Способ слежения за стыком при дуговой сварке

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН А 4 у В 0 САН В ТОРСИ ВИДЕ ТЕЛ г(56) Патент ФРГ В 2715644,кл. В 23 К 9/12, 1978.Авторское свидетельство СССРпо заявке Ф/25-27,кл. В 23 К 9/10, 1981. ЯО 115274 РЕТЕНИЯТВУ(54)(57) СПОСОБ СЛЕВЗНИЯ ЗА СПФКОМПРИ ДУГОВОЙ СВАРКЕ, при котором измеряют параметр сварочной цепи, сранивают его с заданным значением ипо результату сравнения производятрегулирование, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышениякачества сварного соединения, измерение параметра сварочной цепи осуществляют на фиксированном участкевылета сварочного электрода.743 3 ду 1 сварочного тока, который при уменьшении расстояния Н увеличивается, обуславливая более быстрый рост температуры в случае смещения электрода 1 относительно линии 2 стыка.Следовательно, падение напряжения Пбудет больше, чем У соответствующее неотклоненному положению электрода 1. Разность дало = По --Ппропорциональна изменению расстояния ЬН = Н - Н. Следовательно, по указанной разности, особенно при наличии разделки стыка свариваемых кромок деталей 3 и 4, можно определить величину смещения йэлектрода 1 относительно линии 2стыка.За счет изменения температурынагрева измеряемого участка 1 вылета электрода 1 в предлагаемом способе получают более высокую точность определения величины смещения й, чем по величине изменениясварочного тока, измеряемого, например, на последовательно включенном в сварочную цепь измерительномшунте. В то же время достигаетсярасширение области применения, таккак результат измерения не зависитот характера массопереноса. В предлагаемом способе слежения эа стыкомпри дуговой сварке направление перемещения выбирают методом проб иошибок с использованием сигналарассогласования между величиной уставки и измеряемым сигналом. Приэтом поочередно изменяют направления отработки коррекции до тех пор,пока не исчезает причина, вызвавшаясигнал рассогласования,Наконечник 5 сварочной горелки(фиг. 2) оборудован токоподводом 6и подпружиненным контактом 7, электрически изолированным от наконечника посредством изолятора 8. Входыблока 9 измерения напряжения соединены с токоподводом 6 и контактом 7,а его выход через блок 10 сравненияподключен к приводу 11 коррекции.Второй вход блока 10 сравнения соединен с выходом блока 12 заданияуставки.Блок 10 сравнения (фиг. 3) состо-ит из схемы 13 сравнения, входы которой являются входами блока 10 сравнения, а выход подключен к входуфильтра 14 низкой частоты. Фильтр 14через инвертор 15 подсоединен к пер 4 1152Изобретение относится к автоматизации сварочных процессов и можетбыть использовано для автоматическогоперемещения сварочной горелки относительно поверхности изделия с помощью,например промышленного робота, сварочного трактора и т.п.Цель изобретения - повышение качества сварного соединения.Поставленная цель достигается тем, 1 Очто согласно способу слежения за стыком при дуговой сварке, при которомизмеряют параметр сварочной цепи,сравнивают его с заданным значением,и по результату сравнения производятрегулирование, измерение параметрасварочной цепи осуществляют на фиксированном участке вылета сварочногоэлектрода.На фиг. 1 представлена схема,иллюстрирующая сущность предлагаемогоспособа слежения за стыком при дуговой сварке; на фиг. 2 - устройство,реализующее предлагаемый способ,на фиг. 3 - блок сравнения,Согласно предлагаемому способуположение сварочной горелки относительно линии стыка определяют но расстоянью от сварочной горелки до поверхности изделия известного профиля,причем о величине указанного расстояния судят по результатам измеренийпараметров сварочной цепи. При этомизмерение параметров сварочной цепи,например, падение напряжения иливеличину тока, осуществляют на участ-ке вылета электрода фиксированнойвеличины.Плавящийся электрод 1 (фиг.1 ) перемещается вдоль линии 2 стыка свариваемых деталей 3 и 4. При совмещении 40оси АА электрода 1 с линией 2 стыкафиг, 1 а) расстояние от наконечника 5сварочной горелки до поверхности иэделия (до линии 2 стыка) составляетНо,. При смещении оси АА электрода 1 фотносительно линии 2 стыка (нафиг. 16 - влево на величину Ь ) указанное расстояние уменьшается довеличины Н,Измерение параметра сварочной цепи - в данном случае падения напряжения П - производится на участке о вылета электрода 1, на которомтемпература нагрева вылета изменяется от значения Т до значения Т . ЫРаспределение температуры Т ( бвдоль измеряемого участказависитот величины протекаюшего по электро3 11527 вому входу, а непосредственно - к второму входу коммутатора 16 и через интегратор 17 - к первому входу порогового устройства 18. Второй вход порогового устройства 18 подсоединен к источнику опорного напряжения Но, Выход порогового устройства 18 через счетный триггер (Т-триггер) 19 подключен к третьему входу коммутатора 16, выход которого является выходом блока 10 сравнения.Устройство работает следующим образом.При перемещении сварочного электрода 1 вдоль линии 2 стыка свариваемых деталей 3 и 4 посредством блока 9 измерения напряжения определяют падение напряжения между токоподводом 6 и подпружиненным контактом , которое поступает на первый вход блока 10 сравнения, где сравнивается с заданным напряжением, поступающим на второй вход блока 10 сравнения с выхода блока 12 задания уставки.Схема 13 сравнения вырабатывает сигнал рассогласования, который интегрируется Фильтром 14, так как требуется отстройка от флуктуаций сигнала блока 9. Сигнал с фильтра 14 подается на один иэ информационных входов коммутатора 16, .а сигнал той же абсолютной величины, но противоположной полярности подается на другой информационный вход комчутатора 16 через инвертор 15. Третий вход коммутатора 16 является адресным входом. Интегратор 17 введен для увеличения быстродействия системы, Пороговое устройство 18 имеет два выходных 40 уровня состояния: низкий уровень (логический "0"), когда сигнал с интегратора 17 меньше по абсолютной величине уровня сигнала источника опорного напряжения, и высокий уро- ф 5 вень (логическая "1") при противоположной ситуации. Возникающий перепад уровней сигналов воздействует на вход счетного триггера 19.Прохождение сигналов через коммутатор 16 возможно только по одному из каналов. Каналы переключают по адресному (третьему) входу коммутатора 16. В случаеработы привода 11 коррекции в ошибочном направлении 55 сигнал на выходе Фильтра 14 растет по линейному закону в зависимости от величины ошибки позиционирования,43 4Этот сигнал или его зеркальное отображение с инвертора 15 является входным для.привода 11 коррекции. Сигнал на выходе интегратора 17 имеет повышенную крутизну нарастания, зависящую как от времени, так и от скорости. изменения сигнала на выходе Фильтра 14. Таким путем достигается уменьшение времени реакции на ложное направление коррекции. При достижении сигналом на выходе интегратора 17 уровня источника опорного напряжения" на выходе порогового устройства 18 возникает "единичный" перепад напряжения, заставляющий счетный триггер 19 изменить свое состояние, что обуславливает выбор коммутатором 16 другого информационного канала. Тем самым реверсируется привод 11 коррекции и перемещение электрода 1 в направлении уменьшения его отклонения от середины стыка. При этом сигнал на выходе Фильтра 14 и выходе инвертора 15 уменьшается, счетный триггер 19 не переключается, коммутатор 16 сохраняет найденное направление коррекции. При изменении направления стыка цикл повторяется.При смещении электрода 1 с линии стыка 2 падение напряжения межцу токоподводом 6 и контактом 7 увеличивается, что приводит к появлению на выходе блока 10 сравнения корректирующего сигнала, Этот сигнал поступает на вход привода 11 коррекции, который возвращает электрод 1 в требуемое положение. Технологические испытания предлагаемого способа производились при наплавке плавящимся электродом марки СВ-. 08 Г 2 С в среде СО валика на образцы из малоуглеродистой стали, Источник сварочного тока - ВДУ. Режимы сварки (напряжение Б источника питания и скорость подачи Ч электрода) и результаты экспериментальных исследований для различных диаметров электрода Й , зависимостей сварочного тока 1 и падения напряжения У измеренного на участке вылета длиной. 10 мм, от расстояния Н между наконечником сварочной горелки и поверхностью изделия, сведены в таблице.Кроме абсолютных значений измеренных параметров сварочной цепи приведены относительные значения их1152743 в широком диапазоне сварочных режимов, например, при сварке конструкций с помощью промышленных роботов.Техническая эФфективность от использования предлагаемого способа заключается в расширении круга изделий, свариваемых на автоматизированных установках, за счет возможности слежения за стыком в широком диапазоне режимов в повышении качества сварных соединений, улучшений сорт- ности и изменении сортамента металлоконструкций. Экономическая эффективность от использования предлагаемого способа заключается в снижении затрат насборочно-сварочные операции за счет возможности автоматизации прн наличии погрешностей сборки и установки под сварку. ЬН, 1, й 1,7 А 7 Ч м/ч 200 1,2 24 300 5,9 15,3 27,5 191 4,5 23 6 97 7 173 13 5 10,4 25,8 207,6 3,8 16,4 4,8 1,4 24, 7 210 1 ь 9 15,7 12 19 бв 8 1 ьб 11,8 24,6 75,8 180,2 9,9 15,62,5 201,9 1,6 25 160 200 21,5 34,4 192,5 3,837,5 134 170,2 14,8 4,1 16,4 изменения по сравнению со значениями, соответствующими оптимальномувылету, равному 10-ти диаметрамэлектрода.Из данных таблицы видно, что падение напряжения на участке выпетаэлектрода Фиксированной величиныявляется более информативным параметром, чем сварочный ток, Кроме того,технологические испытания выявили бо лее широкую область применения предлагаемогоспособа, поскольку режимсварки не влияет на процесс измерения падения напряжения на участкевылета электрода фиксированной величины,Предлагаемый способ целесообразноиспользовать в автоматизированных установках для дуговой сварки в случаях, требующих повышенной точности 2 цсовмещения электрода с линией стыка 0,592 О, 557 О, 495 О, 433 0,413 0,405 0,364 0,297 0,293 0,281 0,245Ъ,1152743 Чайковский няк Корре оставитеехред Л р С,Шекмар Редактор И,Касарда Тираж 1086осударствениого комитета СССРам изобретений и открытийМосква Ж, Раушская наб.,Подпи о д 4 1303 Патент", г.У иал ППП Заказ 2392/ВНИИПИ од, ул.Проектная, 4