Устройство для контроля качества сварного шва при роликовой сварке

"То 13 Т)2 Л Класс 42 й, 46 ОПИС ИЗОБРЕТЕНИЯМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ АВТО Лодпана,г ла Л 3 172 В. В. 1 орский, Л, Т, Бабкин и в УСТРОЙ ВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ШВА ПРИ РОЛИКОВОЙ СВАРКЕ АРН ЗвВЛЕВО вари 199)9 т зв64489)1З) в 1 ои открытий ири Совете Чииие К 8)ио в 1 о)т)етеие ииопретеи)З ио воврегеиий читет ио деличров СССРР.1 )и 11.В) Ои ) Известны )строиствя д 5 КОцт 1)Ол 5 Квчестве Свярцого швя црц )О. ликовой сварке, действие которых гюцоваК) на измерении раздвижения роликов контактной сварочной машццы, вызываемого силами теплового расширения металла в сварном контакте.Устройства эти содержат зацолцсццьгй жидкостью сцльфоц, связанный с подВижцым сварным ролгКом, электрчсскиЙ дячцк, фцксц)1)юций изменение уровня жидкости в соединенном с сильфоггом сосуд, ц 1)Оцсходящсе В рсзулэтятс сжатия сцлъ 11)ОИЭ по;1 ви)кцым )олцкол 1, 1 тяк)кс э)сктрОмягнт, управляющий Отк;1 к)чсцнсм сильфоця В интервалах между подачей сварочных импульсов,Основной недостаток устройств цодооцого рода обычно состоит в том, что они нс обладают достаточной чувствительностью.В предложенном устройстве чуг)ствитслг,ность Овьцпсца благодаря применению гидравлического усилителя, содержащего гидравлический цилиндр, соединенный с сильфоном и заполнеццый жидкостью. В цилиндре расположен поршенск, мсханичсшги связанный с якорем э)гктрцческого индуктивного датчика и с якорем электромагнита. Последний служит для фиксаци нулевого поло)кения якор 5 датчика в ццтс 1)вя),)ях между подачсй импульсов сварочного тица.Кроме того, верхняя и нижняя полости упомянутого гидравлического цилиндра соединены между собой церспускцым отверстием. Этим достигается устранение цогрсшности измсрсгпгя, создаваемой медлсиымц изменениями толцины свариваемых листов.На фиг. 1 а и б) схематически изображено соответственно в двух продольных разрезах предложенное устройство при разных положениях поршенька его гидравлического цилиндра; на фиг. 2 - электрическая схема соединений электромагнита устройства с его индуктивным датчи. ком; на фиг, 3 - подвижный электрод контактной сваро шой мацшцы с встроенным в него устройством.ройство состоит пз снльфонцой камеры 1, гидравлического цни. а 2 ифференциально о индуктивного даяка о н электромаглиндра, диффер"та 4. Нижняя юбка сильфона припаивастся к базе а, посредой стройство соединяется с подвижным роликом сварочной машины,а верхняя - к выточке цилиндра 2. Внутренняя полость сильфо цлиндр заполнены маслом до уровня, показанного на фиг. 1 и пунктир.ной линией, В расточке цилиндра 2 установлен пустотелый поршенек 6,Верхняя и нижняя полости цилиндра 2 соединены между собой перепускным отверстием 7 с калиброванным сечением. На штоке 8 поршенька б азмещены якорь 9 электромагнита 4 и якорь 10 индуктивного дифференциального датчика 3. Электромагнит и датчик смонтированы вкорпусе 11 жестко связанном с цилиндром 2 посредством резьбовогоУсоединения.Установочное кольцо 12 служит для изменения положения магнитопроводов индуктивного датчика 3 относительно его якоря 10, Это кольцо навернуто на сердечник электромагнита 4. Подвод тока к обмоткамдатчика и электромагнита осуществляется через штыри И, укрепленныев текстолитовых дисках 14,Перед началом сварки, цо после того, как верхний ролик будет опущен на изделие и будет установлено требуемое давление, корпус устройства жестко крепится к станине сварочной машины зажимом 15,При этом поршенек б находится в нижнем исходном положении иудерживается в нем электромагнитом (вместо электромагнита можноиспользовать пружину), а якорь 10 датчика 3 располагается точно посредине его воздушного зазора. Обмотка электромагнита включена вкатодную цепь тиратрона Л, (фиг, 2) мультивибратора игнитронногопрерывателя типа ПИШ. На фиг. 2 приведена только часть электрической схемы - тиратронный мультивибратор, посредством которого формируются время протекания сварочного тока и длительность паузы между импульсами тока.Во время паузы открыт тиратрон Л,. Протекающий по нему и обмотке электромагнита 4 ток удерживает якорь 9 в притянутом состоянии. По окончании паузы тиратрон Л, гаснет, и обесточенная обмоткаэлектромагнита 4 освобождает якорь 9, а с ним и всю подвижную систему устройства. Одновременно загорается тиратрон Л и в сварочной цени машины появляется импульс тока.Таким образом, посредством электромагнита осуществляется надежное фиксирование нулевой линии отсчета устройства во время каждойпаузы и перед сваркой.Обмотки дифференциального индуктивного датчика являются плсчами измерительного активно-индуктивного моста М. Мост питается отлампового генератора. Балансировка моста М осуществляется перемещением движка потенциометра Р и регулировкой положения якоря 10в воздушном зазоре датчика 3. Напряжение с измерительной диагоналимоста М усиливается электронным усилителем и подается на регистрирующий прибор (шлейфовый осциллограф типа МПО. электронныйосциллограф нли др. прибор).Г 1 ри прохождении импульса сварочного тока металл в сварном контакте расплавляется. его объем увеличивается, и начинается раздвнженис роликов (фиг. 16), Так как нижний ролик или оправка укрепленыжестко, то под действием сил Р теплового расширения металла верхнниролик, а с ним н база 5 устройства переместятся вверх на некоторую ве.личину 6, составляющую 8 - 10 л от суммарной толщины Л свариваемыхдсталеи. Поскольку корпус устройства жестко связан со станиной сварочной машины, то псремшценнс базы 5 вызывает сжатие сильфона нату же величину д.Вытесненное из сильфона масло устремляется в направлении поршенька 6 и перснускного отверстия 7. В связи с тем, что рабочее сечение сильфона в К раз больше поперечного сечения расточки цилиндра 2, где находится поршенек 6, вытесненный из сильфона объем масла переместит поршенек 6 вверх на величину в К раз большую, чем Ь.Следовательно, сильфонная камера 1 и цилиндр 2 представляют сооой практически безынерционный гидравлический усилитель с коэффициентом К усиления, равным отношеник 1 их рабочих площадей,Преобразование механического перемещения подвижной системы устройства в электрический сигнал производится дифференциальным индуктивным датчиком 3. Смещение якоря 10 датчика с нейтрали нарупает балансировку моста М, и в его диагонали появляется напряжение, пропорциональное механическому перемещению поршенька 6, а следовательно, и верхнего ролика сварочной машины.Для уменьшения инерционности подвижной системы устройства дюралюминиевый поршенек 6 сделан пустотелым, а якори 9 и 10 вырезаны из листовой электротехнической стали толщиной 0,35 мм, Вес поршень. ка, цггока и якорей немного больше веса вытесненного поршеньком обьема масла в цилиндре 2. Благодаря этому подвижная система устройства в точности воспроизводит изменение положения уровня масла в нижней камере цилиндра 2 прн быстрых перемещениях базы 6 во время сварки,Как только наступает пауза, металл в сварном контакте начинасг быстро остывать и уменьшается в ооъсме, Верхний ролик перемещается вниз на величину, близкую к о, сильфон растягивается и втягивает в себя масло из цилиндра. Под действием образовавшегося разряжения поршенек 6 устремляется вниз. Одновременно в действие вступает электромагнит 4 и ускоряет возвращсннс подвижной системы устройства на нулевой уровень отсчета.В процессе сварки неизбежны бой роликов и разнотолщннность свариваемых деталей, Они вызывают перемещения верхнего ролика и деформацию сильфона на величины, близкис к уровьпо раздвижения роликов, вызываемого тепловым расширением металла в сварном контакте. Для уменьшения влияния этих помех на точность измерений служит псрспускнос отверстие 7.Так как во время пауз подвижная система устройства удерживается электромагнитом, то выравнивание давлений между верхней и нижней полостями гидроцилиндра будет происходить за счст неретскания масла через перепускное отверстие 7.Во время прохождения импульса сварочного тока подвижная система устройства освобождается, и на полсзный сигнал накладываются помехи. Однако эти помехи оказываются тем меньше, чем больше пауза между импульсами сварочного тока. Практически она исключается, когда длительность паузы в 4 - 5 раз больше длительности импульса то ка. Перетекание жс масла через псрепускнос отверстие 7 в момснт образования сварной точки ничтожно, так как его рабочее сечение в 70 - 100 раз меньше площади расточки цилиндра 2, а время протекания им. пульса сварочного тока составляет 0,04 - О, сок,При изменении температуры масла выравнивание давления между полостями цилиндра 2 происходит также через это перспускное от. всрстис.Таким образом, нсрспускнос отверстие выполняет роль ннзкочастогного фильтра и температурного компенсатора.Устройство может встраиваться в подвижной электрод сварочной машины илн располагаться снаружи.130233В качестве примера на фиг. 3 показана конструкция подвижного электрода сварочной машины для сварки труб с встроенным в него устройством.Устройство расположено внутри пустотелого ползуна 6, к фланцу которого крепятся его база 5, токоподводящая шина 17 и опорная полу- вилка 8 верхнего ролика 19.Г 1 олзун 16 свободно перемещастся в направляющем цилиндре обоймы 20, укрепленной на станине 21 сварочной машины. Для уменьшения сил трения ползуна 16 о стенки направляющего цилиндра обоймы 20 в последней установлены шарикоподшипниковыс опоры (на фигуре не показаны). Фиксация корпуса 1 относительно станины сварочной машины осуществляется зажимом 16, Давление на ролик 19 от механизма сжатия передается через винт 22, стакан 28, пружину 24, ползун 16 и полувилку 18. Пружина 24 служит в качестве упругого элемента, воспринимающего на себя быстрые перемещения ролика 19, вызываемы тепловым расширением металла в сварном контакте. Свариваемые вна. хлестку трубы 25 надеваются на оправку 26, приводимую во вращение электрическим двигателем,Верхний ролик 19 свободно вращается на валике 27, укрепленном в опорной полувилкс 18 посредством конусной затяжки,Силы теплового расширения металла в сварном контакте вызываю:. перемещения ролика 19 вверх. Так как корпус 11 устройства перед началом сварки жестко крепится к станине 21 сварочной машины зажимом 15, то вертикальные псремещения ролика 19 приводят к сжатию сильфонной камеры 1.Предмет изобретения1. Устройство для контроля качества сварного шва при роликовой сварке, основанное на измерении раздвижения роликов контактной сварочной машины, вызываемого силами теплового расширения металла и сварном контакте и содержащее заполненный жидкостью сильфон, связанный с подвижным сварным роликом, электрический датчик, фиксирующий изменение уровня жидкости в соединенном с сильфоном сосуде, в результате сжатия последнего подвижным роликом, а также электромагнит, управляющий отключением сильфона в интервалах между подачей сварочных импульсов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности устройства, в нем применен гидравличе ский усилитель, содержащий соединенный с сильфоном и заполненный жидкостью гидравлический цилиндр, и заключенный в цилиндре поршенек, механически связанный с якорем электрического индуктивного датчика и с якорем электромагнита, служащего для фиксации нулевого положения якоря датчика в интервалах между подачей импульсов свароч. ного тока.2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е с с я тем, что, с целью устранения погрешности измерения, создаваемой медленными изменениями толщины свариваемых листов, верхняя и нижняя полости цилиндра сое. динены между собой перепускным отверстием,Редактор Р. А, Гальцева Техред А. А. Камышникова Корректор Г. С. ГолубятниковаЗак. 6435 Цена 75 коп. Тираж 900 Подп. к печ. ЗХ 111-60 г. Формат бум. 70 Х 08/1 в Объем 051 п. л. Информационно-издательский отдел Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР, Москва, Центр, М. Черкасский пер., д.2/6.Типографии Комитета по делам изобретений и открытий при Советс Министров СССР Москва, Петровка, 14,