Лекция №15

При наличии информации о качестве проплавления, получаемую с помощью вышерассмотренных способов измерения качества проплавления, для построения САР в каждом конкретном случае необходимо правильно выбрать регулирующее воздействие. Это может быть один параметр: сварочный ток, скорость сварки, амплитуда поперечных колебаний электрода, скорость подачи электродной проволоки. В более сложных случаях требуется комбинированное регулирование: ток – скорость сварки, скорость подачи электрода – длина вылета, ток – амплитуда поперечных колебаний и т.д. При выборе регулирующего воздействия необходимо всесторонне проанализировать его влияние на качество сварного соединения – форму шва, структуру металла, зону термического влияния.

3. Типовые схемы САР проплавления

3.1 САР проплавления с воздействием на питающую систему

В качестве датчиков проплавления в данной схеме используется чувствительный элемент – фотоприемник, в качестве фотоэлемента которого могут быть использованы фотосопротивления, фотодиоды, фототриоды, фотоумножители (это полупроводниковые элементы, функционирование которых зависит от наличия или отсутствия освещенности).

На практике хорошо зарекомендовали себя фотодиоды типа ФД германиевого и кремниевого исполнения. Это связано с их высокой термостабильностью. Температурным влиянием можно пренебречь.

Измеряем обратный валик.

U_фп = f(b),

U_фп = f₁(Ф),

U_фп = f₂(b),

Ф = f₃(b),

ε → 0,

Ф – световой поток.

3.2 САР проплавления с воздействием на пространственное положение дуги

САР данного типа используют при сварке СО₂ поворотных кольцевых труб с V- образной разделкой кромок.

ЧР – червячный редуктор (переводит вращательные движения в поступательные);

ПК – профилированный кулачок, вращающийся вокруг своей оси;

УМ – усилитель мощности;

УН – усилитель напряжения

А – амплитуда колебаний.

ИО – привод подач

Пространственное положение дуги изменяют, вводя поперечные колебания сварочной горелки СГ. ФП располагают внутри свариваемых труб и ориентируют на формируемый корень шва. При отклонении размера обратного валика от номинального в системе вырабатывается сигнал рассогласования ε = U_ФПзад.– U_ФП, который после усиления в блоках УН и УМ, фактически образующих регулятор, приводит в движение двигатель ДВ₂. Последний через редуктор g₂ перемещают в вертикальном направлении профилированным поворотным кулачком ПК и изменяют тем самым амплитуду колебаний А сварочной горелки (СГ) как функцию сигнала рассогласования ε. С увеличением проплавления данная САР также увеличивает амплитуду колебаний А, что приводит к рассредоточению теплового потока от дуги на большей площади свариваемых кромок, в результате чего проплавление стыка возвращается к заданному значению. Механические устройства, обеспечивающие колебания сварочной горелки могут быть заменены магнитными.

3.3 САР проплавления при ЭЛС с помощью эмиссионного датчика.,

Для регулирования проплавления при ЭЛС применяют замкнутые САР тока пучка на частоте пиков напряжения вторичной эмиссии.

Принцип действия системы предусматривает улучшение формирования шва путем исключения взаимодействия электронного луча с парами металла, выделяемыми из сварочной ванны.

Максимум напряжения вторичной эмиссии наблюдается в момент, когда плотность паров металла максимальная и в большей степени оказывается влияние и взаимодействие с электронами пучка на возникновение пор и раковин. В это время электронная пушка ЭП запирается и, таким образом, исключается взаимодействие паров с лучом. После эвакуации паров из зоны сварки напряжение вторичной эмиссии уменьшается до нуля и процесс проплавления повторяется.

U_д ↑ U_мод ↑ – ЭП запирается;

U_д ↓ U_мод ↓ – ЭП открывается;

U_д → max, U_мод → max – ЭП запирается;

U_д → 0, U_мод → 0 – ЭП открывается;

ЗП – запирающие пластины;

УА – ускоряющий анод;

К – катод;

ФС – фокусирующая система;

Д – датчик вторичной эмиссии.