Устройство для управления процессом контактной точечной сварки

ОЮЗ СОВЕТСНИК ЦИАЛИСТИЧЕСНИХ СГ 1 УБ/1 ИН. 1214368 1/24 БРЕ 1 ЕНЬСТВ ше ккя каче стпу.ем согласвводимой ьи колкчества а сварнь 1 хванкя зака соединениина кэмененкчнаго тока юшн стк св энергии о СССР4, 1978,ПРАВЛЕНИЯЧНОЙ СВ содержащее ка, регуля чики свара очног точнкк свсварочно ато го тока ни ые и ое иненрога з соедин ч вто тчика ые с входамилок управлениоды которого ваго компервый иключены а нные 9вьгт к управторогой задат втоторогоключ ения ющим входам п рвого и кже вто еграторов, а блок сравнен ееся те к ого и элек ичаюцелью повы о а то,ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬТИЙ ОПИСАНИЕ И(71) Рижский ордена Трудового Краного Знамени политехнический инсттут им, А, Я, Пельше(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯПРОЦЕССОМ КОНТАКТНОЙ ежду электродами, подключ ходам блока умножения, пе егратор и первый задатчик него введены цва электронных ключа, буферный усилитель, третий кнтегратар к последовательно соединенные третий задатчкк и второй компаратор, а регулятор сварочного тока включен во вторичную цепь источника сварочного тока, управляющий вход регулятора сварочного така через буферный усилитель саедкнен с выходом блока срав - нения, первый вход которого соединен с первым выходам блока умножения,Ф второй выход которога соедкнен через первый электронный ключ с входом пер вага интегратора, выход первого компаратора соединен с первым входом ( блока управления, третий, четвертый, пятый и шестой входы которого соединены с управляюпчмк входами буферного усилителя, третьего интегратора, пер р ваго электронного ключа и второго компаратора, вьжод вта через последовательна второй электрачный клю третий интеграторы под рым входам блока сравн компаратора, выход кот с управляющим входам в ронного ключа, 214368Изобретение относится к сварочному производству, а именно к устройствам для управленкя процессом контактной точечной сварки и может быть использовано в приборостроении для автоматического управления режимом электронагрева, преимущественно малогабаритных деталей.Цель изобретения - повышение качества сварных соединений за счет согласования закона изменения вводимой мощности сварочного тока. и количества выделенной энергииНа фиг, 1 изображена структурная блок-схема предлагаемого устройства; на фиг, 2 - диаграмма изменения мощ - ности сварочного тока,1.Устройство содержит источник сварочного тока.1, регулятор сварочного тока 2 на управляемых транзисторах 3, сварочный контур 4 со сварочными электродами 5 и свариваемыми деталями 6, датчики сварочного тока 7 и напряжения 8 на электродах, выходы которых присоединены ко входам в блок умножеыия 9, первый электронный ключ 10, первый интегратор 11 с первым ключом 12, первый задатчик 13 необходимой энергии для сварки, первый компаратор 14, второй задатчик 15 скорости нарастания мощнссти сварочного тока, второй электронный ключ 16, второй интегратор 17 с вторым ключом 18, третий интегратор 19 с третьим ключом 20, блок залуска 21, блок управления 22, блок сравнения 23, третий задатчик 24 максимального значения мощности сварочного тока, второй компаратор 25 и буферный усилитель 26.Регулирование мощности сварочного тока по квадратичному закону является важным при контактной микрасварке деталей малых сечений, Такой характер изменения мощности сварочного тока выбран из следующих соображенийВ начальной стадии процесса, когда идет смятие микронеровностей,1 в случайных точках первоначального контакта образуются мостики, Для усч ранения перегрева этих мостиков до температуры кипения и выброса частиц из зоны контакта необходимо сохранить постоянную интенсивность тепловыделения на единицу площади истинного контакта:где С - общая интенсивность тепловы 5 деления; Р - площадь истинного контакта,Общая интенсивность теплавыделе ния прямо пропорциональная мошнастксварочного тока, т,е.(2) Я=К коэффициент пропа рцианальгде К,гР =, В. 20(3) При этом радиус контактной площадиувеличивается примерно пропорционально времени нагрева25 При выполнении подстанавок из (2),(3) (4) в (1) условие постоянстватепловыделения выполняется талькаЗО 2при условии, если И = К М, М л Кг гТаким образом, в начальных стадиях процесса в течение времени необходимого для стабилизации плашадкконтакта свариваемых деталей, мощность сварочного тока следует увеличивать пропорционально второй степенивремени, т,е,. И,в ,= Ка затемг11. нужно поддерживать на постоянномуровне 11 сопяТ, так как площадьсв, вдкф 5 свариваемага контакта в дальнейшемпрактически остается постоянной Пркэтом, при сварке малогабаритных деталей количество энергии, выделившеесяза время нарастания мощности свароч ного тока до максимальнога значения,обычна составляет 0,2-0,4 от всеиэнергии, необходимой для сварки,Назначение отдельных блоков устройства следующее, Датчики 7 и 8 Б предназначены, соответственно, дляизмерения сварочного тока 1 и насвпряжения 11 в между электродами. Блокумножения 9 перемножает 1, и насти;15 11 - мощность сварочного тока.,свВ процессе смяткя микронеровностейплощадь контакта увеличивается пропорциональна второй степени радиуса кругового контакта1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 выдавая мгновенное значение (текущее)мощности сварочного тока на входблока сравнения 23 и через первыйэлектронный ключ 1 О на вход первогоинтегратора 11, Последний Формируетсигнал, пропарцкональньп введеннойэнергии между электродами, и подаетего на первый компаратор 14, которыйсравнивает его с заданным значениемэнергии сварки, поступающим кз первого задатчика 13. Интегрированиемощности производится по зависимостиИ = (с) (фиг, 2), т.е. в течениевремени= й + 1 , гдедлительность фронта нарастания мопгности сварочного тока до максимального значения И : Т - длительСВ тадность выдержки при И , Последойательно соединенные второй задатчик15 скорости нарастания мощности сварочного тока(через второй электронный ключ 16) и интеграторы второй17 и третьей 19 задают закон квадратичного нарастания мощности сварочного тока на участке 1 зависимостиИ = Г (фиг, 2), При этом, вторым задатчиком 15 задается скоростьнарастания мощности сварочного тока,а следовательно и длительность фронта нарастания 1,Р(фиг. 2), Третьимзадатчиком 24 задается максимальнаямощность сварочного тока И посп пц Удостижении которой второй электронный ключ 16 размыкается, и с выходатретьего интегратора 19 с этого момента времени снимается постоянныйсигнал, пропорциональный И иЬ, тлях.Длительность 1 определяется пропориционально р аз но стью между о бщейэнергией У, и выделенной энергиейза время фронта нарастания 1 мощности сварочного тока до И,Ключи 12, 18 и 20 служат для разрядаинтегрирующей емкости по окончаниицикла сварки, первый электронныйключ 1 О для подключения и отключенияпервого интегратора 11 от блока умножения 9, а второй электронный ключ16 для отключения второго задатчика15 ат второго и третьего интеграторов 17 и 19. Блок запуска 21 включает блок управления 22, который управляет первым электронным ключом 1 Ои ключами 12, 18 и 20, буфернымусилителем 26 и вторым компаратором25, который сравнивает текущее значение мощности сварочного тока с выхода третьего интегратора 19 с заданнымзначением Ис третьего задатчика к пр к р ав е с т в е .". т ех с и г "-"; а в р а 3 =мыкает второй электреьй ключ 16,Блок сравнения 23 сравнкпаст сигало текущем значении мощности сварсчнога тока с выхода блока умножения 9 с сигналом с вклада последаг.ательнасоединенных второго к третьего интеграторов 17 к 19, Формчрующкх сигнал задающий мгновенное значение и закон изменения мощности сварочного тока, Буферный усилитель 26 предназначен для усиления сигнала рассогласования по мощности, снимаемого с блока сравнения 23 да уровня, потребляемого входными цепями регулятора сварочного тока 2, выполненного на управляемых транзисторах 3, коммутирующих сварачньп ток от источника питанкя 1 в соответствии с задаваемым законом изменения мощности сварочного тока И, (Фиг, 2),Устройства работает следующим образом,От педали мехаизма сжатия через релейный элемет (не паказань) включается блок запуска 21, катарьп 1 включает блок управления 22, Далее с блока управления 22 подается сигнал разрешения рабаты на буферный усклитель 26, Одновременна блок управления вырабатывает к падает сигналы на ключи 12, 18 и 20 к парный электронный ключ 10. Прк этом, ьчлючаются интеграторы первый 1, второй 17 к третий 19, После этого с второго задатчика 15 подается скгнал через второй электроныл ключ 16 (исходное состояние ключа замкнутое) на последавательно соединенные второй и третий интеграторы 17 и 19 к с выхода третьего интегратора 19 на блок сравнения 23, Далее с блока сравнения 23 подается скгнал на буферный усилитель 26, а с нега на регулятор сварочного тока 2. При этом в сварочном (силовой) контуре 4 начинает про. текать сварачньпя ток, Величина сварочного тока 1. в сварочном контуре 4 и напряженке П, между электродами 5 измеряются датчккамк 7 к 8 соответственна, После включения сварочного тока блок умножения 9, входными сигналами которого являются сварочный ток 1 с датчика 7 и напряжение 11 между электродами 5 с датчика 8 эперемножает эти сигналы, На выходе блока умножения 9 формируется сигнал, пропорциональньпя значению мгно1 О держивать мощность сварочного тока постоянной) при этом одновременно осуществляется дозирование выделенной энергии между электродами. Устройство позволяет избежать выплесков в на. чальных стадиях процесса сварки истабилизировать процесс образованияэоны совместного плавления свариваемых деталей. Это) в свою очередь, по.зволяет повысить стабильность качества сварных соединений, Кроме того,устройство позволяет повысить точность регулирования и эффективность, что особенно важно при сварке малогабаритных деталей, когда время сварки исчисляется 5-15 мс. Устройство позволяет также компенсировать влияние на процесс микросварки нестабильность таких технологических факторов, как усилие сжатия электродов нали)чие окисных пленок на поверхности свариваемых деталей и др.Составитель Г. ЧайковскийТехред М, Гергель Корре едактор И. Сеглян Шекмар акав 828/19 ПодписнСССР д. 4/ иал ППП Патент , г. Ужгород, ул, Проектная,Тираж 1 НИИПИ Государствен по делам изобрет 1 3035 р Иосквар Ж 3ого комитета ний и открытРаушская н