177. Контактная точечная сварка как объект автоматического управления.

Управляющие и возмущающие воздействия, определяющие формирование сварного соединения, прикладываются к сварочной машине и непосредственно к зоне сварки. Основные параметры точечной (шовной) сварки: сварочный ток I_св; время сварки t_св (а для шовной сварки время импульса t_и и время паузы t_п между импульсами сварочного тока); усилие сжатия F_сж электродов; размеры рабочей поверхности электродов (роликов); для шовной сварки режим характеризуется скоростью перемещения V_св свариваемых деталей.

Обеспечение необходимого уровня показателей качества сварных соединений и прежде всего их прочности требует задания и поддержания установленных значений большинства параметров сварочного режима с точностью не менее ±5 %. Так, снижение I_св на 10 % может привести к уменьшению диаметра ядра и, соответственно, прочности соединений при сварке сталей на 20 – 25 % от номинального значения. Такие же параметры, как сварочное и ковочное усилия сжатия электродов, допускают изменение в пределах 10 – 15 % от номинальных значений без существенного ухудшения качества сварных соединений.

Сварочный ток I_св – один из основных параметров, определяющих режим сварки и качество сварного шва. Способ амплитудного задания и регулирования I_св заключается в изменении его действующего значения при переключении ступеней сварочного трансформатора или изменении напряжения зарядки U_зар батареи конденсаторов – при конденсаторной сварке

Время сварки t_св в сварочных машинах переменного тока задают при включении вентильного (тиристорного или игнитронного) контактора на требуемое время, кратное числу периодов питающей сети.

Усилие сжатия F_сж электродов при механическом приводе задается грузами или пружинами и системами рычагов, а при пневматическом или пневмогидравлическом приводах регулируется редукторами давления. Если сварочная машина имеет электромагнитный привод сжатия, то F_сж определяется током в обмотке электромагнита. С позиции автоматизации наиболее удобным является электромагнитный привод, применяемый только для машин малой мощности

Быстродействие – важнейшее требование к регуляторам процессов контактной сварки, поскольку в течение короткого промежутка времени (порядка 10^-2 с) должны быть осуществлены операции измерения регулируемой величины, сравнения ее с заданным значением и выработки управляющего воздействия. Требуемое быстродействие и точность могут быть обеспечены только на основе использования достижений современной электронной и микропроцессорной техники.

178. Системы автоматического регулирования электрических параметров режима контактной точечной сварки.

Для стабилизации тока сварки на заданном уровне применяют регуляторы тока сварки (РТС). Функциональная схема РТС, обеспечивающего стабилизацию действующего значения сварочного тока, приведена на рисунке.

Напряжение, пропорциональное сварочному току, снимается с трансформатора тока 1 и подается на измерительное устройство 2. С помощью блока настройки 6 это напряжение при любом заданном сварочном токе устанавливается постоянным (U_и); при этом выходной сигнал регулятора U_у на выходе усилителя 3 не изменяет установленный сварочный ток.

В момент протекания сварочного тока длительностью t_св напряжение U_и сравнивается с напряжением установки по току U₀ задающего устройства 7, а во время паузы – с напряжением корректирующего устройства 4, которое получает команду от узла программирования времени сварки – прерывателя 5. При отсутствии возмущения по току сварки в момент протекания тока U₀ – U_и = 0; в момент паузы U₀ – U_к = 0.