Машина для контактной стыковой сварки непрерывным оплавлением Советский патент 1983 года по МПК B23K11/04 

2. Машина поп.1, отличающая о я тем, что программирующее устройство содержит блок останова программы, делитель частоты, датчик частоты пульсаций сварочного тока, триггер включения осадки, кнопку включения сварки, схему И .и последовательно соединенные счетт чик, дешифратор, блок переключения программ и блок выходных триггеров, соединенных с исполнительными устройствами машины, при этом один из выходов блока переключения программ соединен с входом триггера включе-. ния сварки, а другой его вход соединен со схемой И, вход кото рой соединен с кнопкой включения сварки, а другой вход - с блоком фазовой , выход триггера включения сварки соединен с одним из входов блока выходных триггеров

и счетчика, другой вход счетчика соединен с блоком останова программы, первый вход которого через датчик частоты пульсаций сварочного тока соединен с трансформатором тока, второй вход через делитель частоты с формирователем импульсов, третий вход соединен с одним из выходов блока выходных триггеров.

3. Машина по п. 2, отличающаяся тем, что блок останова содержит последовательно включенные схемы ИЛИ.и И, при этом один вход схеми ИЛИ является первым входом блока останова, другой вход схема ИЛИ является третьим входом блока останова, один из входов схемы И является вторым входом блока останова, а выход схемы И - выходом блока останова.

1. МАШИНА ДЛЯ КОНТАКТНОЙ СТЫКОВОЙ СВАРКИ НЕПРЕРЫВНЫМ ОПЛАВЛЕНИЕМ, содержащая трансформатор с управляемыми вентилями в первичной цепи, датчик уровня сварочного тока, соединенный с трансформатором тока, включенным в первичную цепь сварочного трансформатора, исполнительные устройства машины, фазовра- щатель, соединенный с управляемыми вентилями, и программирующее устройство , отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности работы машины и точности воспроизведения заданного режима сварки, в нее введены формирователь импульсов, синхронизированных с напряжением сети, блок фазовой задержки импульсов, соединенный с последним, две схемы И, триггер переключения напряжения, схемы совпадения, триггер включения сварки, схема ИЛИ и инвертор, при этом задатчик уровня сварочного тока и программирующее устройство подключены через схему ИЛИ к одному из входов первой схемы Q И и через инвертор - к одному из S входов второй схемы И, другие вхо(Л ды обеих схем И подключены,к блоку фазовой задержки, выходы схем И подключены к фазовращателю через триггер переключения напряжения и схемы сов§ падения, вторые входы последних соединены с выходом триггера включения сварки. о со со О) а эо

Изобретение относится к обработке и сварке материалов и может быть использовано при контактной стыковой сварке методом непрерывного оплавления. ; Известна Машина для контактной стыковой сварки оплавлением с управляемыми вентилями в первичной, цепи сварочного трансформатора. При этом угол включения вентилей и соответственно действующее значение напряжения на трансформаторе изменяют в процессе сварки с помощью фазовр.ащателя по заданной программе Недостатками известной машины являются низкая точность воспроизведения заданного режима сварки, прежде всего прогрё1ммы изменения по времени сварочного напряжения, а также наличие длительных переходных процессов в силовой цепи при изменении угла включения вентилей, сопровождающихся большими бросками тока, неблагоприятно влияющих на работу управляющих вентилей и других потребителей энергии, включенных параллельно сварочной машине. Наиболее близкой к изобретению является машина с регулятором напряжения для стыковой сварки методом непрерывного оплавления, содержащая сварочный трансформатор с управляемыми вентилями и трансформатором тока в первичной цепи, датчик уровня сварочного тока, фаэовращатель, охваченный положительной обратной свя зью по сварочному току, и программи рующее устройство 2 . Известная машина работает следующим образом. В процессе оплавления с прюграммирукщегхэ устройства поступают команды на фазовращатель, изменякяций угол включения управляемых вентилей. При этом происходит ступенчатое снижение напряжения на сварочном трансформаторе. Вследствие случайного характера образования перемычек жидкого металла и ряда других причин наблюдаются короткие замыкания сварочной цепи. Ток оплавления превышает заданное значение, при этом фазовращат ель, охваченный положительной обратной связью по току, сдвигает угол включения вентилей в сторону увеличения напряжения на трансформаторе. Увеличение электрической мощности в образовавшихся контактах приводит к разрушению последних, сварочный ток падает и напряжение на сварочном трансформаторе уменьшается до установленного значения. Процесс непрерывного оплавления восстанавлибается. Однако известная машина имеет ряд существенных недостатков.. Стыковая машина для источника тока представляет активно-индукционную нагрузку с переменным коэффициентом мощности, изменяющимся обычно в пределах от 0,9 (ре:|сим оплавления} до 0,4 (режим к.з). Переключение напряжения с низкого на высокое при увеличении сварочного тока происходит в произвольный момент полупериода питающего напряжения. Поскольку угол включения вентилей; может не соответствовать текущему значению коэффициента мощности, то в сварочной цепи возникают переходные процессы и ток может значительно превысить величину тока короткого замыкания, Помикю неблагоприятного влияния толчков тока на рабо ту вентилей и источника питания, он вызывают также ложное реверсирование привода подвижной плиты. Действительно, в сварочных машина работающих с программным снижением напряжения, используется также обратная связь по току с воздействием на скррость перемещения подвижной плиты при увеличении проводимости сварочног-о контакта. Броски тока, обусловленные переходными процессами, воспринимаются корректором скоррсти как увеличение проводимости сварочного контактора за счет роста площади контактйруемых поверхностей Это приводит к неоправданному ревер сированию приводного двигателя и ( прерыванию процесса оплавления. Для устранения отмеченного недоо татка необходимо, чтобы при поступлении команды на изменения сварочного напряжения угол включения вентилей и первый полупериод находился в пределах 88-90 эл.град. При этом магнитный поток трансформатора бли,зрк к нулю и переходные процессы практически отсутствуют. Кроме- того, отмечается низкая точность воспроизведения программы изменения сварочного напряжения во времени. В качестве программирующег устройства в машинах типов К-19ОП, К-355 и др. используется командный прибор типа КЭП-12У, который выключается (происходит остановка программы) только при реверсах. Продолжительность коротких замыканий и время сведения оплавляемых торцов до их соприкосновения после реверса и учитывается командным при бором. Поскольку возбуждение оплавления при сварке больших компактных сечений сопровождается неизбежными короткими замыканиями торцов, аТЬКо рость перемещения плиты после реверса относительно мала (о,2 мм/с), то в реальных условиях переключения напряжения происходят в моменты времени, не соответствуют щие заданной программе. Это можно устранить, если запуск програмкы производить по наличию высокочас- .тотных пульсёщий сварочного тока. В этом случае прерывания процесса оплавления, вызванные как коротким замыканием, так и разрывом сварочной цепи, не отражаются на воспро|изведении заданной программы изме.нения параметров режима сварки. Цель изобретения - повышение надежности работы сварочной машины и точности воспроизведения заданного режима сварки. Поставленнаяцель достигается тем, что в машину для контактной стыковой сварки непрерывным оплавлением введены- формирователь импульсов, синхронизированных с напряжением сети, блок фазовой задержки импульсов, соединенный с последним, две схемы И, триггер переключения напряжения, схемы совпадения, триггер включения сварки, схема ИЛИ и инвертор, при этом датчик уровня сварочного тока и программирующее устройство подключены через схему ИЛИ к одному из входов первой схемы И и через инвертор - к одному из входов второй схемы И, другие входы обеих схем И подключены к блоку фазовой задержки/ выходы схем И - к фазовращателю через триггер переключения напряжения и схаиы совпадения, вторые входы последних соединены с выходом триггера включения сварки. Програ11мирующее устройство содержит блок останова программы, делитель частоты, датчик частоты пульсаций сварочного тока триггер включения осадки, кнопку включения сварки, схему И и последовательно соединенные счетчик, дешифратор, блок переключения программ и блок выходных триггеров, соединенных с исполнительными.устройствами машины, при этом один из выходов бло- ка переключения программ соединен ;с входом триггера включения сварк Г,, iдругой вход которого соединен ed схемой И, один вход которой соединен с кнопкой включения сварки, а другой - с блоком фазовой задержки, выход триггера включения сварки соединен с одним из входов блока выходилх триггеров и счетчика, другой вход счетчика соединен с блоком останова программы, первый вход которого через датчик частоты пульсаций сварочного тока соединен с трансФорматорюм тока, второй вход через делитель частоты - с формирователем импульсов, третий вход соединен с одним из выходов блока выходных триггеров. Кроме того, блок останова содержит последовательно включенные схеMH ИЛИ и Иг причем один вход cxei«J ИЛИ является первым входом блока останова, другой - третьим входом блока останова, один из входов схемы И является BiopaM входом блока останова, а выход схемы И - выходом блока останова. На чертеже представлена структурная схема предлагаемой машины. Схема содержит сварочный трансформатор Ij в первичную цепь соторого включены управляемые вентили 2 и трансформатор 3 тока. Выходная обмотка последнего подключена к датчи ку 4 частоты пульсаций сварочного то и к датчику 5 уровня сварочного тока Вход формирователя 6 синхронизирова ных импульсов подключен к сети, питающей сварочный трансформатор 1, а его выход - к входам делителя 7 частоты и блока 8 фазо.вой задержки упомянутых импульсов на 88-90 эл, гра Выход блока 8 задержки подключен к объединенным входам первой 9 и второй 10 схем И, выходы которых подключены к фазовращателю 11 через триггер 12 переключения напряжения и дополнительные схемы 13 и 14 совпадения, объединенные входы которых соединены с выходом триггера 15 включения сварки. Выход датчика 5 уровня сварочного тока и один из выходов программирующего устройства 16 подключён через схему ИЛИ 17 к второму входу первой схемы И 9 непосредственно, а к второму входу вт рой схемы И 10 - через инвертор 18. Программирующее устройство 16 состоит из последовательно включенных блока 19 останова программ 19, двоично-десятичного счетчика 20 им пульсов, дешифратора 21 двоично-десятичного кода в десятичный, блока 22 переключения программ и блока 23 выходных триггеров. Блок 19 останов программы состоит из последовательн включенных схемы ИЛИ 24 и.схемы И 25 При этом один из входов схемы ИЛИ 24 соединен с выходом датчика 4 частот пульсаций сварочного тока, а другой вход - с выходом триггера включения осадки блока 23 выходных триггеров. Второй вход схемы И 25 соединен с выходом делителя 7 частоты. Кроме того, блок 23 выходных триггеров электрически связан с блоком 26 управления исполнительными устройст вами машины, а счетчик 20, дешифратор 21 и- блок 22 переключения программ охвачены через триггер 15 вкл чения сварки обратной связью, которая формирует сигнал для автоматического сброса счетчика 20 в нулевое состояние по окончании цикла сварки. Кроме того, один из входов триггера 15 соединен с выходом схемы И 27, входы которой подключены к кнопке 28 включения сварки и к выходу блока 8 фазовой задержки. В качестве управляемых вентилей 2 целесообразно использовать тиристорный контактор типа КТ-04, серийно изготавливаемый промышленностью. Датчик 5 уровня сварочного тока содержит измерительный узел, узел сра jнения и ограничения. На его выходе появляется сигнал логической 1, если сварочный ток превысит заданное значение. Сигнал логической 1 На выходе датчика 4 появляется при наличии высокочастотных пульсаций на кривой сварочного тока. Формирователь 6 импульсов представляет собой преобразователь синусоидального напряжения в последовательность ко-. ротких импульсов, формирующихся в точках перехода синусоиды через нуль, В блоке 8 задержки входные импульсы сдвигаются по фазе на 88-90 эл.град. относительно питающей сети. Делитель 7 частоты преобразует входной сигнал в последовательность импульсов , частота следования которых определяет дискретность считывания программы. Блок 22 переключения программы предназначен для установки. требуемой программы изменения параметров режима сварки во времени и представляет собой ко1 мутатор, подключающий соответствующие выходы дешифратора 21 к входам триггерой блока 23. Блок выходных триггеров выдает команды блоку 26 управления на включение исполнительных устройств сварочной машины по заданной ngo- , грамме. Количество триггеров в блоке 23 должно соответствовать числу выдаваемых им команд. В частности, применительно к сварочным машинам типов К-190п и К-355 блок 23 содержит триггер включения привода оплавления, триггер переключения сварочного напряжения, триггер переключения давления, триггер включения форсировки скорости перемещения плиты машины в конечной стадии оплавления и триггер включения осадки. К фазовращателю 11 не предъявляется особых требований. Необходимо только, чтобы при подаче сигнала логической 1 на один из его входов сварочный трансформатор включался контактором на высокое напряжение, а при подаче сигнала логической 1 на другой вход фазовращателя - на низкое напряжение. ПредлаАаемая машина работает следующим образом. В исходном состоянии на выходе датчиков 5 и 4 уровня сварочного тока и его частоты пульсаций сигнал логического О. Такой же сигнал и на выходе триггера 15 включения сварки, благодаря чему счетчик 20 находится в нулевом состоянии. На объединенных входах дополнительных схем 13 и 14 совпадения сигнал логического О запрещает включение управляемых вентилей 2. С триггера переключения напряжения блока 23 поступает сигнал логической 1 через схему ИЛИ 17 на вход первой схемы И 9 . В момент поступления очередного иктульса с блока 8 задержки логическая 1 на выходе схемы 9 включает триггер 12 в состояние, при котором на вход схемы 13 совпадения поступает логическая 1, подготавливающая включение, фазовращателя 11 на высокое напряжение. При нажатии кнопки 28 включения сварки триггер 15 переключается в состояние логической 1 на его выходе в момент поступления импульса с блока 8 задержки на вход схемы И 27. При этом на выходе схемы 13 сигнал логической 1 включает чере фазовращатель 11 контактор на высокое напряжение. Одновременно сигнал 1 с выхода триггера 15. поступает через блок 33 на вход блока 26 управления исполнительными устройствами машины, включая приводной двигатель на сближение свариваемых заготовок, .а также на вход счетчика 20, Подготавливая последний к считыванию входных импульсов с блока 19. При появлении пульсаций сварочного тока сигнал 1 на выходе датчика 4 через схему ИЛИ 24 разрешает прохождение импульсов- с делителя 7 частоты через схему И 25 на вход счетчика .20. Происходит считывание заданной программы во времени. В случае коротких замыканий сварочной цепи или ее раз1%1ва на выходе датчика 4 сигнал О запрещает прохождение импульсов через схему 25 и считывание программы прекращается. При поступлении команда на сниже ние сварочного напряжения с соответствующего выхода блока 23 триггеров .на вход схемы 17 и соответственно схемы 9 проходит сигнал логического О, а на вход cxei«i 10 через инвер тор 18 - логической 1, В момент поступления импульсов с блока 8 задержки появляется 1 на выходе схе мы 10 , которая переключает триггер 12 и включает через схему 14 фазовращатель 11f изменяющий угол включения управляемых вентилей 2. Если в процессе оплавления сварочный ток превышает заданный уровень, то на выходе датчика 5 появляется сигнал 1, который вызывает появление сигнала 1 на соответствуквдем входе схемы 9,а на выходе схемы 10 - сигнала логического О. В момент перехода на-другой вход схемы 9 импульса с блока 8 задержки происходит переключение триггера 12 и включение сварочного трансформатора на высокое напряжение. Увеличение электрической мощности, выделяющейся в сварочном контакте, приводит к ускоренному нагреву и разрушению перемычек мет «шла, при этом сварочный ток падает. На выходе датчика. 5 появляется сигнал О и происходит переключение сварочного трансформатора на пониженное напряжение. Таким образом, включение сварочного трансформатора в сеть переключения напряжения по командам програмглирующего устройства, а также по сигнсШам датчика уровня сварочного тока происходят в 88-90 эл.град. первого полупериода напряжения сети, после чего автоматически устанавливается заданный угол включения вентилей . По достижении заданного времени оплавления блок 23 выдает команду в блок 26 на включение осадки. При осадке высокочастотные пульсации отсутствуют (на выходе датчика 4 сигнал О) . Для отсчета длительности осадки под током сигнал с выхода триггера включения осадки блока 23 через схему ИЛИ 24 обеспечи- вает прохождение импульсов с делителя 7 частоты на вход счетчика 20. При достижении заданной длительное- . ти осадки под током сигнал с выхода блока 22 переключает- триггер 15. Сигнал О на его выходе отключает сварочный трансформатор от сети, сбрасывает счетчик 20 в нуль, и вся схема возвращается в исходное состог яние.