Способ управления процессом контактной сварки и устройство для его осуществления

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик 11965669(51) М, Кл." В 23 К 11/24 Гесударственай камитет СССР Опубликовано 15.10.82. Бюллетень 38Дата опубликования описания 25.10.ф 2(53) УДК 621.791. .763.037 (088.8) по делан изобретений и аткрмтий(72) Авторы изобретения урский политехнический институт(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ КОНТАКТНОЙСВАРКИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Изобретение относится к электросварочной технике, в частности к области контактной сварки, предназначено для контроля и управления процессом контактной сварки и может быть использовано при сварке малогабаритных деталей с открытой зоной соединения в изделиях приборостроительной и электронной промышленности.Известен способ контроля качества соединения в процессе сварки по изменению давления, при котором измеряют величину отклонения сварочного давления относительно начального значения усилия сжатия, сравнивают полученный сигнал с эталонным и по сигналу рассогласования судят о качестве .сварного соединения.Способ осуществляется устройством для контроля качества соединения в процессе контактной сварки, содержащим силоизмерительный датчик, измерительный усилитель с управляемым коэффициентом передачи, схему сравнения, источник опорного напряжения, электронный ключ, интегрирующий усилитель, блок управления и блок индикации 1.Недостаток данного способа контроля по изменению давления заключается в том, что он является пассивным, так как не улучшает качество сварки, а лишь констатирует результат процесса сварки. Эффективность такого контроля низкая, Кроме того, пассивный контроль по степени снижения давления ограничивает технологические возможности способа сварки из-за повышенной вероятности выплесков и нарушений устойчивости протекания процесса при сварке с расплавлением, когда давление в контакте падает практически до нуля. Наиболее близким к изобретению является способ управления процессом контактной сварки, при котором измеряют.один из параметров процесса сварки, сравнивают полученный сигнал с эталонным и по сигналу рассогласования регулируют режим сварки, а также устройство, содержащее датчик давления, измерительный и интегрирующий усилители, источник опорных сигналов, электронный ключ, схему сравнения, блок управления и исполнительный орган 2).Недостатком известного способа и устройства является низкое качество сварного соединения.Напряжение, соответствующее величине Рно,ч сВыхода .источника опорного напряжения 6 поступает через ключ 7 на вход интегросумматора 8, который выполняет роль задатчика эталонной скорости снижения давления в контакте деталей. Это же напряжение одновременно подается на вход схемы сравнения 3, второй вход которой подключен к выходу усилителя 2, При равенстве этих сигналов срабатывает схема 3 и сигнал разбаланса с выхода схемы сравнения 3 через ключ 4 подается на вход интегратора 5, управляющего коэффициентом передачи измерительного усилителя, что обеспечивает нормированный по амплитуде выходной сигнал усилителя 2 независимо от величины начального статического давления Рц,На выходе интегросумматора 8 устанавливается напряжение пропорциональное поданному на его вход опорному сигналу с источника опорного напряжения 6. Заканчивается стадия подготовки к измерению скорости снижения давления.Одновременно с включением сварочного тока 1 от сварочной машины подаются импульсы синхронизациИ, закрывающие ключи 4 и 7.По мере нагрева деталей под, действием сварочного тока предел текучести свари- ваемого материала уменьшается и действительное давление Р в контакте деталей начинает снижаться (кривая 2, фиг. 2). В соответствии с этим уменьшается напряжение 1.1 в, с выхода усилителя 2 и при достижении величины Цр, верхнего порогавсрабатывания устройства 11, заданного как начало измерения скорости снижения давления, пороговое устройство срабатывает и открывает ключ 10. Интегратор 5 переходит в режим хранения уровня сигнала, предшествующего сварке, чем обеспечивается постоянство коэффициента передачи измерительного усилителя 2.При открытом ключе 10 на вход интегросумматора 8 от источника опорного напряжения 9 подается напряжение обратной полярности относительно напряжения, подаваемого 1 до сварки. Вследствие этого напряжение на выходе интегросумматора Бщ 1 начинает снижаться со скоростью, превы-шающей скорость снижения давления и соответствующего ему напряжения на выходе усилителя 11 щц, Как только напряжение// с усилителя достигает величины 1.),рнижнего порога срабатывания устройства 11, заданного как окончание измерения скорости снижения давления, ключ 10 сигналом с выхода порогового устройства 11 закрывается и на выходе интегросумматора 8 устанавливается напряжение 1.1 йор, пропорциональное отрезку времени М 2Так как начальное напряжение на выходе интегросумматора 8, усилителя 2 и порог срабатывания порогового устройства 11 постоянны, то установившееся напряже 965669Цель изобретения - улучшение качества сварного соединения.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу управления процессом контактной сварки, при котором измеряют один из параметров процесса сварки, сравни 5 вают полученный сигнал с эталонным и по сигналу рассогласования регулируют режим сварки, в качестве измеряемого параметра процесса сварки используют изменение скорости снижения давления электрода на соединяемые детали. В устройство для управления процессом контактной сварки, содержащее датчик давления, измерительный и интегрирующий усилители, источник опорных сигналов, электронный ключ, схему сравнения, блок управления и исполнительный орган, дополнительно введены два электронных ключа, источник опорного сигнала, интегросумматор и схема сравнения, при этом вход интегросумматора через соответствующие ключи соединен с выходом источников опорного сигнала, а выход его 20 подключен к одному из входов дополнительно введенной схемы сравнения, второй вход которой соединен с выходом измерительного усилителя, а выход ее соединен через блок управления,с исполнительным органом.На фиг. 1 схематически изображено уст 25 ройство, реализующее способ; на фиг. 2 - диаграммы, поясняющие сущность способа активного контроля качества сварных соединений.Устройство состоит из последовательно соединенных силоизмерительного датчика 1, измерительного усилителя 2, схемы сравнения 3, электронного ключа 4, интегратора 5, выход которого подключен к управляющему входу усилителя. Напряжение с выхода источника опорного напряжения 6 подано на 35 второй вход схемы сравнения 3 и на вход электронного ключа 7, выход которого соединен с соответствующим входом интегросумматора 8, а управление осуществляется от сварочной машины. Эталонное напряжение с источника опорного напряжения 9 через электронный ключ 10 подано на второй вход интегросумматора 8. Управление ключом 10 осуществляется от порогового устройства 11, вход которого соединен с одним из входов схемы сравнения 12, на 45 второй вход которой подан сигнал с выхода измерительного усилителя 2; напряжение разбаланса с выхода схемы сравнения 12 через блок управления 13 поступает.на исполнительный орган 14.Реализация способа с помощью данного устройства осуществляется следующим образом.В начале процесса сварки к свариваемым деталям прикладывают усилие сжатия Р (фиг. 2). Сигнал с датчика 1, пропорцйо- нальный этому усилию, поступает на вход измерительного усилителя 2, при этом ключи 4 и 7 находятся в открытом состоянии (фиг. 1).965669 формула изобретения йиецнизоцоя юл оа,Ам Ю и нЬ с а нв няшины ние 1.1" р на выходе интегросумматора прямопройорционально скорости снижения давления в контакте свариваемых деталей (фиг. 2),При достижении напряжением на выходе усилителя 2 величины уровня сигнала на выходе интегросумматора 8 схема сравнения 12 срабатывает и запускает блок управления 13, который в момент времени 12 включает исполнительный орган 14.Если воздействие возмущающих факторов на процесс сварки приводит к повышению интенсивности нагрева, и, как следствие, к увеличению скорости снижения давления в контакте свариваемых деталей (кривая 1, фиг. 2), момент включения исполнительного органа автоматически смещается влево, так как срабатывание схемы сравнения 12 происходит при большем значении порогового напряжения 1.1 в момент времени 1 .Время 1и 1 подачи управляющего импульса в исполнительный орган выбирается в предварительных экспериментах таким, чтобы, учитывая инерционность г включения регулирующего воздействия, гарантировать повышение давления после достижения им минимально допустимой вееличины Р,д, соответствующей нагреву металла в зоне сварки до сварочной теемпературы. Постоянная временизапаздывания регулирующего воздействия зависит от его формы и типа исполнительного органа, выбор которых определяется типом сварного соединения и требованиями к соединению по прочности, геометрическим размерам, внешнему виду и т. д.Так, например, при стыковой и Т-образной сварке разнородных активных и жаропрочных материалов эффективным является приложение дополнительного усилия осадки от управляемого электросилового привода. Это не только предотвращает выплеск, но и способствует удалению окислов из стыка, протеканию необходимых деформационных процессов в контакте деталей при формировании соединения. При сварке перекрывающихся проводников, а также проволоки с плоской деталью внахлест эффективным регулирующим воздействием является выключение сварочного тока, что предотвращает выплеск и чрезмерную деформацию проволоки в месте сварки.Таким образом, данный способ улучшает качество сварки и расширяет технологические возможности. 101. Способ управления процессом контактной сварки, при котором измеряют один изпараметров процесса сварки, сравниваютполученный сигнал с эталонным и по сигна 15 лу рассогласования регулируют режим сварки, отличающийся тем,что, с целью улучшения качества сварного соединения, в качестве измеряемого параметра процессасварки используют изменение скорости снижения давления электрода на соединяемые20 детали.2. Устройство для управления процессомконтактной сварки, содержащее датчик давления, измерительный и интегрирующий усилители, источник опорных сигналов, элек. тронный ключ, схему сравнения, блок уп-равления и исполнительный орган, отличающееся тем, что в устройство дополнительновведены два электронных ключа, источникопорного сигнала, интегросумматор и схемасравнения, при этом вход интегросумматора30 через соответствующие ключи соединен свыходом источников опорного сигнала, а выход его подключен к одному из входов дополнительно введенной схемы сравнения,второй вход которой соединен с выходомизмерительного усилителя, а выход ее соеЗ 5 динен через блок управления с исполнительным органом.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМо 616088, кл, В 23 К 11/24, 11.05.76.40 2. Авторское свидетельство СССРМо 671955, кл. В 23 К 11/24, 11.02,76 (прототип).ИПИ Государ по дела м изоМосква, Ж ППП Патент 113 лиал1ь.глир.ВИпар,В Редактор Г. ГерберЗа каз 7184/15ВН витель В. КатинИ. Верес Корректор А. Ферен153 Подписноенного комитета СССРений и открытийРаушская наб., д. 4/5Ужгород, ул. Проектная, 4 Соста Техред Тираж стве брет- 35