Устройство для контроля процесса точечной сварки

 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к сварочной технике при контактной микросварке, например, изделий электронной техники. Цель изобретения - достоверность контроля сварного соединения за счет контроля равномерности нагрева места сварки. Устройство состоит из источника питания, в сварочной цепи которого последовательно с электродами включен нелинейный элемент, исключающий шунтирование электродов /сварочной цепи/ при измерении термоЭДС, т.е. температуры места сварки. В паузах между импульсами сварки осуществляется включение измерительной цепи и сигнал термоЭДС от двух встречно включенных безинерционных термопар электрод-деталь поступает на вход усилителей постоянного тока или дифференциального усилителя. В случае их неравенства на вход узла блокировки и сигнализации поступает сигнал, величина и знак которого указывают на разность температур в месте сварки. Устройство может быть включено в состав сварочной машины для точной настройки электродов при изготовлении или эксплуатации этих машин. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОЕЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (Ю (51)5 В ?3 К 11/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЩРЦ ГИЯС

ПРИ ГННТ СССР (21) 4382885/25-27 (22) 23.02.88 (46) 23.04.90. Вюл. Ф 15 (72) С.Н.Кузичев (53) 621.791.763 (088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - 650754, кл. В 23 К 1 1/24, 1977..

Авторское свидетельство СССР

N - 98849" кл. В 23 К 11/10, 1981. (54) УСТРОЙСТВО ЛДЯ КОНТРОЛЯ ПРОЦЕССА точкчной сВАРки (57) Изобретение относится к машино» строению, в частности к сварочной технике при контактной микросварке, например, изделий электронной техники. Цель изобретения - достоверность контроля сварного соединения за счет контроля равномерности нагрева места сварки. Устройство состоит из источника питания, в сварочной цепи кото. Изобретение относится к сварочному производству, преимущественно к односторонней контактной микросварке изделий электронной техники.

Цель изобретения - повьппение определения качества сварки за счет контроля равномерности нагрева места сварки.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - то же, другое исполнение.

Устройство состоит из источника

1 питания, нелинейного силового элемента 2, сварочных электродов 3, двух ключевых элементов 4 и двух усилитерого последовательно с электродами включен нелинейный элемент, исключающий шунтирование электродов (сварочной цепи) при измерении термоЭЦС, т.е, температуры места сварки. В паузах между импульсами сварки осуществляется включение измерительной цепи, и сигнал термоЭДС от двух встречно включенных безынерционных термопар электрод - деталь поступает на вход усилителей постоянного тока или дифференциального усилителя. В случае их неравенства на вход узла блокировки и сигнализации поступает сигнал, величина и знак которого указывают на разность температур в месте свар-ки. Устройство может быть включено в состав сварочной машины для точной. настройки электродов при изготовле» нии или эксплуатации этих машин.

1 э.н.ф-лы, 2 ил. лей 5 постоянного тока, резистивного делителя 6 и узла 7 блокировки и сигнализации.

Устройство работает следующим образом.

Источник 1 питания обеспечивает подачу сварочного импульса через нелинейный элемент 2 .на сварочные электроды 3. Цо окончании импульса сварки от источника 1 питания поступает сигнал на отключение ключевых элементов 4, поэтому к входам усилителей 5 постоянного тока оказываются приложены сигналы от соответствующих термопар электрод — де"аль.

1558609

Коэффициенты усиления усилителей равHhI по абс0stloTHoA величине, но имеют противоположные знаки. Поэтому на резистивный делитель 6 поступают два напряжения разных знаков. В случае отсутствия разницы температуры в зонах электрод — деталь эти напряжения равны друг другу. Поэтому средняя точка делителя имеет нулевой потенциал, В случае наличия разницы в температуре происходит смещение средней точки от нулевого потенциала. Полярность смещения соответствует электроцу, имеющему большую температуру перехода электрод — деталь. Сигнал со средней точки делителя поступает на узел 7 блокировки и сигнализации, ко« торый обеспечивает регистрацию отклонения входного сигнала от нулевого, значения и индикацию полярности отклонения. Кроме того, сигнап с узла

7 блокировки и сигнализации может подаваться на источник 1 питания для блокировки дальнейшего проведения цикла сварки. Силовой нелинейный элемент 2 исключает шунтирование вторичной обмоткой сварочного трансформатора электродов.

В качестве источника 1 питания. может быть использован импульсный источник питания от установки односторонней контактной сварки и пайки, который обеспечивает подачу сварочного импульса в виде чередующихся пачек импульсов повышенной частоты (частота импульса 1500 Гц). При этом осуществляются регулировки амплитуды импульсов, общей длительности сварки и отдельно длительностей пачек им-. пульсон и пауз межцу ними.

В усилителях 5 постоянного тока цля обеспечения разных знаков уси-, в ления один из входов включается.в инвертирующем, а другой - в неинвертирующем режиме работы.

Узел 7 блокировки и сигнализации может быть выполнен на двух компараторах, выходы которых управляют индикацией (например, двумя светодиодами) и осуществляют блокировку. Если задать опорное напряжение, соответствующее минимальному допустимому рассогласованию температуры а зоне контактов электрод - деталь, то в случае рассогласования в процессе сварки произойцет загорание одного из светодиоцов. При этом может быть осуществв лена блокировка дальнейшего проведения цикла сварки за счет завепения сигнала срабатывания хотя бы одного из компараторов на источник питания, а индикация на двух светодиодах покажет, в каком именно контакте электрод - деталь произойдет большее выделение энергии.

В качестве силового нелинейного элемента 2 могут быть использованы включенные встречно-параллельно два диода.

Усилитель 5 постоянного трка может быть подключен к сварочным электродам 3 (фиг. 2). Однако устройство, приведенное на фиг. 1, обладает большими возможностями. В частности, наряцу с информацией о неравномерности распределения температуры в зоне, сварки, otto измеряет непосредственно и температуру в -зонах перехода электрод — деталь, которая однозначно связана с температурой и размерами литой зоны сварного соединения.

Устройство может быть применено в сварочных машинах как на заводеизготовителе, так и при постоянном контроле их настройки в процессе эксплуатации. Для этого к электродам, настраиваемой машины, предварительно отсоединенным от вторичной обмотки сварочного трансформатора, подсоединяют устройство, опускают электроды в зону сварки и прикладывают усилие сжатия, после чего производят подачу одиночного импульса нагрева и. регистрируют термоЭПС в цепи электродов.

Разворачивают электрод на 180,и производят повторный нагрев. Если полярность термоЭЦС сохранилась, то необходимо подстроить сварочную головку, а если полярность изменилась, то надо заменить или подчистить электрод, Таким образом, добиваются полного отсутствия термоЭДС в цепи сварочного электрода, что соответствует точной настройке сварочной машины.

Применение устройства непосредственно в процессе сварки позволяет прервать сварку в самом ее начале, как-только появится угроза получения некачественного соединения, и выявить неисправный электрод с помощью индикации.

Это обеспечивает не просто контроль сварного соединения после сварки, а оперативное предотвращение образования самого такого соединения, 1558609 что позволяет значительно повысить качество получаемых сварных соединений.

Ф о р м у л а изобретения

1, Устройство для контроля процесса точечной сварки, сопержащее источник питания, выводы которого подключены к электродам, образующим со свариваемым изделием две безынерционные термопары, одна из которых через первый ключ соединена с входом усилителя постоянного тока, второй ключ и узел блокировки и сигнализации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения достоверности контроля сварного соединения за счет контроля равномерности нагрева места 20 сварки, в устройство введены нелинейный элемент, резистивный делитель и второй усиящтель постоянного тока, при этом нелинейный элемент включен меяду одним из Bb!HolIQB источника пи- 25 тания и вхопом первого ключа, выход которого соединен с прямым входом первого усилителя постоянного тока, инверсный вход второго усилителя постоянного тока через второй ключ соединен с вторым выводом источника питания, выходы усилителей постоянного тока подключены к резистивному делителю, выход которого соелинен с входом узла блокировки и сигнализации, а управляющие входы ключей соединены с управляющим выходом источика питания.

2, Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства, безынерционные термопары подключены к диААеренциальным входам усилителя постоянного тока, при этом одна из термопар подключена через ключ, а выход усилителя постоянного тока непосредственно подсоединен к входу узла блокировки и сигнализации.