Способ контроля скорости электрошлаковой сварки

 

Изобретение относится к электрошлаковой сварке прямолинейных вертикальных швов с применением автоматов с подвижными формирующими ползунами и проволочными электродами. Целью изобретения является повышение точности и надеж ности контроля скорости электрошлаковой сварки. Способ основан на измерении скорости подачи электродных проволок и скорости перемещения сварочного автомата, по которым вычисляют скорость сварки по выражению, приведенному в формуле изобретения . 2 ил.

СОВХОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 23 К 25/00

ГОСУДАРСТВЕННЫ Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4039575/27 (22) 24.03.86 (46) 15.10,91, Бюл, ¹ 38 (71) Научно-производственное объединение по технологии машиностроения "ЦНИИТМАШ" (72) Н.M. Трофимов и Г.В. Машкин (53) 621.791.793 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 804293, кл..В23К 25/00, 09,04.79. (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ СКОРОСТИ ЭЛЕКТРОШЛАКОВОЙ СВАРКИ

Изобретение относится к сварке, в частности, к электрошлаковой сварке проволочными электродами, выполняемой сварочными автоматами с подвижными формирующими ползунами, и может быть использовано в различных отраслях машиностроения.

Цель изобретения — повышение точности и надежности контроля скорости электрошлаковой сварки, На фиг, 1 представлена блок-схема контроля скорости электрошлаковой сварки (ЭШС); на фиг, 2 — пример сборки деталей под сварку и график скорости ЭШС.

Способ осуществляется следующим образом.

Приводом 1 подают электродную проволоку в сварочную ванну и в зависимости от задачи контроля устанавливают переключатель 2 в верхнее положение при регулировании скорости ЭШС по заданной величине

VcBo и в нижнее — при индикации скорости

ЭШС. Скорость подачи электродной прово. Ы 1683936 А1 (57) Изобретение относится к электрошлаковой сварке прямолинейных вертикальных швов с применением автоматов с подвижными формирующими ползунами и проволочными электродами. Целью изобретения является повышение точности и надежности контроля скорости электрошлаковой сварки. Способ основан на измерении скорости подачи электродных проволок и скорости перемещения сварочного автомата, по которым вычисляют скорость сварки по выражению, приведенному в формуле изобретения. 2 ил. локи ver измеряют датчиком 3, а счетно-решающим устройством 4 осуществляют вычисление скорости ЭШС по параметрам v„ и д по формуле

1 и чсв = д. „ Ve, 1 где д — относительная площадь поперечного сечения зазора между кромками деталей, которая определяется по формуле: в s е где  — ширина зазора между кромками деталей;

S — толщина свариваемых деталей;

Fe — площадь сечения электродной проволоки.

При контроле с регулированием скорости ЭШС по заданному значению сВО элементы 1 — 4 с узлом 5 сравнения образуют замкнутую систему регулирования, основанную на принципе отрицательной обрат1683936

10 и (Не1)ср д,р =

NAACP

55 ной связи и имеющую коррекцию по параметру д.

При другом положении переключателя

2 осуществляют контроль по индикационному устройству 6. Параметр д получают из

СИГНаЛОВ Че1 И СКОРОСТИ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ фОРмирующих ползунов vA посредством блоков

7-10. При этом датчиком 7 измеряют скорость vA, блоками 8 и 9 усредняют сигналы VA. за период времени Т, а посредством блока

10 получают.отношейие средней величины скорости подачи электродных проволок и („ че))ери средней величины скорости пе1

РЕМЕЩЕНИЯ ФОРМИРУЮЩИХ ПОЛЗУНОВ VAop, которое при достаточно большом Т является относительной площадью дер поперечного сечения зазора между кромками деталей и выражается формулой где д,р — средняя относительная площадь сечения зазора между кромками деталей на участке сварки LU) за период Т.

Отсюда скорость электрошлаковой сварки vce определяется по формуле АСР

vce = g Че1. и 1 (g vej)cp

Приведенная зависимость справедлива, если считать, что в пределах участка сварки L(U величина д<р остается постоянной.

Однако при сварке существует отклонение Л L уровня металлической ванны относительно ползуна е момент контроля, а за время сварки Т зазор между кромками деталей изменяется на величину Л В.

Поэтому приведенная зависимость выражается формулой (1 с Е) УС8 Ve1, 1 (g е|)ср

1 где е- теоретическая погрешность способа определения скорости электрошлаковой сварки, которая представляет сумму отноЛ h,B шений — — и (-ш ш о

ЛL+AB

Таким образом, способ имеет теоретическую погрешность даже при нулевой погрешности измерительных и вычислительных устройств, Однако ошибка о имеет экспериментальный характер в зависимости от длины участка 4)), на котором вычисляется зазор, Оптимальная длина участка

L«o» и оптимальная ошибка определяются Л1 я,„, (2

1-шопт где К вЂ”: интенсивность изменения зазора (изменение зазора за единицу длины шва), при этом величины h,L и Л В носят характер случайных четных функций и математическое ожидание ошибки е равно нулю, Способ осуществляется при измерении параметров ver, чд и вычислении по ним периодически или непрерывно скорости

Э ШС. При этом определение скорости ЭШС может осуществляться как вручную, так и автоматически с помощью двух аналоговых делительных устройств(блоки 4 и 10), непрерывно и автоматически с некоторым периодом повторения (например, через 10 — 40 с) посредством применения цифровой вычислительной техники.

Пример, осуществления способа при сварке заготовок из стали 10ГН2МФА применительно к производству днищ корпусов сосудов атомных энергоустановок представлен на фиг,2, Длина свариваемого шва

Lce = 5500 мм; размеры сборочного зазора

Bo = 30 мм; Вмекс = 42 мм; толщина свариваемых деталей S = 110 мм, Режим сварки; ток 450 — 550А; скорость подачи проволок 180-220 м/ч; электроды— сварочные проволокиф3 мм — 2 шт, из стали марки 10ГН2МФА; напряжение сварки 40—

44 В.

Сборка деталей под сварку с клиновидным зазором предусматривает компенсацию статистической средней интенсивности изменения зазора в процессе сварки, равную

К = = 0,0022.

)-се

Фактическая интенсивность изменения зазора может быть только меньше указанной и принята в примере равной 0,002. Длина мерных участков между отметками I — II, 1Н11и т. д. выбрана по условию Л1 = 10 мм;

К = 0,002 и составляет L(oooT = 390 мм, Теоретическая ошибка способа в приере составляет

Я 2 ®= 0,05 (не более 5 7;).

1683936

Сварку производят автоматом А — 535 с использованием для контроля тахогенераторов ТД 102 в качестве датчиков сигналов

VeI и чд, а также пРогРаммиРУемого калькУлятора "Электроника МК-64",,5 г

Скорость ч 1 измеряют тахогенератором при чувствительности 0,01, скоB

10 рость vA — при чувствительности 1 м/ч

Сигналы veI u vA вводят в микрокальку15 лятор через аналоговые входы, Программа микрокалькулятора содержит вычисление Ар непосредственно после сварки предшествующего мерного участка и определение скорости ЭШС в процессе 20 сварки последующего мерного участка периодически через каждые 36 секунд. График скорости ЭШС составлен по показаниям микрокалькулятора для мерных участков: уч. 1-II, II — III-1ИНЧ- при неизменной скоро- 25 г сти V eI = 400 м /ч; Уч. I V — V — и Ри скоРоствх электродов 400 м/ч, 450 м/ч, 350 м/ч.

Контрольное измерение средней скорости сварки по времени перемещения ползуна на контрольном участке проводят от отметки I до отметки IV. Длина контрольного участка выбрана такой, чтобы отклонения уровня металлической ванны в моменты прохождения ползуном отметок I u IV вносили погрешность в определение средней скорости сварки не более 2 .

Средние скорости сварки на контрольН0М участке по указанному контрольному измерению и по графику различаются не более, чем на 5, что соответствует теоретической ошибке способа.

Формула изобретения

Способ контроля скорости электрошлаковой сварки, выполняемой сварочными автоматами с подвижными формирующими полэунами, включающий измерение скорости подачи электродных проволок и определение площади поперечного сечения зазора между кромками деталей, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности и надежности контроля, для определения площади поперечного сечения зазора измеряют скорость перемещения полэунов сварочного автомата, а скорость сварки определяют по зависимости

Ч.в = — - — y. v,/. и 1

Д, Ч e))cp

1 где че1 — скорость j-ой проволоки;

1 т

VAcp = — f vAdt — средняя скорость пеT o ремещения ползунов за период Т сварки участка Lej, и T n (Че))ср = ./ g

1683936

Ь. а

Составитель Т,Арест

Редактор И.Касарда Техред M.Mîðãåíòàë Корректор С.Шевкун

Заказ 3466 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

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