Назад: 6.7.2 Регуляторы перемещения
электродов тепловым расширением металла
6.7.3 САУ физическими параметрами стыковой сварки оплавлением
Процесс стыковой сварки оплавлением состоит из трех
этапов: предварительного подогрева, оплавления и осадки. Существует большое
число вариантов сопутствующего поэтапного контроля и регулирования. Для
предварительного подогрева наиболее перспективна система активного контроля по
уровню конечного сигнала. Команда на переход к оплавлению подается после
достижения заданной конечной температуры подогрева.
Взрывы перемычек жидкого металла при оплавлении
вызывают пульсацию сварочного тока с частотой порядка 1000 Гц и более. С
увеличением уровня пульсации при сварке создаются благоприятнее условия для
формирования соединений. Это позволило рекомендовать частоту пульсаций fп
как обобщенный параметр, характеризующий качество процесса оплавления.
В системах активного контроля процесса оплавления в
качестве сигнала ОС используют сигнал, пропорциональный fп, а в
качестве регулирующего воздействия – Vопл (рис.6.24). С
трансформатора тока 1 сигнал поступает в измеритель частоты пульсации 2, на
выходе которого снимается постоянное напряжение, пропорциональное частоте пульсации
сварочного тока.
Рис. 6.24. Функциональная схема САУ стыковой сварки
оплавлением
с активным контролем процесса оплавления
Это напряжение усиливается в блоке 3 и подается на
вход автоматического оптимизатора 4, который, воздействуя на двигатель 5
стыковой машины, изменяет скорость оплавления Vп в ту или другую
сторону, чтобы обеспечить процесс сплавления при fп = fпз.
Однако рассмотренная система вследствие возмущений полностью не гарантирует
постоянства температурного поля в момент осадки. Поэтому целесообразно команду
на осадку согласовать с работой автономной системы определения фактической
температуры Т0 на торцах деталей. Непосредственно измерить
температуру Т0 трудно. Поэтому для ее определения пользуются
расчетной формулой
Тх = Т0 ехр (–kх),
где х – расстояние от оплавляемого
торца; k – показатель экспоненты; Тх – температура
на поверхности детали на расстоянии х от торца.
Т0 определяют следующим образом. Определяют
температуры Тх1 и Тх2 в некоторых точках А и Б на
поверхности детали. Зная расстояние между этими точками, по формуле
рассчитывают температуру Т0 на торцах деталей. Элементы структуры
регулятора, решающие эту задачу, включают фотоэлектрические датчики 8 и 9,
которые измеряют температуру в точках А и Б и преобразуют ее в напряжение. Это
напряжение вместе с напряжением Uп, пропорциональным перемещению
плиты Sп, поступает в аналоговое вычислительное устройство 6.
Полученные значения Т0, Т1, Т2, k и S регистрируются самописцем 10. Одновременно с этим
сигналы напряжения Uи, пропорциональные Т0, сравниваются
с заранее заданным опорным напряжением Uз задатчика 7. При равенстве
этих напряжений (DU = 0) срабатывает устройство, дающее команду на осадку.
Далее: Глава 7 АЛГОРИТМЫ УПРАВЛЕНИЯ
ДУГОВОЙ И КОНТАКТНОЙ СВАРКОЙ