Способ контроля качества точечной сварки и устройство для его осуществления

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 и 988492 Сфвз Советски кСфциалистичесиикРеспублик(5 Й) СПОСОБ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ТОЧЕЧНОЙ СВАРКИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЦЕСТВЛЕНИЯ 1 Изобретение относится к производ. ству сварных конструкций, в частности к способам контроля качества точечной сварки и устройствам для их реализации. 5Известны способы и устройства контроля качества точечной сварки в процессе сварочного цикла, критерием качества сварного соединения которых является достижение температуры сварной зоны заданной величины. Температуру сварной зоны измеряют в процессе пропускания сварочного .тока путем измерения термо-ЭДС с помощью термопары, введенную в центральную часть15 одного из электродов через отвер стие в нем 1).Недостатком этого способа и устройства для контроля качества сварки является то, что измерение термо-ЭДС происходит в процессе прохождения сварочного тока, который создает большое магнитное поле, искажающее истинное значение термо-ЭДС имеющуюмалую величину. Помимо этого сварочный ток на омическом сопротивленииучастка от контакта провода внешнейэлектрической цепи с электродом доконтакта электрода с проводником,запрессованным в электрод, создаетпадение напряжения, которое.по величине больше термо-ЭДС, т.е. измерение термо-ЭДС во время прохождения .сварочного тока происходит при нали- .чии большого уровня помех, При изменении диаметра контактной поверхностиэлектродов, при шунтировании сварочного тока, диаметр образовавшегосялитого ядра может быть разным, хотяи достигает заданной температуры взоне сварки, контроль качества сварки по одному значению температуры непозволяет оценить диаметр литого яд"ра, что снижает точность и надежностьконтроля, Кроме того, тепловая инерционность термопары в известных уст"ройствах контроля сказывается на точ 988 Й 92ность измерений при малом временисварки и измерении,И э вестно устрой ст во для контроля4 Вкачества точечной сварки, в которомиспользуется безинерционная термопара, в качестве которой применяетсяэлектрод и сваривавмое изделие2 1.Данное устройство контроля хотяи позволяет производить измерениетермо-ЭДС в малые промежутки времени, однако процесс измерения термоЭДС идет при наличии большого уровня помех, в виду прохождения сварочного тока в момент контроля, Устройство так же не позволяет вести 1контроль диаметра литого ядра, всеэто снижает точность и надежностьконтроля.Известен также способ контроляточечной сварки в процессе сварочного цикла при котором регистрируюттемпературу сварной точки путем изме"рения термо-ЭДС после прохождениясварочного импульса и производят измерение температуры в паузах между 25импульсами сварочного тока, подаваемого с повышенной частотой, путемизмерения величины термо-ЭДС в контакте свариваемых деталей из разнородных материалов или в контакте элек трод-деталь при сварке однородных материалов и по температуре в точке контакта судят о качестве сварного соединения 3,Существенным недостатком этогоспособа является низкая надежностьконтроля, присущая всем способам,оценивающим качество сварного соеди. -нения только по одному значению температуры в сварной зоне. Достижениезаданной температуры в зоне сваркилишь гарантирует образование литогоядра, но получение нужного диаметралитого ядра не гарантирует,Известно устройство для осущест 4 вления контроля качества точечной сварки, содержащее безинерционную термопару, образованную, например парой электрод - деталь, соединенную через ключ с усилителем постоянного тока, установленный на одном из электродов чувствительный элемент и регули рующ ие и рибо ры3 .Однако данное устройство предус- . матривает использование сварочного тока повышенной частоты и не может применять ток промышленной частоты, так как электрические переходные процессы в цепи сварочного тока в паузах между импульсами искажают истинное значение термо"ЭДС, т.е, чемвыше частота импульсов тока, темменьшей точностью измеряется величина термо-ЭДС.Целью изобретения является повышение точности и надежности контроляточечной сварки в процессе сварочного цикла,Указанная цель достигается тем,что согласно способу контроля качества точечной сварки в процессесварочного цикла, при котором регистрируют температуру сварной точкипутем измерения термо-ЭДС после прохождения сварочного импульса, регистрируют значение температуры сварнойточки в момент выключения сварочногоимпульса и дополнительно регистрируют значение температуры через фиксируемый промежуток времени до разжа"тия электродов, а о качестве сваркисудят по температуре, измеренной вмомент окончания сварочного импульсаи величине ее спада за фиксируемыйпромежуток времени,Устройство для осуществления способа контроля качества точечной свар"ки, содержащим безинерционную термопару, образованную например, парой электрод-деталь, соединенную через ключ с усилителем постоянноготока, установленный на одном из электродов чувствительный элемент и регистрирующие приборы, снабжено двумя дополнительными ключами, программным блоком и запоминающими устройствами, входы которых соединены свыходами дополнительных ключей авыходы - с регистрирующими приборами, при этом входы дополнительныхключей связаны соответственно с выходами усилителя постоянного тока ивыходами программного блока, входкоторого подключен к выходу чувствительного элемента.1На чертеже изображена блок-схема устройства,Устройство содержит сварочныеэлектроды 1, один иэ которых вместесо свариваемой деталью 2 образуетс помощью головки 3 и держателятермопару, которая через ключ 5 под"ключена ко входу усилителя постоянного тока 6, На одном из электродов 1 установлен чувствительный элементфиксирующий наличие свароч988492 15 формула изобретения ного тока в момент сварки, выход которого соединен со входом программного блока 8, Устройство содержит так же регистрирующие приборы 9 и 10, дополнительные ключи 11 и 125 и запоминающие устройства 13 и 14, входы которых подключены к выходам дополнительных ключей 11 .и 12, а выходы - к регистрирующим приборам 9 и и 10, причем входы дополнительных 10 ключей подключены соответственно к выходам программного блока 8. Способ осуществляется следующим образом.В исходном состоянии схемы устройства ключ 5 разомкнут, ключи 11 и 12 включены, стрелки приборов 9 и 10 стоят на нуле. В процессе свар" ки с началом пропускания сварочного тока через электроды 1 чувствительный элемент 7 взводит программный блок 8, а по окончании,сварочного импульса переходных электрических процессов в сварочной цепи чувствительный элемент запускает про" граммный блок 8, который включает ключ 5 и термо-ЗДС, возникшая в контакте электрод-деталь, через ключ 5 подается на усилитель постоянного тока 6, где усиливается и подается через ключи 11 и 12 на идентичные запоминающие устройства 13 и 14, которые отслеживают текущие значения усиленной термо-ЭДС, Через время Ай35 равное времени выборки запоминаю" щего устройства 13, программный блок 8 закрывает ключ 11 и на выходе запоминающего устройства 13 установится потенциал, пропорциональный велико чине термо-ЭДС в момент окончания сварочного импульса после прекращения переходных процессов, Запоминающее устройство 14 продолжает отслеживать изменение термо-ЭДС при осты 45 вании эоны сварки до Фиксированного момента времени й,1 в которой программный блок 8 закрывает ключ 12 и на выходе запоминающего устройства 14 устанавливается постоянный потенциац пропорциональный величине тер 50 мо"ЭДС в момент времени с, Регист 1рирующий прибор 9 измеряет потенциал на выходе запоминающего устройства 13 т.е. его показания пропорциональны максимальной температуре зоны сварки в момент отключения сварочного тока, а регистрирующий прибор 10 измеряет разность потенциалов на выхо" дах запоминающих устройств 13 и 19т,е, его показания пропорциональныспаду температуры в зоне сварки зафиксированное время , Процесс измерения происходит в промежутке времени с момента окончания сварочноготока до момента разжатия электродов 1.После считывания показаний с регистрирующих приборов 9 и 10 программный блок 8 автоматически вернетсхему в исходное состояние.Устройство градируют следующим образом.Первоначально градируется канал,измеряющий температуру зоны сварки в момент выключения сварочного им"пульса. Экспериментально определяется интервал температур, при котором можно гарантировать образование литого ядра. Нижняя граница этого интервала характерна температурезоны сварки, когда имеет место не"провар. Верхняяграница интервала характерна температуре зоны сварки,когда она перегрета, т,е. существуетлибо наружный выплеск, либо чрезмерная вмятина. Затем градируетсяканал, измеряющий спад температурыв процессе остывания за фиксированный промежуток времени, Экспериментально устанавливается зависимостьмежду диаметром литой зоны и величиной спада температуры в зоне сварки.Для этого производят несколько контрольных. сварок, при этом замеряютспад температуры за фиксированныйпромежуток времени для каждой сварнойточки и по этим результатам строится зависимость диаметра литой зоныот спада температуры в зоне сваркипри ее остывании за фиксированноевремя,Контроль качества точечной сваркив процессе сварочного цикла производится как по максимальной температуресварной точки так и по диаметру еелитого ядра определяемому по спадутемпературы в сварной точке за фиксированное время по мере ее остывания,причем контроль ведется в промежуткевремени между окончанием сварочногоимпульса и моментом разжатия электродов, т,е, при минимальном уровне помех, чтозначительно повышает точность и надежность контроля,1 Способ контроля качества точечной сварки в процессе свароцного98849 ираж 1104 исно ул, Проектная, 4 о цикла, при котором регистрируют температуру сварной точки путем измеренищ термо-ЭДС после прохождения сварочНого импульса, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и надежности контроля, регистрируют значение температуры сварной точки в момент выключе . нищ сварочного импульса и дополнительно регистрируют значение темпе- О ратуры через фиксируемый промежуток времени до момента разжатищ электродов, а о качестве сварки судят по температуре, измеренное в момент окончания сварочного импульса и ве личине ее спада за фиксируемый промежуток времени.2, Устройство для осуществления способа контроля качества точечной сварки, содержащее беинерционную тер- зв мопару, образованную, например, парой электрод-деталь, соединенную через ключ с усилителем постоянного тока, установленный на одном из элекНИИПИ Заказ 10957/ филиал ППП "Патент",2 8тродов чувствительный элемент и регистрирующие приборы, о т л ич а ю щ е е с щ тем, что устройствоснабжено дополнительными ключами,программным блоком и запоминающимиустройствами, входы которых соединены с выходами дополнительных ключей, а выходы - с регистрирующимиприборами, при этом входы дополнительных ключей связаны соответственно с выходом усилителя постоянноготока и выходами программного блока,вход которого подключен к выходу чувствительного элемента Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРИ 68525, кл. В 23 К 11/24) 1946.2. Авторское свидетельство СССРЙ 79640, кл, В 23 К 11/10, 1948.3. Авторское свидетельство СССРйф 336120, кл. В 23 К 11/10, 1971