Комбинированный электромагнитный датчик положения стыка при дуговой электросварке

О П И С А Н И Е ( )941059ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик. свид 000272/25 51) И.Кл.з В 23 К 9/1 О аявки -с присоединени сударственныи комитет СССР(088.8) 3) Опубликовано 07,07,82. Бюллет 45) Дата опубликования описания 0 72) Авторы изобретения Л, Г. Чацкис, Н, Н. Сакало, В. А. Тимченко,Е. ф. Маличенко, В. А. Жуков, А, М, Билык,В. А. Курасов и А. С, Лихошва 1;Красного ЗнамениО, Патона удового иим. Е(54) КОМБИНИРОВАННЫЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ДАТЧИК ПОЛОЖЕНИЯ СТЫКА ПРИ ДУГОВОЙ ЭЛЕКТРОСВАРКЕ) Заявитель Ордена Ленина и ордена Институт электросвИзобретение относится к области сварочного производства и может быть использовано в устройствах автоматического управления положением инструмента при сварке прямошовных и спиральношовных 5 труб, полотнищ и других аналогичных изделий из ферромагнитных металлов,Известен комбинированный электромагнитный датчик положения стыка 111. Этот датчик содержит питающую и изме- О рительные катушки, намотанные на разные изоляционные каркасы, установленные на общем изоляционном основании, в котором введена дополнительная подвижная измерительная катушка, при этом питающая катушка и дополнительная подвижная измерительная катушка расположены в параллельных плоскостях со смещением торцовых поверхностей одной катушки относительно другой, а измеритель ная катушка расположена внутри питающей катушки и в плоскости симметрии питающей и дополнительной измерительной катушек.Однако при установке такого датчика. 25 па сварочном аппарате оказывается, что обмотка измерительной катушки п электрод лежат в общей плоскости. При этом силовые линии магнитного поля сварочного тока пересекают плоскость этой изме- З 0 рительной катушки и наводят в ней паразитную ЭДС, что снижает надежность работы всего устройства. Недостатком этого. датчика является также необходимость проведения технологической операции по точному выставлению и закреплению. измерительных катушек датчика относительно питающей катушки.Известен также электромагнитныи дифференциальный датчик положения стыка 21, содержащий питающую и измерительную катушки, намотанные па разные изоляционные каркасы, установленные на общем изоляционном основании при этом питающая катушка расположена внутри по центру измерительной катушки, плоскости нал 1 о сок обеих катушек взаимно перпендикулярны, а боковая поверхность питающей катушки и торцовая поверхность измерительной катушки лежат в общей плоскости.Наводка от сварочного тока в этом датчике значительно ниже, поскольку, плоскость измерительной катушки перпендикулярна сварочному электроду и магнитные силовые линии вокруг тока сварки не пересекают витки измерительной катушки, а скользят по нпм.Недостаток этого датчика состоит, вопервых, в том, что он используется толькодля направления электрода по стыку и цс ыожст быть использован для обнаруже 11 ия начала и конца изделия ц для распознавания технологических прихваток, что снижает надежность работы устройства, и, во-вторых, в том, что использование катушек, намотанных ца разные изоляционные каркасы, вызывает необходимость проведения сложной технологической операции по точному выставлению и закреплецшо измерительной катушки датчика относительно пита 1 ощей катушки.Цель изобретения заключается в повышении надежности работы и увеличени 51 функциональных возможностей датчика за счет обнаружения границы свариваемого изделия и технологических прихваток,Поставленная цель достигается тем, что комбинированный электромагнит ый ,1 атчцк положения стыка при дуговой электросварке, содержащий питающу 1 о и измерительную обмотки, намотанные во взаимно-перпендикулярных плоскостях на изоляционном основании с питающей обмоткой, расположенной внутри по центру измерительной обмотки, снабжен двумя дополнительными измерительными обмотками, расположенными симметрично относительно питающей обмотки по обе стороны от цее в плоскости, параллельной измерительной обмотке, прц этом изоляционное основание выполнено в виде общего каркаса для питающей и измерительной обмоток,На фиг. 1 изображена конструкция предлагаемого датчика; на фиг. 2 показаны контуры расположения обмоток датчиа цад сварцваемым изделием, ток в контуре, изображающем питающую катушку, магнитное поле, образованное эти:,1 током, вихревые токи на поверхности стыкуемого изделия;1 магнитное поле, вызванное действием этик вихревых токов,Питающая обмотка 1 и измерительная обмотка 2 намотаны на каркас 3, выполненный из элс.;троизоляционцого материала. Плоскости обмоток 1 и 2 взаимно перпендикулярны, при этом измерительная обмотка 2 расположена симметрично относительно питающей обмотки 1. В каркасе 3 имеются пазы, в которые установлены дополнительные измерительные катушки 4, состоящие из обмоток 5, намотанных на каркасы б, которые также выполнены из электроизоляцпонного материала, При закреплении датчика на сварочном аппарате, плоскости измерительной обмотки 2 и дополнительных измерительных обмоток 5 параллельны поверхности изделия 7, а плоскость питающей обмотки 1 параллельна стыку 8.Питающая обмотка 1 электрически соединена с генератором синусоидального напряжения, измерительная обмотка 2 соединепа с блоком управления привода корректцрующсго персмещеццс электрода, Обмотки 5 дополнительных измерительных кату.шс 4 включены встречно и подключены кпороговым устройствам обнаружения ме 5 1 алла ц распознавания прцхватки,Прц отсутствии контролируемого металла ввиду симметричного расположенияизмерительной обмотки 2 относительно п 11- та 1 ощей оомотки 1 число магнитны.; сцло 10 вых линий 9, возбуждаемых током в пцтаю 1 цсй обмотке 1 и пересекающих витки:.зМср 1:тельной обмотки 2 сверху вниз, рав.цо числу линий, пересекающих обмотку 2снизу вверх. При этом в витках измеритель 15 1;ой обмотки 2 не наводится ЭДС. Эт 1. кемагнитные силовые . линии 9 не пересскшотвитки обмоток 5 дополнительнь 1 х цзмсрцгсльных катушек 4 ввиду симметричногорасположения питающей обмотки 1 отцос;12) тс:ьцо каж;1 ОЙ из ДополцГ сльн 11 х цзмсрп 1 сльцых катушек 4 и не наводят в шгх ЭЛС1 Зц "1 ЦЬПрц э 1 ом ц цоговос устройство обнаружения мс. 1 л; вырабать 1 васт сигнал об от 25 сутствиц кс 1.т 15 С ц 1 руемого изделия 11 од дат:1:ком и от 1:,.юч; сг цсць следящей системы.Когдаат ч ц к,"ста на вл;1 ва ют,1 а,1 изделием, на поверхцос 1 и изделия цод действием силовых линий 9 мапштцого пол, вы 30 зисаемого током и и .гаю 1 цей обмотке 1, наводятся вихревые токи 10. Вцхрсвыс токи10 образуют свое собственное магнит,1 оеиоле, показанное в виде силовых лцццй 11,которое пересекает витки цзмерцтсльць 1 х об.35 моток 2 и 5.При этом силовые линии 11 перссска:отобмотки 5 в противоположных направлениях, цо поскольку обмотки 5 соединенывстречно, результирующая ЭДС будет рав 40 на сумме ЭДС, наведенных в каждой издополнительных измерительных катушек 4,Порог срабатывания устройства обнаружения металла выставлен так, чтобы устройство выработало сигнал о наличии метал 45 ла и включило следующую систему. Приэтом осуществляется поиск стыка,В процессе поиска стыка магп 11 тиые сцловыс линии 11, вь 1 зываемые вихревымитоамц 10 на обеих стыкуемых частях изде 50 лця, пересекают витки измерительной катушки 2 в противоположных направления.;и наводят в ней ЭДС, величина и фаза которой определяют соответственно величинуи направленце смещения датчика со стыка.55 Эта ЭДС, вызванная смещением датчикасо стыка, образует сигнал рассогласования,который посредством регулятора и исполнительного устройства перемещает корректор сварочного аппарата в сторону умень 6 О шения сигнала рассогласования (выведениедатчика, а следовательно и электрода настык). Когда датчик установится симметрично относительно стыка 8, число магнитных силовых линий, пересекающих обмотку55 2 в двух противоположных направлениях,стаиет одинаковым и в витках обмотки 2 не индуктируется ЭДС.После этого включают сварку. В процессе сварки, при относительном смешении датчика со стыка в обмотке 2 наводится ЭДС рассогласования и производится обработка этого сигнала рассогласования аналогично, как и при поиске стыка,Силовые линии магнитного поля сварочного тока будут скользить вдоль витков измерительных обмоток 2 и 5, а не пересекать их, и следовательно, не будут наводить в них ЭДС,Если в процессе сварки технологическая прихватка поступает под датчик, то это приводит к уменьшению расстояния между датчиком и поверхностью изделия 7, Уменьшение расстояния вызывает усиление вихревых токов 10, а следовательно и интенсивности магнитных силовых линий 11, вызванных протекающими вихревыми токами, Порог срабатывания устройства обнаружения прихваток установлен так, чтобы при этом отключать следящую систему.Таким образом, по сравнению с известным, предлагаемый комбинированный электромагнитный датчик обладает более высокой надежностью работы и большими функциональными возможностями, позво. ляющими обнаруживать границу свариваемого изделия и технологические прихватки. Формула изобретения 1. Комбинированный электромагнитныйдатчик положения стыка прп дуговой 5 электросварке, содержащий питающую иизмерительную обмотки, намотанные во взаимно перпендикулярных плоскостях на изоляционном основании, причем питающая обмотка расположена внутри по цент 1 ф ру измерительной обмотки, о т л н ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения надежности работы и увеличения функциональных возможностей датчика за счет обнаружения границы свариваемого изделия и технологических прихваток, он снабжен двумя дополнительными измерительными обмотками, расположенными симметрично относительно питающей обмотки по обе стороны от нее в плоскости, параллельной 20 измерительной обмотке.2. Датчик по п. 1, отличающийсятем, что изоляционное основание выполнено в виде единого каркаса, на котором намотаны указанные обмотки.25Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе:1. Авторское свидетельство СССР позаявке2673650/27, кл. В 23 К 9/10, ЗО 18.10.78, по которой принято решение о выдаче авторского свидетельства.2, Авторское свидетельство СССР560711, кл. В 23 К 9/10, 07.03,75 (прототип).941059 Сосавптсль В. Покровскийдактор Н. Коляда Техред И Пенчко Корректор С. Фа Тип. Харьк. фил. пред. Патент Заказ 687/530 НПО Поиск Изд, К 177 Тираж 1151 дарственного комитета СССР по делам изоб 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5