубины проплавления 8; расстояние до изгеометрическим сложением. В общем слу- делия 9; кривизну профиля вдоль стыка;чаеонопропорциональночислуэлектродов. "0 кривизну профиля поперек стыка; длинуИмпульсные высокочастотные дуги при- ванны (скорость охлаждения),тягиваются сильнее, так как сказывается Формулы для измерения указанныхвывлияние скин-эффекта при питании их син- ше величин приведены ниже. В формулаххронизированными импульсами с частотой принято обозначение, например, О 1(2) - на 15-25,кГц с длительностью импульса 4-15 15 пряжение на электроде 1 в момент подачимкс, импульса й 2 и т.д.Если пропустить один импульс при го- О стыка = О(2)-Оз(14),рящих двух дугах на одной из них, то остав- О глубины = О 1(1)-О 1(2),шаяся дуга не будет испытывать взаимного О расстояние до изделия = О 2(8),влияния соседней дуги и будет гореть пря О кривизны вдоль стыка = О 1(2) +мо, В трехфазных дуговых установках ска- + Оз(14)/2 - О 2(2),нирование дуг определено этими же О кривизны вдоль стыка = 02(8) +причинами. Питание дуг импульсами с час- + О 4(20) - Оз(14),тотой 15-25 кГц от источника напряжения О длины ванны = О 2(8) - Оз(14)/Ог(8) -создает повышенную жесткость дуги. Ска О 4(20).нирование при отключении соседней дуги На основании приведенных алгоритмовили более двух вызывает перемещение дуги с заданной частотой, например. 500 Гц полпо сварочной ванне в направлении от сосед- учается все результаты измерений и осущеней дуги до вертикального положения. ствляется управление путем обработкиНа фиг, 1 показан вид зоны сварки по 30 соответствующих сигналов управления, Длянапоавлению стыка; на фиг. 2 - вид сбоку двух электродныхтехнологическихсхем незоны сварки; на фиг, 3 - вид зоны сварки возможно получение информации о кривизсверху; на фиг, 4 - диаграммы напряжения не стыка вдоль направления сварки. Дляна электродах в функции номера импульса пяти и шести электродных схем возможнои времени. 35 сти измерения геометрии проплавления шиНа,фиг. 1-4 обозначено: 1, 2, 3, 4 - не- ре.плавлящиеся электроды; 5 - общий столб Для осуществления сварки плавящимсядуги; 6 - сварочная ванна; 7 - стык; 8 - электродом частота отключения дуг подбиглубина сварочной ванны; .9 - длина дуги рается расчетным путем такой, чтобы обес(рабочеерасстояние);10 - длина ванны, Бук печить гарантированный .отрыв капли свами А-А обозначено. сечение общего стол- конца плавящегося электрода, подающегоба на высоте 1-2 мм от поверхности изделия. ся по центру между электродами, Выбрав,Описанный спосоЬ реализуется на при- например, частоту 300-200 Гц добиваютсямере 4-х электродной технологической схе- отделения капли заданного диаметра длямы следующим образом. 45 обеспечения сварки во всехпространственГорелка состоит из 4-х электродов 1, 2, ных положениях и уменьшения разбрызги 3, 4, с которых горят дуги, образуя общий вания, Эффект включения трех дугстолб дуги 5, Каждый электрод питается от эквивалентен механическому встряхиваниюотдельного импульсного источника пита- конца плавящегося электрода.ния, диаграммы напряжений которых пока Для лазерной дуговой сварки подаютзаны на фиг,4 в соответствие с каждым импульсы лазера в паузы между импульсаэлектродом, Для получения информации о ми дуги перед началом каждого импульса.параметрах проплавления сварочной ванны Экспериментальная проверка способа6 на каждом электроде при частоте следова- осуществлялась на опытной сварочной устания синхронизированных импульсов, на новке, состоящей из 4-х источников ВДУпример, 23 кГц через каждые 5 импульсов 504 и блока транзисторных ключей, Ключиотключают три электрода и оставляют им-реализованы каждый из 30 штук транзистопульс на одном, Так на электроде 1 оставлен ров КТ 825, Горелка представляла собой наимпульс М 2. на электроде 2 - импульс М 8, на бор из 4-х электродов диаметром 3 мм, 4-хэлектроде 3 - импульс К 14 и на электроде 4 керамических трубок - прокладок диамет 1816249ром 3 и центральной керамической трубки диаметром 5 мм и внутренним диаметром 1,5 мм, В центральную трубку подавался аргон при СНЗ, а приСПЗ в центральную трубку подавался плавящийся электрод, а 5 через четыре боковых - С 02. Пакет из электродов и керамических трубок обвязывался и фиксировался на держателей манипулятора ТУР. Кроме того, в экспериментах использовались специализированные 10 источники УДИ, УДИи другое обоРудование.Сварка выполнялась по способу-прототипу(с отклонением дуги с помощью внешнего магнитного поля соленоидов) и по 15 предлагаемому способу. Визуальные и металлографические исследования не показали отличий швов друг от друга.Технико-экономическая эффективность способа по сравнению с прототипом заклю чается в простоте измерений параметров проплавления за счет отключения соседних дуг. Для измерений не требовалось механических вибраций горелки. Получение результатов измерения с частотой 500 Гц 25 способствует качественному регулированию и полной адаптации сварочного робота. Формула изобретения 1, Способ управления параметрами режима дуговой сварки, при котором осуществляют сканирование дуги вдоль илипоперек сварочной ванны, в процессе которого измеряют параметры сварки, и по полученному сигналу рассогласованияизменяют режим, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью упрощения способа при сваркедугой, полученной импульсными параллельными дугами, расположенными с образованием равностороннего многоугольника,сканирование общей дуги или одной из параллельных дуг осуществляют изменениемэнергетических параметров одной из дуг"или синхронным изменением параметроввсех дуг,2. Способ по и 1, отл и ч а ю щи й с ятем, что сканирование осуществляют изменением тока.3, Способ поп 1, отличающийсятем, что сканирование осуществляют изменением напряжения.4. Способ поп 1, отлича ющийсятем, что сканирование осуществляют изменением длительности импульсов,еда кто Составитель В.БатухтинТехред М.Моргентал Корректор М.Максимишиаказ 1647 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5,Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101