SU1258656A1 - Method of automatic control for process of pipe high-frequency welding - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к технологии изготовлени  труб и может быть использовано дл  контрол  и автоматического регулировани  процесса высокочастотной сварки труб. Оно позвол ет повысить точность регулировани  процесса высокочастотной сварки . Дл  этого измен ют мощность источника нагрева в зависимости от управл ющего сигнала, характеризующего величину нагрева сварного шва, и измер ют электропроводность зоны сварного шва и электропроводность металла трубы. В качестве управл ющего сигнала используют частное от делени  разности зтих величин на величину их произведени . 3 ил. i (Л С 1C СП 00 0 ел О)The invention relates to a pipe making technology and can be used to control and automatically regulate the process of high-frequency pipe welding. It allows to improve the accuracy of the regulation of the high-frequency welding process. For this, the power of the heating source is changed depending on the control signal characterizing the amount of heating of the weld, and the electrical conductivity of the weld zone and the electrical conductivity of the pipe metal are measured. The control signal used is the quotient of dividing the difference of these quantities by the value of their product. 3 il. i (L С 1C SP 00 0 ate O)

Description

«"

Изобретение относитс  к высокочастотной сварке и может быть кс- Прльзовано 71ПЯ контрол  и автоматического регулировани  процесса высокочастотной сварки труб.The invention relates to high-frequency welding and can be ks-Plyzovano 71NI control and automatic control of the process of high-frequency welding of pipes.

Цель изобретени  - повышение качества сварного шва путем повышени  точности регулировани  процесса сваки .The purpose of the invention is to improve the quality of the weld by improving the accuracy of adjusting the process of welding.

На фиг. 1 показаны графики величин удельного электрического сопротивлени  Я (величины обратной электропроводности) и магнитной проницаемости ft в зависимости от температуры Т дл  ферромагнитных материалов; Hia фиг. 2 - зависимости удельного электрического сопротивлени  от температуры дл  некоторых сплавов; на фиг. J блок-схема системы автоматического регулировани  ДО1Я осуществлени  предлагаемого способа . . FIG. 1 shows graphs of the resistivity values of I (inverse electrical conductivity values) and the magnetic permeability ft versus temperature T for ferromagnetic materials; Hia FIG. 2 shows the dependence of electrical resistivity on temperature for some alloys; in fig. J is a block diagram of an automatic control system for the implementation of the proposed method. .

Как видно из графиков фиг. 1 и фиг. 2 (где крива  1 - сталь с содержанием углерода 0,05%, крива  2 У13; крива  3 - 18ХН8А, крива  4 - 25ХНВА , крива  5 - 1X13, 2X13; крива  6 - Х25, Х27,Х28; крива  7 - 1Х18Н9Т, 2XJ8H9T; крива  8 - Х20Н80) , дл  большинства сплавов изменение удельного электрического сопротивлени  при изменени х температуры в интервалах до температуры точки магнитных превращений (Кюри) мо то считать линейным.As can be seen from the graphs of FIG. 1 and FIG. 2 (where curve 1 is steel with a carbon content of 0.05%, curve 2 Y13; curve 3 - 18XH8A, curve 4 - 25XHVA, curve 5 - 1X13, 2X13; curve 6 - X25, X27, X28; curve 7 - 1X18H9T, 2XJ8H9T; curve 8 - X20H80), for most alloys, the change in electrical resistivity with temperature changes in the intervals up to the temperature of the magnetic transformation point (Curie) can be considered linear.

Аналитическа  зависимость удельного электрического сопротивлени  от температуры выражаетс  с достаточной степенью точности формулойThe analytical dependence of electrical resistivity on temperature is expressed with a sufficient degree of accuracy by the formula

р р(и-ыт),p p (i-yt)

где р - удельное электрическое сопротивление при ТС; Рд - удельное электрическое сопротивление при ot - температурный коэффициент сопротивлени .where p is the electrical resistivity at the vehicle; PD is the electrical resistivity with ot is the temperature coefficient of resistance.

На практике обычно контролируют эЛектропроводЯость6 р- металла, дл  измерени  которой есть разработанные методь и приборы. Учитыва  что процесс высокочастотной сварки труб происходит при высоких скорост х и тепло от очага сварки не успеет распространитьс  по всей трубе можно иа трубе,выбрать место и ме- рени  электропроводности металла,в котором температура Ту металла неIn practice, the electrically conductive6 p-metal is usually controlled, for the measurement of which there is a developed method and devices. Taking into account that the process of high-frequency pipe welding occurs at high speeds and the heat from the welding center does not have time to spread throughout the pipe, it is possible to choose a pipe and place the electrical conductivity of the metal in which the temperature of the metal does not

25865622586562

зависит от величины нагрева. Металл трубы с противоположной стороны сварного шва имеет обычно температуру окружающей среды. Таким образом, 5 измер   электропроводность В сварного шва, электропроводность 6 металла трубы, можно получить управл ющий сигнал, величина которого соответствует температуре нагрева. Дл  10 получени  управл ющего сигнала измеренные электропроводности металла трубы и сварного шва преобразуютс  в соответствии со следующим алгоритмом:depends on the amount of heat. The metal of the pipe on the opposite side of the weld is usually of ambient temperature. Thus, 5 measuring the electrical conductivity In the weld, the electrical conductivity 6 of the metal of the pipe, it is possible to obtain a control signal, the value of which corresponds to the heating temperature. In order to obtain a control signal for 10, the measured electrical conductivities of the metal of the pipe and the weld are converted according to the following algorithm:

15 Т-Т -k 1 е&, 15 ТТ -k 1 е &,

где Т-Т - разность температур зоны сварного шва и металла трубы;where Т Т Т is the temperature difference between the weld zone and the metal of the pipe;

20 k : коэффициент пропорциональности .20 k: proportionality coefficient.

В предлагаемом способе при измерении электропроводности 6 сварного шва, электропроводности В металла 25 трубы и при соответствующем преобразовании входных сигналов можно получить информацию (управл ющий сигнал ) только об изменении температуры сварного шва в процессе сварки, так 30 как температура Т металла трубы посто нна и не зависит от нагрева.Это позвол ет с большей точностью регулировать процесс высокочастотной сварки.In the proposed method, when measuring the conductivity 6 of the weld, the conductivity B of the metal 25 of the pipe and with the appropriate conversion of input signals, information (control signal) can be obtained only about the change in the temperature of the weld during the welding process, as well as the temperature T of the metal of the pipe is constant and not depends on heat. This allows you to more accurately regulate the process of high-frequency welding.

, Устройство дл  реализации способа автоматического регулировани  процесса сварки содержит индуктор 9, высокочастотный генератор 10, регул тор 11, сравнивающее устройство 12, задатчик 13 уровн  температуры сварного шва, суммирующее устройство 14, задатчик 15 уровн  температуры металла трубы, блок 16 управл - нмцего сигнала, сравнивающее устройCTBd I, измерители 18 и 19 электропроводности , электромагнитные преобразователи 20 и 21 измерителей электропроводности (фиг. З),The device for implementing the method of automatic regulation of the welding process includes an inductor 9, a high frequency generator 10, a controller 11, a comparison device 12, a weld temperature level setting unit 13, a summing device 14, a pipe metal temperature level setting unit 15, a control unit 16, a CTBd I comparison device, conductivity meters 18 and 19, electromagnetic transducers 20 and 21 conductivity meters (Fig. 3),

Автоматическое регулирование процёссом высокочастотной сварки, при котором в качестве управл ющего сигнала используют частное от делени  разности выходных напр жений измерителей электропроводности ненагретого металла и сварного шва на величину произведени  этих напр жений , осуществл етс  следующим обра3OM ,Automatic regulation by high-frequency welding, in which the control signal from the partial separation of the difference in output voltages of electrical conductivity meters of unheated metal and the weld by the magnitude of the product of these voltages, is used as a control signal,

33

Определ ют электропроводность нагретого металла сварного шва измерителем 18 электропроводности, электромагнитный преобразователь 20 которого устанавливают над центральной зоной сварного шва. Определ ют электропроводность ненагретого металла трубы измерителем 19 электропроводности , электромагнитный преобразователь 21 которого устанавливают над трубой с противоположной Сварному шву стороны. Исходные сигналы подают на сравнивающее устройство 17 и получают разность между измеренной электропроводностью металла трубы и измеренной электропроводностью нагретого сварного шва Разность выходных напр жений измерителей электропроводности с устройства 17 подают в блок 16 управл ющего сигнала,в который также подают выходной сигнал с измерителем 18 и 19 электропроводности, Б блоке 16 дел т разность выходных напр жений между измерителем 19 электропроводности , установленным на ненагретом металле трубы и измерителем 18 электропроводности, установ- ленньм над центром сварного шва, на выходное напр жение измерител  18 и на выходное напр жение измерител  19. Таким образом, получают в блоке 16 сигнал, величина которого равна разности температур металла центральной зоны сварного шва и металла ненагретого участка трубы. Сигнал с блока 16 подают на суммирующее устройство 14, на которое также подают сигнал с задатчика 15 уровн  температуры металла трубы. Сумма сигналов, ползгчаема  на устройстве 14, соответствует измеренной температуре сварного шва. Сравнива586564The electrical conductivity of the heated weld metal is determined by an electrical conductivity meter 18, the electromagnetic transducer 20 of which is installed above the central zone of the weld. The electrical conductivity of the unheated metal of the pipe is determined by an electrical conductivity meter 19, the electromagnetic transducer 21 of which is installed above the pipe from the side opposite to the weld. Source signals are fed to a comparison device 17 and the difference between the measured electrical conductivity of the metal of the pipe and the measured electrical conductivity of the heated weld is obtained. The difference in the output voltages of the electrical conductivity meters from the device 17 is fed to the control signal unit 16, which also receives the output signal with the electrical conductivity meter 18 and 19 , In block 16, the difference in the output voltages between the conductivity meter 19 installed on the unheated metal of the pipe and the meter 18 is electrically conductive STI, lennm installed above the center of the weld, the output voltage meter 18 and the output voltage measurer 19. Thus, a signal at block 16, the value of which equals the difference between the central zone of the weld metal and the temperature of the unheated metal pipe portion. The signal from block 16 is fed to summing device 14, to which also a signal is sent from the setpoint 15 of the metal temperature of the pipe. The sum of the signals crawled on device 14 corresponds to the measured temperature of the weld. Compare586564

ют на устройстве 12 сигнал измерен- ной температуры с сигналом задатчика 13 уровн  температуры сварного шва, необходимого по технологии. В 5 зависимости бт величины и знака сигнала, получаемого на устройстве 12, с помощью регул тора 11 управл ют мощностью высокочастотного генератора 10, который посредствомOn the device 12, the signal of the measured temperature with the signal of the setpoint generator 13 of the weld temperature required by the technology. In 5, the dependences bt of the magnitude and sign of the signal received on the device 12, by means of the regulator 11, control the power of the high-frequency generator 10, which by means of

0 индуктора 9 осуществл ет нагрев кромок до требуемой температуры.0 of the inductor 9 heats the edges to the desired temperature.

По сравнению с известным применение предлагаемого способа позвол етCompared with the known application of the proposed method allows

5 повысить точность регулировани  процесса высокочастотной сварки труб. Это обусловлено тем, что основным технологическим фактором, определ ющим качество сварки,  вл етс  тем0 пература нагрева, а при осуществлении предлагаемого способа нагрев регулируют по управл ющему сигналу, величина которого непосредственно равна температуре нагрева.5 to improve the accuracy of adjusting the process of high-frequency pipe welding. This is due to the fact that the main technological factor determining the quality of welding is the heating temperature, and when implementing the proposed method, heating is controlled by a control signal, the value of which is directly equal to the heating temperature.

5.five.

Ф О р мул а и 3 об р ет е н и F O p rum a and 3 r ru b e n

Способ автоматического регулировани  процесса высокочастотной свар- Q Iки труб, при котором измен ют мощ- - ность источника нагрева в зависимости от управл юш,его сигнала, характеризующего величину нагрева сварного шва, отличающнй- с   тем, что, с целью повьипени  качества сварного пюа путем повышени  точности регулировани , измер -° ют электропроводность зоны сварного шва и электропроводность металла трубы, а в качестве управл к цего сигнала используют частное от делени  разности этих величин на величину их произведени .The method of automatic control of the high-frequency weld- Q Iki process of pipes, at which the power of the heating source varies depending on the control, its signal, which characterizes the amount of heating of the weld, which in order to determine the quality of the welded wire increase the accuracy of regulation, measure the electrical conductivity of the weld zone and the electrical conductivity of the metal of the pipe, and use the quotient of the difference of these values by the value of their product as a control signal.

5five

500О500O

Фиг.11

тоthat

/, Он /1/, He / 1

э.2e.2

тоthat

Редактор А,СабоEditor A, Sabo

Составитель В.ТанюшинCompiled by V.Tanyushin

Техред М.Ходанич Корректор А.ОбручарTehred M. Khodanich Proofreader A.Obruchar

Заказ 5071/16 Тираж 1001ПодписноеOrder 5071/16 Circulation 1001Subscription

БНИИПИ Государственного комитета СССРBNIIPI USSR State Committee

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35,, Раушска  наб., д. 4/5for inventions and discoveries 113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab., 4/5

Производственно-полиграфическое предпри тие, г, Ужгород, ул. Проектна , 4Production and printing company, Uzhgorod, st. Project, 4

Claims (1)

Ф о р мул а. и з об р ет е н и яFor r mul a. and s i Способ автоматического регулирования процесса высокочастотной свар— , ки труб, при котором изменяют мощ— ность источника нагрева в зависимости от управляющего сигнала, характеризующего величину нагрева сварного шва, отличающийс я тем, что, с целью повьяпения качества сварного шва путем повышения точности регулирования, измеряют электропроводность зоны сварного шва и электропроводность металла трубы, а в качестве управляющего сигнала используют частное от деления разности этих величин на величину их произведения.A method for automatically controlling the process of high-frequency welding, pipes, in which the power of the heating source is changed depending on the control signal characterizing the heating value of the weld, characterized in that, in order to improve the quality of the weld by increasing the accuracy of regulation, conductivity is measured zones of the weld and electric conductivity of the pipe metal, and as a control signal, the quotient from dividing the difference of these values by the value of their product is used. Фиг. 3FIG. 3