Устройство для автоматического регулирования глубины проплавления

(51)4 В 23 К 9 1 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСМОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) Авторское свидетельство СССРВ 544526, кл. В 23 К 9/10, 1974.Авторское свидетельство СССРУ 471174, кл. В 23 К 9/10, 1972,Авторское свидетельство СССРУ 709294, кл. В 23 К 9/10, 1978.(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ГЛУБИНЫНРОПЛАВЛЕНИЯ при дуговой сваркенеплавящимся электродом, содержащеетраверсу, несущую сварочную горелку,соединенную с источником питаниядуги, и систему регулирования параметров режима сварки, состоящую иэблоков сравнения, входы которыхсвязаны с датчиком и с источниками 801181804 А опорного сигнала, а выходы связанысоответственно с входом исполнительного механизма перемещения траверсы и с входами регулятора технологических параметров, о .т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности регулирования глубины проплавления путем измерениятолщины слоя Жидкого металла, оноснабжено источником переменноготока и блоком выделения сигнала датчика, а датчик выполнен в виде установленного на траверсе электроконтактного датчика, измерительныйстержень которого подпружинен, установлен с возможностью возвратнопоступательного перемещения от привода и связан через нормально зам-кнутый контакт датчика с источникомпеременного тока, последовательнос которым включен блок выделениясигнала датчика, выход которогосоединен с входами блоков сравнения.51 О5 ЗО 5 О Изобретение относится к сварочной технике, а именно к устройствам измерения толщины слоя жидкого металла в сварочной ванне и регулирования глубины проплавления в процессе автоматической сварки неплавящимся электродом.Цель изобретения - повьш 1 ение точности регулирования глубины проплавления путем измерения толщины слоя жидкого металла.На фиг.1 изображена блок-схема устройства для автоматического регулирования глубины проплавления; на фиг.2 - структурная схема блока выделения сигнала датчика; на фиг,3 - эпюры напряжений на выходах элементов блока выделения сигнала датчика.Устройство для автоматического регулирования глубины проплавления (Фиг.1) содержит два блока 1 и 2 сравнения сигнала датчика и опорного сигнала, исполнительный механизмперемещения траверсы, регулятор 4 технологических параметров, источник 5 питания дуги, сварочную горелку 6, траверсу 7, источник 8 переменного тока, блок 9 выделения сигнала датчика, привод 10 электро- контактного датчика 11. Электро- контактный датчик 11 состоит из нормально замкнутого контакта 12, измерительного стержня (зонда) 13, подпружценного пружиной 14 (свар, ваемое изделие обозначено позицией 15). Сварочная горелка 6 и электро- контактный датчик 11 с приводом 10 установлены ца траверсе 7. Бло, 9 выделения сигнала датчика (фиг.2) содержит реактивную нагрузку, например катушки 16 индуктивности, детектор 17, два пороговых устройства 18 и 19 и два преобразователя интервала времени в напряжение 20 и 21.П - эппора напряжений на выходе16реактивной нагрузки 16; 01 - эпюра напряжений на выходе детектора 17, 01 - отпора напряжений на выходе второго порогового устройства 18 ф П - эпюра напряжений на выходе первого порогового устройства 19 ф Ь, - эпюра напряжений на выходе 2 ювторого преобразователя 20 интервала времени в напряжение Н - эпюф ь ра напряжений на выходе первого преобразователя 21 интервала времени в напряжение.Устройство работает следующим образом.Между горелкой 6 и свариваемым изделием 15 возбуждают дугу от источника 5 питания. Затем при образовании сварочной ванны с помощью привода 10 вводят в зону действия дуги электроконтактный датчик 11, При прохождении зондом датчика 11 зоны дуги и погружения его в сварочную ванну от источника 8 переменного тока проходит ток через последовательно соединенные блок 9 выделения сигнала датчика, нормально замкнутый контакт 12, измерительный стержень 13 и свариваемое изделие 15. Частота источника 8 переменного20 тока выбирается в несколько раз больше частоты флуктуаций тока сварочной дуги и частоты питания источника 5 сварочной дуги. В момент касания зондом 13 электроконтактцого датчика 11 поверхности расплавленного металла сварочной ванны в виду различной проводимости жидкого . металла и плазмы наблюдается резкий скачок тока. Далее при продвижении зонда 13 электроконтактного датчика 11 вглубь расплавленного металла происходит соприкосновение измерительного стержня с твердым нерасплавленным металлом и за счет упругости, созданной пружиной, нормально замкнутый контакт 12 размыкается, при этом разрывается цепь прохождения переменного тока от источника 8 и одновременно привод 10 возвращает электроконтактный датчик 11 в исходное положение, Процесс погружения электроконтактного датчика в сварочную ванну периодически повторяется с определенной частотой в зависимости от параметров режима сварки.Часть энергии сигнала, проходящего через электроконтактный да.тчик 11, выделяется в блоке 9 выделения сигнала датчика.Блок 9 выделения сигнала датчика работает следующим образом (см, Фиг.2 и 3).Сигнал электроконтактного датчика 11 проходит через первичную обмотку катушки 16 индуктивности. Часть энергии этого сигнала снимается с вторичной обмотки катушки 16 индуктивности (эпюра 0 16) и подаетсяВ = 77 12 в 30 3 1 на детекторное устройство 17. Продетектированный сигнал (эпюра 01 ) поступает на входы двух пороговых устройств 18 и 19. На выходе первого порогового устройства 19 формируется прямоугольный импульс постоянного напряжения (эпюра 0), длительность которого по времени Т 1 пропорциональна длине дуги, а на выходе второго порогового устройства 18 - прямоугольный импульс постоянного напряжения (эпюра 0 ), длительность которого по времени С, пропорциональна толщине слоя жидкого металла. Сигнал с выхода первого порогового устройства 19 (О ) подают на вход первого 21 преобразователя интервала времени в напряжение, а сигнал с выхода второго порогового устройства 18 - на вход второго 20 преобразователя интервала времени в напряжение.Преобразованный сигнал, пропорциональный напряжению, с выхода первого преобразователя интервала времени в напряжение (эпюра 0 ) поступает на вход первого блока 1 сравнения сигнала датчика 0 и опорного сигнала 0 О,(требуемое значение регулируемого параметра - длины дуги), а с выхода второго преобразователя 20 интервала времени в напряжение (эпюра 0 ) - на вход второго блока 2 сравнения сигнала датчика 02 и Опорного сигнала 0 Оп(требуемое значение регулируемого параметра - толщины слоя жидкого металла с/"ж)Сигнал рассогласования в первомблоке 1 сравнения между 0 и 00 п, появляющийся при изменении длины 181804 4дуги, пропорциональный регулирующему воздействию, подают на исполнительный механизм 3 перемещениятраверсы, с помощью которого перемещается траверса 7 до установлениятребуемой длины, т.е. компенсациирассогласования.Сигнал рассогласования во втором блоке 2 сравнения между 0 и 10 0 , появляющийся при измененйитолщины слоя жидкого металла с подают в блок 4 регулирования техйологических параметров, с помощьюкоторого регулируют, например, сва рочный ток, скорость подачи проволоки, скорость сварки.Весь процесс автоматическогорегулирования глубины проплавленияможно разделить во времени на следующие этапы (фиг.З); с - времяпрохождения электроконтактного датчика через дугу; С, - время погружения электроконтактного датчика вслой жидкого металла; С, - времярегулирования глубины проплавления.Абсолютное значение длины дуги 1и толщины слоя жидкого металла д",определяют по следующим зависимос"тям где Ч - скорость погружения электро- контактного датчика.Предлагаемое устройство позволяет повысить точность регулирования глубины проплавления по сравнению с известными устройствами, что в конечном итоге повысит качество сварных соединений, а также надежность и ресурс сварных конструкций.1181804 иту Составитель В. ВлТехред, О. Неце ектор Л. Бес едактор Л, Веселовска Тираж 1085 ВНИИПИ Государственного коми по делам изобретений и о 113035, Москва, Ж,.Рауаскаа