Файл: Решение задач автоматики следует начинать с детального изучения управляемого объекта или объекта регулирования. Режим работы, состояние объекта характеризуются совокупностью физических показателей (параметров) и определяются текущими внутренними процессам.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 16.10.2024
Просмотров: 4
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Автоматика и автоматизация сварочных процессов
Введение
сварочный автомат электрод
Большое значение в развитии сварки в машиностроении имела разработка способов автоматической сварки. Современное оборудование для сварки позволяет программировать режимы сварки.
Во второй половине ХХ в. произошел переход от машинно-технической революции к научно-технической, которая характеризуется широким использованием наукоемких технологий. В начале третьего тысячелетия сварка является одним из ведущих технологических процессов.
Автоматической системой (системой автоматического управления, или системой автоматического регулирования) называют совокупность управляемого объекта и управляющего устройства, взаимодействующих между собой в соответствии с законом (алгоритмом) управления. Задаваемое на входе требуемое значение регулируемой величины называется задающим воздействием системы.
Решение задач автоматики следует начинать с детального изучения управляемого объекта или объекта регулирования. Режим работы, состояние объекта характеризуются совокупностью физических показателей (параметров) и определяются текущими внутренними процессами, на характер которых влияют внешние воздействия.
1. Саморегулирование дуги с плавящимся электродом
Особенностью электрических дуг при сварке плавящимся электродом является присущее им свойство самовыравнивания энергетического состояния в условиях возмущающих воздействий. Это явление называется саморегулированием дуги (АРДС). Его использование позволило создать автоматы для дуговой сварки с постоянной скоростью подачи электродной проволоки без применения специальных регуляторов.
На рисунке 1 приведены ВАХ источника питания 1 и статическая характеристика дуги 2, равенство токов и напряжений имеет место в двух точках - А1 и А2.
Рисунок 1 - Внешняя характеристика источника питания (1) и вольтамперная характеристика дуги (2)
Для устойчивого горения дуги вольтамперная характеристика источника питания должна быть более крутопадающей, чем вольтамперная характеристика дуги.
2. Управление скоростью вращения электроприводов
В механизмах подачи электродной проволоки в сварочных полуавтоматах и автоматах и механизмах перемещений автоматов преимущественно применяются электродвигатели постоянного тока. Управлять скоростью двигателя можно тремя способами: изменением подводимого напряжения, потока, сопротивлением цепи якоря. Включение дополнительного сопротивления в цепь якоря приводит к получению падающей механической характеристики привода (с ростом нагрузки на валу скорость вращения двигателя падает), что неприемлемо в сварочных установках.Управление скоростью изменением величины магнитного потока также в
сварочных установках практически не применяется, т. к. в этом случае скорость регулируется от номинальной и выше. В автоматах и полуавтоматах электроприводы по своему назначению делятся на два типа (рисунок 2, 3):
для управления скоростями подачи электродной проволоки и перемещения сварочной каретки и их стабилизации;
для управления напряжением дуги и его стабилизацией - зависимая подача.
УС - усилитель разности сигналов задания Uз и обратной связи Uос;
РН - регулятор напряжения для регулирования напряжения на якоре двигателя Uя; Д - электродвигатель подачи электродной проволоки; N - число оборотов двигателя; Р - редуктор; Vп - скорость подачи электродной проволоки
Рисунок 2 - Функциональная схема управления приводом независимой подачи электродной проволоки
ИП - источник питания; ДН - датчик напряжения на дуге
Рисунок 3 - Функциональная схема управления приводом зависимой подачи для регулирования и стабилизации напряжения на дуге
Из приведенных функциональных схем видно, что необходимый закон регулирования напряжения на якоре двигателя обеспечивается сигналом обратной связи ОС, снимаемой с входных зажимов якоря (в схеме с независимой подачей) и с дугового промежутка (в схеме с зависимой подачей). Этот сигнал сравнивается с сигналом задания в устройстве сравнения, а полученная разность через усилитель УС управляет регулятором напряжения РН на якоре двигателя Д.
Устройство сравнения в практических схемах представляет собой схему вычитания двух напряжений и часто реализуется на3 резисторах. После сравнения сигналов задания обратной связи требуется усиление разницы сигналов с большим коэффициентом усиления. На практике для этой цели применяются усилители постоянного тока. В более ранних разработках они реализовывались на транзисторах, а в последние годы используются интегральные усилители постоянного тока. Эти усилители, называемые операционными, практически не имеют недостатков, присущих усилителям на дискретных компонентах. Обладая высоким коэффициентом усиления, большим входным сопротивлением и имея два входа (прямой и инвертирующий), они объединяют в себе функции сравнения и усиления сигналов, а также функции коррекции управляющих воздействий. Последнее позволяет простыми средствами формировать требуемые законы регулирования, обеспечивая тем самым необходимые статические и динамические свойства электроприводов.
3.Автоматы с постоянной скоростью подачи электрода
.1 Общие сведения
При достаточных скоростях плавления электродной проволоки возможна удовлетворительная работа дугового автомата при постоянной скорости подачи электродной проволоки без применения каких-либо автоматических механизмов для регулирования процесса сварки. Оригинальная идея использования подобного автомата, требующего минимального ухода и обслуживания, принадлежит Институту электросварки им. Е.О. Патона. Институт разработал целую серию автоматов для сварки под флюсом токами до 3000 А.
Конструкции автоматов отличаются простотой: трехфазный асинхронный электродвигатель с постоянным числом оборотов через коробку передач приводит во вращение ролик, подающий электродную проволоку. Скорость подачи проволоки изменяется сменой передаточных зубчатых колес. Таким же образом регулируется скорость перемещения по шву у самоходных автоматов и сварочных тракторов.
Автоматы снабжены дополнительными устройствами: для правки электродной проволоки, поворота, наклона и точной установки автомата над швом, указателями и копирами, корректирующими положение конца электрода относительно оси шва. Автоматы с постоянной скоростью подают проволоку все время по направлению к изделию, зажигание дуги производится кратковременным пуском электродвигателя автомата в обратную сторону. После зажигания дуги электродвигатель автомата переключается на подачу электродной проволоки к изделию и вследствие саморегулирования сварочной дуги быстро устанавливается нормальная работа автомата. В конце сварного шва выключается механизм перемещения дуги и автомат, подающий электродную проволоку; сварочный ток не выключается, и дуга продолжает гореть до естественного обрыва вследствие ее удлинения. Таким образом заваривается конечный кратер.
Управляют автоматом обычно через установленный в удобном месте кнопочный пульт управления.
Автоматы с постоянной скоростью подачи электрода наиболее распространены вследствие простоты устройства и надежности в работе.
.2 Универсальный дуговой автомат АДФГ-630
Универсальный сварочный автомат АДФГ-630 предназначен для автоматической однослойной, многослойной сварки и наплавки электродной проволокой в среде защитных газов, а так же под слоем флюса изделий из малоуглеродистых и низколегированных сталей на постоянном токе.
АДФГ-630 используется при сварке стыковых, угловых и нахлесточных соединений (с разделкой и без разделки кромок), внутри и вне колеи автомата, прямым и наклонным электродом, а так же при сварке угловых соединений «в лодочку». Сварочные швы могут быть прямолинейными и кольцевыми.
Автомат в процессе сварки перемещается непосредственно по свариваемому изделию или рядом с изделием, а так же может передвигаться по уложенной направляющей профильной линейке.
Рисунок 3 - Универсальный дуговой автомат АДФГ-630
Основные преимущества:
- Универсальность, так как на базе одной тележки может производить сварку в среде защитных газов, а так же под слоем флюса, при установке соответствующей комплектации на автомат (под газ или под флюс).
- Плавная регулировка скорости подачи электродной проволоки.
- Плавная регулировка скорости перемещения тележки автомата.
- Дистанционное включение и плавное регулирование сварочного напряжения источника.
- Регулировки положения сварочной головки в различных пространственных положениях.
- Наличие пульта дистанционного управления.
- Наличие тормозного устройства под кассету сварочной проволоки с внутренним диаметром 50 мм.
- Надежность и простота конструкции.
- Малый вес и габаритные размеры.
Таблица 1 - технические характеристики
| параметры | значения | |||
| 1 | 2 | |||
| | В среде газа | под слоем флюса | ||
| Напряжение питающей сети, при частоте 50 Гц, В | 3 х 380 | |||
| Номинальный сварочный ток , А | 630 | |||
| Диаметр электродной проволоки, мм: - стальная - порошковая | 1,2 - 2,4 1,2 - 3,2 | 1,2 - 3,01,2 - 3,2 | ||
| Пределы регулирования скорости подачи электродной проволоки, м\ч | 120 - 720 | |||
| Пределы регулирования скорости сварки, м\ч | 12 - 120 | |||
| Угол поворота сварочной головки относительно вертикальной оси, град. | ±90 | |||
| Угол поворота сварочной головки вокруг горизонтальной оси, град. | +15 («углом вперёд»)-15 («углом назад») | |||
| Максимальный боковой наклон трактора, град. | 45 (с поворотной опорой стойки) | |||
| Ход вертикального суппорта, мм | 100 | | ||
| Ход горизонтального суппорта, мм | 100 | | ||
| Межосевое расстояние колес, мм | 240 | | ||
| Колесная колея, мм | 182 | | ||
| Вместимость кассеты для сварочной проволоки, кг | 15 | | ||
| Масса трактора, без проволоки, кг | 32 | 35 | | |
| Габаритные размеры, мм (длина х ширина х высота) | 680х385х63 | 680х385х692 | | |
Заключение
Современный технологический процесс выполняется машинами, где человеку отводится роль оператора, наблюдающего за его ходом и принимающего решения. Для влияния на ход процесса необходимо обеспечивать контроль его параметров и производить необходимые измерения и действия. Зачастую все эти задачи решаются автоматически и оператору выдается только необходимая информация в наиболее удобной форме.
В условиях производства без широкого применения автоматики, теории и техники автоматического регулирования невозможно получить сварные соединения высокого качества. Особое значение автоматизация сварки имеет в атомной, энергетической, судостроительной, химической промышленности, в ракетной технике, где всегда важно получать сварные соединения высокого качества.
Инженер-сварщик должен уметь самостоятельно разрабатывать технические задания на проектирование автоматических устройств, систем управления, в том числе и выполняемых на базе ЭВМ.
В данной работе был выбран сварочный автомат, определены характеристики дуги, последовательность установки заданного режима сварки по току и напряжению дуги, а также, приведена схема автомата и описан принцип его работы.
Список использованных источников
1. Автоматизация сварочных процессов: учеб.пособие. -СПб.: ВТУЗ-ЛМЗ, 2006. - 101 с.
Львов, Н.С. Автоматика и автоматизация сварочныхпроцессов / Н.С. Львов, Э.А. Гладков. - М.: Машиностроение,1982. - 302 с.
Автоматизация сварочных процессов / под ред. В.К. Лебедева, В.П. Черныша. - Киев: В. школа, 1986. - 296 с.
Гладков, Э.А. Автоматическое регулирование сварочныхпроцессов / Э.А. Гладков, И.И. Заруба, Ю.Н. Ланкин. - М.: Наука, 1981.
Интертехприбор // INTERTEHNO.RU: ежедн. интернет-изд. 2009. URL: http://www.intertehno.ru/articles/c4/33/ (дата обращения: 29.01.2014).
Портал о сварке // WELDING.SU: ежедн. интернет-изд. 2007. URL: http://www.welding.su/articles/additional/additional_6.html (дата обращения: 29.01.2014)