Способ заварки кратера и устройство управления заваркой кратера при импульсной электродуговой сварке

ОЮЗ СОВЕТСНИХОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК 3 К 9/00 ИЗОБРЕТЕИДЕТЕЛЬСТВУ ИСАНИ АВТОРСКОМУ ремон- В сб.; к областипульснойчастности,и разработочередноо тока ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯЯРИ ГКНТ СССР(56) Букаров В.А, и др. Технологияи оборудование, дляприварки технологических каналов к втулке прите энергетических аппаратов. -Вопросы атомной науки и техники.Сер: Сварочное производство, вып.3, 1982, с.27-31.(54) СПОСОБ ЗАВАРКИ КРАТЕРА И УСТ-,РОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ЗАВАРКОЙ КРАТЕРАПРИ ИМПУЛЬСНОЙ ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ СВАРКЕ(57) Изобретение относитсясварочного производства имэлектродуговой сваркой и,вможет быть использовано пр Изобретение относится к сварочному производству. импульсной электро- дуговой сваркой, в частности может быть использовано в устройстве для управления заваркой кратера при импульсной электродуговой сварке, преимущественно торцового сварного соединения технологического канала.реак" торной установки с трактом,Цель изобретения - повышение качества заварки кратера и исключение брака нри электродуговой сварке. ке устройств управления заваркои кратера при электродуговой сварке. Цель изобретения - повышение качест- . ва заварки кратера и исключение бра- . ,ка при электродуговой сварке. Перед окончанием сварки определяют начало очередного цикла изменения сварочного тока при его максимальной величине. Сохраняют эту величину постоянной в течение промежутка времени, равного 0,33-0,4 времени импульса. Затем при прежней постоянной скважности импульсов производят плавное уменьшение .сварочного тока во времени до нуля, Устройство содержит блок управления заваркой кратера, источник й питания сварочной дуги и шунт Устройство позволяет за счет регулирования количества теплоты, вводимого в сварочную ванну при заварке кратераф обеспечить повышение качества сварного шва и уменьшить количество - Б брака сварных соединений от заваркикратера. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 6 ил. р,гНа фиг.1 представлена циклограмма изменения сварочного тока, поясняющая предложенный способ; на фиг.2 - устройство управления заваркой кратера; на фиг.3-6 - циклограммы, пояс няющие работу устройства.Способ заварки кратера при импульсной электродуговой сварке заключается в том, что после подачи команды "Конец сварки" в момент С (фиг.1) определяется начало "го цикла изменения сварочногпри его максимальной величине д момент 1 , сохраняют максимальную величину сварочного тока постоянной винтервале С =С -С , а затем при постоянной скважности импульсов сварочного тока производят его плавноеуменьшение во времени до нуля Необходимость сохранения максимальнойвеличины сварочного тока постояннойв течение интервала С - обусловленатем, что, например, если начало снижения сварочного тока совпадает с началом импульса сварочного тока (кри". вая 1), то выделяемого количестватеплоты окажется недостаточным дляполной переплавки кратера и образо"вания качественной сварочной ванны.Если, например, начало снижения сварочного тока совпадает с концом импульса сварочного тока (кривая 3),, то выделяемое количество теплоты ока"жется выше оптимального, что приведет к выплеску металла сварочнойварны. Оптимальная величина интервала у йь=й -йь, равная 0,33-04 времени импульса сварочного тока, обеспечивает регулированче вводимого всварочную ванну количества теплотыв следующих за штатным импульсахсварочного тока в период заваркикратера (кривая 2).Регулирование количества теплотывводимого в сварочную данну при заварке. кратера при импульсной электро.дуговоч сварке обеспечивает повьшение качества сварного шва и уменьшает количество брака сварных соединений от заварки кратера,Устройство заварки кратера содержит блок 1 управления, источник 2питания сварочной дуги и шунт К,(фиг.2),Блок 1 управления включает в себяреле К 1 выключения источника 2 питания сварочной дуги, кнопки "Пуск" и "Стоп", источник Ст 1 питания блока 1 управления, источник Ст 2 опорного напряжения, генератор СтЗ импульсов.транзистор Ч 1, диод 7 2, шесть схем 01, 03, 05, Рб, О и 08 совпадения, три инвертора 02, 04 и 09, три триггера Т 1, Т 2, ТЗ, компаратор К, семь резисторов 21-27, два счетчика Сг 1 и Сг 2 импульсов, усилитель У и двадешифратора РШ 1 и РШ 2Источник 2 питания сварочной дугисодержит реле К 2 его включения дромежуточное реле КЗ, реле К 4 и конденсатор С.Источник Ст 2 опорного напряженияустанавливает порог срабатываниякомпаратора К. Генератор СтЗ импульсов служит для выдачи импульсов дляполучения выдержки времени, котораянеобходима для выключения источника 10 2 питания сварочной дуги. Промежуточное реле КЗ совместно с реле К 1 служит для выключения источника 2 питания сварочной дуги. Шунт Б. являетсядатчиком импульсного тока сварочной 15 дуги. Диод 72 необходим для защитытранзистора 71 от электрическогопробоя при коммутации реле К 1 Ре"зисторы 21 и К 2 служат для устранения дребезга электрических контак тов реле КЗ и кнопки Стоп соответственно, Резистор КЗ обеспечиваетрежим работы транзистора Ч 1, Резис"торы К 4-К 7 образуют электрическиймост, в одно из плеч которого вклю чается шунт К, Триггер Т 1 необходимдля запоминания команды после нажатия кнопки "Стоп". Схема 01 совпадения предназначена для разрешения прохождения команды выключения источни ка 2 питания сварочной дуги. Инвертор 02 согласовывает сигнал управления транзистором 71 который управляет реле К 1. Усилитель У усиливаетсигнал, получаемый с выхода электрического моста. Компаратор К сравнивает по амплитуде выходной сигналусилителя с опорным напряжением.истбчника Ст 2 опорного напряжения, Схе.ма 03 совпадения служит для.пропус кания команды "Стоп 1 при включенномисточнике 2 питания. Инвертор 04предназначен для согласования поуровню сигнала для схемы 05 совпадения, которая необходима для пропус"кания сигнала на триггер Т 2 и схемуРб совпадения. Схема Рб совпаденияслужит для управления триггером ТЗ.Схема 07 совпадения управляет счетчиком Сч 1. Счетчик Сч 1, в свою оче редь, управляет дешчфратором РШ 1.Устройство работает следующимобразом.(фиг.З-б).При нажатии кнопки "Пуск". и самоблокируется контактами К 2,1,контакт К 2.3 включает реле КЗ(фиг.Зд), после включения реле КЗгключается источник 2 питания сварочной дуги (фиг.Зе) и через шунтКц протекают импульсы сварочного тока(фиг.46), выделяя импульсы напряжения (фиг.4 в). Через контакт К 2.3включается реле К 4 (фиг.Зж и заряжается конденсатор С (фиг.4 а, релеК 4 и когденсатор С обеспечиваютзадержку выключения источника 2 питания сварочной дуги). Напряжение сшунта Кы (фиг.4 в) поступает.на входмоста К 4-К 7, с выхода которого напряжение поступает на вход усилителя У(фиг.4 г), где усиливается и подаетсяна компаратор К (фиг.4 д). На компараторе К выходное напряжение усилителя сравнивается с напряжением источника СТ 2 опррного напряжения, врезультате сравнения выходного напряжения усилителя У и напряженияисточника Ст 2 опорного напряженияпоявляются импульсы напряжения. Выходные импульсы компаратора К поступают на один из входов схемы 05 совпадения. Все описанное соответствуетстационарному режиму сварки,В исходном состоянии устройствауправления заваркой кратера источникСт 1 питания блока 1 управления, источник Ст 2 опорного напряжения и генератор СтЗ импульсов (фиг.бе) включены, на выходах триггеров Т 1 и Т 2 -сигнал "О" (низкий уровень), на выходе 2 триггера ТЗ также сигнал "О",на выходе 1 триггера ТЗ - сигнал "1",счетчик Сг 1 сигналом "1" с выходатриггера ТЗ приводится в исходное"нулевое" состояние, на выходах дешифратора ПШ 1 - сигналы "О". В соответствии с выдержкой С С. -ез с контакта 15 дешифратора ПШ 1 поступаетсигнал "О" на один из входов схемы01 совпадения. На второй вход схемы01 совпадения поступает сигнал "О"через нормально закрытый контактК 3.1. Транзистор Ч 1 закрыт, реле К 1выключено. На один из входов схемы03 совпадения поступает сигнал "1"с выхода 1 триггера ТЗ, на второйвход схемы 03 совпадения поступаетсигнал "О" с выхода триггера Т 1.Сигнал "1" с выхода схемы 03 совпадения инвертируется инвертором04 и поступает на один из входов схемы 05 совпадения. Цепь ПЗзапрещает прохождение импульсных сигналов.с компаратора К на вход триггера Т 2.При окончании процесса сварки нажимают в произвольный момент й кноп.ку "Стоп". Срабатывает триггер Т 1 465216 6(фиг.4 е), на обоих входах схемы 0311 11совпадения - сигналы 1 , схема 03совпадения переключается ( фиг . 5 д) 5и через инвертор П 4 подает сигнал"1" (фиг.5 е) на вход схемы 05 совпадения. Схема 05 совпадения перек-.11 Нлючится (фиг.ба) при сигнале 1поступающем на второй вход схемы 05 10 совпадения с компаратора К. При пере"ключении схемы 05 совпадения переключается триггер Т 2 (фиг.4 ж) и подает на один вход схемы 06 совпадения сигнал 1", на второй вход схемы 15 06 совпадения поступает сигнал "О" свыхода схемы 05 совпадения. При сигнале "О" на выходе компаратора К схема 05 совпадения переключается(фиг6) и с ее выхода .4 второй вход 20 схемы 06 совпадения поступает сигнал".1". Схема Пб совпадения срабатывает(фиг.бб) и переключает триггер ТЗ(фиг.5 а,б),сигнал "О" с выхода 1триггера ТЗ поступает на вход схемы 25 03 совпадения и переключает ее(фиг.5 д). Сигнал "О" с выхода схемы03 совпадения через инвертор 04 поступает на вход 05, сигналы с компаратора К через схему 05 совпадения на 30 вход триггера Т 2 не проходят. Крометого, сигнал "О" выхода 1 триггераТЗ (фиг,5 а) разрешает работу счетчикаСт 1 (фиг,бг), а сигнал "1" с выхода2 триггера ТЗ поступает (фиг.56) на З 5 вход схемы 07 совпадения, в результате схема 07 совпадения пропускает(фиг.бв) импульсы на счетный вход Ссчетчика Сг 1 (фиг,бг), который переключается с частотой генератора 40 Ст 3 импульсов и управляет дешифратором ПШ 1 (фиг.бд). На одном из выходов дешифратора ПШ 1, напримерконтакте 15, соответствующем числупрошедших импульсов, появляется сиг нал 1 , который поступает на входсхемы 01 совпадения. По этому сигналу схема 01 совпадения переключается(фиг.5 в) и через инвертор 02 (фиг.5 г)открывает транзистор Ч 1, который 60 включает реле К 1 (фиг.Зв), Нормальнозакрытый контакт реле К 1.1 размыкается и снимает напряжениес контактаК 2.1 реле К 2. Реле К 2 выключаетсядо момента, пока напряжение на бата-,рее конденсатора не станет меньше,чем напряжение отпускания реле К 4.После этого реле К 4 выключается(фиг.Зж) и контактом К 4.1 выключаетреле КЗ (фиг.Зд), реле КЗ выключаетисточник 2 питания сварочной дуги(фиг.Зе). Контакт К 3.1 реле КЗ замыкается и приводит в исходное состояние устройство управления заваркойкратера.Таким образом, устройство позволяет согласовать начало снижениясварочного тока сопределенной фазойимпульсного сварочного тока, обеспечивая оптимальную выдержку е сварочного тока в импульсе в течениетребуемого промежутка,В целях расширения диапазонарегулирования времени выдержки сварочного тока устройство снабжено счет"чиком Сг 2, который управляется счетчиком Сг 1 через схему Р 8 совпадения:и инвертор 09. Счетчик Сг 2 переключается с частотой в Ы раз меньшей,чем частота генератора СтЗ импульсов; соответствующий контакт дешифратораЭШ 2.с вторым входом первой схемы,совпадения.Устройство"позволяет за счет регулирования количества теплоты, вводимого в сварочную ванну при заварке, кратера, обеспечить повышение качества сварного шва и уменьшить количество брака сварных соединений от завар"ки кратера. 40Формула изобретения1. Способ заварки кратера при импульсной электродуговой сварке, заключающийся в том, что уменьшают вели-чину сварочного тока во времени, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества заварки кратера, перед окончанием сварки определяют начало очередного цикла изменения сварочного тока при его максимальной величине, сохраняют эту величину постоянной в течение промежутка времени, равного 0,33-0,4 времени импульса, а затем при прежней постоянной " , скважности импульсов производят плавное уменьшение сварочного тока во времени до нуля. 2. Устройство управления заваркой кратера при импульсной электродуговой сварке, содержащее источник питания сварочной дуги и реле включе-, ния его, промежуточное реле и реле с параллельно подключенным конденсатором, шунт и блок управления с источником питания о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества заварки кратера, блок управления до полнительно снабжен реле выключения источника питания сварочной дуги, диодом, транзистором, двумя инверторами, тремя резисторами, пятью схемами совпадения, тремя триггерами, счетчиком импульсов, компаратором, источником опорного напряжения, усилителем, мостом из четырех резисторов, генератором импульсов и дешифратором, причем реле выклюяения источника питания сварочной дуги включено параллельно диоду, катод которого совместно с одним выводом обмотки реле соединены с положительным полюсом источника питания блока управления, а анод диода и второй вывод обмотки реле соединены с коллектором транзистора, эмиттер которого соединен с отрицательным полюсом источника питания блока управления, а база - с выходом первого инвертора и первым резистором, второй вывод которого соединен с положительным полюсом источника питания блока уп:. равления, вход первого инвертора соединен с выходом первой схемы совпадения, первый вход которой соединен с одним концом второго резистора и входами каждого триггера; а также через контакт промежуточного реле соединен с отрицательным полюсом источника питания блока управления,.. второй конец второго резистора соединен с положительным полюсом источника питания блока управления, второй вход первого триггера через кнопку "Стоп" соединен с отрицательным полюсом источника питания блока управления и третьим резистором, второй конец которого соединен с положительным полюсом источника питания блока управления, выход первого триггера соединен с одним иэ входов второй схемы совпадения, другой вход которой соединен с одним из выходов третьего триггера и с установленнымвходом счетчика импульсов, выход вто" рой схемы совпадения соединен с вхо 14652дом второго инвертора, выход которого соединен с одним из входов третьей схемы совпадения, второй вход которой соединен с выходом компаратора, один из входов которого соединен с источником опорного напряжения, а другой. - с выходом усилителя, входы которого подключены к выходу моста из четырех резисторов, в одно из 1 О плеч которого включен шунт, выход третьей схемы совпадения соединен с вторым входом второго триггера и первым входом четвертой схемы совпадения, выход второго триггера соединен с вторым входом четвертой схемы совпадения, выход которой соединен с вторым входом третьего триггера, выход которого соединен с первым входом птой схемы совпадения, второй 2 р вход которой подключен к выходу генератора импульсов, а выход - к счет 16 оному входу счетчика импульсов, выходы которого соединены с соответствующими входами дешифратора, второй вход первой схемы совпадения соединен с одним из выходов дешифратора.3. Устройство по п.2, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено схемой совпадения, инвертором, счетчиком импульсов, дешифратором, при этом оба входа шестой схемы совпадения соединены с выходами первого счетчика импульсов, а выход - с входом третьего инвертора, выход которого подключен к одному из входов второго счетчика импульсов, второй вход которого соединен с первым выходом третьего триггера, а выходы счетчика импульсов - с соответствующими входами второго дешифратора, причем второй вход первой схемы совпадения соединен с одним из выходов дешифратора.1465216 ставитель В,П Л.Сердюкова ректор И.Демчик тор М.Келемеш 892 и ГКНТ СССР оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина Заказ 868/ ВНИИПИ Гос рственно 11303одписноеи открыт бе де 4