Способ разбраковки магнитопроводов для радиочастотной сварки труб

 

Использование: контроль параметров магнитопроводов, применяемых для интенсификации процесса высокочастотной сварки труб, преимущественно с индукционным подводом энергии. Сущность изобретения: способ позволяет повысить точность путем использования для разбраковки отклонений от номинальных значений градиентов продольной составляющей вектора напряженности высокочастотного магнитного поля, созданных вдоль кромок в плоскости их симметрии, в частности, величины и знака градиента, измеренного в точке полярного изменения фазы, или величины и направления смещения точки полярного изменения фазы продольной составляющей.

Изобретение относится к контролю параметров магнитопроводов, применяемых для интенсификации процесса высокочастотной сварки труб, преимущественно с индукционным подводом энергии, и может быть использовано для сортировки магнитопроводов перед установкой их в трубоэлектросварочный стан.

Известны способы разбраковки магнитопроводов путем измерения магнитных параметров, его отдельных элементов, например ферритовых колец (а.с.СССР N 525903 и N 527678, кл. G 01 R 33/12).

Однако известные способы не позволяют сортировать магнитопроводы в сборе, а также магнитопроводы, набранные из стержней, пластин, брикетов или ферритовой крошки.

Способ по а.с. СССР N 935842, кл. G 01 R 33/12 позволяет разбраковывать магнитопроводы в сборе по интенсивности разогрева кромок образца трубной заготовки при воздействии на образец радиоимпульсами токов высокой частоты.

Недостатком этого способа является сравнительно низкая точность и сложность его реализации, т.к. требуются дополнительные устройства для создания принудительного охлаждения кромок перед установкой в заготовку испытуемых магнитопроводов до исходной температуры, на что требуется дополнительное время и что снижает его производительность и точность.

Наиболее близким по технической сущности изобретением к предлагаемому является способ разбраковки магнитопроводов для сварки труб, по которому разбраковку осуществляют по разности значений для эталонного и испытуемых магнитопроводов амплитуды и направления напряженностей электромагнитного поля в n точках, расположенных в области кромок трубной заготовки.

Известный способ обладает целым рядом преимуществ: повышение производительности процесса разбраковки, упрощение устройств, его реализующих, и др.

Однако известный способ не позволяет исключить воздействие внешних электромагнитных полей на результат разбраковки, вследствие чего точность разбраковки снижается.

Цель предлагаемого изобретения - повышение точности.

Поставленная цель достигается тем, что в способе разбраковки магнитопроводов для сварки труб, включающем воздействие токами высокой частоты в виде радиоимпульсов на кромки трубной заготовки, последовательное помещение внутрь заготовки испытуемого и эталонного магнитопроводов, определение амплитуды напряженности высокочастотного магнитного поля в n точках, расположенных вблизи кромок трубной заготовки, разбраковку производят по отклонению от номинальных значений градиентов продольной составляющей вектора напряженности высокочастотного магнитного поля, созданных вдоль кромок в плоскости их симметрии.

Разбраковку производят по величине и знаку градиента продольной составляющей вектора напряженности высокочастотного магнитного поля, измеренного в точке полярного изменения фазы.

Разбраковку производят по величине и направлению смещения точки полярного изменения фазы продольной составляющей вектора напряженности высокочастотного магнитного поля.

Отличительные признаки предложенного технического решения являются существенными, поскольку они обеспечивают получение положительного эффекта, т.е. позволяют повысить точность разбраковки за счет исключения воздействия внешних электромагнитных полей на результат разбраковки.

Проведенный анализ по всем информационным источникам показал, что не известны технические решения, в которых бы употреблялись приведенные в отличительной части элементы в таком исполнении, имеющие такие же свойства и так же влияющие на достижение поставленной цели. Таким образом, предложенное техническое решение отвечает требованиям "существенные отличия".

Способ разбраковки магнитопроводов для радиочастотной сварки труб осуществляют следующим образом.

К кромкам образца трубной заготовки подводят ток высокой частоты в виде коротких радиоимпульсов, например, посредством охватывающего индуктора. Протекающий по индуктору ток наводит ток в кромках трубной заготовки и эти токи создают в окружающем их пространстве сильное высокочастотное электромагнитное поле. Величина и конфигурация поля, особенно на участке индуктор - точка схождения кромок, в значительной степени зависят от качества устанавливаемых внутри образца трубной заготовки магнитопроводов. Введение внутрь трубной заготовки магнитопроводов изменяет соотношение токов индуктора и кромок и изменяет конфигурацию поля. Поскольку токи в индукторе и на поверхности трубной заготовки находятся в противофазе, а соотношение их величин зависит от качества магнитопроводов, конфигурация поля и распределение составляющих вектора напряженности магнитного поля также зависят от качества магнитопроводов.

Устанавливая над кромками заготовки на одной оси, например, два индукционных датчика для измерения продольных составляющих вектора напряженности высокочастотного магнитного поля, смещенных вдоль этой оси на установленное расстояние, определяют наведенные на них ЭДС и подают на компаратор. Полученный сигнал соответствует градиенту продольной составляющей вектора напряженности высокочастотного магнитного поля. Так как конфигурация магнитного поля изменяется в зависимости от качества магнитопроводов, соответственно изменяется и величина градиента продольной составляющей. В n точках над кромками при изменении качества магнитопроводов изменяется не только величина градиента, но и его знак. Так, при установке датчиков над точкой равных, но противоположно направленных значений продольных составляющих вектора напряженности высокочастотного магнитного поля, наведенных токами, протекающими по индуктору и кромкам трубной заготовки при помещенном в заготовку эталонном магнитопроводе, градиент продольной составляющей равен нулю. Изменение качества магнитопроводов, помещаемых в заготовку, изменяет не только величину и знак градиента, но и положение точки полярного изменения фазы вдоль кромок. Помещение в заготовку магнитопроводов с лучшими для сварки параметрами смещает точку полярного изменения фазы к индуктору, а магнитопроводы с худшими, чем у эталонного магнитопровода параметрами удаляют эту точку от индуктора. Разбраковку при этом можно производить как по отклонению от номинальных значений градиентов продольных составляющих вектора напряженности высокочастотного магнитного поля, созданных вдоль кромок в плоскости их симметрии, так и по величине и знаку градиента продольной составляющей измеренного в точке полярного изменения фазы или по смещению этой точки вдоль кромок.

Поставленная цель достигается вследствие того, что измерение выполняют двумя датчиками, сигналы с которых сравниваются, и погрешности, связанные с изменением в процессе разбраковки внешних (сторонних) электромагнитных полей, компенсируются, поскольку внешние поля воздействуют одновременно на оба датчика.

Предлагаемый способ позволяет повысить точность разбраковки и за счет исключения влияния и других нестабильностей, например нестабильности подводимого к индуктору тока.

Предлагаемый способ прост в реализации, сохраняет высокую производительность при повышении точности разбраковки.

Применение предлагаемого способа для разбраковки магнитопроводов перед установкой их на трубоэлектросварочный стан и использование на стане только качественных магнитопроводов позволит повысить производительность процесса сварки и качество сварного соединения, снизив при этом расход металла и электроэнергии на изготовление труб.

Формула изобретения

СПОСОБ РАЗБРАКОВКИ МАГНИТОПРОВОДОВ ДЛЯ РАДИОЧАСТОТНОЙ СВАРКИ ТРУБ, включающий последовательное пропускание токов высокой частоты в виде радиоимпульсов по кромкам трубной заготовки с испытуемым и эталонным магнитопроводами и определение характеристик продольной составляющей напряженности магнитного поля в плоскости симметрии кромок трубной заготовки, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в качестве характеристики продольной составляющей напряженности магнитного поля используют ее градиент, измеренный в точке полярного изменения фазы, или величину смещения точки полярного изменения фазы упомянутой составляющей, при этом годными считают магнитопроводы для которых градиент в точке полярного изменения фазы выше или точка полярного изменения фазы более удалена от точки схождения кромок трубной заготовки, чем у эталонного магнитопровода соответственно.