Устройство для наплавки Советский патент 1983 года по МПК B23K9/04 

ел о 00 ISD Изобретение относится к сЕ ;1рке, в частности к конструкциям устройств, прслназначенных для регулирования скорости подачи сварочного электрода и присадочного материала. Известно устройство для наплавки, содержащее механизмы подачи расходуемого электрода и присадочного материала с приспособлениями для регулирования скорости их подачи, сблокированные между собой. датчикн скорости подачи, преобразователь, определяющий степень легирования, преобразователь, определяющий отношение количества неэлектродного присадочного материала к общему количеству металла, подаваемого в сварочную ванну, и сумматор (1). Недостатком данного устройс1;ва является низкое качество наплавки при регулировании химического состава. Цель изобретения - повыцгение качества наплавки путем осуществления регулирования химического состава при обеспечении равномерности сечения наплавки. Указанная цель достигается тем, что преобразователи соединены между собой последовательно, а выходы каждого из них соединены с сумматором, подключенным к устройству подачи присадочного мате эиала, а преобразователь, определяющий степень легирования, снабжеьК дополнительным программным устройством. Кроме того, преобразователь, определяющий отношение количества неэлектродного присадочного материала к общему количеству металла, подаваемого в сварочную ванну, связан с дополнительным программным устройством. На фиг. 1 показана функциональная схема гфедлагаемого устройства; на фиг. 2 принципиальная электрическая схема соединений преобразователей с программными устройствами и сумматором. Устроиство содержит механизм 1 подачи .расходуемого электрода, связанный с датчиком 2 скорости, и приспособление 3 для регулирования скорости подачи электрода. В качестве датчика скорости может быть применен электромагнитный, фотоэлектрический, тахометрический и другие датчики. В качестве регулирующего устройства . может быть использован потенциометр, автотрансформатор и др. Датчик 2 подключен к преобразователю 4, определяющему отношение количества неэлектродного присадочного материала к общему количеству металла, подаваемого в сварочную ванну в единицу времени. Преобразователь 4 свя. зан с преобразователем 5, определяющим, степень легирования, преобразующим вход ной сигнал в сигнал, пропорциональный массовой скорости подачи легирующего присадочного материала. На преобразователь 5 подается сигнал с программного устройсг ва Г), задающего степень легирования сварного шва. Преобразователь 4 представляет собой устройство, состоящее из операционного усилителя и сумматора (фиг. 2). В качестве устройства 5 и 6 может использоваться операционный усилитель с регулируемой обратной связью и коэффициентом усиления меньше единицы. Преобразователь 5 соединен с устройством подачи легирующего присадочного материала, состоящим из механизма 7 подачи, датчика 8 количества подаваемого присадочного материала, связанного с двигателем подачи легирующего присадочного материала и по конструкции аналогичного датчику 2, устройства 9 регулирования количества подаваемого материала и сумматора 10, сравнивающего входной сигнал Uj ;с сигналом обратной связи Ц. В качестве устройства 9 регулирования можно использовать тиристорный привод, магнитный усилитель и другие устройства. Функции сумматора iО моЖет вьщолнять операционный либо дифференциальный усилители, диодный компаратор и т. п. Вь1ходы датчика 2 и преобразователей 4 и 5 связаны также с сумматором 11, .необходимым для устранения влияния изменения скорости подачи электродной проволоки на легирование сварного,, щва и. даличества наплавленного металла в единицу времени при изменении легирования за счет регулирования скорости подачи дополнительного присадочного материала. К сумматору И подключено устройство подачи дополнительного присадочного материала, химический состав которого может быть одинаковым с cocTaBONj сварочного электрода. Это устройство содержит механизм 12 подачи догюл жтельного П исадочного материала, датчик ТЗкблйче тва --щподаваемого присадочного материала, устройство 14 регулирования количества подаваемого присадочного материала и сумматор 15, сравнивающий входной сигнал Lfe .с сигналом, поступающим с датчика 13. С преобразователем 4 связан программ- . .Ныйблок 16, функции которого может выполнятЬ регулируемый делитель напряжения, включенный в цепь обратной связи входящего в операционного усилителя, состав преобразователя 4. Устройство работает следующим образом. При включении наплавочной установки сигнал Ui, пропорциональный скорости подачи сварного электрода, поступает в преобразователь 4 (фиг. 1 и 2). При этом на выходе преобразователя 4 появляется сигнал и, пропорциональный сумме массовых скоростей подачи сварочного электрода и присадочных материалов. При этом должно выполняться условие U. Uv 1 . (1) где К. - коэффициент, характсризуюишй отношение количества присадочных материалов к сумме присадочных и электродного материалов, подаваемых в единицу времени в сварочную ванну. Сигнал Uj .подается на вход преобразователя 5, на выходе которого появляется сигнал УЗ,.пропорциональный массовой скорости подачи легирующего присадочного материала, связанный с сигналом Uj следушим соотношением Uz KiUi,(2) гдеК 1 - коэффициент, определящий степень легирования наплавленного металла. Коэффициент J. можио регулировать, а соответствен-но изменять легирование металла, с помощью программного устройства 6. Выход устройства 5 соединен с устройством подачи легирующего присадочного материала. Количество подаваемого легирующего материала пропорционально сигналу УЗ подаваемому на вход сумматора 10. Для стабилизации количества подаваемого легирующего присадочною материала с устройством 7 соединен датчик 8, выходной сигИал и которого, пропорциональный количеству подаваемой .че1ирующей присадки, сравнивается с сигна.;1ом lij в сумматоре 10. В случае отклонения количества легирующей присадки от ладанного на выходе сумматора 10 появляется сигнал bs, который, возлействуя на устройство 9 регулирования, изменяет производительность подачи присадки устройством 7.. S Для устранения влияния изменения скорости подачи электродной проволоки на легирование сварно1о шва и количества наплавленного металла в единицу времени при изменении легирования в схему введен сумматор II и устройство подачи дополнительного присадочного материала. С выходов устройств 2, 4 и 5 сигналы Ui,. Ыг.и Uj подаются на входы сумматора II, на выходе которого появляется сигнал Ug равный Ue Ui-(Ut -f Ui).(3) Сигнал и управляет работой устройства для подачи дополнительного присадочного материала. Принцип работы этого устройства аналогичен работе устройства для подачи легирующего присадочного материала. . Изменение количества легирующего прк садочного материала при постоянной скорости подачи электрода повлечет за изменение сигнала IJ). При этом ка выходе сумматора 11 сигяал изменится таким образом, что будет выполняться ус.ювие (3). Это приведет к изменению количества дополнительного присадочного материала так, что УЗ -(- Ue const при Ui const.(4) Выполнение условий (3) и (4) позволяет получить наплавленный металл с переменным химическим составом, при этом изменение химического состава в процессе наплавки не в,1ияет на размеры сварного шва. При наплавке деталей сложной формы с изменением химического состава появляется необходимость изменить производительность процесса наплавки по заданному закону. При этом изменение производительности наплавки не должно влиять на хн.мнческий состав сварного шва. К таким деталям можно отнести, например, валки пилигримового стана, у которых требование к рабочей поверхности бойковой и калибрующей части различны. Различен и об1.ем мoтaЛv a, который необходимо наплавить на отдельные части калибра. Изменять производительность процесса наплавкн регулированием скорости подачи сварочного э.чектрода нецелесообразно, так как это приведет к изменению параметров режима наплавки. Эта задача решается ввелением и ука- i заниое выше устройство программного блока 1(7, который подключается к преобразователю 4 и позволяет регулировать отношение количеств, пеэлектродных присадочных матерИялов к сумме присадочных и электродного материалов, подаваемых в сварочную ванну, т. е. коэффициент K : в уравнении ({)- При этом изменение коэффициента К, не повлечет за собой изменения степени легирования сварного шва при постоянном с программного устройства 6. Функции программного блока 16 может выполнять регулируемый делитель напряжения, включенный в цепь обратной, связи операционного усилителя, работающего в преобразователе 4. Изменение производительности процесса наплавки путем регулирования количества подаваемого присадочного матерпа,та в сварочную ванну позволит также изменять скорость кристаллизации и охлаждения металла шва. Изменением скорости кристя,гпн-. зации и охлаждения сварочной нпппы можно регулировать структуру паплапленного металла, а соответственно, изменять техно1оп1ческие свойства сварного шва.

фид.2

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАПЛАВКИ, содержащее механизмы подачи расходуемого электрода и присадочного материала с приспособлениями для регулирования скорости их подачи, сблокированные между собой, датчики скорости подачи, преобразователь, определяющий степень легирования, преобразователь, определяющий отношение количества неэлектродного присадочного материала к общему количеству металла, подаваемого в сварочную ванну, сумматор и программное устройство, отличающееся тем, что, с целью повыщения качества наплавки путем осуществления регулирования химического состава при обеспечении равномерности сечения наплавки, преобразователи соединены между собой последовательно, а выходы каждого из них соединены с сумматором, подключенным к уст ройству подачи присадочного материала, а преобразователь, определяющий степень легирования, снабжен дополнительным программным устройством. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем,- что преобразователь, определяющий отношение количества неэлектроднрго присадочного материала к общему количеству с металла, подаваемого в сварочную ванну, связан с дополнительным программным уст(Л ройством.