Способ контроля качества соединений в процессе контактной стыковой сварки Советский патент 1989 года по МПК B23K11/02 B23K11/04 

1

Изобретение относится к сварке и

может быть использовано при контроле качества соединений в процессе контактной стыковой сварки.

Цель изобретения - повышение достоверности и расширение технологических возможностей, контроля.

На чертеже представлена блок-схема устройства для реализации способа контроля качества сварных соединений.

Устройство содержит датчик 1 дискретных значений перемещения, выходами связанньй с входом блока 2 синхро10

низации и с входом блока 3 коммутации. Блок 2 синхронизации выходом связан с датчиком 4 усилия осадки. Выходы датчика 4 усилия осадки связаны с входами блока 5 сложения и блока 6 дифференцирования, а выход блока 6 дифференцирования связан с вторым входом блока 5 сложения. Выход блока 5 сложения связан с входом блока 7 сравнения. Вторым входом блок 7 сравнения связан с блоком 8 эталонных значений интеграла. Выход блока 7 сравнения связан с входом блока 9 индикации.

«k

Р

О

сл

Блок 6 дифференцирования выходом связан с входами блока 3 коммутации и блока 10 памяти перемещения. Блок 10 памяти перемещения выходом связан с входом блока 11 сравнения. Второй .вход блока 11 сравнения связан с выходом блока 3 коммутации. Выход блока 11 сравнения связан с входом блока 9 индикации.

Работа устройства при вычислении К

:интеграла J P(S)dS,

5н

где Sf - значение перемещения в момент начала осадки; S. - значение перемещения в момент окончания осадки; Р - усилие осадки; S - перемещение подвижной части

машины, основанное на опре- делении суммы произведений

Р. Л5 + Р,...+Р„-Л8, где PJ

. &S

текущее значение усилия осадки;

интервал перемещения подвижной части машины. Для упрощения вычисления величина Л S принята равной единице ().

25

10памяти перемещения. При поступлении управляющего импульса через блок 3 коммутации в блок 10 памяти перемещения передается значение перемещения и там происходит его фиксирование (запоминание). Одновремен но блок 3 коммутации начинает передавать значения перемещения в блок

11сравнения, в который также посту пает фиксированньй сигнал из блока 10 памяти перемещения.

Если сигналы величины перемещения, поступившие из блока 10 памяти

Тогда сумма принимает вид: Р , +Р. ...- 30 перемещения и блока 3 коммутации в

блок 11 сравнения, не отличаются др от друга (осадка без проскальзывани то в блок 9 индикации из блока 11 сравнения поступает разрешающий сиг нал на индикацию результатов, вьщан ных блоком 7 сравнения.

+Р f, и интегрирование сводится к оп: i 11

:ределению суммы

Р..

35

блок 11 сравнения, не отличаются друг от друга (осадка без проскальзывания то в блок 9 индикации из блока 11 сравнения поступает разрешающий сигнал на индикацию результатов, вьщан- ных блоком 7 сравнения.

Если происходит рост величины перемещения (осадка с проскальзыванием то величина сигнала перемещения из

При перемещении подвижной части сварочной машины датчик 1 дискрётньк значений перемещения через равные интервалы &S перемещения вьщает значения перемещения. При получении этих сигналов от датчика 1 перемещения блок 2 синхронизации вьфабатывает уп- 40 блока 3 коммутации становится больше равляющие импульсы для датчика 4 уси- величины сигнала перемещения, зафик- лий. При поступлении управляющего им- сированной блоком 10 памяти перемещения, и блок 11 сравнения выдает в блок 9 индикации команду о некачественной сварке.

пульса датчик 4 усилий вьвдает значение усилия в блок 5 сложения, где происходит сложение поступаюпщх значений усилия. Датчик 4 усилия также выдает текущее значение усилия в блок 6 дифференцирования, который определяет производную функции усилия от времени dP/dt. В момент dP/dt 0, а это происходит тогда, когда прекращается увеличение усилия осадки, блок 6 дифференцирования выдает управляющий импульс в блок 5 сложения. При поступлении этого импульса блок 5 сложения выдает на вход блока 7 сравнения сигнал, пропорциональный

величине суммы Т-

45

Способ контроля качества соединений опробован при контактной стыковой сварке оплавлением валов диаметром 90 мм из материала сталь 35 со

5Q сталями 12Х18Н10Т, 10Х17Н13М2Т на машине К-190П. Устанавливали напряжение сварки 6,8 В. Припуск ка оплавление составил 30 мм. Осадка задавалась до достижения усилия 650 кН.

(-с Для каждой комбинации сталь 35 + + 12Х18Н10Т и сталь 35 + 10ХГ7Н13М2Т сварили партии по 20 шт. Крайние значения заданного интервала устанавливались t5% от величины интег

5

0

5

В блок 7 сравнения также поступают из блока 8 зталонных значений интеграла сигналы, соответствующие верхнему и нижнему значениям эталонного интервала. В зависимости от

го, попало ли значение X Р. в

14 1

эталонный интервал значений или нет, блок 7 сравнения выдает соответствующую команду в блок 9 индикации. . Своим выходом датчик 1 перемещения связан с входом блока 3 коммутации В момент olP/cJt 0 блок 6 дифференцирования вьщает управляющий импульс в блок 3 коммутации и блок

10памяти перемещения. При поступлении управляющего импульса через блок 3 коммутации в блок 10 памяти перемещения передается значение перемещения и там происходит его фиксирование (запоминание). Одновременно блок 3 коммутации начинает передавать значения перемещения в блок

11сравнения, в который также поступает фиксированньй сигнал из блока 10 памяти перемещения.

Если сигналы величины перемещения, поступившие из блока 10 памяти

перемещения и блока 3 коммутации в

блок 11 сравнения, не отличаются друг от друга (осадка без проскальзывания) то в блок 9 индикации из блока 11 сравнения поступает разрешающий сигнал на индикацию результатов, вьщан- ных блоком 7 сравнения.

Если происходит рост величины перемещения (осадка с проскальзыванием)| то величина сигнала перемещения из

блока 3 коммутации становится больше величины сигнала перемещения, зафик- сированной блоком 10 памяти перемещения, и блок 11 сравнения выдает в блок 9 индикации команду о некачественной сварке.

блока 3 коммутации становится больше величины сигнала перемещения, зафик- сированной блоком 10 памяти перемещения, и блок 11 сравнения выдает в блок 9 индикации команду о некачественной сварке.

Способ контроля качества соединений опробован при контактной стыковой сварке оплавлением валов диаметром 90 мм из материала сталь 35 со

сталями 12Х18Н10Т, 10Х17Н13М2Т на машине К-190П. Устанавливали напряжение сварки 6,8 В. Припуск ка оплавление составил 30 мм. Осадка задавалась до достижения усилия 650 кН.

Для каждой комбинации сталь 35 + + 12Х18Н10Т и сталь 35 + 10ХГ7Н13М2Т сварили партии по 20 шт. Крайние значения заданного интервала устанавливались t5% от величины интеграла, определенного для варианта сварки, принятого за эталон.

Во всех случаях получены результаты, указьшающие на качественную сварку. Затем все сварные соединени подвергались разрушающему контролю с целью определения механических свойств при растяжении, а также при ударном загибе. Изготавливались шлифы для определения величины зерна в зоне стыка. Испытания образцов и исследования шлифов подтвердили высокое качество сварных соединений.

С целью получения сварных образцов с недогревом и перегревом для двух партий изделий сталь 35 + + 12Х18Н10Т и сталь 35+ 10Х17Н13М2Т для 50% устанавливалась величина оплавления 20 мм и для 50%-- АО мм. Остальные параметры сварки были ос- тавлечы без изменения. Устройство для контроля качества во всех случаях показало на некачественную сварку. При перегреве (оплавление 40 мм) на шлифах были обнаружены сильный разворот волокон и увеличение размера зерна. Испытания на ударный изгиб показали снижение результатов на 10-15%. Механические характеристики при испытании на растяжение практически остались без изменения. При недогреве (оплавление 20 мм) в разломе образцов были обнаружены матовые пятна (пленки окислов), механические свойства при растяжении снизились на 5 - 10%. При испытании на ударный изгиб снижение результатов на 20-30%. Величина зерна на уровне эталонного варианта сварки.

Таким образом предложенный способ позволяет по сравнению с существующими значительно повысить достоверность результатов контроля и сократить низкопроизводительньй и трудоемкий контроль с применением других методов.

Формула изобретения.

I. Способ контроля качества сое0 динений в процессе контактной стыко- вой сварки, заключающийся в том, что контролируемые параметры сравнивают с допустимыми их значениями, отличающийся тем, что, с

5 целью повьш1ения достоверности и расширения технологических возможностей контроля, одновременно измеряют текущие значения усилия и перемещение до фактической остановки подвиж0 ной части машины, а в качестве контролируемого параметра принимают вычисленный по результатам измерений усилия и перемещения определенный интеграл функции усилия осадки от пере5 менной - перемещение подвижной части машины на отрезке интегрирования от значения перемещения в момент начала осадки до значения перемещения в момент окончания осадки.

0 2. Способ контроля по n.i, о т - личающий.ся тем, что в качестве условия окончания осадки принимают значение перемещения, при котором прекращается увеличение усилия.

3. Способ контроля по ПП.1 и 2, отличающийся тем, что в качестве дополнительного контролируемого параметра принимают величину пе0 ремещения в момент окончания осадки и сравнивают ее со значением перемещения, соответствующим фактической остановке подвижной части машины.

5

8

Изобретение относится к сварке и может быть использовано при контроле качества соединений в процессе Контактной стыковой сварки. Цель изобретения - повьшение достоверности и расширение технологических вйзможностей контроля. В процессе контроля измеряют текущие значения усилия осадки и перемещения подвижной части машины. В качестве контролируемого параметра принимают определенный интеграл функции - усилие осадки от переменной - перемещение подвижной части машины на отрезке интегрирования от значения перемещения в момент начала осадки до значения перемещения, при котором прекращается увеличение усилия. В качестве дополнительного контролируемого параметра принимают величину перемещения в момент окончания осадки и сравнивают ее со значением перемещения, соответствующим фактической остановке подвижной части машины. По величине отклонения контролируемых параметров от заданных значений судят о качестве сварного соединения. 2 з.п. ф-лы, 1 ил. i (Л

10

11