Файл: Львов Н.С. Автоматизация контроля и регулирования сварочных процессов.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 27.06.2024
Просмотров: 93
Скачиваний: 0
минимума. При этом с автотрансформатора |
Тр будет сниматься |
||||
минимальное напряжение. В этот момент кулачок |
К |
замкнет |
|||
контакт ПК, реле РЗ сработает, станет через свой |
контакт |
1РЗ |
|||
на самоблокировку и замкнет контакт 2РЗ в цепи обмотки |
реле |
||||
Р2. Однако реле Р2 сработает только после того, |
когда |
при |
|||
данном значении тока |
сварки (т. е. установленной |
величине со |
|||
противления резистора |
уставки Ру) будет |
достигнуто |
выход |
ное напряжение автотрансформатора, достаточное для создания тока срабатывания. После этого реле Р2 станет на самоблоки ровку через контакт 2Р2, остановит двигатель М и обесточит реле РЗ, разомкнув контакты ЗР2 и 1Р2.
Использование в описываемой системе кулачкового устрой ства 'и регулирующего элемента сварочного трансформатора в виде, например, реостата кругового вращения без ограничения угла поворота позволяет обойтись без реверса привода. К числу достоинств устройства следует отнести и то, что оно не содер жит дополнительных проводов — связь установочного и управ ляющего органов с остальной схемой осуществляется по свароч ному кабелю.
Известен другой способ дистанционного регулирования тока сварки по сварочному кабелю. Блок передачи команд на увели чение или уменьшение тока выполнен в виде генератора, полу чающего питание от сварочного источника и способного выда вать одну из двух фиксированных частот. Исполнительный блок •состоит из двух резонансных контуров, усилителей-преобразо вателей, реверсивного магнитного пускателя и привода, который воздействует на источник путем введения или выведения маг нитного шунта в сварочном трансформаторе или реостата в це пи возбуждения сварочного генератора постоянного тока
Представляет интерес источник ИПП-500В-РЗ, разработан ный в НИАТе. Имеющийся в нем блок управления позволяет не только дистанционно менять ток сварки изменением степени •рассеяния трансформатора путем перемещения шунта, но и осу ществить самоустановку его в положение, соответствующее за данному току. Самоустановка происходит и после завершения цикла сварки. Схема работает следующим образом (рис. 17).
При подаче питания на схему срабатывают реле PC, РО, а •если шунт не стоит на уровне путевого выключателя ВП, поло жение которого устанавливается в соответствии с заданным то ком сварки, то и реле РБ. Контактами 2РБ двигатель МШ включается на подъем шунта. Если до этого шунт находился в зоне между путевыми выключателями ВМ и ВП, т. е. между ми нимальным и заданным значениями тока, то подъем будет про должаться до тех пор, пока он не дойдет до выключателя ВП. На этом уровне замыкание контакта ВП2 (при замкнутом кон-
1 |
З а й ц е в М. П. и С а х о в и ч Ю. П. Авторское свидетельство № 189965 |
(БИ |
№ 1, 1966). |
такте 2РС) вызывает срабатывание реле РП. При этом н. з. контакт 2РП в цепи реле РБ размыкается, оно отпускает и от ключает двигатель МШ — подъем шунта прекращается. Если
шунт находился в зоне между выключателями |
ВП |
и ВБ, |
т. е. в |
||||
диапазоне между заданной и максимальной |
силой |
тока, |
то |
||||
подъем |
его |
продолжается до |
уров |
||||
ня ВБ. При этом размыкание |
ВБ1 |
ве |
|||||
дет к обесточиванию реле РБ |
и пре |
||||||
кращению подъема шунта. Затем за |
|||||||
мыкание |
ВБ2 |
включает |
реле |
|
ревер |
са PP. Оно удерживается далее кон тактом 1РР через замкнутый пока вы ключатель ВП1, а другим своим кон тактом 2РР включает реле РМ, кото рое контактом 2РМ переключает дви гатель МШ на спуск шунта. Продол жается спуск до уровня ВП. Размыка ние ВП1 обесточивает реле РР, а за тем реле РМ, и двигатель МШ отклю
|
чается. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Дистанционное |
управление |
током |
||||||
|
сварки осуществляется |
кнопками |
или |
||||||
|
тумблерами |
ТБ |
(ток |
больше) |
и |
ТМ |
|||
|
(ток меньше). |
|
|
|
|
|
|
||
|
Исходное |
начальное |
значение |
тока |
|||||
|
фиксируется с помощью путевого вы |
||||||||
|
ключателя |
ВП, |
реле РТ и |
сигнальной |
|||||
|
лампы ЛЗ. Реле РТ, кроме того, слу |
||||||||
|
жит для контроля силы тока сварки. |
||||||||
|
Если ток |
не |
соответствует |
исходному |
|||||
|
значению, то своим другим н.з. контак |
||||||||
|
том 1РТ оно предотвращает |
включение |
|||||||
|
осциллятора и, следовательно, зажига |
||||||||
|
ние дуги. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 17. Система автома |
Заварка кратера |
завершается |
|
опу |
|||||
тического управления ис |
сканием шунта до уровня ВМ, а |
через |
|||||||
точником |
некоторое |
время |
и обесточиванием |
ре |
|||||
|
ле сброса |
PC. |
На короткое |
время |
все |
цепи в схеме разрываются, а затем она приходит в исходное состояние, и реле PC и РО срабатывают. При этом реле РБ получает питание через н.з. контакт 2РП, включается двигатель МШ, и шунт поднимается. Подъем идет до уровня ВП где, по лучая питание по цепи 2РС—ВП2, срабатывает реле прекраще ния подъема РП, которое обесточивает реле РБ. В результате самовосстанавливается настройка источника для следующего цикла сварки.
Возбуждение дуги. Достичь надежного зажигания дуги мож но путем многократного реверсирования конца электрода, пока
не возникнет дуговой процесс. Разработано устройство ', кото рое обеспечивает зажигание не более чем после четырехкратно го реверсирования. Сварочная головка крепится на шарнире, а к дуговому промежутку подключается обмотка реле последо вательно с н. з. микропереключателем, который установлен на неподвижном кронштейне над сварочной головкой. При подаче напряжения от источника реле срабатывает и включает двига тель подачи проволоки, и она движется вниз. Если при сопри косновении электродной проволоки с изделием дуга не возбуди лась, то подача проволоки продолжается. Это приводит к тому, что механизм подачи начинает перемещать сварочную головку вверх по проволоке до тех пор, пока она не нажмет на микро переключатель. Реле после этого отпустит, переключит двига тель подачи на реверс и проволока будет отводиться обратно, а головка опускаться. Так будет продолжаться до момента, когда микропереключатель снова замкнется. Проволока снова будет
подаваться к изделию. Многократные удары |
конца |
электрода |
|
об изделие разрушат в конце концов пленку |
окислов |
и |
шлака |
на его поверхности, и дуга возбудится. Теперь |
проволока |
будет |
плавиться, и подъема головки больше не произойдет.
Обычно зажигание дуги осуществляется без соприкоснове ния электрода с изделием — с помощью осциллятора, который генерирует напряжение 2—5 кв с частотой 200—500 кгц. Для питания осциллятора требуется переменный ток 50 гц. Выклю чается осциллятор после зажигания дуги, а при случайных об рывах ее вновь включается с помощью реле тока или реле на пряжения, которые контролируют состояние сварочной цепи. Однако реле эти инерционны, вследствие чего осциллятор, оста ваясь включенным длительное время, создает радиопомехи. Кро ме того, большие размеры и масса, а также необходимость подключения к сети 50 гц, создают определенные неудобства.
Этих недостатков лишен генератор высоковольтных импуль сов, разработанный в ИЭС им. Е. О. Патона. Он подключается непосредственно к источнику постоянного тока и малоинерцио нен, включается же автоматически при подаче напряжения на сварочную цепь, а отключается при зажигании дуги. Генератор дает напряжение амплитудой 6 кв с частотой 150 кгц и пред ставляет собой залитый эпоксидной смолой монолитный блок„ что обеспечивает его надежность и механическую прочность.
В осцилляторе, разработанном в Брянском институте транс портного машиностроения, использован принцип заряда накопи тельной емкости и ее последующего разряда на катушку индук тивности. Выбранные параметры разрядной цепи при частоте колебаний 100 кгц обеспечивают требуемые для поджигания ду ги длительность разряда и ток. Напряжение на выходе 3 кв,
' Л е б е д е в В. М. и П о л н а р е в А. М. Авторское свидетельство № 216867 (БИ № 15, 1968).
дуга уверенно зажигается в воздухе при межэлектродном рас стоянии 2 мм, а в аргоне при 6 мм. Для предотвращения пробоя изоляции источника питания целесообразно в сварочную цепь поставить дроссель из семи—восьми витков медной шины сече нием 2X35 мм, намотанной на ферритовый сердечник, а выход ную обмотку сварочного трансформатора зашунтировать защит ным конденсатором.
Для облегчения зажигания сварочной дуги предварительно возбуждается с помощью осциллятора вспомогательная дуга между концом электрода и медным охлажденным соплом. При зажигании основной дуги реле тока отключает осциллятор, и вспомогательная дуга гаснет. Зажигание вспомогательной дуги осуществляется тумблером, а основной дуги — приближением сопла горелки к изделию на 4—5 мм.
Для возбуждения дуги в разреженной атмосфере защитных
газов (ниже 380 мм рт. ст.) разработано устройство |
с подвиж |
ной кварцевой трубкой '. Перед возбуждением дуги |
трубка эк |
ранирует вольфрамовый электрод, оставляя его обнаженным только на конце, поэтому при включении осциллятора дуга лег
ко |
возбуждается. Затем подается питание на соленоид, надетый |
|
на |
сварочную горелку, и он поднимает кольцевой якорь вместе |
|
•с прикрепленной |
к нему кварцевой трубкой, создавая необходи |
|
мый для сварки |
вылет электрода. |
Одним из противоречий в работе сварочной цепи является необходимость иметь напряжение холостого хода источника существенно более высоким, чем то, которое необходимо для ус тойчивого горения дуги. А нужно-то оно только для возбужде ния дуги. Вследствие этого мощность источников, их масса, раз меры и стоимость оказываются завышенными. Промышленность приступила к выпуску источников на напряжение холостого хо да 40—45 в и силу тока 60—300 а, снабженных вспомогатель ным маломощным источником постоянного тока 65 в и 10 а, ко торый включен параллельно силовой части и используется только для начального зажигания дуги. Подобным же образом устроен и описанный выше источник ИПП-500В-РЗ. Имеющиеся на трансформаторе дополнительные обмотки позволяют полу чить для зажигания дуги напряжение 65—75 в при силе тока 5—20 а (крутопадающая характеристика), тогда как рабочий выпрямитель с более пологопадающей характеристикой (коэф фициент наклона 0,084 в/а) дает 45—55 в в диапазоне силы то ка 120—600 а.
Заварка кратера. Большинство стандартных источников пи тания пока не содержит устройств для автоматического сниже ния тока, необходимого для заварки кратера при замыкании швов (например, при сварке кольцевых стыков труб). Поэтому
1 А к с е н о в Н. А., И ш т ы к о в Ю. В. и др. Авторское свидетельство № 219038 (БИ № 18. 1968).
эффективность такого способа невысока, так как он не позво ляет подобрать наиболее благоприятные ни время гашения ду ги, ни характер спада тока (участок гашения составляет обычно 15—40 мм).
Известны устройства, которые решают эту задачу достаточ но просто. Это может быть осуществлено, например, плавным уменьшением тока возбуждения сварочного генератора реоста том, ползунок которого перемещается двигателем, а скорость последнего задается заранее. Включается двигатель кнопкой «Стоп».
Более компактны устройства, не содержащие двигателей. За варка кратера в установке УП-300, разработанной ВНИИЭСО, осуществляется с помощью транзисторной схемы, управляющей возбуждением сварочного генератора ПС-300. Прекращение сварки нажатием кнопки «Стоп» ведет к отключению напря жения выпрямителя от базы эмиттера первого каскада усилите ля. Происходящий затем разряд конденсатора через эту базу плавно меняет ток возбуждения а, следовательно, и медленно уменьшает напряжение на дуге.
Снижение тока сварки связывают с прекращением подачи проволоки. В ряде устройств для дуговой сварки на постоянном токе с подачей электродной проволоки с помощью электродви гателя постоянного тока задержка отключения источника пита ния после выключения двигателя подачи создается конденсато ром, разряжающимся на обмотку силового контактора или про межуточного реле. Известно оригинальное решение, исключаю щее этот конденсатор. Если включить обмотку контактора па раллельно якорю двигателя подачи, то он будет удерживаться еще некоторое время после выключения двигателя за счет ис пользования его энергии рекуперации. Это позволяет не только упростить устройство, но и осуществить автоматическое регули рование длительности выдержки в зависимости от времени, не обходимого для остановки двигателя после его отключения '.
При полумеханизированной сварке автоматическое снижение напряжения на дуге одновременно с уменьшением скорости по дачи электродной проволоки, необходимое для доброкачествен ной заварки кратера, можно получить путем использования в цепи отЗмотки возбуждения сварочного генератора лампы нака ливания, включаемой по окончании рабочего режима сварки [38].
Формировать концевой участок шва можно с помощью реле времени. По окончании процесса сварки токовое реле свароч ного полуавтомата на заданную выдержку времени включает электродвигатель подачи электродной проволоки на отвод ее от изделия. При этом излишний вылет электрода убирается в подающий шланг полуавтомата2 . Применение такого устройства
1 |
Р я д о в о й В. Г. Авторское свидетельство |
№ 202397 (БИ № 19, 1967). |
2 |
Т е р е н т ь е в П. А. и Ш н е й д е р о в Р. |
Г. Авторское свидетельство |
№ 198480 (БИ № 14, 1966).