RU2001126354A

RU2001126354A - Способ управления процессами электродуговой сварки и сварочный аппарат для осуществления этого способа

Info

Publication number: RU2001126354A
Application number: RU2001126354/02A
Authority: RU
Inventors: Джордж Д. БЛАНКЕНШИП
Original assignee: Линкольн Глобал, Инк.
Filing date: 2001-02-28
Publication date: 2003-09-27

Claims

1. Способ получения в реальном масштабе времени управляющего сигнала для использования в электродуговом сварочном процессе, характеризующемся напряжением при сварке и сварочным током, включающий первоначальное измерение напряжения дуги и тока дуги, мгновенное изменение указанного напряжения дуги или тока дуги менее чем на 10%, вторичное измерение указанного напряжения при сварке и указанного сварочного тока после указанного изменения, определение разности между первоначально и вторично измеренными напряжениями при сварке, определение разности между первоначально и вторично измеренными сварочными токами, выведение значения производной, представляющей указанный управляющий сигнал, путем деления указанной разности между первоначально и вторично измеренными напряжениями при сварке на указанную разность между первоначально и вторично измеренными сварочными токами и выработку указанного управляющего сигнала по указанному значению производной.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что он включает в себя выработку ряда следующих друг за другом указанных значений производной, причем выработку указанного управляющего сигнала осуществляют путем усреднения указанных значений производной.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что указанное изменение осуществляют путем изменения указанного сварочного тока.

4. Способ по п.2 или 3, отличающийся тем, что вырабатывают не менее трех значений указанной производной.

5. Способ по п.2 или 3, отличающийся тем, что число значений указанной производной кратно трем.

6. Устройство для получения в реальном масштабе времени управляющего сигнала для использования в электродуговом сварочном аппарате, имеющем источник электропитания для выработки напряжения при сварке между контактным наконечником и изделием и сварочного тока через выступающий из указанного наконечника электрод и через электрическую дугу, датчик для сварочного тока и контроллер для управления указанным напряжением при сварке и/или указанным сварочным током, содержащее цифровую схему для первоначальной и вторичной регистрации напряжения при сварке и сварочного тока, управляющую схему для изменения указанного напряжения при сварке между моментами указанных первоначальной и вторичной регистрации, цифровую схему для определения разности зарегистрированных напряжений и токов и схему выработки производной, осуществляющую деление разности напряжений на разность токов для получения указанного управляющего сигнала.

7. Способ получения в реальном масштабе времени управляющего сигнала для использования в электродуговом сварочном процессе, характеризующемся напряжением при сварке и сварочным током, включающий первоначальное измерение режимного напряжения при сварке и режимного сварочного тока, увеличение сварочного тока до уровня выше режимного сварочного тока, повторное измерение напряжения при сварке и сварочного тока после первой временной задержки, последующее уменьшение сварочного тока до уровня ниже режимного сварочного тока, третье измерение напряжения при сварке и сварочного тока после второй временной задержки, последующее увеличение указанного сварочного тока до уровня близкого к указанному режимному сварочному току, четвертое измерение указанного напряжения при сварке и указанного сварочного тока после третьей временной задержки, определение разности указанных напряжений при сварке и указанных сварочных токов, измеренных повторно и в третий раз, и деление указанной разности напряжений на указанную разность токов для выработки указанного управляющего сигнала.

8. Способ по п.7, отличающийся тем, что каждая из указанных временных задержек больше чем приблизительно 50 мкс.

9. Способ по п.7, отличающийся тем, что включает в себя определение разности напряжений дуги и токов дуги, измеренных первоначально и повторно, определение разности указанных напряжений дуги и токов дуги, полученных в результате третьего и четвертого измерений, деление указанных разностей напряжений дуги на указанные разности токов дуги, суммирование трех указанных частных и деление полученного значения на три для выработки указанного управляющего сигнала.

10. Способ по п.9, отличающийся тем, что каждая из указанных временных задержек больше чем приблизительно 50 мкс.

11. Способ по одному из пп.7-10, отличающийся тем, что включает в себя умножение указанного управляющего сигнала на режимный сварочный ток для получения сигнала, представляющего напряжение вылета электрода, и использование указанного представляющего сигнала в качестве обратной связи с замкнутым контуром для управления вылетом электрода в указанном сварочном процессе.

12. Способ по п.10, отличающийся тем, что включает в себя умножение указанного управляющего сигнала на режимный сварочный ток для получения первого значения сигнала, представляющего напряжение вылета электрода, вычитание указанного сигнала, представляющего напряжение вылета электрода, из режимного напряжения при сварке для получения второго значения, представляющего напряжение дуги сварочного процесса, вычитание первой известной постоянной из указанного второго значения для получения третьего значения, последующее деление указанного третьего значения на вторую известную постоянную для получения сигнала, представляющего длину дуги, и использование этого представляющего сигнала в качестве сигнала обратной связи с замкнутым контуром для управления длиной дуги указанного сварочного процесса.

13. Способ по одному из пп.7-9, отличающийся тем, что включает в себя умножение указанного управляющего сигнала на режимный ток дуги для получения первого значения сигнала, представляющего напряжение вылета электрода, вычитание указанного сигнала, представляющего напряжение вылета электрода, из режимного напряжения дуги для получения второго значения, представляющего напряжение дуги сварочного процесса, вычитание первой известной постоянной из указанного второго значения для получения третьего значения, последующее деление указанного третьего значения на вторую известную постоянную для получения сигнала, представляющего длину дуги, и использование этого представляющего сигнала в качестве обратной связи с замкнутым контуром для управления длиной дуги указанного сварочного процесса.

14. Способ по п.12 или 13, отличающийся тем, что указанная первая известная постоянная равна около 8-20.

15. Способ по п.12 или 13, отличающийся тем, что указанная вторая известная постоянная находится в пределах 10-35.

16. Способ получения в реальном масштабе времени управляющего сигнала для использования в электродуговом сварочном процессе, характеризующемся режимным напряжением при сварке и режимным сварочным током, включающий определение производной указанного напряжения при сварке по сварочному току для выработки указанного управляющего сигнала.

17. Способ по п.16, отличающийся тем, что включает в себя умножение указанного управляющего сигнала на режимный сварочный ток для получения сигнала, представляющего напряжение вылета электрода, и использование указанного представляющего сигнала в качестве сигнала обратной связи с замкнутым контуром для управления вылетом электрода в указанном сварочном процессе.

18. Способ по п.17, отличающийся тем, что включает в себя умножение указанного управляющего сигнала на режимный сварочный ток для получения первого значения сигнала, представляющего напряжение вылета электрода, вычитание указанного сигнала, представляющего напряжение вылета электрода, из режимного напряжения при сварке для получения второго значения, представляющего напряжение дуги сварочного процесса, вычитание первой известной постоянной из указанного второго значения для получения третьего значения, последующее деление указанного третьего значения на вторую известную постоянную для получения сигнала, представляющего длину дуги, и использование этого представляющего сигнала в качестве сигнала обратной связи с замкнутым контуром для управления длиной дуги указанного сварочного процесса.

19. Способ по п.16, отличающийся тем, что включает в себя умножение указанного управляющего сигнала на коэффициент, связанный с сопротивлением дуги, для получения уровня сигнала, вычитание указанного уровня сигнала из сигнала, представляющего в реальном масштабе времени напряжение при сварке, сравнение разницы этих сигналов с сигналом, представляющим произведение длины дуги и второй постоянной и сложенным с первой постоянной, для получения сигнала обратной связи с целью поддерживания длины дуги почти постоянной.

20. Способ по п.18 или 19, отличающийся тем, что указанная первая известная постоянная равна около 8-20.

21. Способ по п.18 или 19, отличающийся тем, что указанная вторая известная постоянная находится в пределах 10-35.

22. Аппарат для осуществления электродугового сварочного процесса, содержащий предназначенный для получения сварочного тока и напряжения при сварке источник электропитания с контроллером для поддерживания заранее заданной формы волны тока, отличающийся тем, что он снабжен схемой для первоначального повышения, в первый момент времени, указанного сварочного тока до уровня менее чем на 10% превышающего указанный заданный ток, поддерживания указанного уровня в течение временной задержки и последующего снижения, во второй момент времени, указанного сварочного тока, по меньшей мере, до уровня близкого к указанному заданному току, датчиками для измерения указанных напряжений при сварке и сварочных токов в указанные первый и второй моменты времени, схемой для нахождения разницы двух указанных напряжений и схемой деления указанной разницы напряжений на разницу двух указанных токов для получения сигнала, используемого для управления выбранным параметром указанного сварочного процесса.

23. Аппарат по п.22, отличающийся тем, что в качестве указанного выбранного параметра используют длину дуги.