Комбинированный электромагнитный датчик положения стыка при дуговой электросварке Советский патент 1982 года по МПК B23K9/10 

для направления электрода по стыку и не может быть нспользован для обнаруженид начала и конца изделия н для раснознавання технологических нрихваток, JTO снижает надежность работы устройства, и, во-вторых, в том, что иснользоваиие катушек, намотанных на разные изоляционные каркасы, вызывает необходимость проведения слолчной технологической онерацин по точному выставлению н закреплению измерительной катушки датчика относительно питающей катушки. Цель изобретения заключается в повышеннн надежности работы к увеличения функциональ 1ых возможностей датчика за счет обнаружения границы свариваемого изделия н технологических прихваток. Поставленная цель достигается тем, что комбинированный электромагнит;1ЫЙ датчик положеНИЯ стыка при дугово электросварке, содержащий питающую и измерительную обмотки, иамотаиные во взаи.мно-перпендн:кулярных плоскостях на изоляционном основании с питающей обмоткой, расноложенной внутри по центру измерительной обмотки, снабжен дву.мя дополИнтельньпги измерительными обмотками, расноложенными симметрично относительно питающей обмотки по обе стороны от нее в плоскости, нараллельной измерительной обмотке, при этом изоляционное осиованне выполнено в виде общего каркаса для питающей и измерительной обмоток. На фиг. 1 изображена конструкция предлагаемого датчика; на фиг. 2 показаны контуры расположения обмоток датчика над свариваемым изделием, ток в контуре, изображающе.м питающую катушку, магнггное поле, образованное эти:. током, вихревые токи на поверхности стыкуемого изделия ц магнитное цоле, вызванное д;ействием этих вихревых токов. Питающая обмотка 1 и измерительная обмотка 2 намотаны на каркас 3, выполненный из элсхтроизоляционного материала. Плоскости обмоток 1 и 2 взаи.мно перпендикулярны, при этом измерительная обмотка 2 расположена симметрично относительно иитающей обмотки 1. В каркасе 3 имеются пазы, в которые установлены дополнительные измерительные катушки 4, состоящие из обмоток 5, намотанных на каркасы 6, которые также выполнены из электроизоляционного материала. При закреплении датчика на сварочном аппарате, плоскости измерительной обмотки 2 н дополнительных измерительных обмоток 5 параллельны поверхности изделия 7, а плоскость питающей обмотки -1 нараллельна стыку 8. Питающая обмотка 1 электрически сое динена с генератором синусоидального на пряжения, измерительная обмотка 2 соеди нена с блоком управления привода коррек тирующего перемещение электрода, сбмотки 5 дополнительных из.мерительных катушек 4 включены встречно и нодключены к пороговым устройствам обнаружения металла и распознавания прихватки. При отсутствии контролируемого металла ввиду симметричного расположения 1 змерительиой обмотки 2 относительно питающей обмотки 1 число магнитных силовых линий 9, возбуждаемых токо.м в питающей обмотке 1 li пересекающих витки измерительной об.мотки 2 сверху вниз, равно числу линий, пересекающих обмотк} 2 снизу вверх. При этом в витках измеритель1;ой об.моткн 2 не наводится ЭДС. Эти же магнитные силовые . линии 9 не пересекают витки обмоток 5 дополнительных измерительных кат}щек 4 ввнду си.мметричного )асиоложеиия питающей обмотки 1 отиос тсльмо каждой из дополпительных измсричельпых катун ек 4 и пе наводят в них ЭДС ПЗ; ИМИО; . при iifJDoroBoe )стройстзо обнару;хеРП1я ,.) 15ырабатывает сигнал об отсутстзии ко1,трп пфуемого изделия иод датчиком и OTK.riOi..er 1.:еиь следящей системы. Когда дат;ик устанавливают над изделием, на новерхиости изделия 7 под действием силовых линий 9 магиитиого иоля, вы:; Л1:ае.мого токо.м в п- гающей обмотке 1, наводятся вихревые токи 10. Вихревые токи 10 образуют свое собствениос магнитное иоле, ноказаиное в виде силовых линий 11, которое пересекает витки измерительи;,1х обмоток 2 и 5. При этом силовые линии 11 пересекают обмотки 5 в противоположных направленпях, но поскольку обмотки 5 соединены встречно, результирующая ЭДС будет равна сум|ме ЭДС, наведенных в каждой из дополнительных измерительных катушек 4. Порог срабатывания з стройства обнаружения металла выставлен так, чтобы устройство выработало сигнал о наличии металла и включило следующую систему. При этом осуществляется поиск стыка. В процессе поиска стыка магннтпые силовые линнн 11, вызываемые вихревыми токами 10 на обеих стыкуемых частях издеЛИЯ, пересекают витки измерительной катущки 2 в противоположных направлениях и наводят в ней ЭДС, величина и фаза которой определяют соответственно величину и направление смещения датчика со стыка. Эта ЭДС, вызванная смещением датчика со стыка, образует сигнал рассогласования, который посредством регулятора и исполнительного устройства перемешает корректор сварочного аппарата в сторону уменьшения сигнала рассогласования (выведение датчика, а следовательно и электрода на стык). Когда датчик установится симметрично относительно стыка 8, число магнитных силовых линий, Пересекающих обмотку 2 в двух противоноложн-ых направлениях,

станет одинаковым и в витках обмотки 2 не инДуктируетея ЭДС.

После этого включают сварку. В процессе сварки, нри относительном смещении датчика со стыка в обмотке 2 наводится ЭДС рассогласования и производится обработка этого сигнала рассогласования аналогично, как и при поиске стыка.

Силовые линии магнитного поля сварочного тока будут скользить вдоль витков измерительных обмоток 2 и 5, а не пересекать их, и следовательно, не будут наводить в них ЭДС.

Если В процессе сварки технологическая прихватка поступает под датчик, то это приводит к уменьшению расстояния между датчиком и поверхностью изделия 7. Уменьшение расстояния вызывает усиление вихревых токов 10, а следовательно и интенсивности магнитных силовых линий 11, вызванных протекаюш,ими вихревыми токами. Порог срабатывания устройства обнаружения прихваток установлен так, чтобы при этом отключать следящую систему.

Таким образом, по сравнению с известным, предлагаемый комбинированный электромагнитный датчик обладает более высокой надежностью работы и большими функциональными возмол ностями, позволяющими обнаруживать границу свариваемого изделия и технологические прихватки.

Формула и 3 о б р е т е н I я

1.Комбинированный электромагнитный датчик положения стыка при дуговой электросварке, содержащий питающую и измерительную обмотки, намотанные во взаимно перпендикулярных плоскостях на изоляционном основании, прич.ем питающая обмотка расположена внутри ио центру измерительной обмотки, отличающийся тем, что, с целью повыщения надежности работы и увеличения функциональных возможностей датчика за счет обнаружения границы свариваемого изделия и технологических прихваток, он снабжен двумя дополнительными измерительными обмотками, расположенными симметрично относительно питающей обмотки по обе стороны от нее в плоскости, параллельной измерительной обмотке.

2.Датчик по п. 1, отличающийся тем, что изоляционное основание выполнено в виде единого каркаса, на котором намотаны указанные обмотки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2673650/27, кл. В 23 К 9/10, 18.10.78, по которой принято рещение о выдаче авторского свидетельства.

2 Авторское свидетельство СССР 560711, кл. В 23 К 9/10, 07.03.75 (прототип).

; .:isi5 ; V5 H|i i.bJiA. -.- vV.

-