Устройство слежения за стыком при дуговой сварке Советский патент 1988 года по МПК B23K9/10 

113

Изобретение относится к сварочному производству и может быть использовано при авто.матизации слежения за стыком при дуговой сварке.

Целью изобретения является повьше- ние точности слежения за стыком.

Поставленная цель достигается возбуждением в стыке свариваемых деталей переменного магнитного поля, ори- ентированного поперек стыка..Наличие электрода над стыком регистрируется по изменению напряжения на дуге при ее отклонении возбужденным магнитным полем.

На чертеже показано предлагаемое устройство.

Устройство слежения за стыком при дуговой сварке содержит возбудитель 1 магнитного поля, воздействующий на дугу 2 в стыке 3 свариваемых деталей Возбудитель 1 магнитного поля механически связан с горелкой 4. Напряжение дуги 2 через фильтр 5 и выпрямитель 6 связано с фильтром 7 низкой частоты. Выход фильтра 7 низкой частоты связан через делитель напряжения на резисторах 8 и 9 с инвертирующим входом компаратора 10 и через делитель напряжения на резисторах 11 и 12 с устройством запоминания максимума в составе диода 13 и конденсатора 14 Устройство содержит также триггер 15 ;и резистор 16, через который на вход сумматора 17 подается напряжение смещения - сгл Выход сумматора 17 связан с входом привода 18 поперечного перемещения горелки 4. Конденсатор 14 связан с неинвертирующим входом компаратора 10 и через тор 19 и транзистор 20 с общей точкой схемы. Выход компаратора 10 через диод 21 связан с входом триггера 15 и через диод 21 и регистор 22 с базой транзистора 20. Вход триггера 15 через резистор 23, связан с общей точкой схемы, с которой через конденсатор 24 и резистор 25 соединена также база транзистора 20. Выход триггера 15 через резистор 26 соединён с входом сумматора, в цепь обратной связи которого включен резистор 27. Элементы 8-14 и 19-25 устройства составляют определитель 28 направления движения, а элементы 15-17 и 26, 27 устройства составляют переключатель 29 направления движения.

Устройство работает следующим образом.

92

Дуга 2 совершает колебания вдоль стыка 3 в магнитном поле рассеяния стыка. Магнитные силовые линии направлены поперек стыка. Магнитное поле создается возбудителем 1, механически связанным с горелкой 4. Амплитуда угловых колебаний дуги относительно нейтрального положения определяется положением дуги относительно стыка и будет максимальной, когда ду- / га попадет в зону выпучивания магнитного поля над стыком. При отклонении дуги от нейтрали, соответствующей расположению дуги вдоль оси электрода при равенстве нулю потока магнитного поля, ее длина увеличивается дважды за один период колебания тока возбудителя 1 магнитного поля.

Таким образом, при изменении длины дуги с частотой, равной двойной частоте напряжения питания возбудителя 1 магнитного поля с такой же частотой будет изменяться напряжение дуги Ua. Через фильтр 5 низкой частоты, которьй пропускает переменную составляющую напряжения дуги с частотой, равной двойной частоте напряжения питания возбудителя 1 магнитного поля, напряжение поступает на выпрямитель бис его выхода - на фильтр 7 низкой частоты. Напряжение U на выходе фильтра 7 низкой частоты будет максимальным при максимальной амплитуде колебаний .напряжения дуги Un, что соответствует расположению ее в зоне максимального потока магнитного поля, т.е. п.од стыком. С выхода фильтра 7 низкой частоты напряжение поступает через делитель напряжения на резисторах 8 и 9.и на инвертирующий вход компаратора 10, а через делитель на резисторах 11 и 12 на устройство запоминания максимума в составе диода 13 и конденсатора 14. Коэффициент передачи по инвертирующему входу выбран больше, чем по неинвертирующему входу.

Поэтому, когда U Uau, напряжение и,Р на выходе компаратора 10 будет отрицательно. При достижении U-u-U ли и,о станет больше. Пусть в начальный момент горелка 4 смещена влево от стыка, триггер 15 находит-- ся в состоянии О и под действием нап- пряжения смещения , поступающего через резистор 16 на вход сумматора 17, привод 18 поперечного перемещения перемещает горелку 4 по направлению

к стыку. При этом будет увеличиваться амплитуда колебания дуги и уровень напряжения на выходе фильтра 7 низкой частоты соответственно UT В момент t, прохождения горелки 4 над стыком 3 напряжение U достигает максимума и начинает уменьшаться. За счет большой постоянной времени разряда конденсатора 14 становится U

П

П

и и напряжение U, положительным, появляется импульс на входе триггера 15, который переходит в состояние 1, соответствующее положительно10

Таким образом, из любого начального состояния устройство переводит горелку 4 в зону стыка 3 и удерживает ее в этой зоне.

Возбуждаемое магнитное поле оказывает благоприятное воздействие на процесс сварки за счет электромагнитного перемешивания металла в сварочной ванне.

Формула изобретения Устройство слежения за стыком

Изобретение относится к дуговой сварке и может быть использовано при автоматизации слежения за стыком. Изобретение позволяет повысить точность слежения за стыком. Цель достигается возбуждением в стыке свариваемых деталей переменного магнитного поля, ориентированного поперек стыка. Наличие электрода над стыком регистрируется по изменению напряжения на дуге при ее отклонении возбужденным магнитным полем. Формирователь сигнала управления обеспечивает коррекцию положения сварочной горелки относительно стыка. Формирователь содержит последовательно включенные фильтры, выпрямитель, определитель и переключатель направления движения. 1 ил.

20

му напряжению на его выходе. Одновре- 15 при дуговой сварке, содержащее горел- менно осуществляется разряд конденсатора 14 через резистор 19 и транзистор 20, напряжение становится отрицательным.

Управляющее напряжение на базу транзистора 20 поступает с выхода компаратора 10 через диод 21 и резистор 22. Резистор 23 служит для обеспечения рабочего режима диода 21, конденсатор 24 и резистор 25 обеспе- 25 чивают необходимое время разряда конденсатора 14. Положительное напряжение триггера 15 через резистор 26 подается на вход сумматора 17, напряжение на выходе сумматора 17 становится отрицательным и привод 18 изменяет направление перемещения горелки 4 с возбудителем 1 магнитного поля и снова начинает перемещать горелку к стыку.

30

ку с закрепленным на ней возбудителем магнитного поля, привод поперечного перемещения горелки и формирователь сигнала управления приводом поперечного перемещения горелки, вход которого подключен к сварочному электроду, а выход - -к входу привода поперечного перемещения горелки, отличающееся тем, что, с целью повышения точности слежения, формирователь сигнала управления приводом поперечного перемещения горелки содержит последовательно включенные фильтр, выпрямитель, фильтр низкой частоты, определитель направления движения и переключатель направления движения, при этом полюса возбудителя магнитного поля ориентированы в плоскости вектора поперечного перемещения горелки.

ВНИИПИ Заказ 1,51/13

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

при дуговой сварке, содержащее горел-

ку с закрепленным на ней возбудителем магнитного поля, привод поперечного перемещения горелки и формирователь сигнала управления приводом поперечного перемещения горелки, вход которого подключен к сварочному электроду, а выход - -к входу привода поперечного перемещения горелки, отличающееся тем, что, с целью повышения точности слежения, формирователь сигнала управления приводом поперечного перемещения горелки содержит последовательно включенные фильтр, выпрямитель, фильтр низкой частоты, определитель направления движения и переключатель направления движения, при этом полюса возбудителя магнитного поля ориентированы в плоскости вектора поперечного перемещения горелки.

Тираж 920 Подписное