Способ формирования ширины шва и устройство для его осуществления

(54)11 ВА И УСТРОЙ РГ У 2533448,10, 1977.свидетельствоВ 23 К 9/10,ОРМИРОВАНИЯ ШИРИН СТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕ В 1 нь ко(71) Тульский ордена Трудовогного Знамени политехническийтут(57) 1. Способ формирования шири шва, при котором дуге сообщают лебательные перемещенияпоперек сты- ка, в процессе колебания измеряют сварочный ток, из которого выцеляют параметр, характеризующий амплитуду колебаний, сравнивают его с эталонным, результат сравнения используют для управления амплитудой поперечных колебаний дуги, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества сварных соединений путем равномерного заполнения стыка при сварке швов с переменной разделкой, в качестве параметра,характеризующего амплитуду колебаний, исполь.- зуют гармоническую составляющую тока на двойной частоте поперечных колебаний дуги. 2. Устройство формирования ширинышва, содержащее датчик величинысварочного тока, подключенный черезусилитель к входу частотного Фильтра,датчик положения дуги, привод подачисварочной горелки вдоль стыка, привод коррекции сварочной горелки поперек стыка, регулятор амплитуды колебания электрода, о т л и ч а ю щ е -е с я тем, что, с целью повышениякачества сварных соединений путем равномерного заполнения стыка прн сварке швов с переменной разделкой, онодополнительно содержит второй частотный Фильтр, выпрямитель, схему срав- Енения, сумматор, синхронный детектори сглаживающий Фильтр, причем первыйчастотный фильтр настроен на частоту ф"колебания дуги, второй частотныйФильтр - на двойную частоту колебания йдуги, выход первого частотного фильтра через синхронный детектор и сглаживающий Фильтр связан с приводомкоррекции сварочной горелки поперекстыка, выход датчика величины сварочного тока через второй частотныйфильтр, выпрямитель, схему сравнениясвязан с регулятором амплитуды колебания электрода и через сумматор попервому входу - с приводом подачисварочной горелки вдоль стыка,причем второй вход сумматора связан с задатчиком начальной скорос- фти привода подачи сварочной горелки вдоль стыка, а выход датчикаположения дуги - с управляющим входом синхронного детектора.187940 40 45 50 1 1Изобретение относится к автоматизации сварочных процессов, более точно к автоматическому направлению электрода по стыку с использованием дуги в качестве датчика положения горелки относительно стыка при электродуговой сварке угловых и разделанных швов с колебаниями электрода поперек стыка, и может найти применение в машиностроительной, судостроительной и других отраслях промишленкости,Целью изобретения является павышение качества сварного соеди- нения путем равномерного заполнения стыка при сварке швов с переменной ,разделкой. Поставленная цель достигается тем, что в качестве параметра, обеспечивающего регулирование амплитуды калебакия электрода, используется гармоническая составляющая сварочного тока на двойной частоте поперечных колебаний дуги. При этом ведение горелки по стыку производится сигналом гармонической составляющей сварочного тока на частоте поперечных колебаний дуги.На фиг. 1 даны графики гармонической составляющей тока на двойкой частоте сканирования дуги при различных углах разделки свариваемых кромок: а) когда угол разделки равен 90 , 6) когда угол раздело,кк больше 90; в 1 когда угол разделки меньше 90, где А - амплитуда сканирования дуги, А - скорректированная амплитуда сканирования дуги; 3 - текущее и 1, - амплитудное значение второй гармоники; на фиг. 2 - структурная схема формировакия ширины шва в зависимости от разделки кромок.Предлагаемый способ состоит в там, что при сварке с поперечным сканированием электрода из сварочного тока выделяют гармоническую составляющую на двойной частоте сканирования электрода, определяют ее амплитудное (илк действующее) значение, сравнивают его с заданным и по разности формируют сигнал управления амплитудой сканирования электрода. Одновременно изменяют скорость сварки таким образом, чтобы скорость перемещения конца электрода относительно поверхности сва 5 1 О 15 20 25 30 35 риваемых деталей оставалась постоянной.Устройство, реализующее данный способ (фиг, 2), содержит предварительный усилитель 1, вход которого подключен к шунту 2 в цепи сварочного тока, а выход через паласовой фильтр 3 - к сигнальному входу синхронного детектора 4, управляющий вход которого подсоединен к выходу датчика 5 положения дуги. Выход синхронного детектора 4 через сглаживающий фильтр 6 и усилитель 7 коррекции соединен с приводом 8 коррекции сварочной горелки поперек стыка. Указанные элементы составляют канал управления положением электросварочной горелки относительно середины стыка. Канал управления амплитудой сканирования дуги и скоростью сваркисодержит паласовой фильтр 9, настроенный на двойную частоту сканирования дуги, вход которого подключен к выходу предварительного усилителя, а выход - к выпрямителю 10.Выход выпрямителя 10 подсоединен к одному из входов схемы 11 сравнения,на второй вход которой подан опорный сигнал Б, выход схемы 11 сравнения через усилитель 12 амплитудыподключен к регулятору 13 амплитуды колебания электрода и к входу сумматора 14, выход которого соединен с приводом 15 подачи сварочной горелки вдоль стыка. Второй вход сумматора 14 соединен с задатчиком начальной скорости привода подачи сварочной горелки Бп,Устройство работает следующим образом.В случае, когда среднее положение колеблющейся дуги (электрода) смещено от середины стыка на величи.ну амплитуды колебания, прк движении электрода к кромке шва ток увеличивается, а при удалении от нее уменьшается, но так как электрод не пересекает середину стыка, повторное увеличение тока отсутствует, и частота гармонической составляющей тока дуги оказывается равной частоте вынужденных колебаний дуги. Если среднее положение дуги совпадает с серединой стыка, то за каждый полупериод качания ток дуги увеличивается при подходе к кромке и уменьшается при удалении от нее до20 з 1187 середины стыка, после чего электрод начинает приближаться к другой кромке, и ток снова начинает увеличиваться - в нем возникает гармоническая составляющая с двойной частотой вынужденных колебаний дуги, а гармоническая составляющая на частоте вынужденных колебаний дуги отсутству- ет. Во всех промежуточных случаях присутствуют обе гармонические О составляющие с различным соотношением их амплитуд.Таким образом, при смещении оси относительно стыка в сварочном токе появляется гармоническая состав" ляющая на частоте сканирования дуги, которая выделяется полосовым фильтром 3, детектируется синхронным детектором 4, затем сглаживается фильтром 6, усиливается усилителем 7 коррекции и поступает на привод 8 перемещения электросварочной горелки поперек стыка, который совмещает электросварочную горелку с серединой стыка. 25При движении электросварочной горелки вдоль стыка ток дуги содержит гармоническую составляющую на двойной частоте сканирования, которая выделяется полосовым филь"30 тром 9. Если ширина разделки меняется по длине стыка, то соответственно меняется амплитуда этой гар.моники. Сигнал с выхода полосового фильтра 9 через выпрямитель 10 по 940ступает на первый вход схемы 1 сравнения, на второй вход которой подается опорный сигнал, соответствующий заданному значению тока второй гармоники. По разности заданного н текущего значений амплитуды второй гармоники на выходе схемы 11 сравнения формируется сигнал управления амплитудой колебаний, который через усилитель 12 подается на привод 15 управления амплитудой сканирования. Одновременно сигнал с выхода усилителя 12 подается через сумматор 14 на управление приводом 5 подачи горелки вдоль стыка. Начальная скорость подачи электросварочной горелки вдоль стыка задается опорным напряжением Уп, приложенным к второму входу сумматора 14Использование гармонической составляющей сварочного тока на двойной частоте поперечных колебаний дуги, сравнение ее амплитуды с заданной величиной и использование полученного сигнала для управления амплитудой колебаний электрода позволяет по сравнению с прототипом повысить качество сварного соединения путем повьппения достоверности информации о ширине разделки свариваемых кромок, а также получить более равномерное заполнение стыка металлом электрода при сварке швов с переменной разделкой.187940 оставитель В.Покровскийехред А.Ач Редактор Н.111 вьд ректор В,Гир аказ 6621/ 113035,Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проект Тираж 10851 И Государственногоделам изобретенийМосква, Я, Раушс Подписикомитета СССРи открытийкая наб., д. 4/5