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):
Реферат сварка стали
... капельный перенос сменяется струйным, составляет: при сварке сталей – от 60 до 120 А на 1 мм 2 сечения электродной проволоки. ... дуги обеспечивается благодаря горению дежурной дуги (10-15 % от силы тока в импульсе). Наряду с силой тока, напряжениям, скоростью сварки ... метала удаляется окислы и загрязнения. Это явление объясняется тем, что при обратной полярности и поверхности металла бомбардируется ...
- 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
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
Сварка порошковой проволокой
... и в полевых условиях. В соответствии с рекомендациями выбираем сварочную проволоку ПП-АН17. Таблица 3.3. Химический состав сварочной проволоки ПП-АН17 Углерод 0.09 0.12% Марганец 0.8 ... порошков, химикатов и других материалов. Назначение различных составляющих сердечника подобно назначению электродных покрытий - защита расплавленного металла от вредного влияния воздуха, раскисление, легирование ...
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. |
||||
|
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
[Электронный ресурс]//URL: https://drprom.ru/referat/avtomatizatsiya-svarochnogo-proizvodstva/
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: (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)
