Способ автоматического регулирования процесса высокочастотной сварки Советский патент 1983 года по МПК B23K13/00 

(5) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА ВЫСОКОЧАСТОТНОЙ СВАРКИ

1

Изобретение относится к металлургической промышленности, а точнее к области производства способом высокочастотной сварки длинномерных металиических изделий.

Изобретение наиболее эффективно может быть использовано.при автоматическом регулировании процесса высокочастотной сварки металлических изделий преимущественно большой толщины при значительной длине участка оплавления кромок.

Известен способ автоматического регулирования процесса высокочастотной сварки, при котором в качестве регулирующего сигнала используют амплитуду пульсаций высокочастотного напряжения в сварочном контуре, возникающих при периодических изменениях положения точек схода кромок трубных заготовок .1 1.

Недостатком этого способа является то, что амплитуда пульсаций напряжения в сварочном контуре определяется не только изменением комплексного сопротивления нагрузки, но и абсолютным Значением комплексного сопротивления, когда возможен режим, при котором пульсаций высокочастотного напряжения в сварочном контуре вообще не существует, а наблюдаются пульсации сварочного тока. Недостатком способа является также то, что амплитуда пульсаций высокочастоУного напряжения в сварочном контуре зависит от электрических характеристик сварочных индукторов, которые в условиях заводской эксплуатации подвергаются замене и ремонту, 4fo приводит к изменению их электрических характеристик.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому способу является способ автоматического регулирования процесса высокочастотной сварки, заключающийся в измерении частоты пульсаций электрических параметров режима сварssки и оценке и корректировке.парамет,ров режима сварки С J. Недостаток предложенного способа заключается в том, что в зависимости от величины комплексного сопротивления нагрузки и положения рабочей точ ки на внешней характеристике источни ка нагрева изменение комплексного со противления нагрузки может не вызывать изменение напряжения в сварочном контуре, что снижает надежность системы регулирования. Другим недостатком предложенного способа являет ся то, что применительно к процессу высокочастотной сварки изделий большой толщины способ не учитывает наличия двух диапазонов частот оплав ления: низкочастотного, отражающего возникновение долгоживущих перемычек жидкого металла на участке оплавления , и высокочастотного вследствие возникновения короткоживущих перемычек. Целью изобретения является повышение надежности системы регулирования процесса высокочастотной сварки. Цель достигается тем, что в способе автоматического регулирования процесса высокочастотной сварки, заключающемся в измерении частоты пуль саций электрических параметров режима сварки и оценке и корректировке параметров режима сварки, измеряют пульсации комплексного сопротивления нагрузки, разделяют их на состав ляющие по частоте - высокочастотную низкочастотную, и в качестве регулирукщего параметра используют частоту низкочастотной составляющей пульсаций комплексного сопротивления нагрузки. Пример. Сигнал с датчика сопротивления, пропорциональный комплексному сопротивлению нагрузки, подается на вход фильтра низкой частоты, где осуществляется фильтрация вы сокочастотных пульсаций комплексного сопротивления нагрузки, вызванных возникновением короткоживущих перемычек жидкого металла и выделение низкочастотных пульсаций. Частота по явления долгоживущих перемычек жидко го мetaллa является задатчиком для ре гулятора мощности источников нагрева Анализ процесса оплавления при вы сокочастотной сварке изделий большой толщины показал, что на участке опла ления свариваемых кромок образуются .4 перемычки жидкого металла, которые имеют различное время существования. Перемычки жидкого металла, имеющие значительную массгу, ,под де;йствием электромагнитных сил сдвигаются в направлении точ10 соединения и за время своего существования проходят всю длину участка оплавления. Такие перемычки жидкого металла можно назвать долгоживущими. Одновременно на участке оплавления образуются и взрываются перемычки жидкого металла, имеющие значительно меньшую массу. Время существования таких короткоживущих перемычек на порядок меньше, чем долгоживущих, а частота возникновения в 5-8 раз больше Существование долгоживущих перемычек жидкого металла благоприятно сказывается на разогреве металла перед осадкой. Наибольшая плотн.рсть тока, текущего вдоль свариваемых кромок, вследствие действия эффекта близости и краевого эффекта наблюдается на боковых поверхностях свариваемых кромок, что особенно сказывается при сварке изделий большой толщины. Возникшая в точке схождения долгоживущая перемычка жцдкого металла является концентратором энергии и за время своего существования, пройдя всю длину участка оплавления, значительно выравнивает разогрев сва(эиваемых кромок по толщине. Следовательно, различна частота образования пере№1чек жидкого металла, различно и их влияние на процесс оплавления. Испытание предложенного способа автоматического регулирования процесса высокочастотной сварки было проведено при сварке полос шириной 55 мм, толщиной 6-1,2 мм из различных типов сталей. Анализ процесса оплавления путем осциппографирования основных электрических и механических параметров режима сварки и исследование качества сварных соединений показали пригодность способа для автоматического регулирования процесса сварки. В частности, при сварке полос из стали толщиной 7 мм при скорости сварки 5 м/мин частота долгоживущих перемычек составляла 60 70 Гц, частота короткоживущих перемычек составляла 250-350 Гц. Способ позволяет осуществлять регулирование процесса сварки изделий большой толщины при значительной длине участка оплавления, используя, что особенно важно, один из технологических параметров режима сварки комплексное сопротивление, ндгрузки и его колебания в процессе оплавления, а так же ту особенность процесса оплавления, когда на разогрев металла на участке оплавления большее влияние оказывают долгоживущие перемычки жидкого металла. Формула изо етения Способ автоматического регулирова ния прйцесса высокочастотной , заключающийся .в измерении частоты пульсаций электрических параметров режима сварюл и оценке и корректи,9 26 ровке параметров режима сварки о тличающийся тем, что, с целью повышения надежности систе1иы ре гулирования, измеряют пульсации комплексного сопротивления нагрузки, разделяют их на составляю1 €е по частоте - высокочастотную и низбочастот ную, и в качестве регул1фующего параметра используют частоту низкочастотной составляющей комплексного согфотивления нагрузки.. Источники инфсфма14ии, принятые во внимание при экслерти 1.Авторское свидетепьетво СССР ff 335889, кл. В 23 К 13/00, 1970. 2.Авторское свидетельство СССР № , кл. В 23 К 13/00, 1971 ((фОТвТМП }.