Устройство автоматического управления процессом контактной стыковой сварки оплавлением

союз советскихСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 1685657 5 В 23 К 11/24, 1 РЕТЕН рубо,ансформатор 1 атор 2, неподто ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Контактная стыковая сварка т проводов. - Киев: Наукова Думка, с. 74-75.Авторское свидетельство СССР М 854642, кл. В 23 К 11/04, 1979.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ . КОНТАКТНОЙ СТЫКОВОЙ. СВАРКИ ОПЛАВЛЕНИЕМ(57) Изобретение относится к контактной стыковой сварке и может быть использовано при сварке деталей, преимущественно с развитым сечением. Цель изобретения - поИзобре стыковой с венно дета жет быть автоматиче рованием ц Цель из ва сварног ции нагрев На фиг,автоматич контактной фиг. 2 - ди щие работу Устрой ка, сваротение относится к контактной варке оплавлением, преимущестлей с развитым сечением, и моиспользовано в системах ского управления с программиикла сварки;обретения - повышение качесто соединения за счет стабилизаа свариваемых деталей.1 представлено устройство для еского управления процессом стыковой сварки оплавления; на аграммы напряжений, поясняю- устройства.ство содержит трчный трансформ вышение качества сварного соединения за счет стабилизации нагрева свариваемых деталей, Устройство содержит подвижную и неподвижную станины сварочной машины, соединительный узел, привод перемещения, датчик перемещения подвижной станины, сварочный трансформатор, блок программного управления, задающий блок, датчик мощности и пороговый блок, В устройство дополнительно введены датчик скорости, блок контроля среднего значения скорости, схема сравнения и блок контроля стабильности уровня мощности. Команда на начало ускоренного оплавления выдается после оплавления свариваемых деталей на заданный припуск с заданной средней скоростью и при устойчивом протекании про- Б цессэ оплавления. Этим удается обеспечить стабильный нагрев свариваемых деталей, избежать коротких замыканий в процессе оренного оплавления. 2 ил,вижную 3 и подвижную 4 плиты сварочной машины, датчик 5 мощности, пороговый блок 6, соединительный узел 7, задающий блок 8,датчики скорости 9 и перемещения 10 подвижной станины, привод 11 перемещения, схему 12 сравнения, блок 13 контроля средней скорости, блок 14 программного управления, блок 15 контроля стабильности уровня мощности.Датчик мощности 5 включен в цепь сварочного трансформатора 2 и трансформатора 1 тока. Выход датчика 5 мощности соединен с входом порогового блока 6 и первым входом блока 15 контроля стабильности уровня мощности, второй вход порогового блока 6 подключен к выходузадающего блока 8, а выход порогового блока соединен с управляющим входом соединительного узла 7, Датчик 9 скорости идатчик 10 перемещения соединены с подвижной плитой машины 4 через соединительный узел 7. Датчик 9 скорости, блок 13контроля средней скорости и схема 12сравнения соединены последовательно,второй вход схемы 12 сравнения подключен к выходу задающего блока 8, а выходсхемы сравнения соединен с третьим входом блока 15 контроля стабильности уровня мощности, выход которого подключен кблоку 14 программного управления, второй вход которого соединен с датчиком 10перемещения, Выход блока программногоуправления соединен с приводом 11 перемещения, который связан с подвижной плитой машины 4.На фиг, 2 приняты следующие обозначения:А - диаграмма изменения мощности;Л Р 1 - диапазон допустимых колебанийуровня мощности в конце процесса оплавления;Л Р 2 - уровень мощности, соответствующий началу оплавления по всему сечен ию,В - ситнал на выходе порогового блока 6;С - сигнал на выходе датчика скорости 9;О - сигнал на выходе блока контролясредней скорости 13;Чср.зад. - заданное значение среднейскорости оплавления;Е - сигнал на выходе схемы сравнения;Р - сигнал на выходе интегратора блока 15;Ь 1 - сигнал на втором входе ПУблока 15;6 - сигнал на выходе ПУ блока 15;Н - сигнал на выходе блока 14 программного управления,- сигнал изменения мощности в случаенеустойчивого протекания процесса оплавления.Работу устройства при различных уровнях мощности рассмотрим с помощью диаграмм (фиг, 2),При пониженном уровне мощности, т,е.когда оплавление не вышло на ровные торцы по всему сечению свариваемых изделий, сигнал на выходе датчика 5 мощностиниже заданного, соединительный узел 7не включен и датчики перемещения и скорости отсоединены от подвижной плитысварочной машины (диаграммы А, В, С),При выходе оплавления на ровные торцы10 40 45 50 55 15 20 25 30 35 мощность достигает заданного значения, срабатывает пороговый блок 6, который включает соединительный узел 7, и датчики перемещения и скорости механически соединяются с подвижной плитой сварочноймашины. С этого момента начинается выполнение цикла программы сварки. До конечной стадии оплавления программа выполняется по пройденному припуску оплавления, при этом блоком 13 контролясредней скорости измеряется средняя скорость оплавления, а блок 14 программного управления измеряет пройденный припускоплавления(диаграмма О)Когда сигнал на выходе блока 13 контроля средней скорости достигает заданного значения Чср.ээд, (диаграмма О, фиг, 2), схема 12 сравнения фиксирует факт равенства и на ее выходе появляется сигнал высокого уровня (логическая "1"). Конденсатор С 1 интегратора блока 15 контроля стабильности уровня мощности (фиг, 1) начинает заряжаться и напряжение на выходе интегратора, который подключен к входу порогового устройства ПУ (блок 15, фиг. 1), растет (диаграмма Г, фиг, 1),На второй вход ПУ с потенциометра РЗ подается напряжение, которое определяет заданное время (Ь 11, диаграмма Р, фиг, 2) контроля стабильности уровня мощности, Если в этот момент процесс оплавления протекает устойчиво, т,е, нет значительных колебаний уровня мощности (диаграмма А, фиг. 2), то через время Л О (порядка 1,5 с) напряжение на выходе интегратора блока 15 контроля стабильностиуровня мощности достигает заданного значения, срабатывает пороговый блок 6 и на блок 14 программного управления поступает команда, разрешающая начать повышение скорости оплавления (диаграмма 6, фиг.2), Если к этому моменту припуск оплавления достиг требуемой величины, то блок программного управления выдает команду приводу перемещения на повышение скорости (диаграмма Н, фиг. 2). Т.о. повышение скорости начинается после того, как сформирована требуемая зона нагрева, Это достигается оплавлением свариваемых деталей на заданный припуск(порядка 30 мм) и заданной средней скоростью (0,25- 0,35 мм).В случае неустойчивого протекания процесса в конечной стадии оплавления и значительных колебаниях мощности (фиг. 2) после появления сигнала высокого уровня на выходе схемы 12 сравнения напряжение на выходе интегратора блока 15 контроля стабильности уровня мощности начинаетрасти. Однако как только уровень колебаний мощности превышает допустимый уровень ЛРз (диаграмма 1, фиг. 2), переключается компаратор К блока 15 контроля стабильности уровня мощности и с 5 помощью ключа К 2 сбрасывает интегратор в нуль (диаграмма К, фиг, 2). Таким образом, блокируется выдача команды на повышение скорости блоку 14 программного управления, так как при повышении 10 скорости оплавления в данном случае неизбежно происходит короткое замыкание торцов свариваемых деталей. Команда на повышение скорости выдается только при стабильном уровне мощности в тече-. 15 ние заданного времени (порядка 1,5 с, диаграмма ., фиг. 2). Если процесс протекает неустойчиво, то по достижении граничного значения величины припуска оплавления процесс прерывается. Даль нейшее продолжение процесса невозможНо из-за ограниченного припуска на оплавле-ние. Неустойчивое протекание процесса в конечной стадии оплавления вызвано недостаточной зоной разогрева или техни ческими неисправностями сварочной машиныы.Устройство используется на машине К 584 М для сварки труб с большим сечением стенки и позволяет добиться полной повто- ЗО ряемости формирования зоны нагрева, избежать коротких замыканий при переходе к. оплавлению с ускоренной скоростью и тем самым улучшить. качество соединений35 Формула изобретения Устройство для автоматического управления процессом контактной стыковой сварки оплавлением, содержащее непод.вижную станину сварочной машины и подвижную станину, связанную с соедини- тельными узлом; датчик мощности, подключенный к сварочному трансформатору, через пороговый блок связан с управляющим входом соединительного узла, второй вход порогового блока соединен с первым выходом задающего блока, выход соединительного узла через датчик перемещения подвижной станины соединен с первым входом блока программного управления, выход которого подключен к приводу перемещения подвижной станины, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения качества сварного соединения за счет стабилизации нагрева свариваемых деталей, в него введены последовательно соединенные датчик скорости подвижной станины, блок контроля среднего значения скорости, схема сравнения и блок контроля стабильности уровня мощности, выход которого соединен с вторым входом блока программного управления, вход датчика скорости подвижной станины подключен к соединительному узлу, второй и третий выходы задающего блока соединены соответственно со вторыми входами схемы сравнения и блока контроля стабильности уровня мощности, третий вход которого соединен с выходом датчика мощности, 1685657