CS240328B1

CS240328B1 - Welding root temperature sensing device

Info

Publication number: CS240328B1
Application number: CS846803A
Authority: CS
Inventors: Oldrich Vyjidak; Peter Orszagh
Original assignee: Oldrich Vyjidak; Peter Orszagh
Priority date: 1984-09-10
Filing date: 1984-09-10
Publication date: 1986-02-13
Also published as: CS680384A1

Abstract

Vynález sa týká zariadenia na snímanie teplotného žiarenia kořena zvaru počas zvárania. Zaridenie na snímanie pdzostáva z kovového plášťa na koncoch uzavretého koncovkami, ktorý má otvor pre zásuvnú clonku, pod ktorou sa nachádza zrkadlo, Vo vnútri plášťa je posuvná objímka so sústavou otvorov, v ktorej je umiestnená optická sústava a detektor a sú uložené v izolačnom materiáli. Posuvná objímka je opatřená poistnou skrutkou pre žaistenie ostrosti optického zobrazovania. Na kovovom plášti sa nachádza libeia a koncový doraz pre přesné žaistenie polohy a vstup ochranného plynu.The invention relates to a device for sensing the thermal radiation of the weld root during welding. The sensing device consists of a metal casing closed at the ends by terminals, which has an opening for a plug-in diaphragm, under which a mirror is located. Inside the casing there is a sliding sleeve with a system of holes, in which the optical system and the detector are located and are placed in an insulating material. The sliding sleeve is equipped with a locking screw to ensure the sharpness of the optical imaging. On the metal casing there is a libeia and an end stop for precise positioning and the inlet of the shielding gas.

Description

240328 3240328 3

Vynález sa lýka zariadenia na snímámeteplotného žiarenia kořena zvaru.The invention relates to a device for sensing the temperature radiation of a weld root.

Snímače teplotného žiarenia sa bežne po-užívajú ako bezdotykové merače teploty.Pracujú na známom principe, že teplotněžiarenie méraného objektu dopadá na foto-citlivý element, kde sa energia žiareniatransformuje na elektrický signál, ktorý jemeracím systémom ďalej vyhodnocovaný.Thermal radiation sensors are commonly used as non-contact temperature meters. They work on the well-known principle that the temperature of a measured object falls on a photo-sensitive element where the energy is transformed into an electrical signal, which is further evaluated by the scanning system.

Snímače teplotného žiarenia sa úspěšněvyužívajú pri automatickom riadení různýchtechnologických procesov, v poslednom ča-se tiež pri automatickom riadení zváracie-ho procesu. Jednou z priamych aplikácií au-tomatického riadenia oblúkového zváracie-ho procesu, najma oblúkového zvárania ne-odtavujúcou sa elektrodou v ochrannýchplynoch, je automatická regulácia velkostiprievaru pomocou snímania teplotného žia-renia koreňovej časti spoja. V technickej praxi sa využívá niekofkokonštrukčných riešení zariadení pre snímá-me teplotného žiarenia z meraných objek-tov. Známe zariadenia majú však niektorénevýhody, ktoré limitujú ich použitie v pra-xi. Například, že snímacia sústava nemůžepracovat v tesnej blízkosti koreňa zvaru vdůsledku možného znečisťovania optickejsústavy, tepelného namáhania celého systé-mu, priestorovej náročnosti v oblasti kore-ňa zvaru, výstupný signál snímačov je zá-sadné ovplyvňovaný tvorbou povrchovýchoxidov v koreňovej časti zvaru. U vačšinysnímacích sústav sa nerieši otázka přesné-ho polohovania snímača voči sledovanémupovrchu zváraného materiálu, neuvažuje satiež s optimálnym riešením prietoku o-chranného plynu do oblasti koreňa zvarua jeho najefektívnejším využitím.Thermal radiation sensors are successfully used in the automatic control of various technological processes, in the last time also in the automatic control of the welding process. One of the direct applications of automatic arc welding process control, especially arc welding by a non-consumable electrode in the shielding gases, is the automatic regulation of the bulk feed by sensing the temperature radiation of the root portion of the joint. In technical practice, several construction solutions for temperature radiation sensing devices from measured objects are used. However, known devices have some advantages which limit their use in practice. For example, the sensing system cannot work in close proximity to the root of the weld due to possible contamination of the optical system, the thermal stress of the entire system, the spatial severity of the weld, and the output signal of the sensors is essentially influenced by the formation of surface oxides in the root portion of the weld. The problem of precise positioning of the transducer against the monitored surface of the welded material is not solved in the sweeping systems, it does not consider sowing with the optimum solution of the flow of protective gas into the root area of the weld by its most efficient use.

Uvedené nevýhody do značnej miery od-straňuje zariadenié na snímanie teplotné-ho žiarenia koreňa zvaru pódia vynálezu,ktoré pozostáva z kovového· plášťa na kon-coch uzatvoreného koncovkami a ktoréhopodstata spočívá v tom, že v kovovom pláš-ti je otvor pre zásuvnú clonku, pod ktorousa nachádza zrkadlo, vo vnútri ktorého jeposuvná objímka so sústavou otvorov, vktorej je umiestnená optická sústava a de-tektor a sú uložené v izolačnom materiáli.Posuvná objímka je opatřená poistnouskrutkou pre zaistenie ostrosti optickéhozobrazovania. Na kovovom plášti je umiest-nená libela a koncový doraz pre přesné za-istenie polohy a vstup ochranného plynu.The above drawbacks are largely removed by the temperature-sensing device of the root of the invention, which consists of a metal casing on the cones closed by the ends, and the essence of which is that there is an opening for the plug in the metal casing, under which there is a mirror inside of which is a sliding sleeve with a set of openings in which the optical system and the detector are located and are contained in the insulating material. The sliding sleeve is provided with a locking screw to ensure the sharpness of the optical display. A vial and an end stop for positioning and shielding gas inlet are located on the metal housing.

Zariadenie pódia vynálezu má svojím u-sporiadaním, clonky, zrkadla, optickej sú- 4 stavy a detektora výhodu v tom, že sa vy-lučuje možnost zvýšeného namáhania počaszvárania a vytvára výhodné podmienky prepoužitie zariadenia aj pri zváraní rúrok re-lativné malých vnútorných priemerov.Vlastný detektor je uložený v izolačnommateriáli v objímke opatrenej závitom, tak-že je možné měnit tiež vzájomnú vzdiale-nosť medzi optikou a detektorom za účelomčo najlepšíeho optického zobrazenia sledo-vaného zorného poia na povrchu detekto-ra. Příklad vyhotovenia zariadenia na sníma-nie teplotného žiarenia koreňa zvaru je zná-zorněný na výkrese, kde je zariadenie zná-zorněné v řeze.The device according to the invention has the advantage in its arrangement, diaphragms, mirrors, optical system and detector that the possibility of increased stress during the welding process is avoided and creates favorable conditions for the device to be used even when welding tubes of relatively small internal diameters. The detector itself is housed in an insulating material in a threaded sleeve, so that it is also possible to vary the distance between the optic and the detector for the best optical imaging of the observed visual field on the detector surface. An exemplary embodiment of a temperature-sensing apparatus for the root of a weld is shown in the drawing where the apparatus is shown in section.

Zariadenie pozostáva z kovového plášťa1, na koncoch uzatvoreného koncovkami 2a 12. V kovovom plášti je otvor pre zásuvnúclonku 3, ktorou možno měnit velkostvstupného „ otvoru a tak nastavit velkostzorného pol'a sledovaného miesta v koreňo-vej časti zvarového spoja. Pod clonkou 3sa nachádza kovové zrkadlo 4, na ktoromsa odráža žiarenie smerom do optickej sú-stavy 5 a detektora 6, ktorý je v izolačnommateriáli 8 a sú spolu umiestnené v posuv-nej objímke 7. Nastavením objímky 7 a vý-měnou zásuvnej clonky 3 je možné měnitintenzitu osvetlenia detektora 6. Optimálnapoloha objímky 7 sa dá zaistiť poistnouskrutkou 9. V objímke 7 je sústava otvorov, ktorýmiprúdi do priestoru zrkadla 4 a dálej cezclonku 3 do oblasti koreňa zvaru ochrannýplyn, ktorý sa dostává do zariadenia podlávynálezu otvorom na přívod ochrannéhoplynu 14. Týmto sa zabezpečuje viacnásobnáfunkcia a velmi efektívne využitie ochran-ného plynu, chladenie celého zariadenia, za-bráni sa znečisteniu povrchu zrkadla a vy-lúčenie možnosti nepriaznivého vplyvu ú-činkov tvoriacich sa dymov na přesnost me-rania intenzity teplotného žiarenia. Přesné polohovanie zariadenia podlá vy-nálezu voči koreňu zvaru v rovině kolrnejna os zariadenia možno zabezpečit libelou10 a pozdíž osi koncovým dorazom 11.The device consists of a metal casing 1, at the ends closed by the terminals 2a 12. In the metal casing there is an opening for the plug-in element 3, by means of which the large-aperture opening can be changed and thus the size field of the observation point can be adjusted in the root part of the welded joint. Below the diaphragm 3 there is a metal mirror 4, which reflects the radiation towards the optical system 5 and the detector 6, which is in the insulating material 8 and is placed together in the slide sleeve 7. By setting the sleeve 7 and replacing the plug-in diaphragm 3 it is the possible change in the intensity of the illumination of the detector 6. The optimum position of the sleeve 7 can be ensured by a locking screw 9. In the sleeve 7 there is a set of openings to pass a protective gas into the area of the mirror 4 and further on the cover 3 into the furnace device through the opening for the protective liner 14. the multi-function and very efficient utilization of the shielding gas, the cooling of the entire apparatus, the contamination of the mirror surface, and the possibility of adverse effects of the smoke-forming effects on the accuracy of the measurement of the temperature radiation are avoided. The precise positioning of the device according to the invention at the weld root in the plane of the oscillating axis of the device can be ensured by the vial 10 and viewed by the end stop 11.

Teplotně žiarenie zo sledovanej oblastikoreňa zvaru prechádza cez zásuvnú clon-ku 3 a po odraze na kovovm zrkadle 4 do-padá na optickú sústavu 5. Po přechode op-tickou sústavou 5 žiareniě dopadá na foto-citlivý detektor 6, ktorý transformuje dopa-dajúce žiarenie na elektrický signál. Vel-kost elektrického signálu možno změnit naprívodnom kábli 13.The temperature radiation from the weld zone of interest is passed through the plug-in diaphragm 3 and after reflection on the metal mirror 4 it reaches the optical system 5. Upon transition by the optical system 5, the radiation falls on the photo-sensitive detector 6 which transforms the additional radiation to an electrical signal. The size of the electrical signal can be changed by the intermediate cable 13.

Claims

SUBJECT

Device for sensing thermal radiation of a weld root consisting of a metal sheath at the ends closed by terminals, characterized in that in the metal sheath (1) there is an opening for a plug-in diaphragm (3) under which a mirror (4J) is located inside the metal sheath (1) ) is a sliding sleeve (7) with a set of openings in which the invention (5) and a detector (6) are housed in the insulating material (8), the sliding sleeve (7j is provided with a locking screw (9) for To provide an optical display area, a vial (10] and an end stop (11i) are located on the metal housing (1) for precisely positioning and shielding gas inlet (14).