Способ управления процессом импульсно-дуговой сварки плавящимся электродом и устройство для его осуществления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 639906 А 1 9) .зЫ 0 51)5 В 23 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ зэ счет увеличения мущающих воздей каждом периоде сл пульсов управляем ряемым текущим напряжения на вых руют значения вел длительности его и реализующее предл жит механизм подач управляемый источ ли интегральных з жения, блок форми управляемый генер ство позволяет ст сварки при измене проволоки и тем с брака, 2 с, п, ф - лы,следователь и специаль В.Э, Бель ия. ВИ ПРОЦЕССОМ РКИ ПЛАВЯ- СТРОЙСТВО механизирозоб ретениясоединени 10 0аеас ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Всесоюзный научно-исский институт по монтажнымным строительным работам(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯИМПУЛЬСНО - ДУГОВОЙ СВАЩИМСЯ ЭЛЕКТРОДОМ И УДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится кванным способам сварки. Цельповышение качества сварного скорости отработки возствий по длине дуги. В едования выходных имого источника по измезначениям тока и оде источника корректиичины базового тока и ротекания, Устройство, агаемый способ, содери сварочной проволоки, ник и тания, измеритеначений тока и напрярования функционала и атор импульсов. Устройабилизировать процесс нии скорости подачи амым снизить процент 5 ил.Изобретение относится к механизированным способам сварки, а именно к импульсно - дуговой сварке плавящимсяэлектродом.Цель изобретения - повышение качества сварного соединения за счет увеличенияскорости отработки возмущающих воздействий по длине дуги, а также учеличениестабильности процесса при изменении скорости подачи электрода за счет стабилизации диаметра капель электродного металла,На фиг. 1 показан график зависимоститок - время; на фиг, 2 - графики зависимости интегральных значений тока ( ) и напряжения (О.) на выходе источника питания за 15период следоввния выходных импульсов ифункционала Г от среднего тока на выходеисточника (Ср); на фиг, 3 - блок - схема устройства управления процессом импульснодуговой сварки; на фиг. 4 - пример 20реализации блока формирования функционала; на фиг. 5 - пример реализации управляемого генератора импульсов,Оптимальный управляемый перенос 25 металла при импульсно-дуговой сварке плавящимся электродом для заданных условий (диаметра электрода, его материала и режима) достигается при определенном сочетании основных параметров импульс ного процесса (амплитуды импульсов, их длительности и частоты). При предлагаемом способе стабилизацию длины дуги и размера капель осуществляют регулированием величины базового тока и длительно сти его протекания (фиг, 1), где 6 - величина базового тока, Тб - время протекания базойого тока, Тц - длительность цикла.Эмпирически было выведено, что функ 40цият,Е = С 1 Х(т) Й -С 20 (т) Й,о огде ф) и 0(т) - текущие значения тока инапряжения на выходе источника;С 1 и С 2 - постоянные коэффициенты,зависящие от параметров и условий сварки;Ти - период следования выходных импульсов,инвариантна по отношению к среднему токуна выходе источника (фиг, 2) и монотонновозрастает при увеличении длины дуги. Кроме того, для стабилизации процесса капельного переноса необходимо обеспечить6=Сз Р, если Сз Г А,6=А, если Сз ГА,где Сз и А - . постоянные коэффициенты, зависящие от технологических параметров процесса Благодаря тому, что в качестве независимых переменных при определении функционала используются интегральные значения напряжения и тока на выходе источника в каждом такте его работы, достигается значительное быстродействие в отработке возмущающих воздействий, а благодаря регулированию величины тока 6 и времени его протекания Ть достигается стабилизация диаметра капель электродного металла, Все это значительно повышает качество сварного соединения,Устройство управления процессом импульсно - дуговой сварки содержит (фиг. 3) управляемый источник 1 питания, шунт 2, включенный последовательно в сварочную цепь, измеритель 3 интегрального значения тока за период следования импульсов, включенный в сварочную цепь последовательно, и измеритель 4 интегрального значения напряжения эа период следования импульсов, подключенный параллельно межэлектродному промежутку, блок 5 формирования функционала, управляемый генератор 6 импульсов и механизм 7 подачи проволоки, Выходы измерителей 3 и 4 подключены к входам блока 5 формирования функционала, Выход блока 5 соединен с входом управляемого генератора б импульсов и входом 8 пропорционального управления по базовому току управляемого источника 1 питания. Выход управляемого генератора 6 импульсов соединен с входом 9 пропорционального управления по длительности базового тока управляемого источника 1 питания,Устройство работает следующим образом.В каждый период следования выходных импульсов источника питания инверторного типа в измерителях 3 и 4 осуществляется измерение интегральных значений тока и напряжения. Измеренные значения поступают на блок 5 формирования функционала. Выходной сигнал блока 5 поступает на вход 8 и в каждый период следования импульсов источника корректирует величину базового тока, Выходной сигнал блока 5 поступает также на вход управляемого генератора б импульсов, длительность паузы которого обратно пропорциональна среднему сигналу блока 5 за время этой паузы, Выходные импульсы генератора 6 поступают на второй вход 9 управления, по которому осуществляется управление параметрами импульсного режима,Блок 5 формирования функционала может быть реализован, например, с помощью операционного усилителя, включенного по схеме дифференциального усилителя с регу 1639906.15 20 25 30 35 40 45 50 лируемыми коэффициентами передачи по входам (фиг, 4).Управляемый генератор 6 импульсов (фиг. 5) содержит управляемый генератор 10 стабильного тока, пороговое устройство 11, одновибратор 12 и накопительный конденсатор 13. Входной сигнал, пропорциональный функционалу Г, поступает на вход управляемого генератора 10 стабильного тока. Выходной ток генератора, пропорциональный входному напряжению, заряжает накопительный конденсатор 13. Напряжение конденсатора в пороговом устройстве 11 непрерывно сравнивается с опорным сигналом, поступающим на второй вход порогового устройства 11. При достижении входным сигналом значения опорного сигнала пороговое устройство 11 осуществляет мгновенный разряд накопительного конденсатора и подает управляющий сигнал на одновибратор 12, где формируется импульс, поступающий на вход управления источником питания и на время своего существования разрешающий протекание импульсного сварочного тока.По сравнению с базовым. обьектом - прототипом предлагаемый способ с помощью устройства управления процессом импульсно - дуговой сварки позволяет добиться значительного повышения качества сварного соединения и уменьшения процента брака.Формула изобретения1. Способ управления процессом импульсно - дуговой сварки плавящимся электродом, заключающийся в изменении параметра сварочного базового тока, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества сварного соединения, в каждом периоде следования выходных импульсов управляемого источника измеряют текущие значения тока и напряжения на выходе источника, определяют величину функционалати ТиГ = С 1 Х 1 т) дЕ -С 2 3 О (с) Й,о огде(т), О(1) - текущие значения тока и напряжения на выходе источника;С 1, С 2 - постоянные коэффициенты, зависящие от параметров и условий сварки; Ти - период следования выходных импульсов,начиная с цикла, в котором произошло возмущение, в конце каждого такта работы источника питания корректируют значениебазового тока по зависимостиЬ=Сз Р,если Сз Е А,16=А, если Сз ГА,где А, Сз - постоянные коэффициенты, зависящие от технологических параметров процесса,а длительность протекания базового тока корректируют по усредненному значению функции Е в текущем цикле по зависимостиТб=С 4Е,где С 4 - постоянный коэффициент, зависящий от технологических параметров сварочного процесса;Г - усредненное значение функционала Е.2. Устройство управления процессом импульсно-дуговой сварки плавящимся электродом, содержащее механизм подачи сварочной проволоки, управляемый источник питания, шунт, включенный последовательно в сварочную цепь, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения качества сварного соединения за счет увеличения скорости отработки возмущающих воздействий по длине дуги и увеличения стабилизации диаметра капель электродного металла, устройство снабжено измерителями интегральных значений тока и напряжения за период следования импульсов, блоком формирования функционала и управляемым генератором импульсов, причем измеритель интегрального значения напряжения подключен параллельно межэлектродному промежутку, а измеритель ин- тегрального значения тока включен последовательно через шунт в сварочную цепь, выходы измерителей интегральных значений тока и напряжения подключены к входам блока формирования функционала, выход последнего соединен с управляемым генератором импульсов и входом пропорционального управления по базовому току управляемого источника питания, выход управляемого генератора импульсов соединен с входом пропорционального управления по длительности базового тока управляемого источника питания.1639906 Я 2 Составитель В.Ганюшин ехред М,Моргентал Корректор Л,Пилипен акто рковецк аказ 985 Тираж 531 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10