Автоматическое регулирование процесса сварки электронным лучом

Вопрос 1

Управлением называют совокупность действий, обеспечивающих заданное состояние объекта управления. Объектами управления подразумевается технологическое оборудование и технологические системы различного назначения, т.е. технические объекты.

Систему управления называют автоматизированной, если отдельные функции УУ в ней выполняет человек. Систему называют автоматической, если человек не участвует в процессах воздействия на предмет труда и управления этими воздействиями. Воздействие управляющего устройства на объект управления осуществляется по каналу прямой связи, воздействие объекта управления на управляющее устройство - по каналу обратной связи (канал контроля).

Под обратной связью понимают передачу информации (сигнала) о состоянии объекта с его выхода (выход системы) на вход системы (вход управляющего устройства).

Систему автоматического управления называют замкнутой, если в ней использованы каналы и прямой, и обратной связи

; систему автоматического управления называют

разомкнутой, если канал обратной связи отсутствует;

систему называют системой автоматического контроля, если. отсутствует канал прямой связи.

(Автоматический контроль - самостоятельная научная область, поэтому в задачу настоящего курса вопросы построения и принципы работы систем автоматического контроля не включены).

Соответственно двум способам задания состояния ОУ можно выделить в качестве самостоятельных и два вида управления.

Первый вид - управление циклом работы технологического оборудования. Задача этого вида управления - обеспечить заданную последовательность выполнения элементарных операций.

Второй вид - регулирование. Задача этого вида — обеспечить величину регулируемого параметра (при воздействии на него внешних и внутренних возмущающих воздействий) равной его заданному значению с требуемой точностью.

Вопросы, связанные с изучением того и другого вида управления, составляют содержание настоящего пособия.

Систему автоматического управления называют замкнутой, если в ней использованы каналы и прямой, и обратной связи 4

(рис. 1,а); систему автоматического управления называют

разомкнутой, если канал обратной связи отсутствует (рис. 1,6);

систему называют системой автоматического контроля, если . отсутствует канал прямой связи (рис. 1,в).

Рис. 1. Блок-схемы систем управления: а) - замкнутой;

б) - разомкнутой; в) - системы контроля

Вопросы, связанные с изучением того и другого вида управления, составляют содержание настоящего пособия.

Вопрос 3

Общая характеристика процесса электрошлаковой сварки

ЭШС в зависимости от толщины свариваемых кромок и величины зазора между ними может осуществляться или электродными проволоками, или плавящимися мундштуками, или пластинчатыми электродами большого сечения.

Чтобы процесс ЭШС шел устойчиво и обеспечивалось качественное формирование сварного шва, необходимо стабилизировать основные энергетические параметры процесса (сварочный ток, скорость сварки, напряжение шлаковой ванны), а также расстояние зеркала металлической ванны от края ползунов.

Процесс ЭШС, подобно процессу сварки плавящимся электродом, обладает свойством саморегулирования, которое осуществляется интенсивно, если плотность тока на электроде велика и соответственно велика скорость его плавления. При большом сечении плавящихся электродов рекомендуется принудительное регулирование процесса. Тем не менее большая часть сварочных автоматов для ЭШС комплектуется механизмами с постоянной скоростью подачи электродной проволоки, что

Процесс электрошлаковой сварки (ЭШС) всеобъемлюще и полно рассмотрен в [I], поэтому ограничимся лишь самыми общими сведениями, позволяющими иметь необходимые представления для понимания работы и выбора систем автоматического регулирования этого процесса сварки. Схема и основные параметры процесса ЭШС показаны на рис. 29, где обозначено: b- толщина свариваемых кромок; П -медные охлаждаемые водой ползуны, с помощью которых формируется сварной шов и которые перемещаются вверх со скоростью сварки Vcв; сухой (h1) и мокрый (h2) вылеты электродной проволоки, которая со скоростью Vэ подается в плавильное пространство шлаковой ванны, образуемое тепловой энергией, выделяющейся при прохождении через шлак сварочного тока Iсв; Нш - глубина шлаковой ванны; Нв - глубина ванны расплавленного металла.

напомним, является необходимым условием проявления эффекта саморегулирования.

На процесс образования сварного шва оказывают (отдельно или . в совокупности) влияние следующие возмущения' колебания напряжения питающей сети; изменение зазора между кромками в результате сварочных деформаций; некачественная сборка кромок под сварку; вытекание через ползуны части расплавленного шлака;

нестабильность работы механизмов подачи электродных проволок;

непостоянство расположения ползунов, формирующих шов, относительно границы металл - шлак.

Поскольку саморегулирование далеко не всегда оказывается достаточно эффективным, сварочное оборудование для ЭШС оснащают специальными системами автоматического регулирования.

напомним, является необходимым условием проявления эффекта саморегулирования.

нестабильность работы механизмов подачи электродных проволок;

непостоянство расположения ползунов, формирующих шов, относительно границы металл - шлак.

Автоматическое регулирование процесса сварки электронным лучом

3.4.1. Краткая характеристика процесса электронно-лучевой

сварки как объекта управления

При электронно-лучевой сварке (ЭЛС) источником нагрева свариваемого металла является электронный луч - направленный поток быстро движущихся электронов, кинетическая энергия которых превращается в тепловую при ударе их о поверхность свариваемого изделия. Скорость электронов в луче составляет примерно 100000 км/с, и поэтому, несмотря на их незначительную массу, кинетическая энергия электронов достаточна для осуществления сварки.

Для формирования пучка электронов с заданными параметрами и для управления этими параметрами по величине и координате относительно изделия в электронно-лучевых установках имеется энергетический комплекс устройств, в состав которого входят

электронно-лучевая пушка, высоковольтный источник питания, системы управления и контроля.

Основными параметрами процесса ЭЛС являются:

- ускоряющее напряжение Uуск;

- ток электронного пучка Iм, мА;

- ток электромагнитной фокусирующей линзы 1м, мА,

определяющей диаметр пятна воздействия потока электронов на деталь;

скорость сварки Vcв, м/ч.

На процесс электронно-лучевой сварки действуют различного рода возмущения, среди которых колебания напряжения питающей сети, физическое старение оборудование, некачественная подготовка деталей к сварке, неточная сборка и др.

При колебаниях ускоряющего напряжения изменяется

положение фокусного пятна на свариваемых деталях, что 6 существенно влияет на глубину проплавления.

Угол отклонения пучка при постоянном токе отклоняющей катушки зависит от ускоряющего напряжения, поэтому при изменении Пуск от заданного значения в процессе сварки луч может сместиться со свариваемых кромок.

Ток пучка в процессе сварки зависит от эмиссионной способности катода и величины ускоряющего напряжения.

Таким образом, чтобы получить шов требуемого качества, необходим контроль и стабилизация основных параметров процесса электронно-лучевой сварки.

Для электронно-лучевых пушек разработаны и применяются:

системы стабилизации мощности пучка электронов, системы стабилизации тока пучка электронов, тока электромагнитных фокусирующих линз, скорости сварки, система автоматической фокусировки пучка электронов и др.

Специфичными для ЭЛС являются системы автоматического регулирования, использующие в качестве носителя информации о ^; состоянии процесса сварки эффект эмиссии вторичных электронов с поверхности свариваемого изделия.

Дата добавления: 2020-11-23; просмотров: 83; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

Мы поможем в написании ваших работ!