Способ автоматического регулирова-ния процесса высокочастотной cbap-ки и устройство для его осуществле-ния

Союз Советских СоциалистичеСких РеспубликОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ пн 812472 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(53)М. Кл.з с присоединением заявки йо 27564 29/25-27 В 23 К 13/00 Государственный комитет СССР но дедам изобретений и отарытнй(71) Заявител н о 54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА ВЫСОКОЧАСТОТНОЙ СВАРКИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЦЕСТВЛЕНИЯпроцесскоторомка нагр5 характешва задля осущдержащеи после10 чнк, элпреобранагрева етово ехническое решени статочной точносОднако данное не обеспечивает д ти регулирования. Цель изобретен точности регулиро С этой целью и сварного шва в дв.измеряют также ск трубы между этими источника нагрева мости от отклонен значения величины соотношенияе ия - повышеннвания.змеряют темпеух различныхорость движенточками, а мизменяют в зия от. заданно6, определяе ру ах,ра точкияощностависиго Т., 9т 5 -; т-т)г.1 0 Изобретение относится к металлургии и может быть использовано припроизводстве прямошовных труб мдом высокочастотной сварки,Известны способы автоматичеСкогорегулирования процесса высокочастотной. сварки труб, н которых изменяют мощность, подводимую к нагревательному устройству, в зависимостиот интегрального потока излучения,воспринимаемого фотопирометрическимдатчиком 11 .Недостатком данного способа является то, что датчик располагаетсяв непосредственной близости от очагасварки, это неблагоприятно сказывается на его надежности и работоспособности. Кроме того, показания фотопирометрического датчика, установленного близко от очага сварки, зависят от множества факторов, не оказывающих заметного влияния на процесс сварки: выплески металла, пыль,пары воды и другие факторы, присутствующие в зоне сварки и визирования. Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является способ автоматического регулирования высокочастотной сварки, при изменяют мощность источнива в зависимости от величины, изующей температуру сварного чагом сварки и устройство ествления этого способа, со.фотопирометрический датчик овательно соединенные задатмент сравнения, усилительно- ующее устройство, источник и нагревательное устройстгде Т,температура сварного шва.в точке, находящейся .на расстоянии 5-5 от очага сварки," температура сварного шва в точке, находящейся на расстоянии 5 от очага сварки, измеренная через промежуток времени Ь после измечрения температуры Т 2, скорость движения трубы между точками, где производят измерение, температуры. Т Устройство для осуществления указанного способа автоматического регулирования процесса высокочастотной сварки дополнительно содержит второй фотопирометрический датчик, датчик скорости движения трубы и вычислительное устройство, выходы фотопирометрических датчиков и датчиков скорости движения трубы соедине- . 20 ны со входами вычислительного устройства, а выход вычислительного устройства,со входом элемента сравнения.На чертеже приведена предлагаемая 25 схема устройства для автоматического регулирования процесса высокочастотной сварки прямошовных труб.Датчики 1 и 2 температуры шварасположены соответственно на расстоянии 5 и 5-5 от очага сварки, между ними находится датчик 3 скорости движения трубы, Выходы датчиков 1 и 2 температуры шва и датчика 3 скорости движения трубы 4 соединены со входами вычислительного элемента 5, выход которого соединен с одним входом элемента 7 сравнения, с другим входом элемента 7 сравнения соединен выход задатчика б. Выход элементасравнения соединен со входом 40 усилителя-преобразователя 8, выход которого соединен сб входом высокочастотного генератора 9. Выход высокочастотного генератора Э соединен с нагревательным элементом 10. Свариваемая труба 4 движется в направлении, показанном стрелкой. Способ автоматического регулирования теплового режима сварки прямо- шовных труб осуществляется следующим образом.Вычислительный блок 5 через заданный промежуток времени, например 0,02 с, опрашивает датчик 2 темпера.туры шва и снимает с него значение температуры Т. Далее вычислительное устройство 5 снимаетпоказание Ч датчика 3 скорости движеня трубы и через промежуток времени впосле опрдса датчика 2. температуры шва опрашивает датчик 1 температуры шва, снимая с него значение температуры Т. Вычислительное устройство 5 выдает на элемент 7 сравнения сигнал, пропорциональной величины 6 , вычис-,ленной согласно математическому выражению912( ) ( )Указанный сигнал сравнивается вэлементе 7 сравнения с сигналом задатчика б . Сигнал рассогласования,.усиленный и преобразованный в усилителе-преобразователе 8, воздействует на мощность, подводимую отвысокочастотного генератора 9 к нагревательному элементу 10, стабилизируя температуру очага сварки тру,бы 4.Математическое выражение (,1) по- .лучено следующим образом.Остывание шва происходит по закону йтек= Е, Р)где Т - текущее знаЧение темпетекратуры шваТ - температур очага расплацления;с - время остывания,В - постоянная времени остывания.Раскладывая (2) в ряд Тейлера и Отбрасывая члены со степенями,вышепервой, получим Т е= Т (1- фТемпература шва Т в точке установки датчика 1 температуры шваравнат,:т 1- ф ). З)6Время остывания 1= ч, где Ч -средняя скорость перемещения трубына участке между очагом расплавления и точкой установки датчика 1температуры шва.Температура очага расплавленияТт1 (4)б1 - . -ЧЬВеличина В зависит от конкретныхусловий охлаждения к уточняется науравненияЧЬгде Т - температура шва в точкеустановки датчика 2 температуры шва;6 - расстояние между датчиком1 и 2 температуры шва.Решая математическое выражениедится не в зоне очага сварки, а в точках, которые можно подобрать с таким расчетом, чтобы обеспечивались благоприятные условия работы датчиков. В качестве датчиков температуры используются серийные Фотоэлект- рические пирометры, а в качестве вычислительного устройства - микропроцессорный набор, который обладает высокой надежностью и, благодаря малым габаритам, может выполняться в виде вставного блока, помещаемого в шкаФУ датчика температуры.Кроме того, возможные изменения положения очага сварки практически не влияют на стабильность и точность Функционирования системы, так как 1 амплитуда этих изменений исчезающе мала по сравнению с расстоянием, на котором от зоны сварки располагается датчик температуры.указанные особенности предложен О ного способа позволяют широко внедрять его на различных трубоэлектросварочных агрегатах.25фоРмула изобретения1. Способ автоматического регулирования процесса высокочастотнойаварки, при котором изменяют мощность источника нагрева в зависимости от величина, характеризующей температуру сварного шва за очагомсварки, о т л и ч а ю щи й с ятем, что, с целью повышения точности регулирования, измеряют температуру З 5 сварного шва в двух различных точках, измеряют также скорость движения трубы между этими точками, а мочность источника нагрева изменяют в зависимости от отклонения от заданногозначения величины б , определяемойиз соотношения тт вТЬ -Ьт-т)2 1 й 1где Т - температура сварного шва вточке, находящейся на расстоянии 5-5 от очагасварки;Т - температура сварного шва вточке, находящейся на расстоянии 5 от очага сварки,измеренная через промежутоквремени Ь после измерениятемпературы Т,М - скорость движения трубымежду точками, где производят измерение температуры.2, Устройство для осуществленияспособа автоматического регулирования по п.1, содержащее Фотопирометрический датчик в последовательносоединенные задатчик, элемент сравнения, усилительно-преобразующийэлемент, источник нагрева и нагревательный элемент, о т л и ч а ющ е е с я тем, что "оно содержитвторой Фотопирометрический датчик,датчик скорости движения свариваемого изделия и изделия,и вычислительный блок, выходы Фотопирометрическихдатчиков и датчика скорости движениясоединены со входами вычислительногоблока, а выход вычислительного блокасо входом элемента сравнения.Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Аэторское свидетельство СССРР 200060, кл. В 23 К 13/02, 1966,2. Авторское свидетельство СССР9560716, кл. В 23 К 13/00, 1975812472 Составитель Э.ВетроваРедактор Н.Ромжа Техред Н.граб Коррек Бабинец Закаэ 63 сн"Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ли ал 14ВНИИПпо д35, М Тираж 1148 осударственного коми ам иэобретений и отк ва, Н, Раушская н Подета СССРытийб., д. 4/