CS253091B1

CS253091B1 - A method and apparatus for automatically controlling the welding current flow time for resistance welding

Info

Publication number: CS253091B1
Application number: CS853075A
Authority: CS
Inventors: Oldrich Bukacek
Original assignee: Oldrich Bukacek
Priority date: 1985-04-26
Filing date: 1985-04-26
Publication date: 1987-10-15
Also published as: CS307585A1

Abstract

Řešení se. týká svařovací techniky. Způsob regulace se vyznačuje tím, že povel k vypnutí svařovacího proudu se dává v okamžiku, kdy hodnota napětí, úměrná množství tepla vyvinutého průchodem svařovacího proudu, dosáhne požadované úrovně. Zařízení na provádění tohoto způsobu se vyznačuje tím, že na vývod sekundářů svařovacího transformátoru je indukčně vázán měřicí transformátor proudu, který je zapojen na usměrňovač, na jehož výstup je zapojen zesilovač, kterého výstup je zapojen na integrátor, na jehož výstup je zapojen první vstup komparátoru, jehož druhý vstup je připojen na zdroj referenčního napětí a výstup komparátoru je připojen na blok logiky, kterého výstup je veden na řídicí vstup elektronického spínače.The solution relates to welding technology. The method of regulation is characterized in that the command to turn off the welding current is given at the moment when the voltage value, proportional to the amount of heat developed by the passage of the welding current, reaches the desired level. The device for carrying out this method is characterized in that a measuring current transformer is inductively coupled to the output of the welding transformer secondary windings, which is connected to a rectifier, to the output of which an amplifier is connected, the output of which is connected to an integrator, to the output of which the first input of a comparator is connected, the second input of which is connected to a reference voltage source and the output of the comparator is connected to a logic block, the output of which is connected to the control input of an electronic switch.

Description

Vynález se týká způsobu a zařízení k automatické regulaci doby průtoku svařovacího proudu při odporovém svařování. U automatické regulace podle vynálezu dochází k optimálnímu odměření doby svařování a tím i k získání kvalitního spoje.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a method and apparatus for automatically controlling the welding current flow time in resistance welding. In the automatic control according to the invention, the welding time is optimally measured and thus a high-quality joint is obtained.

V praxi se u odporového svařování projevují vlivy charakteristické pro sériovou výrobu. Nejdůležitějším z těchto vlivů je celkový činný odpor R svařovaných polotovarů.In practice, resistance welding is characterized by influences characteristic of series production. The most important of these effects is the total effective resistance R of the welded blanks.

R = f(R_1# R₂, R₃, R₄, R₅)R = f (R _1, R _2, R _3, R _4, R ₅₎

R^, Rj. - přechodový odpor mezi Čelistmi elektrody a polotovarem. Vzrůstá s časem v souvislosti s oxidací elektrod a ulpíváním nečistot a mastnost.R 3, R 3. - transition resistance between electrode jaws and blank. It increases with time in connection with the oxidation of electrodes and the adhesion of dirt and grease.

R₂, - odpor částí polotovaru. Závisí na materiálových vlastnostech polotovaru, v průběhu svařování slabě vzrůstá s teplotou.R ₂ , - resistance of workpiece parts. It depends on the material properties of the workpiece and increases slightly with temperature during welding.

R^ - přechodový odpor mezi polotovary. Závisí na materiálových vlastnostech, kvalitě a tvaru dotykových ploch a v průběhu svařování i na teplotě. Styčné plochy se před zapnutím svařovacího proudu dotýkají v několika bodech.R ^ - transition resistance between blanks. It depends on the material properties, the quality and shape of the contact surfaces and the temperature during welding. The contact surfaces touch at several points before switching on the welding current.

U dosud známých svařovacích zařízení se regulace doby průtoku svařovacího proudu provádí bud odměřením časového intervalu (elektronicky nebo časovým relé), nebo odměřením počtu period napětí na primárním vinutí svařovacího transformátoru. Tato zařízení však neeliminují vlivy, které se projevují obzvláště v sériové výrobě, zejména proměnlivou velikost celkového činného odporu svařovacích polotovarů.In the prior art welding devices, the welding current flow time is controlled either by measuring a time interval (electronically or by a timing relay) or by measuring the number of voltage periods on the primary winding of the welding transformer. However, these devices do not eliminate the effects which are particularly evident in series production, in particular the varying magnitude of the total active resistance of the welding blanks.

Jiná zařízení jsou založena na odměřování napěchování ohřevem plastických konců svařovaných polotovarů. Tato zařízení však vyžadují odměřovač, vylučující úchylky délek polotovarů, závisí též na materiálových vlastnostech polotovaru z důvodu různého přetvářného odporu.Other devices are based on the metering of upset by heating the plastic ends of the welded blanks. However, these devices require a transducer which avoids variations in the lengths of the workpieces and also depends on the material properties of the workpiece due to different deformation resistance.

Uvedené nedostatky jsou odstraněny způsobem automatické regulace doby průtoku svařovacího proudu, jehož podstatou je to, že povel k vypnutí svařovacího proudu se dává v okamžiku, kdy hodnota napětí, úměrná množství tepla vyvinutého průchodem svařovacího proudu, dosáhne požadované úrovně. Podstatou vynálezu je dále zařízení automatické regulace sestávající ze svařovacího transformátoru, na jehož vývod sekundárního vinutí je indukčně vázán měřicí transformátor proudu, který je zapojen na usměrňovač, na jehož výstup je zapojen zesilovač, jehož výstup je zapojen na integrátor, na jehož výstup je zapojen první vstup komparátoru, jehož druhý vstup je připojen na zdroj referenčního napětí a výstup komparátoru je připojen na blok logiky, kterého výstup je připojen na řídicí vstup elektronického spínače.These drawbacks are overcome by a method of automatically controlling the welding current flow time, which is based on the fact that the welding current cutoff command is given when the voltage value, proportional to the amount of heat generated by the welding current passage, reaches the desired level. The invention further relates to an automatic control device comprising a welding transformer, to which the secondary winding is inductively coupled a current transformer, which is connected to a rectifier, the output of which is connected to an amplifier, the output of which is connected to an integrator. a comparator input whose second input is connected to a reference voltage source and the comparator output is connected to a logic block whose output is connected to the control input of the electronic switch.

Na připojených výkresech je na obr. 1 znázorněn průběh napětí na vývodech měřicího transformátoru, na obr. 2 průběh tohoto napětí po usměrnění, na obr. 3 průběh integrace usměrněného napětí. Na obr. 4 je znázorněno blokové schéma zařízení automatické regulace podle vynálezu.In the accompanying drawings, FIG. 1 shows the voltage waveform at the terminals of the measuring transformer, FIG. 2 shows the waveform of this voltage after rectification, and FIG. 3 shows the waveform of the rectified voltage integration. Fig. 4 shows a block diagram of an automatic control device according to the invention.

Svařované polotovary, zhotovené zařízením s automatickou regulací podle vynálezu, vykazují vyšší pevnost spoje než polotovary svařené na doposud známých zařízeních. Řešení regulace odstraňuje vliv lidského činitele, čímž je snížena zmetkovitost z titulu špatného svaru.Welded blanks made by the automatic control device of the present invention exhibit a higher bond strength than blanks welded on prior art equipment. The control solution eliminates the influence of the human factor, thus reducing scrap due to poor weld.

Při odporovém svařování se vliv celkového činného odporu projevuje tak, že při vyskytující se nečistotě jako je olej, brusné zrno nebo otřep, je po několik počátečních period svařovací proud téměř nulový. Po několika periodách proudu dojde k proražení izolační vrstvy a k částečnému natavení spoje. Shodný tvar průběhu jako je průběh svařovacího proudu má napětí u na svorkách měřícího transformátoru 2 proudu - jak je naznačeno na obr. 1. Toto napětí se pak usměrní - obr. 2, zesílí a integruje - obr. 3. Hodnota integrovaného napětí - obr. 3 je pak úměrná ploše ohraničené z jedné strany osou času t a z druhé strany závislostí |u| - f(t) - obr. 2, tedy prakticky úměrná množství tepelné energie dodané do svaru.In resistance welding, the effect of the total active resistance is manifested in such a way that in the presence of an impurity such as oil, abrasive grain or burr, the welding current is almost zero for several initial periods. After several periods of current, the insulation layer breaks through and the joint partially melts. The same waveform as the welding current waveform has a voltage u at the terminals of the current measuring transformer 2 - as indicated in FIG. 1. This voltage is then rectified - FIG. 2, amplified and integrated - FIG. 3 is then proportional to the area bounded on one side by the time axis and on the other side by the dependencies | u | - f (t) - Fig. 2, which is practically proportional to the amount of thermal energy supplied to the weld.

Zařízení automatické regulace podle vynálezu je připojeno do zpětné vazby svařovací aparatury, realizované svařovacím transformátorem JL, do jehož jednoho primárního vývodu je zapo3 jen elektronický spínač 10 a na sekundární vývody jsou zapojeny elektrody. Na jednom sekundář ním vývodu svařovacího transformátoru JI je indukčně navázán měřicí transformátor proudu 2* který je zapojen na usměrňovač 3_, na jehož výstup je zapojen zesilovač _4. Výstup zesilovače 4. je zapojen na integrátor 5, na jehož výstup je zapojen první vstup 7_ komparátoru 6_, jehož druhý vstup 8^ je připojen na zdroj referenčního napětí a výstup komparátoru 6 je připojen na blok 9_ logiky. Výstup bloku 2 logiky je veden na řídicí vstup 11 elektronického spínače 10.The automatic control device according to the invention is connected to the feedback of the welding apparatus realized by the welding transformer 11, one of which is connected only to the electronic switch 10 and the electrodes are connected to the secondary terminals. At one secondary outlet of the welding transformer 11, a current measuring transformer 20 is inductively coupled, which is connected to a rectifier 3, to the output of which an amplifier 4 is connected. The output of the amplifier 4 is connected to an integrator 5, the output of which is connected to the first input 7 of the comparator 6, the second input 8 of which is connected to a reference voltage source and the output of the comparator 6 is connected to the logic block 9. The output of the logic block 2 is routed to the control input 11 of the electronic switch 10.

Napětí u je na vývodech měřicího transformátoru 2 proudu úměrné velikosti proudu, procházejícího svařovaným spojem. Usměrněním a zesílením tohoto napětí, jeho následnou integrací dostaneme hodnotu napětí rovnou ploše pod křivkou průběhu svařovacího proudu. Napětí integrátoru 5 je u komparátoru 6 porovnáváno s nastavenou hodnotou referenčního napětí. Při dosažení rovnosti hodnot obou napětí dojde k překlopení komparátoru 6 a prostřednictvím vazby bloku £ logiky se spínačem 10 dojde k vypnutí svařovacího proudu.The voltage u is at the terminals of the current transformer 2 proportional to the magnitude of the current passing through the welded joint. By rectifying and amplifying this voltage and then integrating it, the voltage value is equal to the area under the welding current curve. The voltage of the integrator 5 in the comparator 6 is compared with the set reference voltage value. When the values of the two voltages are equal, the comparator 6 is overturned and the welding current is switched off by coupling the logic block 6 to the switch 10.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Method for automatically controlling the welding current flow time in resistance welding, characterized in that the command to turn off the welding current is given when the voltage value, proportional to the amount of heat generated by the welding current passage, reaches the desired level.

Device for carrying out the method according to claim 1, characterized in that a current measuring transformer (2) is inductively coupled to the secondary winding of the welding transformer (1), which is connected to a rectifier (3) to which an amplifier ( 4), whose output is connected to the integrator (5), to whose output is connected the first input (7) of the comparator (6), the second input (8) of which is connected to the reference voltage source and the comparator output (6) is connected to the block (9) the logic whose output is connected to the control input (11) of the electronic switch (10).