Автоматизация сварочных процессов

Механизм саморегулирования дуги с плавящимся электродом. Управление скоростью вращения электроприводов. Принцип действия и устройство автоматов с постоянной скоростью подачи электрода. Преимущества и недостатки универсального сварочного автомата АДФГ-630.

Рубрика Производство и технологии
Вид реферат
Язык русский
Дата добавления 08.01.2015
Размер файла 144,4 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

12

Размещено на http://www.allbest.ru/

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

3.1 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.

3.2 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.

2 Львов, Н.С. Автоматика и автоматизация сварочныхпроцессов / Н.С. Львов, Э.А. Гладков. - М.: Машиностроение,1982. - 302 с.

3 Автоматизация сварочных процессов / под ред. В.К. Лебедева, В.П. Черныша. - Киев: В. школа, 1986. - 296 с.

4 Гладков, Э.А. Автоматическое регулирование сварочныхпроцессов / Э.А. Гладков, И.И. Заруба, Ю.Н. Ланкин. - М.: Наука, 1981.

5Интертехприбор // INTERTEHNO.RU: ежедн. интернет-изд. 2009. URL: http://www.intertehno.ru/articles/c4/33/ (дата обращения: 29.01.2014).

6Портал о сварке // WELDING.SU: ежедн. интернет-изд. 2007. URL: http://www.welding.su/articles/additional/additional_6.html (дата обращения: 29.01.2014)

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Выбор частоты вращения, числа валов и цилиндров турбины. Миниатюризация блока контроля и управления скоростью вращения турбины. Описание схемы электрической структурной и принципиальной. Расчет стабилизатора напряжения. Алгоритм работы программы.

    дипломная работа [514,0 K], добавлен 30.06.2012

  • Классификация исполнительных механизмов. Устройство и принцип работы пневматических, гидравлических, многопоршневых, шестеренчатых исполнительных механизмов. Электрические исполнительные механизмы с постоянной и регулируемой скоростью, их особенности.

    реферат [1002,5 K], добавлен 05.12.2012

  • Технологический процесс сварки плавящимся электродом в защитных газах. Расчет установки на основе автоматизации системы электропривода. Математическая и имитационная модели объекта управления в оболочке MatLab, анализ графиков переходных процессов.

    курсовая работа [510,9 K], добавлен 09.04.2012

  • Состав и свойства стали. Сведения о ее свариваемости. Технология получения сварного соединения внахлёст двух листов сваркой ручной дуговой и в среде защитных газов плавящимся электродом. Выбор сварочных материалов и источников питания сварочной дуги.

    курсовая работа [201,9 K], добавлен 28.05.2015

  • Механизация и автоматизация самих сварочных процессов. Подготовка конструкции к сварке. Выбор сварочных материалов и сварочного оборудования. Определение режимов сварки и расхода сварочных материалов. Дефекты сварных швов и методы контроля качества.

    курсовая работа [1,4 M], добавлен 07.08.2015

  • Сущность, основные достоинства и недостатки ручной дуговой сварки покрытыми электродами. Сущность, достоинства и недостатки сварки в среде защитных газов плавящимся электродом. Выбор сварочных материалов. Сварочно-технологические свойства электродов.

    курсовая работа [4,6 M], добавлен 22.03.2012

  • Сварка вольфрамовым электродом и использование в качестве защитных инертных газов или их смесей и постоянного или переменного тока. Влияние формы заточки электрода на форму и размеры шва. Зависимость технологических свойств дуги от рода, полярности тока.

    реферат [2,3 M], добавлен 03.02.2009

  • Автоматизация процесса сварки. Анализ условий автоматизаций и возмущающих воздействий при сварке. Характеристики объектов регулирования при разных способах сварки. Системы ориентации электрода по стыку при аргонодуговой сварке криволинейных поверхностей.

    курсовая работа [594,0 K], добавлен 28.04.2015

  • Разработка схемы и ПО для аппаратной модели заданной системы управления на PIC16F877. Устройство для светового бесконтактного управления скоростью вращения двигателя постоянного тока. Блок-схема программногО обеспечения для контроллера PIC 16F877.

    контрольная работа [983,1 K], добавлен 29.05.2019

  • Выбор схемы выпрямления, основные параметры выпрямителя. Катушка трансформатора с первичной и вторичной обмотками из изолированного провода. Значения тока тиристора в зависимости от номинального выпрямленного тока. Расчёт КПД сварочного выпрямителя.

    курсовая работа [282,9 K], добавлен 12.03.2011

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.