Устройство для контроля качества сварного соединения

 

Изобретение относится к области сварочного производства и может быть использовано для контроля качества сварных соединений , преимущественно при конденсаторной ударной сварке. Изобретение позволяет повысить точность контроля установки за счет введения компаратора ускорения выше нормы и триггера. Это позволит учесть ситуацию возникновения усилия выше нормы и сортировать готовые изделия без вмешательства сварш.ика. Введение двухвходового элемента ИЛИ позволяет выявить ситуацию ухудшения технического состояния сварочной установки. 2 ил. Дополнительное к авт. св. № 1049216. (Г С N: ее ос ОС N: N

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) А2 (511 4 В 23 К 11 24 всвсою щ, 1В, ;...13

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 ЛНОТйЕл.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 1049216 (21) 3928205/25-27 (22) 17.07.85 (46) 23.02.87. Бюл. № 7 (71) Харьковский политехнический институт им. В. И. Ленина (72) С. И. Червонный, В. В. Скороделов и О. Г. Кравец (53) 621.791.762 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1049216, кл! В 23 К 11/24, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА СВАРНОГО СОЕДИНЕНИЯ (57) Изобретение относится к области сварочного производства и может быть использовано для контроля качества сварных соединений, преимущественно при конденсаторной ударной сварке. Изобретение позволяет повысить точность контроля установки за счет введения компаратора ускорения выше нормы и триггера. Это позволит учесть ситуацию возникновения усилия выше нормы и сортировать готов4е изделия без вмешательства сварщика. Введение двухвходового элемента ИЛИ позволяет выявить ситуацию ухудшения технического состояния сварочной установки. 2 ил.

Дополнительное к авт. св. № 1049216.!

291332

20

Изобретение относится к сварочному производству, может быть использовано для контроля качества сварных соединений, преимущественно при конденсаторной ударной сварке, и является усовершенствованием устройства по авт. св. № 1049216.

Целью изобретерия является повышение точности контроля сварки.

Поставленная цель достигается за счет автоматизации контроля параметров режима в процессе сварки.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — временные диаграммы напряжений, поясняющие принцип работы устройства.

Устройство для контроля качества сварного соединения содержит датчик 1 сварочного напряжения, датчик 2 сварочного тока, датчик 3 ускорения подвижного электрода, усилитель 4 с переменным коэффициентом усиления, компаратор 5 напряжений, компаратор 6 тока, компаратор 7 ускорения, блок 8 управления режимами, блок 9 формирования признаков качества сварного соединения, формирователи 10 — 12 импульсов, компаратор 13 ускорения выше нормы, формирователь 14 импульсов, элемент ИЛИ

15, элементы И 16 и 17, регистр 18 хранения информации, триггер 19, шины 20 — 25, блок 26 диагностической индикации, классификатор 27, элемент ИЛИ 28, блок 29 индикации, автоматическое исполнительное устройство 30.

Первый вход автоматического исполнительного устройства 30 соединен с первым выходом классификатора 27, а второй вход— с выходом элемента ИЛИ 28 и третьим входом блока 29 индикации. Входы и выход компаратора 13 ускорения выше нормы соединены соответственно с выходами блока 8 управления режимами и усилителя 4 и первым входом триггера 19, второй вход которого соединен с выходом формирователя 11 блока 9 формирования признаков качества сварного соединения. Выход триггера 19 соединен с входом классификатора 27. Первые четыре входа классификатора 27 соединены с четырьмя выходами (шинами 22 — 25) регистра 18 хранения информации. Все шесть выходов регистра 18 хранения информации соединены с входами блока 26 диагностической индикации шинами

20 — 25.

Компаратор 13 ускорения выше нормы выполнен на микросхеме CAI серии 252. Триггер 19 выполнен на микросхеме ТМ2, элемент ИЛИ 28 — на микросхеме ЛБ1 серии 134.

Тяговые электромагниты в автоматическом исполнительном устройстве выполнены на основе катушек реле РЭС 22.

Временная диаграмма (фиг. 2), поясняющая принцип работы устройства, иллюстрирует ситуации образования качественного (все сигналы показаны сплошными линиями) 35

55 и некачественного сварного соединения (сигналы показаны пунктирными линиями).

Устройство работает следующим образом, Сигналы, снимаемые с датчика 1 сварочного напряжения U-, датчика 2 сварочного тока U., поступают на соответствующие входы компаратора 5 напряжения и компаратора 6 тока. Сигнал с датчика 3 ускорения подвижного электрода U> поступает на усилитель 4 с переменным коэффициентом усиления. Сигналы с выхода усилителя 4 поступают на компаратор 7, на котором происходит формирование сигнала, определяющего достаточность усилия сжатия деталей в процессе сварки, и на компаратор 13 усилия выше нормы, на котором происходит формирование сигнала усилия выше нормы U>-., определяющего превышение усилия сжатия деталей во время сварки допустимого уровня для образования качественного сварного соединения. Опорные напряжения, определяющие порог срабатывания компараторов 5 — 7 и 13, а также коэффициент передачи усилителя 4 задаются блоком 8 управления режимами в зависимости от типа и толщины свариваемых деталей.

Тип и толщина свариваемых деталей задаются перед началом процесса сварки с помощью переключателей, установленных на панели управления устройства и коммутирующих цепи подачи различных опорных напряжений на компараторы 5- — 7 и 13 соответственно. В зависимости от типа и толщины свариваемых деталей на компараторы 5 — 7 и 13 подаются определенные величины QIlopHblx напряжении 11он, Uo, U.ü и Uo>-, которые вырабатываются в блоке 8 управления режимами на делителях напряжений, выполненных, например, на сопротивлениях. Величины этих напряжений определяют пороги срабатывания соответствующих компараторов.

Связь четырех различных выходов блока

8 с входами компаргторов 5 — 7 и 13 показана в виде условного жгута с целью уменьшения количества связей, загромождающих схему устройства (фиг. 1).

Усилитель 4 имеет переменный коэффициент усиления, конкретное значение которого задается перед началом процесса сварки с помощью переключателей, установленных на панели управления устройства. Необходимость применения усилителя с переменным коэффициентом усиления вызвана следующими причинами величина сигнала на выходе датчика 3 ускорения подвижного электрода в зависимости от типа материала (золото, серебро, платина, нейзильбер и т.д.) и толщины свариваемых деталей может изменяться в 10—

40 раз от 50 — 150 до 3 — 5 В; для реальных схем компараторов, особенно в интегральном исполнении, максимально

1291332

55 допустимые уровни входных сигналов о граничены (2 — 5 В); при очень низких величинах сигналов U> уровни опорных напряжений Uo на входе компаратора 7 пришлось бы устанавливать на уровне шумов, что может привести к снижению достоверности результатов классификации.

Сигнал пороговой обработки тока Uпоступает на формирователь 10 импульса

«Сброс», по переднему фрбнту которого осуществляется установка в «0» регистра 18.

Кроме этого, импульс «Сброс» с выхода формирователя 10 поступает на вход формирователя 11, где по .заднему его фронту вырабатывается синхроимпульс 13., определяющий временной интервал, в течение которого разрешена запись информации, полученной в результате пороговой и логической обработки сигналов параметров процесса сварки, в регистр 18 и триггер 19. С выхода формирователя 11 сигнал Б ° поступает на формирователь 14, вырабатывающий импульс «Временной интервал» U-,äëèтельность которого определяет требуемое смещение переднего фронта сигнала пороговой обработки тока U.a., отражающего инерционность процесса разогрева свариваемых деталей. Наличие импульса U- запоминается в регистре 18. Таким образом фиксируется признак, что торцы свариваемых деталей разогреты и приплавлены на необходимую глубину, при выполнении условия достаточности сварочного тока, признаком чего является наличие сигнала 1-..

Сигнал пороговой обработки падения напряжения на электродах Uno. запоминается в регистре 18 и таким образом фиксируется признак наличия механического контакта свариваемых деталей U-.

Сигналы U- с выхода формирователя 14 и инверсный сигнал U- поступают на входы элемента И 16, с помощью которого формируется импульс поздний поджиг 1б-, который запоминается в регистре 18, и таким образом фиксируется признак, что механический контакт свариваемых деталей возник до достижения требуемого для образования качественного сварного соединения температурного состояния торцов свариваемых деталей.

Сигнал 3-. поступает также на формирователь 12, вырабатывающий по его заднему фронту импульс коррекции (ИК), который поступает на вход элемента ИЛИ 15.

На второй вход этого элемента поступает также и сигнал пороговой обработки тока

Uno. В результате на выходе элемента ИЛИ

15 вырабатывается скорректированный сигнал пороговой обработки тока U --.Òàêèì образом осуществляется временная коррекция (задержка) заднего фронта сигнала U., необходимая для учета инерционности процесса остывания металла в зоне сварки.

Сигнал U-- с выхода элемента ИЛИ 15 поступает на вход элемента И 17, на второй и третий входы которого поступают соответственно проинвертированный сигнал временного интервала U- с второго выхода формирователя 14 и сигнал U-o. с второго выхода компаратора 5. В результате на выходе элемента И 17 вырабатывается сигнал соединения деталей в разогретом виде Ucp., который запоминается в регистре 18. Таким образом фиксируется признак соединения свариваемых деталей в разогретом виде, отражающий то, что темйературное состояние торцов свариваемых деталей было достаточным для образования качественного соединения.

Сигналы пороговой обработки усилия, пропорционального ударному ускорению подвижного электрода сварочной установки, усилие сжатия нормальное U> ° запоминается в регистре 18,. т.е. фиксируется признак достаточности усилия сжатия деталей для образования качественного сварного соединения, усилие выше нормы U>-- запоминается в триггере 19, т.е. фиксируется признак превышения усилия сжатия деталей допустимого уровня для образования качественного сварного соединения.

Таким образом, в течение каждого цикла сварки в блоке 9 формируется и запоминается ряд признаков, позволяющих определить качество сварки: наличие механического контакта сваривае— мых деталей Б ; появление сигнала Un. поздний поджиг, который фиксирует, что механический контакт свариваемых деталей возник до достижения требуемого для образования качественного сварного соединения температурного состояния торцов свариваемых деталей; появление сигнала «Соединение деталей в разогретом виде» Ucps, который указывает, что температурное состояние торцов свариваемых деталей было достаточно для образования качественного сварного соединения; наличие усилия сжатия свариваемых деталей, достаточного для образования качественного сварного соединения «Усилие в норме»; наличие сигналов синхроимпульса U-. и временного интервала U-., которые указывают на наличие и достаточность сварочного тока. На выходе триггера 19 фиксируется превышение усилия сжатия свариваемых деталей допустимого уровня для образования качественного сварного соединения 3 ..

С выхода блока 9 формирования признаков качества сварного соединения в виде сигналов U-, Unn, Ucp и U> по шинам 22 — 25, показанным на фиг. 1 в виде условного жгута, и с выхода триггера 19 сигнал U>s. поступают на классификатор 27, в котором вырабатываются сигналы Uiiop a H U6p о качестве сварного соединения.

1291332

Формула изобретения

ДС. аат аси и,„ нклсс атпи пик

>пп дср и> уса

Фиг / драк

Фиг. Я

Составитель В. Грибова

Редактор А. Шандор Техред И. Верес Корректор Т. Колб

Заказ 81/15 Тираж 976 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

С выхода блока 9 сигналы Ucp- и U по шинам 24 и 25 поступают на входы элемента ИЛИ 15, который формирует сигнал

«Разладка».

Появление сигнала «Разладка» свидетель ствует о том, что во время данного цикла сварки брак произошел в основном из-за уменьшения усилия сжатия деталей, т.е. плохого технического состояния механической

10 части сварочнои установки.

Сигналы U-, U-, U... 1 1.с, U p. и

11уси с выхода блока 9 формирования признаков качественного соединения по шинам

20 — 25 соответственно поступают на блок 26 диагностической индикации. По состоянию диагностической индикации можно определить работоспособность прибора и возможную причину брака в каждом цикле сварки.

Сигналы «Норма», «Брак», «Разладка» поступают в блок 29 индикации, который предназначен для пассивного отображения 20 этих сигналов.

Сигналы «Норма» и «Разладка» поступают на вход автоматического исполнительного устройства 30, которое позволяет осуществить сортировку готовых изделий без вмешательства сварщика. Эти сигналы поступают на управление тяговыми электромагнитами привода заслонки соответствующего контейнера. В исходном состоянии устройства попадание сварных узлов возможно только в контейнер бракованных изделий.

Предлагаемое устройство позволяет во время принятия решения о качестве сварного соединения учесть ситуацию возникновения усилия выше нормы и сортировать готовые изделия без вмешательства сварщика, что приводит к повышению точности контроля и повышению производительности труда, а выработка признака разладки сварочной установки позволяет расширить функциональные возможности.

Устройство для контроля качества сварного соединения по авт. св. № 1049216, отличаюи4ееся тем, что, с целью повышения точности контроля качества сварки, оно снабжено компаратором ускорения выше нормы, триггером, элементом ИЛИ и автоматическим исполнительным устройством, при этом первый вход автоматического исполнительного устройства соединен с первым выходом классификатора, а второй вход — с выходом элемента ИЛИ и третьим входом блока индикации, входы и выход компаратора ускорения выше нормы соединены соответственно с выходами блока управления режимами и .усилителя и первым входом триггера, второй вход которого соединен с выходом второго формирователя блока формирования признаков качества сварного соединения, а выход триггера соединен с пятым входом классификатора, при этом первые. четыре.,входа его соединены с четырьмя выходами регистра храрнения информации, причем все шесть выходов регистра хранения информации соединены с входами блока диагностической информации.