Способ измерения радиальных распределений динамического напора электрической дуги Советский патент 1982 года по МПК B23K9/16 B23K31/10 

Изобретение относится к сварке, в частности К измерению радиальных распределений динамического напора электрической дуги для знания силового воздействия на металл.

Известен способ измереиия полиого силового воздействия дуги на сварочную ванну в среде защитного газа, заключающийся в возбуждении горящей горизонтальиой дуги и .воздействии ее иа вертикально подвешенную пластину, отклоняющуюся вследствие этого от вертикали 1.

Недостатком этого способа яв- ляется то, что ои не дает представления о радиальном распределении динамического напора электрической дуги.J

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ измерения радиальных распределений динамического напора электрической дуги, заключающийся в возбуждении дуги, перемещении ее относительно сггробирующего отверстия образом, что оно сканирует диаметр площади опорного пятна дуги, и преобразования изменения динамического напора в электрический или другого вида сигигш 2.

Недостатком известиого способа является сложность выставления onopf ного пятна дуги относительно стробнрующего отверстия так, чтобы в процессе пере«ещения дуги относи.тельно отверстия последнее сканировало пятно дуги точно по его диаметру, особенно, если используется плазмотрон с вынесенной дугой, в

10 результате чего измерения отличаются неточностью.

Целью изобретения является повы- . шение точности измерения пут&л сканироваиия по хордам всей площади

15 опорного пятна дуги.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу измерения радиальных распределений дингшическогО:напора электрической дуги, зак20лючающемуся в возбуждении дуги, перемещении ее относительно стробирующего отверстия с постоянной скоростью и преобразовании изменения динамического напора в электрически или

25 другого вида сигнал, перемещения осуществляют возвратно-поступателы о с подачей на один ход, равной 0,10,4 диаметра стробирующего отверстня.

На фиг.1 изображена блок-схема,

30 .реализующего способ; на фиг.2 - область кривых радиальных распределений динамического напора, полученная при 10-кратном воспроизведении результатов измерений при неизменнс режиме горения дуги, при этом ширин заштрихованной области характеризуе точность проведенных измерений и, «. определяется из соотношения РГ где лРх - наибольшее отклонение значений динамического напора дуги Р от среднего значения при одном и том же радиусе R. .На блок-схеме показан плазмотрон 1, возбуждающий дугу 2, перемещающу ся относительно выполненного в электроде-аноде 3 стробирующего отверстия 4, возвратно-поступательно с подачей на один ход, равной 0,10,4 диаметра стробирующего отверсти связанного-расположенными последовательно пневматическим каналом свя зи 5 и мембраной 6, фиксирующей изменения напора, с индуктивньм датчи ком 7, прёобразуютцим изменения динамического напора в электрический сигнал, усиливающийся усилителем 8 и записываемый на светолучевом осциллографе 9. Подача, равная 0,1 диаметра, определяется задаваемой точностью измерения. При величине подачи, меньшей 0,1 диаметра стробирующего отверстия, длительность процесса измерения увеличивается, интенсивност теплового воздействия на анод воз-, растает, и материал электрода разру шается, что делает невозможным даль нейшее проведение замеров радиальных распределений динамического напора электрической дуги. При значениях подачи, больших 0,4 диаметра стробирующего отверстия, появляется вероятность сканирования хорд, не совпадакндих с диаметром пятна дуги. П р и м е р. В идентичных условиях был проведен сопоставительный анализ нового способа с известньаи. В качестве устройства, стабилизирующего дугу, был использован плазмотрон 1 с вынесенной дугой 2, в котором конец катода находился на срезе сопла, диаметр сопла 10 мм диаметр стробирующего отверстия 40,8 мм. Режимы горения дуги: электр ческий ток I 150 А, падение напря жения и 26 В, расход газа 0,5 г/с, длина дуги 10 мм. При измерении радигшьных распределений динамического напора электрической дуги по данному способу дуга 2 перемещалась относительно стробирующего отверстия 4 с диаметром d 0,8 мм, выполненного в элек роде 3, представляющем собой диск диаметром 100 мм и толщиной 10 мм, возвратно-.лоступательно с подачей на один ход, равной 0,1 d 0,1.0,8 0,08 мм; 0,25 d 0,25-0,6 0,2 мм 8,4 d 0,4-0,8 0,32 мм. йри этом стробирующее отверстие сканировало по хордам всю площадь опорного пятна дуги. Распределение динамического напора при сканировании каждой хорды записывались осциллографом и представляли собой параболическую кривую. Кривую же радиального распределения динамического напора (по диаметру) можно было определить двумя методами: как кривую, полученную в результате огибания максимумов распределений динамического напора по всем хордам, и как кривую, полученную в результате огибания максимумов распределений динамического напора по хордам, близлежащим к диаметру. Второй метод ускоряет процесс измерения. Ширина области, характеризующей разброс измеренных значений при изменении шага, была соответственно равна 0,035; 0,04; 0,045-. При измерении радиальных распределений динамического напора по известному способу дуга 2 перемещалась относительно стробирующего отверстия 4 поступательно, при этом стробирующее отверстие 4 сканировало опорное пятно дуги по его диаметру. Ширина . области, характеризующей раз.брос измеренных значений, в этом случае равнялась 0,11. Такая неточность измерений объясняется сложностью выставления опорного пятна дуги относительно стробирующего отверстия так, чтобы сканирование ПРОХОДИЛО точно по диаметру опорного пятна. В результате Проведенных исследований было устаноЁлено, что в предлагаемом способе точность измерений возрасла в 2,7 раза (i. сравнению с известным, что определяет его эффективность, Формула изобретения Способ измерения радиальных распределений динамического напора электрической дуги, заключающийся в возбуждении, дуги, перемещении ее относительно стробирующего отверстия с. постоянной скоростью и преобразовании 11змерения динамического напора в электрический или другого вида сигнал, отлич ающийся тем, что, с целью повышения точности измерения путем сканирования по хордам всей плсмдади опорного пятна дуги, перемещения.осуществляют возвратно-поступательно с подачей на один ход, равной 0,1-0,4 диаметра стробирующего отверстия.

Источники информации/ принятые во внимание при экспертиза

1. Петров А.В. Давление дуги на сварочную ванну в среде эаЕцитного газа.-Автсжатическая сварка , 1955, 4.

2. Котов Г.Н., Черкесов Н.Е., Меньшова Г.В. Распределение газокинетической Составляющей давления по ее радиусу.- Автоматическая

.сварка, 1974, 10 (прототип)

Рн.тор

1169 Я S а я,,мм

Фиг.2