Устройство контроля и управления процессом контактной стыковой сварки

(50 4 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Кривенко, ндриенко,В сварочномхспользовано ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ ВТОРСКОМУ СВИ ТЕЛЬСТВ(54) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ И УПРАЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ КОНТАКТНОЙСТЫКОВОЙ СВАРКИ(57) Изобретение относится кпроизводству и может быть и при контактной сварке оплавлением преимущественно детали развитого сечения. Изобретение позволяет повысить качество сварного сое"инения за счет точного контроля моментов коротких замыканий и разрывов сварочной цепи. Это достигается тем, что блок контроля устойчивости оплавления выполнен на последовательно соединенных полосовом фильтре, выпрямителе, фильтре, компараторе-дискриминаторе, счетчике импульсов, триггере, коммутаторе. В состав б.гока конгроля входит формирователь ими) льсов, вход которого соединен с выходом выпрямителя, а выход формирователя импульсов соединен со счетным входом счетчика импульсов Такая схема обеспечивает прекращение подачи свариваемых деталей и блокирует подачу команды на осадку. Благодаря этом удается избежать трудоемкость операции вырезки бракованных стыков 3 ил.Изобретение относится к сварочному производству и может быть использовано при контактной стыковой сварке оплавлением преимущественно деталей развитого сечения.Целью изобретения является повышение качества сварного соединения за счет точного контроля моментов коротких замыканий и разрывов сварочной цепи.На фиг.представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - принципиальная электрическая схела устройства; на фиг. 3 диаграммы электрических сигналов, иллюстри. рующие работу устройства. Устройство контроля и управления процессол конгзктной стыковой сварки (фиг. 1) содержит сварочный трансформатор 1, в первичнл ю цепь которого включен трансформатор 2 тока. Выход трансформатора 2 тока соединен с входом полосового фильтра 3, выход котороо связан через последовательно включенные выпрямитель 4, фильтр 5 и компзрзтор-дискриминатор 6 с входом С счетчика 7 имп,льсов. Выход выпрямителя 4 соединен гакже с входом формирователя 8, выход которого подключен к счетному входу С 2 счетчика 7 импульсов. Выход счстчикз 7 импульсов соединен с входом 8 Гс 8-триггера 9, выход которого связан с входом комлутатора 10. Коммутатор 10 посредством выхода 11 связан с приводом 12 оплавления, посредством выхода 13 - с приздом 14 осздли, посредством выхода5 - с входом управления программируюцего блока 16. Программирующий блок 16 связан выходом 7 с входами Р счетчика 7 и триггера 9, выходом 18 с входом привода 12 оплавления а выходом 19 - с входом привода 14 осадки. Привод 2 оплавления и привод 14 осадки связзпы выходами через силовой гидропривод 20 с зажатыми в губка. 21 и 22 свариваемыми деталями 23 и 24Полосовой фильтр 3 сгстсит из резисторов 25 27, конденсаторов 28 и 29 и операионного лплнтеля 30 (фиг. 2). Выпрямитель 4 выполнен по схеме, состоящей из резисторов 31 - 33, оперзционньх усилителей 34 и 35 и диода 36. Фильтр 5 состои из конденсатора 37 и резистора 38. Компарзтор-дискриминатор 6 выполнен на операционных усилителях 39 и 40, резисторах 4 44, диодах 45 и 46. Счетчик 7 импльсов сосоиг из последовательно соединенных элемент 47 счета и лемента 48 совпадения. 1 утем переключения входов 49 и 50 схемы 48 совпадения устанавливают допул имое количество полупериодов сварочного тока при коротком замыкании сварочной цепи или пропусков тока. Формировзгель 8 импульсов собран по схеме триггера и рс исторс 51 диодах 52 и 53 эхе мнтах 54 и 55 совпад ния. Коммутатор 10 скопт из логического элемента И 56, реле 57 и диода 58. Программируюпсй блок 6 может быгь выполнен на электронных реле времени типа ВЛ, которые с помощью выходных контактов коммутируют соответствующие исполнительные устройства и элемены.Устройство работает следующим образом.Процесс сварки начинается с подачи насварочный трансформатор 1 питающего напряжения и включения программирующего блока 16, которое, замыкая контакты 59, подает питание на привод 12 оплавления.1 О В результате свариваемые детали 23 и 24 начинают сближаться и их торцы оплавляются. В момент начала сплавления с выхода 17 программирующего блока 16 нз входы Гс счегчика 7 импульсов и триггера 9 поступает сигнал логического 0 (замыкается контакт 60 реле программирующего блока). При этом на выходах счетчика 7 импульсов появляются сигналы логического О, а на выходе триггера 9сигнал логической 1, при котором реле 57 коммутатора 10 находится в выключенв м состоянии. Гри этом контакт 6 реле 57 замкнут, а псрекидные контакты 62 находятся и таком положении, при котором свариваемые детали 23 и 24 сближаются. При оплавлении свариваемых деталей 23 и 24 сигнал, 25 пропорциональный току сварки (фиг. 3, з),снимается с трансформатора 2 тока и подается на полосовой фильтр 3, централь ная частота которого равна частоте питающей сети (50 Гц). Полосовой фильтр 3 предназначен для фильтрации зстоты пульса ";ций сварочного тока, превнпзюпсеи в 4 10 рзз частоту питающей сети. Лллитуда этих пульсаций тока и момент взрыва коюзктов, образуюцихся нз рцах оплавляемых деталей, может з псколько раз превышать амплитуду тока основной частоты.З Отфильтрованный сигнал оступает на входвыпрямителя 4, с выхода которого выпрямленный сигнал переменной амплитуды частотой 100 Гц подается на входы фильтра 5 и форлирователя 8 импульсов. На 4 О выходе фильтра 5 формируется сигнал(фиг. 3, б), пропорциональный среднему значению сварочного тока за полпериода.Этот сигнал затем поступает на вход компарзтора-дискриминатора 6. При нормальном протекании процесса оплавления, когда сварочный ток 1 е. больше значения тока холостого хода 1.и меньше тока короткого замыкания 1., на выходе компаратора-дискриминатора 6 будет сигнал логического О (фиг. 3, в). Если же 1 сни зится до значения меньшеили подымется до значения болыпе 1, на выходе компаратора-дискриминатора 6 появится сигнал логической 1 (фиг. З,в). Формирователь 8 импульсов формирует импульсы счета, нормированные по ампли. туде и следующие с частотой 100 Гц.На этапе оплавления до начала повышения скорости перед осадкой на входах Й счетчика 7 импульсов и триггера 9 сиг 13445453на.зы равны логиц.скмл О и счетчик 7 импульсов не выполняет функцию счета Если на этом этзне оцлзвления имеет место короткое замыкание или перерыв в протекании тока, то они лоцустимы, и Оцзавление может стабилизироваться за счет саморегулирования, что не сказывается нз качестве сварных соединений. (. момента начала повышения скорости сближения свз 1;ивасмых деталей перел осадкой такие нарлшения уже недопустимы. В этот момент с 10 црограммирук)щего блока 16 ца входы 1 с счетчика 7 импульсов и триггера 9 полдется сигнал логической 1 (размыкается контакт 60).Если с этОГО мол(ецта будет имсть л(есто прерывание процесса оплавления или короткое замыкание свзроцнй цени, нд выходе комцзрагора-лискримин(т ра 6 появляется сигнал логичес:ой .1. В резульгзте нд входах 1 и с;1 с етцика 7 ил(иу,зьсов цояв. 1 я ю те 51 с и Г ц 11 л ы л о Г ис.с ко й1 , и и м н у,1 ь - 2 О сы счета, ностуцдюцие с выхода фрмир вателя 8 на вход с.2 счетчика 7 импульсов, будут прхолить нд его выходы Если длительность цс(рл шенин процссз оцлав.ения превысит заданный интервал цр.мен (нзцример, 3 1 олунериолд цитдюцц и 25 сети), на соответствукиих выходах счетчика 7 импульсов (1 2) появляются чгцлы логической 1. Нд выхоле элемента 48 совпадения счетчика 7 ил(цллс,св тзкжс и- явится 1. Этот сигнал перебрасывает триггер 9, в результате чсго срабатывает коммутатор 1 О, вклкчается релс 57, которое отклк)чает прогрзммирук)щцй б.ок 16, переключает контактами 62 нд реверс привод 12 оплавления и разрывает контактсм 61 цець питания привода 14 осадки. В результате свариваемые летали 23 и 24 разно:ятся и оцлавление их торцов прекращается.Для повторного оплавления этих деталей необходимо лишь обработать их торцы цол сварку без трудоемкой вырезки цекзчест.венного стыка.40Устройство испытывалось цри свзркс труб диаметром 1420 мм на машине контактной сварки К 700 1. Гервондчальцо сваривзлись трубы без нарушения устойчивости оплавления перел осадкой. Зател( за счет выбора режимов сварки и настройки чани цы (уменьшецие всмени оплавления, изменения времени ускоренного оплавления перед осадкой, изменение конечной скорости оплавления перед осадкой, неудовлетворительная зачистка труб и контактных башмаков) сварка проводилась с нарушением устойчивости оцлавлс ция перед осадкой имели место локальные короткие замыкания сварочной цепи и перерывы в протекании тока. Блок контроля устойчивости оплавления был настРоен таким образом. что, если короткое замыкание сварочной цсни или перерывы в протекании тока превыцали по длительности 4 цолуцериола питающей сети, устройство обесцецивдло прекращение процесса сварки, разволило свариваемые трубы и блокировало включение осадки. Повторная сварка проводилась через 5 6 мин после остывания стыка.УстроЙство обеспечивает цо сравнению с цротогицом следукнцис преимущества. При сварке труб большого диаметра (например 1420 мм) в трассовых условиях комплексом ( евер 1 имект место короткие замы. кзция сварочной пепи в конечной стадии оц,двления непосредственно пере,1 осадкой или разрывы сварочной цепи. Первое явление случается наиболее часто и вызвантем, что в цроизволственцых условиях контактцдя поверки)сть токоведуцих башл(акв загрязняется, места контактирования башмаков с поверхностью трубы не всегда снтветствуют цо кзчсству зачистки предъявляемым требованиям. Имеет место также снцженис:итдющеп напряжения.При нзруцц нии устойчивости оплавления лстройство обеснечиваст прекращение подачи снарнваемых труб, ползет команду нд их рззвеление и блокирус г подачу команды на и (лкл, зд счет с го удается избежать тр).емкои оцсрации вырезки брдкованны.х стьков.ФОр.Ч ц.( С( идно рсТЕНиУсгройство контроля и управления процессом контактной стыковой сварки, содержащее сварчцый трансформатор, в перви ную цепь которого включен трансформа(ор тока, нолклюценный к входу блока контроля устйчивости оцлав,ения, выход кото(нп схс линен с программирующим блоком, выходы которого соединены соотвстстьц нно с цриводдми осадки и оплавления, (сск)ки(е тем, (то, с целью повышения качества свзрноп сселинецця за счет точиго контр.я л(ол(нгов коротких ззмыканий и разрывов св;рИной цени, блок контро,я устойчивости оплавления выполнен ца ИС)С.сЛОВдтЕЛЬНО сОЕЛИИЕННЫХ ИОЛОСОВОМ фильтр, вьшрямитсле, фильтре, комцараторе-дискриминаторе, с цтчцне импульсов, триггере и коммутдторс, з также формирователе имцлльсов, цри этом вход последнего соединен с выхолом выпрямителя, д выа)л с в(орьм входом счетчика им. цульссв, трстий вход которого соединен с вторым вхолол( триггера и третьим выходом црограммирл кнц го блока. вход полосового фильтра соедин н с входом блока контроля лстойчивости плавления, выход которого соедини с первым выходом коммутатора, второй и третий выхолы которого соелицецы соотв т твенц с вторыми входами ЦРИВЛОВ ОЛДВЛСНИЯ и ОС;ДЛКИ.344545Ьпи внаСоставитель В Грибова Редактор 3. Слиган Техред И. Верее Корректор 11. КорольЗаказ 4568/15 Тираж 969 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьпий13035, Москва, Ж 35, Раушская наб. д 4 5Производственно. полиграфическое предприятие, г Ужгород, ул Проектная, 4