SU829369A1

SU829369A1 - Устройство дл контрол качестваТОчЕчНОй КОНТАКТНОй СВАРКи

Info

Publication number: SU829369A1
Application number: SU782699292A
Authority: SU
Inventors: Олег Владимирович Белахов; Александр Сергеевич Васильев; Юрий Александрович Петров; Виталий Петрович Стрельников; Ен Ун Чье
Original assignee: Ленинградский Ордена Ленина Электро-Технический Институт Им. B.И.Ульянова (Ленина)
Priority date: 1978-12-19
Filing date: 1978-12-19
Publication date: 1981-05-15

Description

Изобретение относится к контактной сварке и может быть использовано для активного контроля качества-контактной точечной сварки.

Известно устройство для контроля качества сварных соединений, в котором вычисляется диаметр литого ядра по математической модели сварочного процесса, которая описывает количественную связь между дйаметром литого ядра и параметрами режима сварки £ϊ] .

Однако такие устройства предна-т значены только для пассивного контроля качества сварного соединения.

Наиболее близким к предложенному является устройство, содержащее датчик сварочного тока, датчик напряжения на сварочном контакте, соединенные со входом множительного устройства, выход которого соединен со. ¹ входом первого интегратора, датчик усилия сжатия, соединенный со входом второго интегратора £23 .

Недостатком данного устройства является низкое качество сварных соединений, так как регистрируется качество сварки уже сваренных изделий и не.осуществляется управление режимом сварки для достижения задан- 30 ного технологией размера сварного соединения.

Цель изобретения - повышение качества точечной сварки.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены датчик фактического времени сварки, датчик размеров рабочей повепхности электро10 дов, блок деления,·третий интегратор, вычислительное устройство, блок сравнения', источник опорного напряженйя, блок отключения сварочного тока, при этом первый вход блока деления 15 соединен с датчиком сварочного тока, а второй вход соединен с датчиком сварочного тока, а второй вход соединен с датчиком напряжения на сварочном контакте, выход блока деления соединен со входом третьего интегратора, выход которого соединен с первым* входом вычислительного устройства, а второй вход соединен с выходом второго интегратора, четвертый вход с'оеди25 нен ά датчиком размеров рабочей поверхности электродов, а выход -вычислительного устройства подсоединен к одному из неинвертирующих входов блока-сравнения, к другому неинвертирующему входу которого подсоединен источник опорного напряжения, а инвертирующий вход блока сравнения соединен с выходом первого интегратора, выход блока сравнения подсоединен ко входу блока отключения сварочного тока. г

Введение датчиков параметров режима сварки обусловлено тем, что термический КПД зависит от величины времени сварки, а увеличение рабочей поверхности электродов в результате . _ их износа приводит к уменьшению ¹ платности сварочного тока в контакте и уменьшению интенсивности нагрева.

На чертеже изображена схема устройства контроля качества точечной 15 контактной сварки.

Устройство содержит сварочную машину 1, оборудованную датчиком 2 сварочного тока, датчиком 3 падения напряжения, датчиком 4 фактического 20 времени сварки, датчиком 5 усилия сжатия, датчиком 6 размеров рабочей поверхности электродов, блок 7 умножения, предназначенный для вычисления мгновенной мощности, выделяющей- 25 ся в сварочном контакте, интегратор 8, предназначенный для вычисления сопротивления сварочного контакта, интегратор 10 для вычисления среднего значения сопротивления сварочного контакта, интегратор 11, предназначенный для вычисления среднего значения усилия сжатия электродов, вычислительное устройство 12 со входами 13-16, предназначенное для вычисления приращения дозируемой в ³ сварочный контакт энергии, блок 17 сравнения, предназначенный для формирования сигнала отключения сварочного тока при равенстве фактической энергии, выделяющейся в сварочном 40 контакте, сумме заданной энергии и приращения, источник 18 опорного напряжения для задания необходимого значения энергии-при сварке, блок 19 отключения тока. 45

Устройство работает следующим образом.

В ходе сварочного процесса сигналы, пропорциональные сварочному току с , датчика сварочного тока 2 и падению напряжения на сварочном контакте с датчика 3, подаются на входы блока 7 умножения и блока 9 деления. В блоке 7 умножения вычислиется мгновенное значение мощности, __ которое интегрируется в интеграторе 8 в реальном масштабе времени. На выходе интегратора 8 формируется сигнал, пропорциональный энергии, выделяющейся в зоне сварки. Этот сигнал поступает на инвертирующий вход блока 60 17 сравнения. В ходе сварочного процесса, учитывая действие различных возмущений на процесс, необходимо производить корректировку заданного значения энергии Q-j на величину 65 приращения, определяемую с учетом воздействия возмущений. Величина приращения д Q вычисляется вычислительным устройством 12, на вход которого подаются сигналы, характеризующие сварочный процесс. На вход 13 вычислительного устройства 12 подается сигнал, пропорциональный среднему сопротивлению сварочного контакта R_k с выхода интегратора 10; На вход 14 вычислительного устройства 12 с датчика 4 поступает сигнал, пропорциональный фактическому времени сварки t. На вход 15 вычислительного устройства 12 подается с выхода интегратора 11 сигнал, пропорциональный среднему усилию сжатия электродов F_c%., а на вход 16 подается сигнал с датчика б, пропорциональный размеру рабочей поверхности электродов d. Вычислительное устройство 12 вычисляет приращение дЦ к заданному значению энергии Q₃ по алгоритму дЦ=*(К,t.R^F* d, Mg) , .(1) где К - заданный технологический критерий качества сварки, например диаметр литого ядра, глубина проплавления, усилие статического среза;

М_₽ - комплексный фактор, зависящий от теплофизических и электрических свойств свариваемого металла, сплава, из которого изготовлены сварочные электроды, толщина свариваемых деталей, а также от условий охлаждения токоподводов сварочной машины.

Комплексный фактор М_в определяется опытным путем. <

Вычисленное значение приращения энергии AQ поступает на первый вход (неинвертирующий) блока 17’ сравнения, на второй неинвертирующий вход которого подается сигнал, пропорциональный величине заданной энергии Qj, с источника 18 опорного напряжения. Величина дозируемой в сварочный контакт энергии определяется перед свасваркой из математической модели сварочного процесса

К = f(Q, t, R_K, F_c> , d, M_e) . (2)

Величина заданной энергии определяется по формуле

Q-ь ·“ 4-(K,t,R_K, F_c% , d, H_t), (3) при оптимальных значениях параметров, входящих в формулу (3), т.е. без учета возмущающих воздействий,, действующих на сварочный процесс.

В момент равенства фактической энергии Q, выделяющейся в зоне сварки, сумме приращения δ Q и заданной энергии Q^, в блоке 17 сравнения формируется сигнал отключения сварочного тока, который поступает в блок 19 отключения сварочного тока. На этом сварка изделий прекращается.

Устройство позволяет повысить · качество сварного соединения, выполненного контактной точечной сваркой.

Claims

,. . 1 Изобретение относитс к контактно сварке и может быть использовано дл активного контрол качества-контактной точечной сварки. Известно устройство дл контрол качества сварных соединений, в котором вычисл етс диаметр литог.о дра по математической моделисварочного процесса, котора описывает количест венную св зь между диаметром литого дра и парё1метрами режима сварки Щ Однако такие устройства предна .значены только дл пассивного Контрол качества сварного соединени . Наиболее близким к-предложенному вл етс устройство, содержащее датчик сварочного тока, датчик напр жени на сварочном контакте, соединенные со входом множительного устро ства, выход которого соединен со. входом первого интегратора, датчик усили сжати , соединенный со входом второго интегратора Г21 . .Недостатком данного устройства вл етс низкое качество сварных соединений, так как регистрируетс качество сварки уже сваренных изделий и не.осуществл етс управление режимом сварки дл достижени заданного технологией размера сварного соединени . Цель изобретени - повьаиение качества точечной сварки. Поставленна цель достигаетс тем, что в устройство введены датчик фактического времени сварки, датчик размеров рабочей повепхности электродов , блок делени ,- третий интегратор , вычислительное устройство, блок сравнени , источник опорного н апр женй , блок отключени сварочного тока, при этом первый вход блока делени соединен с датчиком сварочного тока, а второй вход соединен с датчиком сварочного тока, а второй вход соединен с датчиком напр жени на сварочном контакте, выход блока делени соединен со входом третьего интегратора , выход которого соединен с первымвходом вычислительного устройства, а второй вход соединен с выходом второго интегратора,четвертый вход соединен с датчиком размеров рабочей поверхности электродов, а выход -вычислительного устройства подсоединен к однйму из неинвертирующих входов блока-сравнени , к другому неинвергирующему входу которого подсоединен источник опорного напр жени , а и«вертирующий вход блока сравнени сое динен с выходом первого интегратора, выход блоки сравнени подсоединен ко входу блока отключени сварочного тока.. . Введение датчиков параметров режима сварки обусловлено тем, что термический КПД зависит от величины времени сварки, а увеличение рабочей поверхности электродов в результате их износа приводит к уменьшению плотности сварочного тока в контакте и уменьшению интенсивности нагре ва. На чертеже изображена схема устройства контрол качества точечной контактной сварки. Устройство содержит сварочную машину 1, оборудованную датчиком 2 сварочного тока, датчиком 3 падени напр жени , датчиком 4 фактического времени сварки, датчиком 5 усили сжати , датчиком б размеров рабочей поверхности электродов, блок 7 умНО жени , предназначенный дл вычислени мгновенной мощности, выдел ющей с в сварочном контакте, интегратор 8, предназначенный дл вычислени сопротивлени сварочного контакта, интегратор 10 дл вычислени средне го значени сопротивлени сварочног контакта, интегратор 11, предназначенный дл вычислени среднего значени усили сжати электродов, вычислительное устройство 12 со входа ми 13-16, предназначенное дл вычислени приращени дозируемой в сварочный контакт энергии, блок 17 сравнени , предназначенный дл формировани сигнала отключени свароч го тока при равенстве фактической энергии, выдел кмдейс в сварочном контакте, сумме заданной энергии и приращени , источник 18 опорного напр жени дл задани необходимого значени энергии-при сварке, блок 1 отключени тока. Устройство работает следующим образом. В ходе сварочного процесса сигна лы, пропорциональные сварочному току с .датчика сварочного тока 2 и падению напр жени на сварочном контакте с датчика 3, подаютс на входы блока 7 умножени и блока 9 делени . В блоке 7 умножени вычисл етс мгновенное значение мощности, которое интегрируетс в интеграторе 8 в реальном масштабе времени. На в ходе интегратора 8 формируетс сигнал , пропорциональный энергии, выде л ющейс в зоне сварки. Этот сигнал поступает на инвертирующий вход бло 17 сравнени . В ходе сварочного процесса, учитыва действие различных возмущений на процесс, необходи мо производить корректировку задан ного значени энергии Q на величин риращени , определ емую с учетом оздействи возмущений. Величина риращени д Q вычисл етс вычислиельным устройством 12, на вход оторого подаютс сигналы, характеизующие сварочный цроцесс. На вход 3 вычислительного устройства 12 одаетс сигнал, пропорциональный реднему сопротивлению сварочного онтакта с выхода интегратора 10; На вход 14 вычислительного устройства 12 с датчика 4 поступает сигнал, ропорциональный фактическому времени сварки t. На вход 15 вычислительного устройства 12 подаетс с выхода интегратора 11 сигнал, пропорциональный среднему усилию сжати электродов а на вход 16 подаетс сигнал с датчика 6, пропорциональный размеру рабочей поверхности электродов d. Вычислительное устройство 12 вычисл ет приращение uQ к заданному значению энергии Qg по алгоритму (К,1, d, Mg) , . (1) где К - заданный технологический критерий качества сварки, например диаметр литого дра, глубина проплавлени , усилие статического среза; Мр - комплексный фактор, завис щий от теплофизических и электрических свойств свариваемого металла, сплава, из которого изготовлены сварочные электроды, толщина свариваемых деталей, а также от условий охлаждени токоподводов сварочной машины . Комплексный фактор М определ етс опытным путем. Вычисленное значение приращени энергии AQ поступает на первый вход (неинвертирующий) блока 17 сравнени , на второй неинвертирующий вход которого подаетс сигнал, пропорциональ-ный величине заданной энергии Q,, с источника 18 опорного напр жени . Величина дозируемой в сварочный контакт энергии определ етс перед свасваркой из математической модели сварочного процесса К f (Q, t, R, F , d, MB) . (2) Величина заданной энергии определ етс по формуле Q .(K.t.R, F, , d, М), (3) при оптимальных значени х параметров, вход щих в формулу (3), т.е. без учета возмущающих воздействий,, действук цих на сварочный процесс. В момент равенства фактической энергии Q, выдел ющейс в зоне сварки, сумме приращени л Q и заданной энергии Q, в блоке 17 сравнени формируетс сигнал отключени сварочного тока, который поступает в блок 19 отключени сварочного тока. На этом сварка изделий прекращаетс . Устройство позвол ет повысить качество сварного соединени , выполненного контактной точечной сваркой. Формула изобретени Устройство дл контрол качества точечной контактной сварки, содержащее датчик сварочного тока, датчик напр жени на сварочном контакте/ : соединенные со входами мно эттельного устройства, выход которого соединен со входом первого интегратора, датчи усили сжати , соединенный со входом второго интегратора, отличающеес тем, что, с целью повышени качества сварки, в устройство введены датчик фактического времени сварки, датчик размеров рабочей поверхности электродов, блок делени , третий интегратор, вычислительное устройство, блок сравнени , исто ник опорного напр жени , блок отключени сварочного тока, при этом первый вход блока делени соединен с датчиком сварочного тока, а второй вход соединен с датчиком напр жени на сварочном контакте, выход блока делени соединен со входом третьего интегратора, выход которого соединен с первым входом вычислительного устройства , а второй вход соединен с датчиком фактического времени сварки, третий вход соединен с выходом вто- рого. интегратора, четвертый вход соединен с датчиком размеров рабочей поверхности электродов, а выход вычислительного устройства подсоединен к одному из неинвертируюцих входов блока сравнени , к другому неинвертирующему входу которого подсоединен источник опорного напр жени , а инвертирующий вход блока сравнени соединен с выходом первого интегратора, выход блока сравнени подсоединен ко входу блокаотключени сварочного тока. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 405679, кл. В 23 К 11/24, 05.07.71.
2.Авторское свидетельство СССР 404587, кл. В 23 К 11/24, 06.04.71.

i

12

IS

IS