Способ управления сварочным током при контактной точечной сварке на однофазных машинах

 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к сварочной технике, и может быть использовано в аппаратуре управления контактной сваркой. Цель изобретения - повышение качества сварных соединений. Сначала проводят эталонную сварку при отсутствии возмущающих факторов. В каждый момент времени определяют COSφ, а корректировка величины нагрева N осуществляется по формуле N=N<SB POS="POST">э</SB>СОSφ<SB POS="POST">э</SB>/COSφ, где N<SB POS="POST">э</SB> - заданная величина нагрева для эталонной детали, определенная заранее без учета возмущающих факторов

COSφ<SB POS="POST">э</SB>, COSφ - коэффициенты мощности для эталонной детали и реального процесса соответственно. Это позволяет компенсировать возмущающие факторы в сварочной цепи. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 23 К 11/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

l„д

Л вЂ” o

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4334411/24-27 (22) 21.10.87 (46) 07.12.90. Бюл. № 45 (71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт электросварочного оборудования (72) Ю. Е. Иоффе, М. Н. Куперман, Ю. И. Филиппов и Е. Н. Холмянский (53) 621.791.75(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1281358, кл. В 23 К 1!/24, 1987.

Изобретение относится к области сварки, в частности к машинам для контактной сварки на переменном токе.

Цель изобретения — повышение качества сварки путем компенсации возмущающих факторов в сварочной цепи.

На фиг. 1 показана эквивалентная схема сварочной цепи при сварке в эталонных условиях (при отсутствии возмущений); на фиг. 2 — эквивалентная схема сварочной цепи при сварке с внесением магнитных масс в сварочный контур; на фиг. 3 — эквивалентная схема сварочной цепи при одновременном изменении активного сопротивления (шунтирование, износ электрода) и реактивного сопротивления (внесение магнитных масс) контура; на фиг. 4 — блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ.

„,Я0„„1611642 д1

2 (54) СПОСОБ У Г1 РАВЛ Е НИ Я С ВАРОЧHblM ТОКОМ ПРИ КОНТАКТНОЙ ТОЧЕЧНОЙ СВАРКЕ НА ОДНОФАЗНЫХ МАШИНАХ (57) Изобретение относится к машиностроению, а именно к сварочной технике, и может быть использовано в аппаратуре управления контактной сваркой. Цель изобретения — повышение качества сварных соединений. Сначала проводят эталонную сварку при отсутствии возмущающих факторов. В каждый момент времени определяют cоsq,, а корректировка величины нагрева А осуществляется по формуле А =Л,со ц /cosy, где Л .— заданная величина нагрева для эталонной детали, определенная заранее без учета возмущающих факторов; со Г, cosy — коэффициенты мощности для эталонной детали и реального процесса соответственно. Зто позволяет компенсировать возмущающие факторы в сварочной цепи. 1 табл,, 4 ил.

Сущность способа заключается в следующем.

Величина сварочного тока — — один нз важнейших параметров сварочного процесса.

При этом под сварочным током понимают действующее значение тока, протекающего во вторичном контуре машины, который не обязательно соответствует току в зоне сварки. Главная задача системы управления сварочным током заключается в изменении угла включения тиристоров таким образом, чтобы величина сварочного тока через зону сварки соответствовала бы заданному значению величины нагрева, которое определяется как отношение заданного сварочного тока к полнофазHому току на данной нагрузке:

1611642

Значения N> схемой на фиг. (3) соя(7= — C о+ С 1.

1д .

Формула изобретения

3 где I, — действующее значение сварочного тока;

U, — напряжение сети;

Z — полное сопротивление вторичного контура;

К вЂ” коэффициент трансформации., Стабилизация величины тока происходит установкой угла включения тиристоров в соответствии с формулой

N u, (2)

U, bi bg где bo u bi — параметры регулировочной характеристики машины, определяемые по величине углов включения и проводимости сварочного контура.

Первоначально проводят сварку при эталонных условиях, при которой определяют и фиксируют требуемое значение нагрева

N и коэффициента мощности системы на эталонной нагрузке совр„затем при сварке деталей в условиях возмущений задают величину нагрева исходя из формулы и сояр в соответствии со

1 определяются так:

2,) (— с.,)

Затем в реальных условиях определяют требуемую величину. нагрева по формуле (2).

В случае внесения магнитных масс в контур (фиг. 2) величина действующего значения тока останется заданной — l3.

В случае комбинированного воздействия возмущений шунтирования, износа электрода и внесенных магнитных масс (фиг. 3) доля тока, протекающего через деталь (Я ), I I.

Р»» l8 +И+Х gg+g

Учитывая, что Яь)),„получаем, что для зависимости (2) В качестве примера рассмотрим случаи износа электрода, шунтирования и влияния внесения реактивности в контур при сварке малоуглеродистой стали толщиной 1+1. При этом принимались следующие параметры возмущения: для шунтирования — шунтирующая точка расположена на расстоянии, равном пяти диаметрам электрода; для износа электрода — электрод износится с 5 мм до 6 мм в диаметре контактного пятна; для внесения магнитных масс — размер свариваемых листов 0,4)<0,4 м. Результаты расчета приведены в таблице

Для расчета активных сопротивлений детали и шунтирующей точки использовали формулы, предложенные А. С. Гельманом, а для расчета индуктивности детали из магнитного материала — формулу К. A. Кочергина. Для сравнения приведены значения токов, получающихся без компенсации возмущеий.

Реализация предлагаемого способа возможна с помощью устройства, основанного на микроЭВМ, которое осуществляет стабилизацию сварочного тока при колебаниях сетевого напряжения с измерением coscp.

Основу устройства (фиг. 4) составляет микроЭВМ 1, на счетный вход которой через ключ 2 с генератора 3 поступают импульсы за время, определяемое блоком 4 измерения угла проводимости тиристоров, который открывает ключ 2, пока тиристоры находятся в проводящем состоянии. В результате на счетный выход микроЗВМ в каждом полупериоде поступает число импульсов, пропорциональное углу проводимости тиристоров. На "íàëîãîâûé вход микроЭВМ блока 5 преобразования поступает напряжение, пропорциональное действуюшему значению напряжения сети.

Управление сварочным током осуществляется с помощью счетного выхода, который включает THpHcTopHblH контактор 6 в момент времени, определяемый требуемым углом включения и отс итываемый от момента перехода сетевой синусоиды через нуль.

Этот момент выделяется блоком ? сетевой синхронизации. С пульта 0 управления и индикации в микроЗВМ вводятся параметры сварочного процесса и индицируется измеренное значение сояр.

Устройство работает следующим образом.

При сварке в эталонных условиях в первом периоде сетевого напряжения изменяется угол проводимости тиристоров i., по которому по формуле определяется созчь. Зто значение фиксируетLrl в памяти микроЭВМ и индицируется на пульте 8. Kðoìå того, эта величина может быть прссто занесена с пульта, если была измерена ранее. При сварке в условиях возмущений, также в первом полупериоде сетевого напряжения, осуществляется определение угла )., по которому и по заданной с пульта величина нагрева

No корректируется величина нагрева Й по формуле (2). Затем осуществляется управление сварочным током с помощью изменения угла включения сс.

Способ управления сварочным током при контактной точечной сварке»а однофазных

161

5 машинах, заключающийся в 6пределении угла включения тиристоров сварочной машины в зависимости от полученного значения величины нагрева N, учитывающей эффективное значение тока сварки, комплексное сопротивление сварочного контура и напряжение сети, отличающийся тем, что, с целью повышения качества сварки путем компенсации возмущающих факторов в сварочной цепи, в.каждый момент времени определяют!

642 коэффициент мощности cos(p, а значение величины нагрева рассчитывают по формуле

N = N = - — у, co5f

5 где N и cosq> — величина нагрева и коэффи9 циент мощности системы, определяемые при сварке в условиях отсутствия возмущающих факторов.

Тип в о змущен ия

Износ электрода, Внесение магнитыунтирование ных масс в контур

98

0,796

0,56

67,2

0,47

79,8

10,0

10,03

8,42

Параметр эквивалентной схемы

Кк, мкОм

R>, мкОм мкГн см

1 3, L!1, мкГн

R!! кмОм

cos g

И, i!

I3 кА

I pc

502

0,52

72,4

10,0

9,4

8,5

98

0,796

0,56

67,2

0,207

1611642

L8+ л R

Rg

Составитель В. Ткаченко

Редактор О. Юрковецкая Техред А. Кравчук Корректор Т. Малец

Заказ 3798 Тираж 648 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101