Установка электроконтактной наплавки

 

Изобретение относится к сварочному производству, а именно к установкам электроконтактной наплавки, реализующим процесс образования металлопокрытия принудительным формированием нагретого до пластического состояния присадочного материала и поверхностного слоя металла детали. Цель изобретения - повышение качества наплавки за счет стабилизации теплового режима процесса. В установке смонтирована система автоматического управления, включающая линзовый 6 и световодный 7 оптические блоки, интегрирующую сферу 8 со спектральными фильтрами 9 и фотоприемниками 10, блок 11 обработки фотоэлектрических сигналов, содержащий делитель, ийтегратор, задатчик уровня и схему рассогласования. Световодный блок оптически сопряжен с интегрирующей сферой 8 и линзовым блоком 6. Последний размещен соосно с узлом 5 подвода присадочного материала и оптически связан с зоной наплавки. Интегрирующая сфера 8 через спектральные фильтры 9 и фотоприемники 10 электрически связана с блоком 11 обработки фотоэлектрических сигналов, а выход последнего электрически связан с блоком 12 управления источником импульсов тока. 1 ил сл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (says В 23 К 11/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ъ (21) 4752080/27 (22) 24.10.89 (46) 23.12.91, Бюл. ¹ 47 (71) Московский автомобилестроительный институт (72) Л.Ф.Горбульский, В.И.Завидей и

А.M.Ë юбче н ко (53) 621.791,763.3 (088.8) (56)Авторское свидетельство СССР

¹ 484060, кл. В 23 К.11/08, 1973. (54) УСТАНОВКА ЭЛЕКТРОКОНТАКТНОЙ

НАПЛАВКИ (57) Изобретение относится к сварочному производству, а именно к установкам электроконтактной наплавки, реализующим процесс образования металлопокрытия принудительным формированием нагретого до пластического состояния присадочного материала и поверхностного слоя металла детали. Цель изобретения — повышение ка,; SU „„1699749 А1 чества наплавки за счет стабилизации теплового режима процесса. В установке смонтирована система автоматического управления, включающая линзовый 6 и световодный 7 оптические блоки, интегрирующую сферу 8 со спектральными фильтрами

9 и фотоприемниками 10, блок 11 обработки фотоэлектрических сигналов, содержащий делитель. ийтегратор, задатчик уровня и схему рассогласования. Световодный блок 7 оптически сопряжен с интегрирующей сферой 8 и линзовым блоком 6. Последний размещен соосно с узлом 5 подвода присадочного материала и оптически связан с зоной наплавки. Интегрирующая сфера 8 через спектральные фильтры 9 и фотоприемники 10 электрически связана с блоком 11 обработки фотоэлектрических сигналов, а выход последнего электрически связан с блоком 12 управления источником импульсов тока. 1 ил, 1699740

2Q

Изобретение относится к области сварочного производства, к установкам электроконтактной наплавки, реализующим процесс образования металлопокрытия принудительным формированием нагретого до пластического состояния присадочного металла и поверхностного слоя металла детали, Цель изобретения — повышение качества наплавки за счет стабилизации теплового режима процесса.

На чертеже представлена принципиальная схема установки.

Установка включает в себя источник 1 импульсов тока, подключенный к наплавочным роликам (головкам) 2 и формирующий импульсы тока, обеспечивающие наплавку на деталь 3 присадочного материала 4, узел

5 подвода присадочного материала, соосно с которым расположен линзовый блок 6, световодный блок 7, сопряженный с линзовым блоком 6 и интегрирующей сферой 8, спектральные фильтры 9 и фотоприемники 10, электрически связанные с блоком 11 обработки фотоэлектрических сигналов, который подает управляющие сигналы на блок

12 управления источником импульсов тока.

Основным принципом работы установки является автоматическое поддержание теплового режима материала (присадочного проволочного) в зоне протекания электрического тока и формирования материала на повeðõíîñòü изделия, B качестве информационного сигнала о процессе наплавки используется оптическое излучение нагретой зоны обработки, Tàê как уровень оптического излучения от нагретого тела является функцией его температуры и излучательной способности, уменьшение или исключение влияния поверхностных характеристик наплавленного материала достигается давлением оптического излучения на две спектральные составляющие с разной длиной волны, преобразуемые фотоприемниками в электрический сигнал. При делении двух электрических сигналов, пропорциональных уровню излучательной способности, удается уменьшить, а в ряде случаев полностью исключить влияние излучательной способности, в этом случае выходной сигнал делителя является функцией температуры, Из-за импульсного теплового характера процесса наплавки (нагрев присадочного материала осуществляется импульсами тока длительностью 0,02„,0,06 со скоростью

0,04...0,08) температура в зоне обработки пульсирует с частотой 25...50 Гц. Для сглаживания температурных показаний применяется интегратор 8, запоминающий максимальное значение температуры на время между импульсами то а. Для управления источником электрических импульсов служит блок 11, в котором сравнивается текущее значение температуры (уровня сигнала) с задатчиком уровня опорного сигнала, соответствующего нормальному техпроцессу.

В качестве элементной базы функциональным блоком используются разработанные и освоенные промышленностью узлы в интегральном исполнении (микросхемь серии К284 УД1, К544 УД2, К521, ПС и др,).

Существуют сеоийные устройства управления током питания на тиристорах ВРТ-1, ВРТ-2 и блоки интегрально-пропорциональных устройств с программным заданием текущего уровня сигнала и схемы рассогласования, Установка работает следующим образом, В начальный момент времени подвижный ролик 2 отжат до детали 3, ввиду низкой начальной температуры наплавляемой проволоки 4 силовой блок источника 1 импульсного напряжения выдает максимальное напряжение, Включение прижимного ролика 2 вызывает протекание максимального тока наплавки, в этот момент происходит разогрев зоны наплавки и детали. Оптическое излучение зоны наплавки принимается линзовым блоком 6, установленным соосно с узлом 5 подачи наплавляемой проволоки, падает на торец кварцевой световодной системы и передается в полость фотометрической сферы 8, где усредняется по ее поверхности, через спектральные фильтры

9 излучение из сферы попадает на фотоприемники,lO. Напряжения, развиваемые на фотоприемниках, пропорциональные температуре области наплавки, подаются на блок 11 обработки фотоэлектрических сигналов, включающий дслитель напряжения.

В результате деления электрических сигналов на выходе блока обработки реализуется выходной сигнал, связанный с температурой выделенной зоны поверхности и подаваемый на блок 12 управления источником импульсов тока.

Пример. Осуществляют наплавку шеек под подшипники поворотного кулака автомобиля ЗИЛ-130, изготовленных из стали 40Х диаметром 65 и 40 мм, длиной 70 и

25 мм соответственно. Наплавку обеих шеек осуществляют пружинной проволокой класса марки 80 диаметром мм на режимах: соответственно длительность импульса 0,06 и 0,02, длительность паузы между импульсами 0,08 и 0,04 с, ток наплавки 8,2 и 5,0 кА, усилие на электродах 20 кгс, температура в

1699740 лизировать высокое качество наплавки, устранить влияние неконтролируемых изменяющихся па рамет ров (тол щи на про вол о к и, колебание напряжения в сети и т.п.) на прочность соединения наплавляемого металла с основанием. В частности, при восстановлении поворотных кулаков ЗИЛ-130 на установке-прототипе при изменении напряжения в сети в зоне соединения наблюдались также дефекты, как непровары, отслоения. При восстановлении отмеченных кулаков на предлагаемой установк» такие дефекты отсутствовали, Составитель В. Зотин

Редактор И. Ванюшкина Техред M.Ìîðãeíòàë Корректор T. Малец

Заказ 4428 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственно о комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат Патент, r. Ужгород, ул. Гагарина, 101 зоне наплавки, обеспечивающая качественное соединение наплавляемого металла с основной, 1100 С.

Установка для наплавки включает базовой вращатель, узел подачи присадочной 5 проволоки, сварочный трансформатор типа

ТК-403, прерыватель ПК-1200, наплавочные головки УКН-11 и сисгему автоматического управления процессом наплавки. Система автоматической регулировки процесса на- 10 плавки содержит две последовательно установленные стеклянные линзы диаметром

70 мм с фокусным расстоянием 100 мм и центральным отверстием диаметром 15 мм для направляющей трубки присадочной 15 проволоки. Первая линза расположена на расстоянии 95 мм от зоны наплавки, а вторая — вплотную к первой. В фокусе второй линзы располагается один из зрачков световода диаметром 3 мм длиной 7 мм, а второй 20 зрачок помещается в интегрирующую сферу диаметром 150 мм. В окна сферы через интерференционные светофильтры на Х= 0,51 и 0,65 мкм (ЛА= 0,05 мкм) вводились приемники излучения ФЗУ-51 с областью спект- 25 ральной чувствительности 300...900 нм.

Система автоматического управления содержала стандартный блок пропорционально-интегрирующего типа, BPT-2 со схемой задатчика номинального (опорного) сигна- 30 ла, соответствующего оптимальному протеканию процесса при температуре 1100 С (испол ьзо вались аналоговый перекл ючатель-делитель напряжения типа 525ПС1, операционный дифференциальный усили- 35 тель постоянного тока К28УД1А с емкостной цепью обратной связи и постоянной времени интегрирования 10 с).

Проведение процесса наплавки на предлагаемой ус-.ановке позволяет стаби- 40

Формула изобретения

Установка электроконтактной наплавки, содержащая узел подвода присадочного материала, источник импульсов тока и систему автоматического регулирования процесса наплавки с блоком управления источником импульсов тока, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения качества наплавки за счет стабилизации теплового режима процесса, система автоматического регулирования процесса наплавки содержит линзовый и световодный оптические блоки, интегрирующую сферу со спектральными фильтрами и фотоприемниками и блок обработки фотоэлектрических сигналов, причем интегрирующая сфера связана с линзовым блоком посредством световодного блока, линзовый блок размещен соосно с узлом подвода присадочного материала и оптически связан с зоной обработки, интегрирующая сфера через спектральные фильтры и фотоприемники электрически связана с блоком обработки фотоэлектрических сигналов, а выход последнего электрически связан с блоколi управления источником импульсов тока,