SU1039669A1 - Machine for resistance butt welding - Google Patents

Abstract

МАШИНА ДЛЯ КОНТАКТНОЙ СТЬЬКОВОЙ СВАРКИ преимущественно толстр стенных деталей большой прот женности , содержаща  сварочные трансФорматоры , в первичные обмотки которых включены управл емые вентили, подключенные к последовательно сое- диненньам фазовращател м и- программирующим устройствам, измерительную цепь, состо щую из блока индикации и последовательно соединённых датчика сварочного тока, датчика короткого замыкани  сварочной цепи и задатчика контролируемой длительности короткого замыкани  с блоком сравнени , отличающа с  тем, что, с целью повышени  качества сварных соединений путем повышени  стабильности процесса оплавлени , в машину введены схемы ИЛИ, схема И, триггер, измерительные цепи установлены на каждой вторичной обмотке сварочных трансформаторов, при этом вторые выходы датчиков короткого замыкани  через одни схемы ИЛИ подклю9 чены к соответствукицим фазовращат л м , выходы задатчйков контролируемой длительности короткого замыкани  с блоком сравнени  соединены через другую схему ИЛИ со схемой И, другой вход которой соединен с прог§ раммирующим устройством, а выход схе мы И через триггер соединен с блоком индикации. СО ;о а: а :оCONTACT WIRING MACHINE of predominantly thick thick wall parts containing welding transformers, the primary windings of which include controllable valves connected to sequentially connected phase shifters and programming devices, a measuring circuit consisting of an indication unit and sequentially connected welding current sensor, welding short circuit sensor, and setting device of controlled short circuit duration with reference unit, characterized by so that, in order to improve the quality of welded joints by increasing the stability of the reflow process, the OR circuit, AND circuit, trigger, measuring circuits are installed on each secondary winding of welding transformers, the second outputs of the short circuit sensors through one OR circuit, The units are connected to the corresponding phase shifters, the outputs of the controllable short-circuit duration with the comparison unit are connected via another OR circuit to the AND circuit, the other input of which is connected to the program. miruyuschim device and output through the AND scheme we trigger connected to the display unit. WITH; oa: a: o

Description

Изобретение относитс  к обработке и сварке материалов и может быть использовано при контактной стыково сварке оплавлением деталей преимущественно с разбитым сечением большой прот женности. Известны машины дл  контактной стыковой сварки оплавлением, содержащие управл емые вентили в первичной цепи сварочного трансформатора и устройства дл  контрол , параметро режима сварки Щ Р этом -одним и основных контролируемых параметров  вл етс  непрерывность процесса оп .лавлени , котора  оцениваетс  либо по амплитуде сварочного тока 2, либо по наличию высокочастотных пуль саций сварочного тока. Общим недостатком, присущим всем известньом устройствам контрол  непрерывности оплавлени ,  вл етс  ограниченна  область их применени , а именно при сварке деталей с компакт ным сечением или с развитьдм сечением небольшой прот женности. В этом случает при коротком замыкании даже небольшого участка сварочной цепи процесс оплавлени  полностью прекращаетс  , что легко обнаружить с помощью датчика тока, установленного в первичной цепи сварочного трансформатора . Кроме того, при сварке деталей с развитым сечением большой прот женности , например труб большого диамет ра листов, где длина оплавл емой поверхности составл ет несколько мет ров, наблюдаютс  короткие замыкани  на отдельныхучастках свариваемых поверхностей, в то врем  как на других участках процесс оплавлени  не прерываетс . Пон тно, что наличие локального короткого замыкайи  торцов перед осадкой приводит к снижению надежности сварного соединени  в целом, . Применение известных способов и устройств контрол  непрерывности оплавлени  в данном случае не приводит . к желаемому результату, поскольку ток в первичной цепи сварочного трансформатора, как было выше показано , не отражает локальной стабильности процесса по всей длине оплавл емых поверхностей. Кроме того, стыковые машины дл  сварки деталей с развитым сечением большой прот женности имеют нескольк сварочных трансформаторов. В частности , машина типа К-700 дл  сварки труб 1420 мм имеет дев ть сварочных трансформаторов, причем вторичные обмотки трансформаторов имеют нескол ко токоподводов, равномерно распреде ленных по длине оплавл емых поверхностей ,. Поэтому контроль тока в первичной цепи каждого сварочного транс форматора также не приводит к желаемому результату. Наиболее близкой к изобретению  вл етс  машина дл  стыковой сварки непрерывным оплавлением, содержаща  измерительную цепь в виде пооледо-. вательно включенных датчика (измерител ) сварочного тока, датчика короткого замыкани  сварочной цепи, задатчика контролируемой длительности короткого замыкани  с блоком срав нени , блоков пам ти и индикации. В свою очередь, датчик короткого замыкани  (к.з) сварочной цепи состоит из датчиков наличи  сварочного тока и его частоты пульсаций, выходы которых подключены к задатчику контролируемой длительности к.з. через логический блок определени  короткого замыкани  3 . В случае короткого замыкани  сварочной цепи на вход логического блока определени  к.з. поступают сигналы наличи  сварочного тока и отсутстви  его высокочастотных пульсаций . При этом логический блок Ъыдает разрешение на начало отсчета времени. Если длительность к.з. превысит заданный (допустимый) интервал времени, включаетс  блок индикации и информаци  запоминаетс . Однако известна  однотрансформаторна  сварочна  Мсшина не лишена отмеченных выше недостатков. Кроме того , в ней не предусмотрены средства, обеспечивающие высокую стабильность .процесса оплавлени  путем регулировани  процесса по сигналу обратной св зи, воздействующей на источник питани . Известно, что при сварке деталей с большим поперечным сечением требуемый разогрев деталей можно получить за счет снижени  напр жени  по. заданной программе. Дл  повышени  устойчивости процесса при сварке на пониженном напр жении управл емые вентили охвачены положительной обратной св зью по току оплавлени , воздействующей на фазовращатель при превышении заданного тока. Однако применение; известных корректоров напр жени  при сварке, деталей с развитым сечением большой прот женности не эффективно, поскольку короткое замыкание на небольшом s acTKe сварочной цепи не приводит к существенному изменению полного тока оплавлени . Корректоры напр жени  по току оплавлени  имеют еще тот недостаток, что требуют большого количества экспериментов дл  определени  зависимости угла включени  управл емых вентилей от величины сварочного тока дл  кг ждого типоразмера свариваемых деталей. no3tOMy наиболее универсальны корректоры напр жени  по частоте пульсации сварочного тока, не.требующие nepeHact ройки с изменением режима сварки.The invention relates to the processing and welding of materials and can be used in contact butt fusion welding of parts mainly with a broken section of a large extent. Known flash butt welding machines are known that contain controllable valves in the primary circuit of a welding transformer and control device, the welding mode parameter — this is one of the main monitored parameters — is the continuity of the fusion process, which is estimated either by the amplitude of the welding current 2 or by the presence of high-frequency pulsations of the welding current. A common disadvantage inherent in all lime-based devices for controlling the continuity of the reflow is the limited scope of their application, namely, in welding parts with a compact cross section or with a developed cross-section of small extent. In this case, when a short circuit of even a small portion of the welding circuit is short-circuited, the reflow process stops completely, which is easy to detect using a current sensor installed in the primary circuit of the welding transformer. In addition, when welding parts with a long cross section, for example, large-diameter pipes, where the melted surface is several meters long, short circuits are observed at individual sections of the surfaces to be welded, while in other parts the flashing process is not interrupted. . It is clear that the presence of a local short circuit of the ends before the draft leads to a decrease in the reliability of the welded joint as a whole,. The application of the known methods and devices for controlling the continuity of the reflow in this case does not result. to the desired result, since the current in the primary circuit of the welding transformer, as was shown above, does not reflect the local stability of the process along the entire length of the melted surfaces. In addition, butt welding machines for parts with a long-developed cross-section have several welding transformers. In particular, the K-700 type machine for welding 1420 mm pipes has nine welding transformers, the secondary windings of the transformers having several current leads evenly distributed along the length of the melted surfaces,. Therefore, control of the current in the primary circuit of each welding transformer also does not lead to the desired result. Closest to the invention is a continuous flashing butt welding machine comprising a measuring circuit in the form of a frost-like. the sensor (meter) of the welding current, the sensor of the short circuit of the welding circuit, the unit of controlled duration of the short circuit with the comparison unit, memory blocks and indication. In turn, the short-circuit sensor (k.z) of the welding circuit consists of sensors of the presence of welding current and its pulsation frequency, the outputs of which are connected to the unit of controlled duration short-circuit. through the short-circuit detection logic 3. In case of a short circuit of the welding circuit to the input of the logic unit for determining the short-circuit voltage. signals of the presence of welding current and the absence of its high-frequency pulsations. In this case, the logical block yybyad resolution to the beginning of the reference time. If the duration k.z. exceeds the specified (allowable) time interval, the display unit is turned on and the information is stored. However, the known single-transformer welding is not devoid of the above-noted disadvantages. In addition, it does not provide means for ensuring a high stability of the reflow process by regulating the process according to a feedback signal acting on the power source. It is known that when welding parts with a large cross section, the required heating of parts can be obtained by reducing the voltage across. given program. In order to increase the stability of the process during welding at low voltage, the controlled valves are covered by a positive feedback on the flashing current acting on the phase shifter when the specified current is exceeded. However, the application; known correctors of voltage during welding, parts with a developed cross section of a large extent are not effective, since a short circuit on a small s acTKe welding circuit does not lead to a significant change in the total flashing current. The current-flashing voltage correctors have the disadvantage that they require a large number of experiments to determine the dependence of the switching angle of controlled valves on the magnitude of the welding current for each standard size of the parts to be welded. No3tOMy is the most versatile voltage correction device for the pulsation frequency of the welding current, not requiring nepeHact welding with a change in the welding mode.

Цель изобретени  - повышение качества сварных соединений путем повышени  стабильности процесса оплав-т лени ..The purpose of the invention is to improve the quality of welded joints by increasing the stability of the reflow process.

Поставленна  цель достигаетс  тем что в машину дл  контактной стыковой сварки введены схемы ИЛИ, схема И, триггер, измерительные цепи установлены на каждой вторичной обмотке сварочных трансформаторов, при этом вторые выходы датчиков короткого замыкани  через одни схемы ИЛИ подключены к соответствующим фазовращател м , выходы задатчиков контролируемой длительности короткого замыкани  с блоком сравнени  соединены через , другую схему ИЛИ со схемой И, другой вход которой соединен с программирующим устройством, а выход cSce мы И через триггер соединен с блоком индикации. This goal is achieved by introducing the OR circuit, AND circuit, trigger, measuring circuits on each secondary winding of welding transformers, the second outputs of the short circuit sensors through one OR circuit connected to the corresponding phase shifters, the outputs of the control devices being controlled the duration of the short circuit with the comparator unit are connected through, another OR circuit with the AND circuit, the other input of which is connected to the programming device, and the cSce output is AND after three ger connected with a display unit.

На фиг. 1 показана функциональна  .(схема машины дл  стыковой сварки оп лавлением; на фиг. 2 - принципиальна  электрическа  схема канала измерени  длительности короткого замыкани  сварочной цепи; на фиг. 3 - запири сварочного тока и напр жени , иллюстрирукнцне работу управл емых вен тилей с обратной св зью по наличию коротких заМыканий.FIG. 1 shows a functional circuit (butt welding machine for melting; Fig. 2 is an electrical circuit diagram of a channel for measuring the short circuit duration of the welding circuit; Fig. 3 - lock up the welding current and voltage, illustrated by the operation of controlled ventilators with reverse link Sue by the presence of short interruptions.

Машина (фиг, 1) содержит сварочные трансформаторы 1 с токоподводами 2 вторичных обмоток к свариваемой заготовке 3. На каждом токоподводе установлен датчик 4 сварочного тока в виде катушки индуктивности. Выходы датчиков 4 сварочного тока подключены к входам соответствующих датчиков 5 короткого замыкани  сварочной цепи выходы которых подключены с одной стороны к задАтчикам контролируемой .длительности к , з. с блоками б сравнени , а с другой - к соответствующей схеме ИЛИ 7 в цепи автономной обратной св зи. При этом выходы блоков 6 сравнени  подключены к схеме ИЛИ 8 в цепи измерени  длительности К.З., выход которой подключен к 9 индикации через первый вход И 10 И триггер 11, а второй вход схемы И 10 подключен к программирующему устройству 12, задающему режим сварки и выдающему команду разрешени  контрол  непрерывности оплавлени . . Первичные обмотки сварочных трансформаторов 1 подключены к питакнцей . сети через соответствующие управл емые вентили 13 (например, тиристор ные контакторы), имеющиесобственные фазовращатели 14. Последние электрически св заны с одной стороны с программирующим устройством 12, а с другой - с выходом соответствующей схемы ИЛИ 7 в цепи обратной св зи. The machine (FIG. 1) contains welding transformers 1 with current leads 2 secondary windings to the workpiece to be welded 3. At each current lead, a welding current sensor 4 is installed in the form of an inductor. The outputs of the welding current sensors 4 are connected to the inputs of the corresponding sensors 5 of the short circuit of the welding circuit, the outputs of which are connected on one side to the controllers of controlled duration to, g. with blocks b of comparison, and on the other, with the corresponding scheme OR 7 in the autonomous feedback circuit. At the same time, the outputs of the comparison units 6 are connected to the OR 8 circuit in the KS duration measurement circuit, the output of which is connected to the 9th display through the first input AND 10 And the trigger 11, and the second input of the AND circuit 10 is connected to the programming device 12 that sets the welding mode and issuing a flush continuity monitoring permission command. . The primary windings of welding transformers 1 are connected to the power receptacle. networks through appropriate controlled valves 13 (for example, thyristor contactors), which have their own phase shifters 14. The latter are electrically connected on one side to the programming device 12, and on the other to the output of the corresponding circuit OR 7 in the feedback circuit.

Датчик 5 к.з. состоит из да±чико 15 и 16 наличи  сварочного тока и его частоты пульсаций, выходы которых подключены к логическому блоку 17 (определени  к.з. с инвертором 1 на выходе (фиг. 2). Входы указанных датчиков подключены к обмотке датчика (измерител ) 4 сварочного тока. Последний установлен на токоподводе таким образом, чтобы силовые линии электромагнитного пол , создаваемого сварочным током, проход щим по соответствующему токоподводу, пересекали витки катушки под пр мьам углом. При этов в катушке наводитс  ЭДС, пропорциональна  сварочному току.Sensor 5 k.s. consists of yes ± chico 15 and 16 of the presence of welding current and its ripple frequency, the outputs of which are connected to logic block 17 (short circuit definition with inverter 1 output (Fig. 2). The inputs of these sensors are connected to the sensor winding (meter) 4 of the welding current. The latter is installed on the current lead in such a way that the power lines of the electromagnetic field generated by the welding current passing through the corresponding current lead intersect the coils of the coil at a right angle.When this voltage is induced in the coil, it is proportional to the welding current.

Задатчик контролируемой длительности к.з. с блоком б сравнени  состоит из интегрирующей цепочки 19 и 20 с элементом 21.Presetter of controlled duration k. with block b, the comparison consists of an integrating chain 19 and 20 with element 21.

В качестве программирующего устройства и фазовращател  могут быть .использованы различные известные устройства.As a programming device and a phase shifter, various known devices can be used.

Предлагаема  машина работает еледующим образом.The proposed machine works in the following manner.

После возбуждени  процесса оплавлени  программирующее устройство 12 выдает команду фазовращател м 14 на изменение угла включени  управл емых вентилей 13 дл  перехода на сварку при пониженном напр жении питани . Если, на каком-либо участке (или учас ках) оплавл емых поверхностей происходит короткое замыкание, срабатывает соответствующий датчик 5 к.з. При этом на выходе датчиков 15 и 16 по : л ютс  сигналы логической i (нет высокочастотных пульсаций, есть ток) и на выходе элемента 18 - логическа  , котора , воздейству  через схему ИЛИ 7 на фазовращатель, переводит соответствуиацие управл емые вентили 5 в режим полнофазного включени . Увеличение подводимой электрической мощности к определенному -участку оплавл екЕ х поверхносте приводит к ускоренному нагреву и разрушению образовавшихс  перемычек мет талла на данном участке. Процесс оплавлени  восстанавливаетс  и автономна  обратна  св зь по наличию к.з. отключаетс  (на выходе датчика 16 логический О, соответственно на выходе элемента 18 логический О) сварка продолжаетс  на пониженном напр жении питани .After initiating the reflow process, the programming device 12 issues a command to the phase shifters 14 to change the firing angle of the controlled gates 13 in order to switch to welding with a reduced supply voltage. If, in any area (or parts) of the melted surfaces, a short circuit occurs, the corresponding sensor 5 k.z. At the same time, at the output of sensors 15 and 16, according to: the signals of logical i (no high-frequency pulsations, there is a current) and at the output of element 18, are logical, which, through the OR 7 circuit, switches the controlled valves 5 into full-phase mode power on An increase in the electrical power supplied to a specific α-site of the melted surface leads to accelerated heating and destruction of the formed metal bridges on this section. The flashing process is restored and autonomous feedback on the presence of short-circuit. switches off (at the output of the sensor 16 is logical O, respectively, at the output of the element 18 is logical O) the welding continues at a reduced supply voltage.

В конечной стадии оплавлени  перед осадкой производитс  контроль длителыггсти прерывани  процесса. Команда разрешени  контрол  выдаетс  программирующим устройством 12 подачей сигнала логической Ч на второй вход схемы 10 (фиг. 2). Если на каком-либо участке оплавл емыхпо- верхностей длительность к.з. превысит допустимую величину (заданную интегрирующей цепочкой 19.20) ,то на выходе In the final stage of reflowing before sedimentation, control over the duration of the interruption process is carried out. The control enable command is issued by the programming device 12 by applying a logic H signal to the second input of the circuit 10 (Fig. 2). If at any site of the fused surfaces the duration of the short-circuit. will exceed the permissible value (specified by the integrating chain 19.20), then the output

Claims (1)

МАШИНА ДЛЯ КОНТАКТНОЙ СТЫКОВОЙ СВАРКИ преимущественно толсто-ι стенных деталей большой протяженности, содержащая сварочные трансформаторы, в первичные обмотки которых включены управляемые вентили, подключенные к последовательно сое- диненным фазовращателям и·программи- рующим устройствам, измерительную цепь, состоящую из блока индикации и последовательно соединённых дат- чика сварочного тока, датчика короткого замыкания сварочной цепи и задатчика контролируемой длительности короткого замыкания с блоком сравнения, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества свар' ных соединений путем повышения стабильности процесса оплавления, в машину введены схемы ИЛИ, схема И, триггер, измерительные цепи установлены на каждой вторичной обмотке сварочных трансформаторов, при этом вторые выходы датчиков короткого замыкания через одни схемы ИЛИ подключены к соответствующим фазовращателям, выходы задатчиков контролируемой длительности короткого замыкания с блоком сравнения соединены через другую схему ИЛИ со схемой И, другой вход которой соединен с программирующим устройством, а выход схе· мы И через триггер соединен с блоком индикации.MACHINE FOR CONTACT BUTT WELDING of predominantly thick-ι large-length wall parts, containing welding transformers, in the primary windings of which are controlled valves connected to series-connected phase shifters and · programming devices, a measuring circuit consisting of an indication unit and series-connected welding current sensor, welding circuit short circuit sensor and control unit of controlled short circuit duration with a comparison unit, differing in that, in order to improve the quality of welded joints by increasing the stability of the reflow process, OR circuits are introduced into the machine, AND circuit, trigger, measuring circuits are installed on each secondary winding of welding transformers, while the second outputs of short-circuit sensors through one OR circuit are connected to the corresponding phase shifters, the outputs of the controllers of controlled duration of the short circuit with the comparison unit are connected through another circuit OR to the circuit AND, the other input of which is connected to the programming device and the circuit output AND is connected via a trigger to the display unit. Фп гFp g