Устройство контроля и измерения энергетических параметров многодуговой сварки переменным током Советский патент 1991 года по МПК B23K9/10 

Изобретение относится к сварке изделий переменным током и может быть использовано для контроля энергетических параметров на трубных станах многодуговой сварки.

Цель изобретения - улучшение контроля качества сварного шва за счет обеспечения возможности контроля кратковременных изменений энергетических .параметров.

На чертеже представлена блок-схема устройства контроля и измерения энергетических параметров многодуговой сварки переменным током.

Устройство состоит из датчика 1 тока, трансформаторов 2 и 3 тока и напряжения, преобразователя 4 ток - напряжение, выпрямитель 5 и 6, аналоговых ключей 7 и 8, интеграторов 9 и 10, элементов 11 зл 12 памяти, компаратора 13, счетчика 14, дешифратора 15, задатчика 16 периодов, одновибратора 17, инвертора 18, триггера 19, элемента И 20 и регистрирующего блока 21.

Датчик 1 тока соединен с входом трансформатора 2 тока, выход которого соединен с преобразователем 4 ток - напряжение, а выход последнего соединен с выпрямителем 5. Выход трансформатора.3 напряжеONЧ О Ю

ю

ния соединен с компаратором 13 и выпрямителем 6, выход последнего соединен с входом аналогового ключа 8, а выход выпрямителя 5 соединен с входом аналогового ключа 7. Выход компаратора 13 соединен с входом инвертора 18 и входом счетчика 14, выход которого соединен с входом дешифратора 15, а выход дешифратора 15 подключен к входу задатчик.з 16 периодов. Выход задатчика 16 периодов соединен с вторыми входами аналоговых ключей 7 и 8 и входом одновибратора 17, выход которого соединен с первым входом триггера 19, первым входом элемента И 20, вторыми входами блоков 11 и 12 памяти. Выход инвертора 18 подключен к второму входу триггера 19, а первый и второй выходы триггера соединены соответственно с Е1,торым входом счетчика 14 и вторым входом элемента И 20, выход которого соединен с вторыми входами интеграторов 9 и 10, Выходы аналоговых ключей 7 и 8 соединены соответственно с первыми входэму интеграторов 9 и 10, а выходы интеграторов 9 и 10 - с первыми входами элементов 11 и 12 памяти соответственно. Выходы элементов 11 и 12 памяти соединены с регистрирующим блоком 21,

пряжения с интеграторов 9 и 10 в аналоговую память 11 и 12, С момента переброса триггера 19 сбрасывается счетчик 14. Работа счетчика 14 возобновляется по истечении

отрицательного полупериода сети, когда на вход через инвертор 18 поступает положительный полупериод триггера 19. По исчезновении импульса сдновибратора на выходе элемента И 20 появляется сигнал

логической 1, который сбрасывает интеграторы 9 и 10 в нуль, Записанная в аналоговую память информация, характеризующая среднее значение тока и напряжения за заданное число периодов, поступает в регистрирующий блок 21, например микроЭВМ.

Таким образом, за заданное число периодов осуществляется определение среднего значения тока и напряжения согласно выра- жениям:

i i I Ktjdt;

1 о

25

il г, i / U (t) d t

Изобретение касается сварки изделий переменным током и может быть использовано для контроля энергетических параметров на трубных станах многодуговой сварки. Цель изобретения -улучшение контроля качества сварного шва за счет обеспечения возможности контроля кратковременных изменений энергетических параметров. Для этого в устройство, состоящее из датчиков тока, трансформаторов напряжения и тока преобразователя ток-напряжение, дополнительно введены два выпрямителя, два аналоговых ключа, два интегратора, два элемента памяти, компаратор, счетчик, дешифратор, задатчик периодов, одновибратор, инвертор, триггер, элемент И и регистрирующий блок. Изобретение обеспечивает необходимый контроль качества сварного шва за счет возможности контроля кратковременных (меньше 0,5 с) изменений энергетических параметров сварочных процессов, вызывающих дефекты формирования сварочного шва при больших скоростях сварки, например, при многодуговой сварке переменным током. 1 ил. (Л С

Устройство работает следующим образом.

Перед началом сварки в зависимости от ее параметров задатчиком 16 периодов устанавливается определенное число.

В момент начала сварки трубы на выходе трансформатора 3 напряжения появляет- ся переменное напряжение, которое с помощью выпрямителя 6 преобразуется в постоянное, а с помощью компаратора 13 - а импульсный сигнал с частотой напряжения сварки. Этот сигнал поступает на счет- ный вход счетчика 14. Задатчиком 16 периодов задается число периодов, за время которых необходимо определить среднее значение тока илм напряжения. 3 момент начала отсчета на выходе задатчика 16 периодов появляется сигнал разрешения включения аналоговых ключей 7 и 8, через которые поступает на интегратор 10 выпрямленное значение напряжения сварки, а через датчик 1 тока, трансформатор 2 тока, преобразователь 4 ток - напряжение и выпрямитель 5 на интегратоо 9 поступает значение тока сварки. После отсчета счетчиком 14 и дешифратором 15 заданного числа периодов на выходе за датчика 16 периодов появляется сигнал, закрывающий аналоговые ключи 7 и 8, тем самым прекращается интегрирование, одновременно сигналом одновибратора перебрасывается триггер 19, формируется импульс перезаписи naЗапись информации в аналоговую память 11 и 12 и в регистрирующий блок 21 осуществляется в течение полупериода колебания сети (для 50 Гц - 10 мс). Это вполне достаточно для первичной обработки значений тока л напряжения с помощью микро- ЭВМ или записи на обычный самописец.

Предлагаемое и известное устройства были опробованы на трехдуговой сварке пе- ременным током пластин размером 1500x150x14 мм на сварочном автомате А 1373. Скорость сварки 2,6 м/мин. Питание дуг осуществлялось сварочными трансформаторами А-365. Режим сварки ( 1400 А, )- )одновременно контролировали предлагаемым и известным устройствами по одной из дуг. В качестве регистрирующего устройства использовали шлейфовый осциллограф типа Н115.

В процессе сварки пластин отключали питание дуг на 20-120 мс. При отключении питания дуг на 40-120 мс наблюдалось нарушение качествен ноге формирования шва: возникали дефекты типа подрезов и утяжин длиной от 2 до 5 мм, С помощью предлагаемого устройства регистрировал и эти кратко- временные изменения тока и напряжения. Изрестным устройством эги изменения не были зарегистрированы.

Таким образом, использование предлагаемого устройства по сравнению с известным позволяет контролировать даже

кратковременные ( 0,5 с) изменения энергетических параметров при многодуговой сварке переменным током, что в свою очередь обеспечивает улучшение контроля качества сварного шва.

Формула изобретения Устройство контроля и измерения энергетических параметров многодуговой сварки переменным током, содержащее последовательно соединенные датчик тока, трансформатор тока и преобразователь ток - напряжение, а также трансформатор напряжения, отличающееся тем, что, с целью улучшения контроля качества свар- ного шва за счет обеспечения возможности контроля кратковременных изменений энергетических параметров, в него введены два идентичных канала, состоящих из последовательно соединенных выпрямителя, аналогового ключа, интегратора и элемента

памяти, а также последовательно соединенные компаратор, счетчик, дешифратор, за- датчик периодов, одновибратор, триггер, элемент И, а также инвертор и регистрирующий блок, при этом на входы последнего подключены выходы первого и второго элементов памяти, вторые входы которых соединены с выходом одновибратора и вторым входом элемента И, выход которого соединен с вторыми входами первого и второго интеграторов, вторые входы первого и второго аналоговых ключей соединены с выходами задатчика периодов, второй вход счетчика соединен с вторым выходом триггера, второй вход которого соединен через инвертор с выходом компаратора, вход которого соединен с входом второго выпрямителя и с выходом трансформатора напряжения, а выход преобразователя ток - напряжение соединен с входом первого выпрямителя.