Способ автоматического регулирования процесса высокочастотной сврки Советский патент 1990 года по МПК B23K13/00 

Изобретение относится к сварке, а конкретно к автоматическому регулированию процессов высокочастотной (ВЧ) сварки, и может быть использовано при изготовлении прямошовных труб и профилей.

Цель изобретения - повышение точности регулирования процесса ВЧ сварки.

На чертеже приведена блок-схема устройства для реализации способа.

Устройство состоит из нагревательного устройства 1 и его источника питания 2, управляемого регулятором

3, на один вход которого подключен задатч к мощности 4. Датчик пульсаций ВЧ напряжения 5 нагревательного устройства 1 подключен к неинверсному входу операционного усилителя 6, а к инверсному входу подключен датчик пульсаций напряжения 7 источника питания 2. Выход операционного усилителя 6 соединен со входом преобразователя амплитуда-напряжение 8. К входам устройства сравнения 9 подключены источник эталонного сигнала 10 и выход преобразователя 8. Устройство сравнения 9 через тумблер 11 подго

СП

ключено ко второму в ходу регулятора 3. Кроме того, к выходам преобразователя 8 и устройства сравнения 9 подключены микроамперметры 12 и 13 соответственно.

Способ осуществляется следующим образом.

Формируют сигнал, характеризующий пульсации ВЧ напряжения в сварочном контуре. Одновременно формируют сигнал, характеризующий пульсации напряжения источника питания и вычитают его из сигнала, характеризующего пульсации ВЧ напряжения в сварочном контуре, а амплутуду результирующего сигнала используют для формирования управляющего сигнала. Для этого нагревательным устройством 1 подводят ВЧ энергию в кромки свариваемой заготовки, величина нагрева которых зависит от мощности, получаемой нагревательным устройством 1 от источника питания 2, которым управляют регулятором 3 с помощью задатчика мощности 4. Датчиком 5 контролируют ВЧ напряжение в сварочном контуре нагревательного устройства 1 и формируют сигнал, характеризующий пульсации ВЧ напряжения, который подают на неинверсный вход операционного усилителя 6. Датчиком 7 контролируют напряжение источника питания 2, формируют сигнал, характеризующий пульсации этого напряжения, и подают его на инверсный вход операционного усилителя 6. Операционным усилитем 6 производят вычитание сигнала датчика 7, характеризующего пульсации напряжения источника питания 2, из сигнала датчика 5, характеризующего пульсации ВЧ напряжения в сварочном контуре нагревательного устройства 1. Таким образом, на выходе операционного усилителя 6 получают сигнал, характеризующий только процесс ВЧ сварки без помех, обусловленных наличием пульсаций напряжения источника питания (тиристорное управление трехфазным выпрямителем и броски напряжения при включении и отключении других потребителей).

Выходной сигнал операционного усилителя 6 подают на вход преобразователя 8, которым преобразуют амплитуду сигнала в напряжение постоянного тока и это напряжение, пропорциональное амплитуде пульсаций ВЧ

5

0

5

0

5

0

5

0

5

напряжения в сварочном контуре, зависящей от режима сварки, подают на один вход устройства сравнения 9. На второй вход устройства сравнения 9 подают напряжение от источника эталонного сигнала 10 и при оптимальной мощности нагрева, которую устанавливают задатчиком мощности 4 при работающей сварочной установке, источником эталонного сигнала 10 уравновешивают выходное напряжение преобразователя 8 в устройстве сравнения 9 таким образом, чтобы на выходе последнего напряжение равнялось нулю. После этого тумблером 11 подключают выход устройства сравнения 9 ко второму входу регулятора 3. Микроамперметр 12 используют для установки оптимального режима нагрева и его предварительно калибруют по результатам испытаний качества сварного изделия. Микроамперметр 13 используют для балансировки устройства сравнения 9 после установки оптимального режима сварки.

В процессе ВЧ сварки изменяется толщина свариваемых кромок, магнитная проницаемость металла и феррита, напряжение электрической сети. Эти изменения приводят к изменению нагрева кромок, вызывающему отклонение качества сварного соединения от оптимального значения. Изменения нагрева кромок по любым причинам приводят к изменению параметров сварочного процесса, которые приводят к изменению амплитуды и частоты пульсаций ВЧ напряжения сварочного контура. Изменившийся при этом сигнал датчика 5 используют для последовательного изменения выходных сигналов операционного усилителя 6, преобразователя 8, устройства сравнения 9 и регулятора 3. Выходным сигналом регулятора 3 изменяют мощность источника питания 2 таким образом, чтобы привести процесс сварки к оптимальному режиму, характеризуемому определенной амплитудой пульсаций ВЧ напряжения в сварочном контуре и полученной экспериментально по результатам исследований качества образцов сварного шва, сваренных при различных мощностях нагрева. Мощность источника питания 2 изменяют до тех пор, пока процесс сварки не станет оптимальным. При этом амплитуда пульсаций ВЧ напряжения сварочного контура станет равной выбранной при настройке, а выходной

сигнал устройства сравнения 9 станет равным нулю. Регулятором 3 поддерживают мощность источника питания 2 на достигнутом уровне до следующего отклонения по любым причинам процесса сварки от оптимального режима. При очередном изменении параметров сварки при любом возмущении процесса производят аналоговые операции контроля режима, обработки информации и формирования управляющего сигнала и тем самым поддерживают автоматически процесс сварки в оптимальном режиме. По сравнению с известным способом дополнительный контроль напряжения источника питания с помощью датчика пульсаций напряжения, сигнал которого вычитают в операционном усилителе из сигнала пульсаций ВЧ напряжения в сварочном контуре, позволяет получить сигнал, характеризующий только процесс ВЧ сварки/ что позволяет его амплитуду использовать для формирования управляющего сигнала-, а это приводит к повышению точности регулирования, и, как следствие, к повышению качества сварного соединения.

Формула изобретения

Способ автоматического регулирования процесса высокочастотной сварки, заключающийся в том, что воздействуют на мощность источника питания нагревательного устройства в зависимости от изменения амплитуды пульсаций высокочастотного напряжения в сварочном контуре, отличающийся тем, что, с целью повышения точности регулирования, дополнительно формируют сигнал, характеризующий пульсации напряжения источника питания, и вычитают его из сигнала, характеризующего пульсации высокочастотного напряжения в сварочном контуре, амплитуду результирующего сигнала используют для формирования сигнала, управляющего мощностью источ- ника питания.

Изобретение относится к сварке. Цель изобретения - повышение точности регулирования. На мощность источника питания нагревательного устройства воздействуют в зависимости от изменений амплитуды пульсаций высокочастотного напряжения (ВН) в сварочном контуре. Дополнительно формируют сигнал, характеризующий пульсации напряжения источника питания, и вычитают его из сигнала, характеризующего пульсации ВН в сварочном контуре, а амплитуду результирующего сигнала используют для формирования управляющего сигнала. Дополнительный контроль напряжения источника питания с формированием сигнала, характеризующего пульсации его напряжения, и вычитание из сигнала пульсаций ВН в сварочном контуре сигнала, характеризующего пульсации напряжения источника питания, дают возможность получить сигнал, характеризующий только процесс сварки, что позволяет амплитуду его использовать для формирования управляющего сигнала, а это приводит к повышению качества сварного соединения. 1 ил.

12