RU2554237C1 - Method of automatic welding by hf currents of "fin-surface" channel - Google Patents

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: after rib and part surface fit with creation of V-groove with top in point of convergence they are heated by passage of HF current. The current conductors are installed along the welding axis at distance from the point of convergence. One of them is installed on the rib, and the another one - on the part surface creating zone of its pre-heating between the current conductor and point of convergence. Each current conductor is connected to the appropriate HF current generator. Heating during welding is regulated on the condition to ensure optimal temperature in the point of convergence of the rib and part surface by power change of the appropriate HF current generator depending on the comparison result of the received temperature values measured during welding on the part surface upstream the current conductor.

EFFECT: assurance of high productivity upon simultaneous quality improvement of the said channel.

1 dwg, 1 ex

Description

Настоящее изобретение относится к технологии изготовления сварных изделий, имеющих протяженную поверхность с привариваемыми ребрами, в частности к технологии изготовления оребренных труб и других изделий, и может найти применение при изготовлении преимущественно теплообменных аппаратов.The present invention relates to the technology of manufacturing welded products having an extended surface with welded ribs, in particular to the technology of manufacturing finned tubes and other products, and may find application in the manufacture of predominantly heat exchangers.

Известно изготовление профиля типа «ребро-поверхность», в частности оребренных труб и панелей, способом сварки токами высокой частоты (ТВЧ) [Шамов В.А., Лунин И.В., Иванов В.Н. Высокочастотная сварка металлов. - Л.: Машиностроение, 1977, с.178-182], который по своей сущности может быть рассмотрен как способ автоматической сварки. Этот способ включает сведение свариваемых элементов (заготовок), а именно ребро и поверхность детали, в частности, листа или трубы, под острым углом с образованием V-образной щели с вершиной в точке схождения, предварительный нагрев поверхности детали и ребра посредством токоподводов, предварительно располагаемых на ребре и поверхности детали до точки их схождения, путем пропускания через них ТВЧ, а по достижении требуемой температуры нагрева в точке схождения ребра с поверхностью детали осуществление их сжатия в упомянутой точке. Предварительный нагрев поверхности детали необходим для выравнивания температуры нагрева свариваемых элементов в точке схождения. Причем для осуществления этого нагрева могут быть использованы подключенные к генераторам ТВЧ токоподводы, а так же концентраторы, т.е. элементы, создающие дополнительную ЭДС в зоне предварительного нагрева. В качестве таких элементов могут быть применены, например, ферромагнитные пластины.It is known to manufacture a profile of the "rib-surface" type, in particular finned tubes and panels, by welding with high-frequency currents (HFC) [Shamov V.A., Lunin I.V., Ivanov V.N. High frequency welding of metals. - L .: Engineering, 1977, p.178-182], which in its essence can be considered as a method of automatic welding. This method includes reducing the welded elements (blanks), namely the rib and surface of the part, in particular a sheet or pipe, at an acute angle with the formation of a V-shaped slit with the apex at the convergence point, preheating the surface of the part and ribs by means of current leads pre-positioned on the rib and the surface of the part to the point of convergence, by passing HDTV through them, and upon reaching the required heating temperature at the point of convergence of the rib with the surface of the part, they are compressed at the said point. Pre-heating the surface of the part is necessary to equalize the heating temperature of the welded elements at the convergence point. Moreover, to carry out this heating, current leads connected to the high-frequency generators, as well as hubs, i.e. elements that create additional EMF in the preheating zone. As such elements, for example, ferromagnetic plates can be used.

Известно, что высокое качество изготовления профиля «ребро-поверхность» в таком известном способе сварки определяется близостью реальных режимов и условий к оптимальным, обеспечивающим равенство или близость значений температур элементов в точке их схождения, и, как следствие, высокое качество сварного соединения. Однако на практике это трудно достигается из-за сложности в оптимизации режимов сварки, особенно при автоматической (скорости сварки, угла схождения, геометрических параметров, мест расположения концентратора и токоподводов и др.), в зависимости от геометрических теплофизических технологических разбросов параметров свариваемых ребра и поверхности детали (листа) (толщин, физических свойств материалов и др.). Это обусловлено тем, что трудно определить конкретные условия достижения оптимальных значений по технологическим параметрам ребра и поверхности детали.It is known that the high quality of the manufacture of the "rib-surface" profile in such a known welding method is determined by the proximity of the actual conditions and conditions to optimal, ensuring the equality or closeness of the temperatures of the elements at the point of convergence, and, as a consequence, the high quality of the welded joint. However, in practice this is difficult to achieve because of the difficulty in optimizing welding modes, especially when automatic (welding speed, convergence angle, geometric parameters, the location of the concentrator and current leads, etc.), depending on the geometric thermophysical technological variations of the parameters of the welded edges and surface details (sheet) (thicknesses, physical properties of materials, etc.). This is due to the fact that it is difficult to determine the specific conditions for achieving optimal values according to the technological parameters of the rib and surface of the part.

Известен способ автоматической сварки токами высокой частоты профиля типа «ребро-поверхность» (Патент РФ 2105647, МПК B23K 08, 1998), включающий сведение ребра и поверхности детали с образованием V-образной щели с вершиной в точке схождения, предварительный нагрев поверхности детали при помощи элемента, создающего дополнительную ЭДС, нагрев ребра и поверхности детали путем пропускания тока высокой частоты от соответствующих генераторов токов высокой частоты, подводимого при помощи токоподводов, предварительно установленных на расстояниях от точки схождения вдоль оси сварки на ребре и поверхности детали, причем между токоподводом к поверхности детали и точкой схождения образуют зону предварительного нагрева, и последующее сдавливание ребра и поверхности детали в точке схождения по достижении в ней требуемой температуры нагрева, изменяя при этом температуру нагрева в точке схождения ребра и поверхности детали в зависимости от их параметров. При этом токоподвод к ребру устанавливают на расстоянии от точки схождения, определяемом по соответствующей формуле, учитывающей расстояние вдоль оси сварки между токоподводом и точкой схождения, а для предварительного нагрева поверхности детали используют также элемент, создающий дополнительную ЭДС с длиной, определяемой из другой формулы.A known method of automatic welding with high-frequency currents of a profile of the "rib-surface" type (RF Patent 2105647, IPC B23K 08, 1998), comprising reducing the ribs and surfaces of the part with the formation of a V-shaped slit with the apex at the convergence point, preheating the surface of the part using an element that creates additional EMF, heating the ribs and surfaces of the part by passing a high-frequency current from the corresponding high-frequency current generators supplied by current leads pre-installed at distances from t points of convergence along the welding axis on the rib and surface of the part, and between the current supply to the surface of the part and the convergence point, they form a preheating zone, and the subsequent compression of the rib and surface of the part at the convergence point when the desired heating temperature is reached in it, while changing the heating temperature at the point convergence of the rib and surface of the part, depending on their parameters. In this case, the current supply to the rib is installed at a distance from the convergence point, determined by the corresponding formula that takes into account the distance along the welding axis between the current supply and the convergence point, and for pre-heating the surface of the part, an element is also used that creates an additional EMF with a length determined from another formula.

Как уже отмечалось, известно, что высокое качество изготовления профилей типа «ребро-поверхность» с помощью известного способа во многом зависит от температурных условий процесса сварки ТВЧ. Последние зависят и от частоты сварочного тока, мощности генераторов ТВЧ, скорости сварки, угла схождения элементов, толщины и длины токоподводов, дополнительного элемента, создающего ЭДС, являющегося, по сути, концентратором теплового поля, геометрии и теплофизических свойств материалов, свариваемых ребра и поверхности детали, и других. Обычно в реальных условиях возможности вариаций таких параметров, как частота сварки, угол сведения элементов, скорость сварки в непрерывном процессе достаточно жестко определяются имеющимся оборудованием. Толщина ребра и свойства материалов также являются заданными в каждом конкретном случае. Однако для каждого конкретного случая трубно обеспечить высокое качество изготовления профиля типа «ребро-поверхность» с помощью автоматической сварки ТВЧ, так как сложно оперативно учитывать технологические отклонения упомянутых параметров.As already noted, it is known that the high quality of the manufacture of profiles of the "rib-surface" using the known method largely depends on the temperature conditions of the high-frequency welding process. The latter also depend on the frequency of the welding current, the power of the HDTV generators, the welding speed, the convergence angle of the elements, the thickness and length of the current leads, the additional element that creates the EMF, which is, in fact, a concentrator of the thermal field, geometry and thermophysical properties of materials, welded edges and surface of the part , and others. Usually, in real conditions, the possibilities of variations of such parameters as the frequency of welding, the angle of information of the elements, the welding speed in a continuous process are rather rigidly determined by the equipment available. Rib thickness and material properties are also specified in each case. However, for each specific case, it is tube-like to ensure high quality production of a “rib-surface” profile using automatic high-frequency welding, since it is difficult to quickly take into account the technological deviations of the mentioned parameters.

При поиске оптимальных режимов процесса сварки ТВЧ приходится выбирать сочетание таких параметров, как длина ребра, длина элемента, обеспечивающего предварительный нагрев, в зависимости от заданных других условий, чтобы обеспечить высокое качество, так и производительность изготовления упомянутого профиля, особенно в режиме его автоматической сварки ТВЧ.When searching for optimal conditions for the high-frequency welding process, it is necessary to choose a combination of such parameters as the length of the rib, the length of the element that provides preheating, depending on the specified other conditions, to ensure high quality and productivity of manufacturing the aforementioned profile, especially in the mode of its automatic high-frequency welding .

Задачей настоящего изобретения является модернизация известного способа автоматической сварки токами высокой частоты профиля типа «ребро-поверхность» с достижением следующего технического результата, а именно обеспечение высокой производительности при одновременном повышении качества изготовления упомянутого профиля.The present invention is the modernization of the known method of automatic welding with high-frequency currents of the profile type "rib-surface" with the achievement of the following technical result, namely, ensuring high productivity while improving the manufacturing quality of the said profile.

Эта задача решается следующим образом. В известном способе автоматической сварки токами высокой частоты профиля типа «ребро-поверхность», включающем сведение ребра и поверхности детали с образованием V-образной щели с вершиной в точке схождения, их нагрев путем пропускания тока высокой частоты, подводимого с помощью токоподводов, установленных вдоль оси сварки на расстоянии от точки схождения, один из которых размещен на ребре, а другой - на поверхности детали с образованием зоны ее предварительного нагрева между токоподводом и точкой схождения, каждый из которых подключен к соответствующему генератору тока высокой частоты, и последующее сдавливание ребра и поверхности детали в точке их схождения, СОГЛАСНО НАСТОЯЩЕМУ ИЗОБРЕТЕНИЮ регулируют нагрев в процессе сварки из условия получения заданного значения оптимальной температуры в точке схождения ребра и поверхности детали путем изменения мощности соответствующего генератора тока высокой частоты в зависимости от результата сравнения полученных значений температуры, измеряемой в процессе сварки на поверхности детали до расположенного на ней токоподвода и после него.This problem is solved as follows. In the known method of automatic welding with high-frequency currents of an “edge-surface” type profile, which includes bringing together the ribs and the surface of the part to form a V-shaped slit with a vertex at the convergence point, heating them by passing a high-frequency current supplied by current leads installed along the axis welding at a distance from the convergence point, one of which is placed on the edge, and the other on the surface of the part with the formation of its pre-heating zone between the current lead and the convergence point, each of which is connected to corresponding to the high-frequency current generator, and the subsequent compression of the ribs and surfaces of the part at the point of convergence, ACCORDING TO THE PRESENT INVENTION, control the heating during welding from the condition of obtaining a predetermined optimum temperature at the convergence point of the ribs and the surface of the part by varying the power of the corresponding high-frequency current generator, depending from the result of comparing the obtained temperature values measured during welding on the surface of the part to the current supply located on it and after it.

Такое новое техническое решение всей своей совокупностью существенных признаков позволяет достичь следующего технического результата, а именно увеличить производительность сварки ТВЧ этого профиля, так как упрощается процесс оптимизации нагрева ребра и поверхности детали в точке их схождения из-за выбора постоянно измеряемого параметра, который учитывает специфические параметры ребра и поверхности детали и их технологические отклонения, так как температура нагрева сразу реагирует на эти особенности. Причем эти параметры отслеживаются до точки схождения ребра и поверхности, что отсутствует в прототипе и во многих известных аналогах. Одновременно с этим повышается качество автоматической сварки ТВЧ профиля типа «ребро-поверхность» благодаря оптимизации температуры в точке схождения ребра и поверхности детали путем изменения температуры их предварительного нагрева с учетом параметров свариваемых элементов.Such a new technical solution, with its whole set of essential features, allows us to achieve the following technical result, namely, to increase the productivity of high-frequency welding of this profile, since the process of optimizing the heating of the rib and surface of the part at the point of convergence is simplified due to the choice of a constantly measured parameter that takes into account specific parameters ribs and surfaces of the part and their technological deviations, since the heating temperature immediately responds to these features. Moreover, these parameters are monitored to the point of convergence of the ribs and surfaces, which is absent in the prototype and in many well-known analogues. At the same time, the quality of automatic welding of an HDTV profile of the “rib-surface” type is improved by optimizing the temperature at the point of convergence of the rib and the surface of the part by changing the temperature of their preheating, taking into account the parameters of the elements being welded.

Заявитель провел патентные исследования, которые показали, что предлагаемая совокупность существенных признаков заявляемого изобретения не известна. Поэтому данное изобретение можно считать новым.The applicant conducted patent studies, which showed that the proposed combination of essential features of the claimed invention is not known. Therefore, this invention can be considered new.

Предлагаемое изобретение обладает изобретательским уровнем, так как оно для специалиста логически не следует из известного технического уровня. Однако в известном уровне техники известны изобретения, в которых осуществляют измерение температуры ребра и поверхности детали при их сварке ТВЧ. Например, авторское свидетельство СССР 935228, 1982, авторское свидетельство СССР 925585, 1982, авторское свидетельство СССР 346055. Во всех известных технических решениях осуществляют оптимизацию нагрева ребра и поверхности детали в точке их схождения или в диапазоне ее колебания путем измерения теплового излучения непосредственно в нагретой точке схождения и сравнения полученного интегрального значения температуры с предварительно заданной, которая в зависимости от технологических отклонений параметров ребра и поверхности детали может сама по себе отклоняться непосредственно в точке схождения. В этом случае трудно, а иногда и невозможно оперативно изменить или настроить режим сварки так, чтобы избежать брака изготовления профиля типа «ребро-поверхность». Выявленные отклонения в температуре нагрева в месте точки схождения могут быть исправлены только на следующем участке ребра и поверхности детали, поступающим в зону точки схождения. В результате получаются отдельные части сварного шва ребра с поверхностью детали низкого качества. В заявляемом случае это исключено, так как контролируется температура поверхности детали, вступающей в сварку, в точке схождения до и после предварительного ее нагрева, что определяет температуру ребра и поверхности детали в точке схождения. Причем очевидно, что технологические отклонения, в данном случае параметров поверхности детали, будут предварительно оперативно учтены при измерении теплового излучения, что по сравнению с известными аналогами и прототипом является существенным отличием и для специалиста средней квалификации логически не следует из известного уровня техники. Кроме того, возможно дополнительное аналогичное измерение температуры и ребра в зоне токоподвода, осуществляющего его нагрев (в данной заявке это не рассматривается, так как усложняет процесс автоматизации сварки ТВЧ упомянутого профиля).The present invention has an inventive step, because for a specialist it does not logically follow from a known technical level. However, inventions are known in the prior art in which the temperature of a rib and the surface of a part are measured during their high-frequency welding. For example, USSR author's certificate 935228, 1982, USSR author's certificate 925585, 1982, USSR author's certificate 346055. In all known technical solutions, heating of the rib and surface of the part is optimized at the point of convergence or in the range of its oscillation by measuring thermal radiation directly at the heated point convergence and comparison of the obtained integral temperature value with a predetermined one, which, depending on the technological deviations of the rib parameters and the surface of the part, can itself yourself deviate directly at the point of convergence. In this case, it is difficult, and sometimes impossible, to quickly change or adjust the welding mode in such a way as to avoid defective manufacturing of an edge-surface profile. The detected deviations in the heating temperature at the point of convergence can be corrected only in the next section of the rib and the surface of the part entering the zone of the convergence point. As a result, individual parts of the weld of the rib with the surface of the low quality part are obtained. In the claimed case, this is excluded, since the surface temperature of the part entering the welding is controlled at the convergence point before and after its preliminary heating, which determines the temperature of the rib and surface of the part at the convergence point. Moreover, it is obvious that technological deviations, in this case, the surface parameters of the part, will be preliminarily promptly taken into account when measuring thermal radiation, which, in comparison with the known analogues and the prototype, is a significant difference and logically does not follow from the prior art. In addition, an additional similar measurement of temperature and fins is possible in the area of the current supply that implements its heating (this is not considered in this application, since it complicates the automation process of high-frequency welding of the aforementioned profile).

Сущность и практическая применимость предлагаемого изобретения поясняется нижеследующим описанием и чертежом.The essence and practical applicability of the invention is illustrated by the following description and drawing.

На чертеже дана схема варианта реализации заявляемого способа, совмещенная с графиком распределения температуры по свариваемым ребру и поверхности детали до и после точки схождения.The drawing shows a diagram of a variant of implementation of the proposed method, combined with a graph of the temperature distribution along the welded rib and surface of the part before and after the convergence point.

Для реализации заявляемого способа автоматической сварки токами высокой частоты профиля типа «ребро-поверхность» образуют следующую схему, в которой ребро 1 и поверхность 2 детали сводят так, что образуют между ними V-образную щель в точке 3 схождения. При этом поверхность 2 детали может быть выполнена в виде поверхности листа или трубы. Деталь может быть закреплена, например, на круглом вращающемся кондукторе (на схеме не показан). К ребру 1 и поверхности 2 детали предварительно устанавливают токоподводы 4 и 5 соответственно на определенных расстояниях от точки 3 схождения вдоль оси сварки и они образуют зону предварительного нагрева между токоподводом 5, расположенным на поверхности 2 детали, и точкой 3 схождения.To implement the proposed method for automatic welding with high-frequency currents of an “edge-surface” profile, the following scheme is formed in which the edge 1 and surface 2 of the part are brought together so that they form a V-shaped gap between them at the convergence point 3. The surface 2 of the part can be made in the form of the surface of a sheet or pipe. The part can be fixed, for example, on a circular rotating conductor (not shown in the diagram). To the edge 1 and surface 2 of the part, the current leads 4 and 5 are pre-installed at certain distances from the convergence point 3 along the welding axis and they form a preheating zone between the current lead 5 located on the surface 2 of the part and the convergence point 3.

Каждый из указанных токоподводов 4 и 5 соединяют с генераторами (на схеме не показан) ТВЧ токов высокой частоты, которые и обеспечивают через упомянутые токоподводы 4 и 5 предварительный нагрев ребра 1 и поверхности 2 детали таким образом, что в точке 3 схождения температура ребра 1 и поверхности 2 детали достигает требуемой для их сварки. При которой ее достижении край ребра 1 и приповерхностный слой поверхности 2 детали оплавляются, после чего и производят сдавливание ребра 1 с поверхностью 2 детали в точке 3 схождения, обеспечивая их сварное соединение.Each of these current leads 4 and 5 is connected to high-frequency current generators (not shown in the diagram), which provide through the said current leads 4 and 5 preliminary heating of the rib 1 and surface 2 of the part so that at the convergence point 3 the temperature of the rib 1 and surface 2 parts reaches the required for welding. At which its achievement, the edge of the rib 1 and the surface layer of the surface 2 of the part are melted, after which the rib 1 is pressed with the surface 2 of the part at the convergence point 3, ensuring their welded joint.

В точке 3 схождения ребра 1 и поверхности 2 детали изменяют температуру их нагрева в зависимости от технологических отклонений их параметров. Это изменение ведут путем оптимизации ее температуры по результатам сравнения значений температур, предварительно измеряемых на поверхности 2 детали перед токоподводом 5 и после него, при этом оптимизацию температуры в точке сходимости получают, изменяя мощность генераторов (на схеме не показано) ТВЧ.At point 3 of convergence of the ribs 1 and the surface 2 of the part, the temperature of their heating changes depending on the technological deviations of their parameters. This change is carried out by optimizing its temperature by comparing the temperatures previously measured on the surface 2 of the part before and after the current lead 5, while optimizing the temperature at the convergence point is obtained by changing the power of the high-frequency generators (not shown in the diagram).

Таким образом, заявляемый способ автоматической сварки токами высокой частоты профиля типа «ребро-поверхность», по сути, представляет собой технологию приварки ребер к листу, которая заключается в реализации следующих условий:Thus, the claimed method of automatic welding with high-frequency currents of a profile of the type "rib-surface", in fact, is a technology for welding ribs to the sheet, which consists in the implementation of the following conditions:

- прогрев свариваемых плоскостей в точке 3 схождения до оптимальной температуры Topt;- heating of the welded planes at the convergence point 3 to the optimum temperature Topt;

- прижатие ребра 1 к поверхности 2 детали с оптимальным давлением D;- pressing the ribs 1 to the surface 2 of the part with the optimal pressure D;

- неокисление свариваемых элементов до точки 3 схождения (минимальная скорость V).- non-oxidation of the welded elements to the point of convergence 3 (minimum speed V).

Поверхность 2 детали, например лист, закрепляют на барабане (на схеме не показан), вращающемся с линейной скоростью V. Тангенциально к листу с той же скоростью подводится ребро 1, например лента (предварительно закрепленная на листе). Эта лента 1 подводится так, что бы было V-образное соединение в точке 3 схождения с поверхностью 2 детали.The surface 2 of the part, for example a sheet, is fixed on a drum (not shown in the diagram) rotating at a linear speed V. Rib 1 is tangentially connected to the sheet at the same speed, for example, a tape (previously fixed on the sheet). This tape 1 is fed so that there is a V-shaped connection at point 3 of convergence with the surface 2 of the part.

Известно, что мощность ТВЧ генераторов не может превышать максимально допустимой, которая обычно указана в их паспорте. И для каждого типа материала ребра и детали, например стали, имеется оптимальная температура в точке схождения сварки - Topt. Мощность для нагрева поверхности и ребра зависит от скорости сварки V и типа материала. В зоне А лист 2, например, бесконтактно прогревается токоподводом 5, например индуктором, до температуры, близкой к оптимальной Topt. В зоне С ребро 1 разогревают до Topt посредством контактного токоподвода 4 высокочастотного напряжения к токоподводу 4. Одновременно прогревается и поверхность 2 листа. Для автоматизированной оптимизированной сварки используют пирометры, с помощью которых дистанционно измеряют температуры Т1 и Т2, Topt используют пирометры (не показаны), позволяющие эти температуры замерять дистанционно. Полученные данные подают в блок ( не показано) автоматического управления, имеющийся в каждом генераторе ТВЧ. Исходя из свойств, например, стали, поверхности 2 и ребра 1, введенных заранее в блок управления генераторов, из блока на первый генератор (подключенный к токоподводу 4) подается сигнал управления на изменение мощности излучения генераторов, обеспечивающий прогрев ребра 1 и поверхности 2 листа до температуры близкой к Topt.It is known that the power of high-frequency generators cannot exceed the maximum allowable, which is usually indicated in their passport. And for each type of material, fins and parts, such as steel, there is an optimum temperature at the point of convergence of the weld - Topt. The power for heating the surface and rib depends on the welding speed V and the type of material. In zone A, sheet 2, for example, is contactlessly heated by current lead 5, for example, by an inductor, to a temperature close to the optimal Topt. In zone C, the rib 1 is heated to Topt by means of a contact current supply 4 of a high-frequency voltage to the current supply 4. At the same time, the surface 2 of the sheet is also heated. For automated optimized welding, pyrometers are used to remotely measure temperatures T1 and T2, Topt use pyrometers (not shown) that allow these temperatures to be measured remotely. The obtained data is fed to the automatic control unit (not shown), which is available in each HDTV generator. Based on the properties of, for example, steel, surface 2 and rib 1, introduced in advance into the generator control unit, a control signal is supplied from the unit to the first generator (connected to current supply 4) to change the radiation power of the generators, which ensures the heating of edge 1 and surface 2 of the sheet to temperatures close to Topt.

Далее, пирометр измеряет температуру и исходя из значения температуры Т2 нагретой поверхности 2 листа блок управления вырабатывает сигнал управления на второй генератор контактного подвода, обеспечивающий получения Topt в точке 3 схождения.Further, the pyrometer measures the temperature and, based on the temperature value T2 of the heated surface 2 of the sheet, the control unit generates a control signal to the second contact lead generator, which provides Topt at the convergence point 3.

В случае недогрева или перегрева Т2 имеется возможность изменением сигнала управления на второй генератор обеспечить Topt в точке 3 схождения. В итоге при старте скорость сварки (скорость вращения двигателя вращения барабана кондуктора) имеет значение 30-40% от максимально возможной.In case of underheating or overheating of T2, it is possible to change Topt at the point of convergence by changing the control signal to the second generator. As a result, when starting, the welding speed (rotation speed of the conductor drum rotation motor) has a value of 30-40% of the maximum possible.

Мощность на генераторах ТВЧ повышается с нуля до мощности, при которой температура Т2 становится равной T2opt и достигается Topt. Если мощность на генераторах не превышает Popt, то подает сигнал на увеличение скорости вращения кондуктора и соответственно увеличение мощности генераторов ТВЧ. Через несколько таких циклов, при приближении мощности к 0.95 Popt скорость вращения фиксируется. При сварке температура Т1 на входе индуктора токоподвода 4 постепенно повышается. По рассогласованию с заданным значением температуры T2opt на соответствующий генератор ТВЧ подается сигнал на уменьшение мощности, и наоборот. С другой стороны, если по каким-либо причинам изменилась температура Т2, то на второй генератор ТВЧ подается сигнал, компенсирующий эти изменения.The power on the HDTV generators rises from zero to the power at which the temperature T2 becomes equal to T2opt and Topt is reached. If the power on the generators does not exceed Popt, then it gives a signal to increase the speed of rotation of the conductor and, accordingly, increase the power of the HDTV generators. After several such cycles, when the power approaches 0.95 Popt, the rotation speed is fixed. When welding, the temperature T1 at the input of the current lead inductor 4 gradually rises. According to the mismatch with the set temperature value T2opt, a signal to reduce the power is supplied to the corresponding high-frequency generator, and vice versa. On the other hand, if for some reason the temperature T2 has changed, a signal is applied to the second HDTV generator to compensate for these changes.

Таким образом, поддерживается оптимальная мощность на генераторах, что обеспечивает максимальную производительность процесса сварки, причем и на стандартном оборудовании. Одновременно достигается высокое качество изготовления упомянутого профиля.Thus, optimal power is maintained on the generators, which ensures maximum productivity of the welding process, moreover, on standard equipment. At the same time, a high quality workmanship of said profile is achieved.

Пример реализации заявленного способа для изготовления указанного профиля.An example implementation of the inventive method for the manufacture of the specified profile.

Предлагаемое изобретение прошло экспериментальную апробацию на установке автоматической сварки ТВЧ профиля типа «ребро-поверхность» производства ООО «Бушевецкий завод». Была поставлена задача получить тонкостенный тавровый профиль, в частности, для тормозной колодки.The present invention has undergone experimental testing at the installation of automatic welding of high-frequency profiles of the type "rib-surface" produced by LLC "Bushevets Plant". The task was set to obtain a thin-walled T-profile, in particular for a brake shoe.

Параметры заготовок: толщина ребра 1 (d_р) 1,5 мм; толщина поверхности листа (d_п) 2,0 мм; ширина - 30,0 мм; материал - малоуглеродистая сталь Ст3.The parameters of the workpieces: rib thickness 1 (d _p ) 1.5 mm; sheet surface thickness (d _p ) 2.0 mm; width - 30.0 mm; material - mild steel St3.

Источник питания: радиочастотный генератор типа ВЧС 3-250/0,44, частотой 440 кГц, мощностью 250 кВт (по высокой частоте). Скорость перемещения заготовок (скорость сварки) составляла 17 м/мин.Power source: RF generator type VChS 3-250 / 0.44, frequency 440 kHz, power 250 kW (high frequency). The speed of movement of the workpieces (welding speed) was 17 m / min.

В качестве токоподводов были применены индуктирующий провод толщиной 3 мм, располагаемый вдоль оси сварки. Расстояние до токоподвода к ребру было выставлено равным 14 мм., длина индуктирующего провода выбрана равной 160 мм. Подвод тока к производился в точках 4 и 5, отстоящих от точки 3 схождения на расстоянии порядка 185 мм (не показано). Свариваемые заготовки сводили с образованием V-образной щели за счет изгиба ребра по радиусу 150 мм. После этого устанавливали токоподводы на указанных расстояниях от точки 3 схождения. Затем включали перемещение свариваемых заготовок, после чего включали генераторы ТВЧ и устройство сдавливания нагретых заготовок, как только в точке схождения достигалась требуемая температура нагрева. Сварка осуществлялась в непрерывном автоматическом режиме. Колебательная мощность от генераторов ТВЧ - 102,5 кВт (по замерам). Приведенная мощность в данном случае равнялась р₀=4,02 кВт/мм·м/мин. Это соответствовало диапазону минимально потребляемой мощности. Испытание полученных тавровых профилей показало высокое качество изделий: при испытаниях на отрыв от полки 10-ти образцов, вырезанных из каждого метра профиля длиной 10 м. Во всех случаях разрушение происходило по основному материалу ребра вне зоны термического влияния при значениях предела прочности, равных 47-49 кг/мм², т.е. значениях, соответствующих пределу прочности данной стали. Причем температурных колебаний, снимаемых в точках T1, T2 и в точке сходимости посредством пирометров, не были отмечены, что показывает возможность оперативного отслеживания технологических колебаний параметров ребра и поверхности детали при их сварке ТВЧ.As current leads, an induction wire of 3 mm thickness was used located along the welding axis. The distance to the current supply to the rib was set equal to 14 mm., The length of the induction wire was chosen equal to 160 mm. The current was supplied to at points 4 and 5, which are distant from point 3 of convergence at a distance of about 185 mm (not shown). The welded workpieces were reduced to form a V-shaped gap due to the bending of the rib along a radius of 150 mm. After that, current leads were installed at the indicated distances from the convergence point 3. Then, the movement of the welded workpieces was turned on, after which the HDTV generators and the device for squeezing the heated workpieces were turned on as soon as the required heating temperature was reached at the convergence point. Welding was carried out in a continuous automatic mode. The oscillatory power from the high-frequency generators is 102.5 kW (measured). The reduced power in this case was equal to p₀= 4.02 kW / mmm / min. This corresponded to a range of minimum power consumption. Testing of the obtained T-profiles showed the high quality of the products: when testing for tearing from the shelf, 10 samples cut from each meter of the profile 10 m long. In all cases, the destruction occurred along the main material of the rib outside the heat-affected zone at a tensile strength of 47- 49 kg / mm², those. values corresponding to the tensile strength of this steel. Moreover, temperature fluctuations recorded at points T1, T2 and at the point of convergence by means of pyrometers were not noted, which shows the possibility of operational monitoring of technological fluctuations of the fin and surface parameters of the part during their high-frequency welding.

Таким образом, технический результат заявляемого способа заключается в обеспечении высокой производительности при одновременном повышении качества изготовления упомянутого профиля.Thus, the technical result of the proposed method is to provide high performance while improving the quality of manufacture of the aforementioned profile.

Claims (1)

Способ автоматической сварки токами высокой частоты профиля типа «ребро-поверхность», включающий сведение ребра и поверхности детали с образованием V-образной щели с вершиной в точке схождения, их нагрев путем пропускания тока высокой частоты, подводимого с помощью токоподводов, установленных вдоль оси сварки на расстоянии от точки схождения, один из которых размещен на ребре, а другой - на поверхности детали с образованием зоны ее предварительного нагрева между токоподводом и точкой схождения, каждый из которых подключен к соответствующему генератору тока высокой частоты, и последующее сдавливание ребра и поверхности детали в точке их схождения, отличающийся тем, что регулируют нагрев в процессе сварки из условия получения заданного значения оптимальной температуры в точке схождения ребра и поверхности детали путем изменения мощности соответствующего генератора тока высокой частоты в зависимости от результата сравнения полученных значений температуры, измеряемой в процессе сварки на поверхности детали до расположенного на ней токоподвода и после него. A method of automatic welding with high-frequency currents of a profile of the "rib-surface" type, including reducing the ribs and surfaces of the part to form a V-shaped slit with a vertex at the convergence point, heating them by passing a high-frequency current supplied by current leads installed along the welding axis on the distance from the convergence point, one of which is placed on the edge, and the other on the surface of the part with the formation of its preheating zone between the current lead and the convergence point, each of which is connected to the corresponding a high-frequency current generator, and subsequent compression of the ribs and surfaces of the part at the point of convergence, characterized in that they control the heating during welding from the condition of obtaining a predetermined value of the optimum temperature at the point of convergence of the ribs and surfaces of the part by changing the power of the corresponding high-frequency current generator to depending on the result of comparing the obtained temperature values, measured during welding on the surface of the part to the current supply located on it and after it.