Устройство для контроля качестваТОчЕчНОй КОНТАКТНОй СВАРКи Советский патент 1981 года по МПК B23K11/24 

,. . 1 Изобретение относится к контактно сварке и может быть использовано для активного контроля качества-контактной точечной сварки. Известно устройство для контроля качества сварных соединений, в котором вычисляется диаметр литог.о ядра по математической моделисварочного процесса, которая описывает количест венную связь между диаметром литого ядра и парё1метрами режима сварки Щ Однако такие устройства предна.значены только для пассивного Контроля качества сварного соединения. Наиболее близким к-предложенному является устройство, содержащее датчик сварочного тока, датчик напря жения на сварочном контакте, соединенные со входом множительного устро ства, выход которого соединен со. входом первого интегратора, датчик усилия сжатия, соединенный со входом второго интегратора Г21 . .Недостатком данного устройства является низкое качество сварных соединений, так как регистрируется качество сварки уже сваренных изделий и не.осуществляется управление режимом сварки для достижения заданного технологией размера сварного соединения. Цель изобретения - повьаиение качества точечной сварки. Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены датчик фактического времени сварки, датчик размеров рабочей повепхности электродов, блок деления,- третий интегратор, вычислительное устройство, блок сравнения , источник опорного н апряженйя, блок отключения сварочного тока, при этом первый вход блока деления соединен с датчиком сварочного тока, а второй вход соединен с датчиком сварочного тока, а второй вход соединен с датчиком напряжения на сварочном контакте, выход блока деления соединен со входом третьего интегратора, выход которого соединен с первымвходом вычислительного устройства, а второй вход соединен с выходом второго интегратора,четвертый вход соединен с датчиком размеров рабочей поверхности электродов, а выход -вычислительного устройства подсоединен к однйму из неинвертирующих входов блока-сравнения, к другому неинвергирующему входу которого подсоединен источник опорного напряжения, а и«вертирующий вход блока сравнения сое динен с выходом первого интегратора, выход блоки сравнения подсоединен ко входу блока отключения сварочного тока.. . Введение датчиков параметров режима сварки обусловлено тем, что термический КПД зависит от величины времени сварки, а увеличение рабочей поверхности электродов в результате их износа приводит к уменьшению плотности сварочного тока в контакте и уменьшению интенсивности нагре ва. На чертеже изображена схема устройства контроля качества точечной контактной сварки. Устройство содержит сварочную машину 1, оборудованную датчиком 2 сварочного тока, датчиком 3 падения напряжения, датчиком 4 фактического времени сварки, датчиком 5 усилия сжатия, датчиком б размеров рабочей поверхности электродов, блок 7 умНО жения, предназначенный для вычисления мгновенной мощности, выделяющей ся в сварочном контакте, интегратор 8, предназначенный для вычисления сопротивления сварочного контакта, интегратор 10 для вычисления средне го значения сопротивления сварочног контакта, интегратор 11, предназначенный для вычисления среднего значения усилия сжатия электродов, вычислительное устройство 12 со входа ми 13-16, предназначенное для вычисления приращения дозируемой в сварочный контакт энергии, блок 17 сравнения, предназначенный для формирования сигнала отключения свароч го тока при равенстве фактической энергии, выделякмдейся в сварочном контакте, сумме заданной энергии и приращения, источник 18 опорного напряжения для задания необходимого значения энергии-при сварке, блок 1 отключения тока. Устройство работает следующим образом. В ходе сварочного процесса сигна лы, пропорциональные сварочному току с .датчика сварочного тока 2 и падению напряжения на сварочном контакте с датчика 3, подаются на входы блока 7 умножения и блока 9 деления. В блоке 7 умножения вычисл ется мгновенное значение мощности, которое интегрируется в интеграторе 8 в реальном масштабе времени. На в ходе интегратора 8 формируется сигнал, пропорциональный энергии, выде ляющейся в зоне сварки. Этот сигнал поступает на инвертирующий вход бло 17 сравнения. В ходе сварочного процесса, учитывая действие различных возмущений на процесс, необходи мо производить корректировку задан ного значения энергии Q на величин риращения, определяемую с учетом оздействия возмущений. Величина риращения д Q вычисляется вычислиельным устройством 12, на вход оторого подаются сигналы, характеизующие сварочный цроцесс. На вход 3 вычислительного устройства 12 одается сигнал, пропорциональный реднему сопротивлению сварочного онтакта с выхода интегратора 10; На вход 14 вычислительного устройства 12 с датчика 4 поступает сигнал, ропорциональный фактическому времени сварки t. На вход 15 вычислительного устройства 12 подается с выхода интегратора 11 сигнал, пропорциональный среднему усилию сжатия электродов а на вход 16 подается сигнал с датчика 6, пропорциональный размеру рабочей поверхности электродов d. Вычислительное устройство 12 вычисляет приращение uQ к заданному значению энергии Qg по алгоритму (К,1, d, Mg) , . (1) где К - заданный технологический критерий качества сварки, например диаметр литого ядра, глубина проплавления, усилие статического среза; Мр - комплексный фактор, зависящий от теплофизических и электрических свойств свариваемого металла, сплава, из которого изготовлены сварочные электроды, толщина свариваемых деталей, а также от условий охлаждения токоподводов сварочной машины. Комплексный фактор М определяется опытным путем. Вычисленное значение приращения энергии AQ поступает на первый вход (неинвертирующий) блока 17 сравнения, на второй неинвертирующий вход которого подается сигнал, пропорциональ-ный величине заданной энергии Q,, с источника 18 опорного напряжения. Величина дозируемой в сварочный контакт энергии определяется перед свасваркой из математической модели сварочного процесса К f (Q, t, R, F , d, MB) . (2) Величина заданной энергии определяется по формуле Q .(K.t.R, F, , d, М), (3) при оптимальных значениях параметров, входящих в формулу (3), т.е. без учета возмущающих воздействий,, действукяцих на сварочный процесс. В момент равенства фактической энергии Q, выделяющейся в зоне сварки, сумме приращения л Q и заданной энергии Q, в блоке 17 сравнения формируется сигнал отключения сварочного тока, который поступает в блок 19 отключения сварочного тока. На этом сварка изделий прекращается. Устройство позволяет повысить качество сварного соединения, выполненного контактной точечной сваркой. Формула изобретения Устройство для контроля качества точечной контактной сварки, содержащее датчик сварочного тока, датчик напряжения на сварочном контакте/ : соединенные со входами мнояэттельного устройства, выход которого соединен со входом первого интегратора, датчи усилия сжатия, соединенный со входом второго интегратора, отличающееся тем, что, с целью повышения качества сварки, в устройство введены датчик фактического времени сварки, датчик размеров рабочей поверхности электродов, блок деления, третий интегратор, вычислительное устройство, блок сравнения, исто ник опорного напряжения, блок отключения сварочного тока, при этом первый вход блока деления соединен с датчиком сварочного тока, а второй вход соединен с датчиком напряжения на сварочном контакте, выход блока деления соединен со входом третьего интегратора, выход которого соединен с первым входом вычислительного устройства, а второй вход соединен с датчиком фактического времени сварки, третий вход соединен с выходом вто- рого. интегратора, четвертый вход соединен с датчиком размеров рабочей поверхности электродов, а выход вычислительного устройства подсоединен к одному из неинвертируюцих входов блока сравнения, к другому неинвертирующему входу которого подсоединен источник опорного напряжения, а инвертирующий вход блока сравнения соединен с выходом первого интегратора, выход блока сравнения подсоединен ко входу блокаотключения сварочного тока. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 405679, кл. В 23 К 11/24, 05.07.71. 2.Авторское свидетельство СССР 404587, кл. В 23 К 11/24, 06.04.71.

i

12

IS

IS