Автомат для электрошлаковой сварки

(:я г,; , 1 . " 1593 ПОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ЛЬСТВУ няа к даНа фиг. 1 показан мата; на фиг.2 - прин ма автомата с привод подачи электродных п а блок-схема а я схеьной ципиал ми раз о ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР Н АВТОРСКОЬЮ СВИ(71) Научно-производственное объединение по технологии машиностроенияиЦНИИТЦЩ 11(56) Авторское свидетельство СССРУ 804293, кл. В 23 К 25/00, 1981.(54) АВТОМАТ ДЛЯ ЭЛЕКТРОИЛАКОВОЙСВАРКИ(57) Изобретение относится к сварке,в частности к электрошлаковой сваркевертикальных прямолинейных швов проволочными электродами. Цель изобретения - повьппение качества сварныхсоединений за счет увеличения надежИзобретение относится к сварке,а именно к электрошлаковой сварке вертикальных прямолинейных швов проволочными:электродами, и может быть использовано в производствах машино строительной промьппленности (минис"терств энергетического, тяжелого, транспортного машиностроения).Целью изобретения является повышение качества сварных соединений за счет увеличения надежности контроля и регулирования скорости сварки и уровня ванны, улучшение условий труности контРоля и регулирования уров сварочной ванны и скорости сварки, также улучшение условий труда. Контроль осуществляют посредством датчиов скорости подачи электродных проволок и ширины зазора. Датчики скорости и ширины зазора соединены с делительным счетно-решающим аналоговым устройством, на выходе которого включен микроэлектродвигатель (ИЭ). Скорость вращения Ю является функцией скорости заполнения стыка электродным металлом. Вал ИЭ связан с валом привода вертикального перемещения головки автомата следящей системой. Благодаря этому поддерживается равенство скоростей сварки и перемещения головки. 2 ил. Автомат содержит электродвига"гель 1 подачи электродов, электродвига- СП тель 2 привода перемещения тележки, 4 служебный дополнительный микроэлек-тродвигатель 3, задающие органы 4, пффф тиристорный электропривод 5 электродвигателя 1, механический редуктор 6 Я привода подачи электродов, датчик 7 скорости подачи электродов, счетнорешающие делительные блоки 8, 9, усилитель 10 мощности, датчик 11 ширины зазора, задатчик 12 толщины свариваемых деталей, датчики 13, 14 углового щположения вала (сельсины), узел 15выделения угла рассогласования, регулятор 16 (усилитель), тиристорныйэлектропривод 17 электродвигателя 2, механический редуктор 8 привода пе 3 1500452ремещения тележки, ведущий ролик 19привода перемещения тележки, прибор20 индикации скорости ЭШС (вольтметрсо шкалой, проградуированной в м/ч),узел 21 сравнения, регулятор 22 (ин 5тегрирующий усилитель), мундштуки 23,формообразующие ползуны 24, тележка25 вертикального перемещения, роликибегунки 26 тележки, вертикальная колонна 27 (рельс), переключатель,28режимов работы,Структурная блок-схема автомата(фиг.1) состоит из двух систем: системы 29 регулирования скорости Э 111 С иследящей системы 30. Переключатель 28имеет три положения, определяющие режимы работы:1 - ручной; электродвигатели 1 и2 работают независимо друг от друга; 20скорость электродов устанавливаетсязаданием - Ь , скорость тележки,т.е.,и формообразующих ползунов, - заданиПог11 - автоматический: автоматическое слежение за образованием сварного шва (уровнем ванны) . Заданием 0 оопределяется скорость подачи электродов.111 - автоматически; стабилизация скорости перемещения тележки(ползунов) и автоматическое слежениеза уровнем ванны. Заданием Пр определяется скорость ЭШС.Принципиальная схема (фиг.2) является примером реализации и одновременно поясняет устройство автоматадополнительно к блок-схеме (фиг.1).Все блоки и узлы автомата, в т.ч.приводы электродов (блоки 1, 4, 5,6) 40привод перемещения тележки (блоки 2,18), датчик 11 ширины зазора, мундштуки. 23 и ползуны 24, образующие рабочую головку, установлены на тележке 25, показанной пунктирным контуром. Тележка посредством бегунковроликов 26 и приводного ролика 19перемещается вертикально по колонне27. В схеме фиг.2 цепи, показанныепунктиром (блоки 21, 22), отсутствуют. Эта схема соответствует режиму11, и переключатель 28 режимов тожеопущен.Автомат работает следующим образом55Скорость вращения вала микроэлектродвигателя 3 как выходная величинасистемы 29 является функцией скорости заполнения стыка электродным ме ЧА (Е) К К йАю КЧБД 1 1 1(2) сГ(е) Б П,Кгде ----р(с) коэффициент передачи блока 8 (К - делимое; Е - делитель); К 2 коэффициент передачи блока 9 (К - делимое; Б - делитель);коэффициент передачи блоков 7, 10, 3;диаметры приводных роликов электродных проволок и тележки; КзП=- --- хзп КККС 1 А- передаточное отношениеот перемещения электродов до перемещения тележки при единичных делителях блоков 8, 9.Делитель Д(й) вырабатывается датчиком 11 как параметр ширины зазорав относительных единицах.(3)В фа делитель Б аналогично выдается блоком 12 как параметр толщины свариваемых деталей:ББ(4)Угде В - текущая ширина сварочногозазора;В - некоторая величина шириныФзазора, принятая за единицу 1Б - толщина свариваемых деталей;Б - некоторая толщина детали,принятая за единицуС учетом (3) и (4), уравнение (2)выражается: ЧА(Е) 1 В, Б 1(2 а) Чэ(с) П Б В(Е) 4таллом, а благодаря следящей системе в процессе сварки обеспечивается равенство угловых скоростей вала электродвигателя 3 и ведущего ролика 19 перемещения тележки, т.е. согласно обозначенной на блок-схеме:= пу,Поэтому отношение скоростей электродов и тележки в соответствии с блоксхемой выражается зависимостью150045 5Известна зависимость Чсв (с) ш 1Ш (5)Чэ 8В(Е)где Ч- текущая скорость ЭБС, .Если конструктивные параметры П р,В, Я связаны условием Вн Я) 10 Рэ то из (2 а) скорости т(5) сл ет равенстворости ЭИС длят.е.5 ежки и ск та времен любого мом И) = Чсв( 22 и регулирую ся скорость по м параметром являетчи электродов. Прижиме 11, следящаяечивает регулировапо принципу компен ширины зазора, а равна скорости ЭНС этом, как и всистема 30 обе ние уровня ваннсации возмущениискорость тележки е (фиг. и делит В схком 1 дат 8 обес резистивньным блоко ечиваетсяК 3ВКд ь датчик е чувствительно(Ом/мм);сопротивлениези операционнблока 8. братной св о усилител Задатчиком 12 на потенци делительным блоком 9 соз метр ется ние на м/мм); циомет ной св теля бл о гд ельн противле метра (О ки по 5 т шкалы потен вление обрат онного усили ФК з сопро опера ка 9. оЭто означает, что формообразующие ползуны, перемещение которых осуществляется тележкой, осуществляют при условии (1) слежение за перемещающей ся при образовании шва сварочной ванной, т,е. осуществляют регулирование уровня ванны. Это регулирование про" исходит в разомкнутой системе по принципу компенсации возмущений шири ны зазора и подачи электродов.В режиме 111 скорость тележки (и ползунов) стабилизирована отрицательной обратной связью через блоки 21, р 6В этом примере условиесводится к назначению фиксированных сопротивлений обратной связи Кэи К 1.При однотипности операционных усилителей и ш = 1( а) го устрой К, = К Настроика сч ства (блоки 8 и сварки сводится толщины сварива шкале потенциом миЯ иЯ но-решаю ) для вы ишь к ус мых детал ра Р межд олнения ановке йуна у значени МОНС МИнВторая половина потенциометра Р подключена к источнику Е, благодаря чему в процессе сварки движком этого потенциометра можно осуществлять ручную корректировку положения полэунов относительно уровня. При этом положение 0" соответствует остановке ползунов, а установка движка ниже нуля обеспечивает движение ползунов вниз. После ручной корректировки положения тележки, т.е. ползунов, движок потенциометра устанавливают вновь в полое тветствующее толщ ение, соали.Неболь корректир ижка Р на о без возвра бствуют по ручны овки дв толщины ку спос в близи уст вариваемо метк ения ышеена эту от нию точно и автоматическо гули рования уровня. Введенная коррек ровка при этом автоматически учитывает длительные отклонения сечения шва из-за неравномерности ширины зазора по толщине детали.При раздельной подаче электродо возможна в принципе стабилизация с рости ЭИС по режиму 111, Однако в этом случае должны быть известны и ззакономерности в виде соотношений между скоростями отдельных электродных проволок, а их .электро- приводы должны иметь устройства для обеспечения указанных соотношений.Технические преимущества изобретения состоят в упрощении настройки ав томата и повышении надежности контроля скорости ЭНС и уровня ванны ЭИС. Надежность увеличивается за счет того, что вместо датчика уровня ванны в автомате для контроля и регулирования уровня используются датчики скорости электродов и ширины зазора, удаленные от зоны высоких температур Кроме того, облегчается труд сварщика-оператора. В целом использование вкоаданьпредлагаемого автомата повышает качество сварочных соединений.Формула изобретенияАвтомат для электрошлаковой сварки, содержащий рабочую головку, установленную на тележке, снабженный приводом ее перемещения, привод подачи электродов с датчиком скорости их подачи, подключенным к одному входу счетно-решающего делительного блока, другой вход которого соединен с датчиком величины сварочного зазора, а выход соединен с приводом подачи электродов, отличающийся тем, что., с целью повышения качества сварных соединений за счет увеличениянадежности контроля и регулирования скорости сварки и уровня ванны, улучшения условий труда, он снабжен вто. рым счетно-решающим делительным бло-.ком, имеющим задатчик толщины свариваемых деталей и включенным последо, вательно с первым, при этом выход второго блока соединен с дополнитель ВаЯП,Ыйзр г, ьэ где Пэп передаточное отношение перемещений электродов и тележки;величины относительных единиц датчика ширины зазораи задатчика толщины свариваемых деталей;площадь сечения применяемыхэлектродов;количество электродов, подаваемых однимдвигателем. ным микроэлектродвигателем, вал которого связан с валом привода перемещения тележки следящей системой посредством двух датчиков углового положения, установленных на этих валах, узла выделения рассогласования и регулятора, на выход которого подключенэлектродвигатель перемещения тележки,а передаточное отношение между перемещением тележки и электродов выполнено равным1500452 Составитель В.Пучинскийдактор М.Бандура Техред М,Дидык ектор Т.Кол оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 1 Заказ 4808/15 Тираж 894 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Я, Раушская наб., д. 4/5