Датчик уровня металлической ванны при ЭШС
Описан индуктивный датчик уровня жидкой металлической ванны для ЭШС, отличающийся повышенной чувствительностью и стабильностью.
Збережено в:
| Дата: | 2007 |
|---|---|
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
2007
|
| Назва видання: | Автоматическая сварка |
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/99422 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Датчик уровня металлической ванны при ЭШС / Ю.Н. Ланкин, Е.Н. Байштрук // Автоматическая сварка. — 2007. — № 6 (650). — С. 55-57. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-99422 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-994222016-04-29T03:02:18Z Датчик уровня металлической ванны при ЭШС Ланкин, Ю.Н. Байштрук, Е.Н. Краткие сообщения Описан индуктивный датчик уровня жидкой металлической ванны для ЭШС, отличающийся повышенной чувствительностью и стабильностью. An inductive sensor of the liquid metal pool level for ESW is described, which is characterized by an increased sensitivity and stability. 2007 Article Датчик уровня металлической ванны при ЭШС / Ю.Н. Ланкин, Е.Н. Байштрук // Автоматическая сварка. — 2007. — № 6 (650). — С. 55-57. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. 0005-111X http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/99422 621.791:658.011.54 ru Автоматическая сварка Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Краткие сообщения Краткие сообщения |
| spellingShingle |
Краткие сообщения Краткие сообщения Ланкин, Ю.Н. Байштрук, Е.Н. Датчик уровня металлической ванны при ЭШС Автоматическая сварка |
| description |
Описан индуктивный датчик уровня жидкой металлической ванны для ЭШС, отличающийся повышенной чувствительностью и стабильностью. |
| format |
Article |
| author |
Ланкин, Ю.Н. Байштрук, Е.Н. |
| author_facet |
Ланкин, Ю.Н. Байштрук, Е.Н. |
| author_sort |
Ланкин, Ю.Н. |
| title |
Датчик уровня металлической ванны при ЭШС |
| title_short |
Датчик уровня металлической ванны при ЭШС |
| title_full |
Датчик уровня металлической ванны при ЭШС |
| title_fullStr |
Датчик уровня металлической ванны при ЭШС |
| title_full_unstemmed |
Датчик уровня металлической ванны при ЭШС |
| title_sort |
датчик уровня металлической ванны при эшс |
| publisher |
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України |
| publishDate |
2007 |
| topic_facet |
Краткие сообщения |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/99422 |
| citation_txt |
Датчик уровня металлической ванны при ЭШС / Ю.Н. Ланкин, Е.Н. Байштрук // Автоматическая сварка. — 2007. — № 6 (650). — С. 55-57. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. |
| series |
Автоматическая сварка |
| work_keys_str_mv |
AT lankinûn datčikurovnâmetalličeskojvannypriéšs AT bajštruken datčikurovnâmetalličeskojvannypriéšs |
| first_indexed |
2025-07-07T07:58:18Z |
| last_indexed |
2025-07-07T07:58:18Z |
| _version_ |
1836974184435023872 |
| fulltext |
УДК 621.791:658.011.54
ДАТЧИК УРОВНЯ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ВАННЫ ПРИ ЭШС
Ю. Н. ЛАНКИН, д-р техн. наук, Е. Н. БАЙШТРУК, инж. (Ин-т электросварки им. Е. О. Патона НАН Украины)
Описан индуктивный датчик уровня жидкой металлической ванны для ЭШС, отличающийся повышенной
чувствительностью и стабильностью.
К л ю ч е в ы е с л о в а : индуктивный датчик, вихревые то-
ки, уровень металлической ванны, электрошлаковая сварка
При электрошлаковой сварке (ЭШС) необходимо,
чтобы уровень металлической ванны относитель-
но подвижных формирующих устройств – ползу-
нов — сохранялся неизменным. Это возможно,
если в каждый момент времени соблюдается ус-
ловие
∑
i = 1
n
Sэл
i vпл
i = B(S + 2∆S)vсв,
где n — количество электродов; Sэл
i — площадь
сечения i-го электрода; vпл
i — скорость плавления
i-го электрода; B — ширина сварочного зазора;
S — толщина свариваемого металла; ∆S — уси-
ление шва; vсв — скорость сварки (скорость пе-
ремещения тележки и ползунов).
Стабильность уровня поверхности металличес-
кой ванны относительно перемещаемого кристал-
лизатора (ползуна) в значительной мере влияет
на качество поверхности сварного шва, а сущес-
твенное изменение ее уровня может привести к
аварийной ситуации — проливу шлаковой или ме-
таллической ванны.
К сожалению, в реальных условиях на
процесс ЭШС воздействуют различные воз-
мущения, приводящие к значительным ко-
лебаниям vпл
i . Кроме того, ширина свароч-
ного зазора B не остается постоянной по
длине шва из-за недостаточно точной сбор-
ки и наличия сварочных деформаций. В ре-
зультате на практике сварщику все время
приходится корректировать vсв или толчком
перемещать аппарат на большой скорости,
чтобы поддерживать уровень шлаковой ван-
ны, хотя бы несколько ниже верхнего среза
ползунов. Считается, что осуществлять про-
цесс ЭШС без автоматической стабилизации
уровня металлической ванны при скорости
сварки выше 5 м/ч вообще практически не
возможно. Поэтому работы по автоматичес-
кому регулированию уровня металлической
ванны начались даже раньше, чем разработка ре-
гуляторов тока сварки [1]. В работах [2, 3] было
предложено большое количество датчиков уровня
жидкой металлической ванны, основанных на раз-
личных физических принципах — термодатчики,
контактные, радиоактивные и индукционные дат-
чики. Тем не менее широкого распространения
они не получили.
В последнее время в связи с некоторым ожив-
лением промышленности вновь возник интерес к
ЭШС. С распространением скоростной ЭШС на-
чалось создание современного сварочного обору-
дования нового поколения и возобновились рабо-
ты по автоматическому регулированию уровня
жидкой металлической ванны.
Отличительной особенностью описываемого
датчика является повышенная чувствительность
и стабильность показаний за счет применения но-
вых принципов обработки выходного сигнала. В
последних разработках регуляторов уровня метал-
лической ванны в ИЭС им. Е. О. Патона исполь-
зуются токовихревые датчики (рис. 1). Возбуж-
дающая катушка 4 находится на разомкнутом П-
образном магнитопроводе 5, полюса 2 которого
размещены в пазу 3 в теле водоохлаждаемого пол-
зуна 1.
© Ю. Н. Ланкин, Е. Н. Байштрук, 2007
Рис. 1. Схема размещения датчика уровня поверхности металлической ван-
ны в ползуне; обозначения 1–5 см. в тексте
6/2007 55
Упрощенная принципиальная схема измерения
уровня металлической ванны приведена на рис. 2.
Контур, состоящий из возбуждающей катушки L1
и конденсатора C1, включен в одно из плеч моста
(резисторы R1–R3). Мост питается синусоидаль-
ным напряжением 10 кГц от генератора на мик-
росхемах DD1, DD2, DD3, DS1, A1, A2. На мик-
росхемах DD1 и DD2 собран задающий генератор
прямоугольных колебаний, стабильность частоты
которого обеспечивается кварцевым резонатором
GB1. Эти колебания поступают на вход счетчика
пульсаций DD3. Его выходной код последователь-
но адресует постоянное запоминающее устройс-
тво DS1, в котором записан код синусоиды. Ана-
лого-цифровой преобразователь (АЦП) А1 и опе-
рационный усилитель А2 преобразуют этот код
в синусоидальное напряжение питания измери-
тельного моста.
Контур L1, C1 настроен в резонанс на частоту
питающего напряжения, когда уровень металли-
ческой ванны находится ниже нижнего полюса
магнитопровода датчика уровня. В этом поло-
жении металлической ванны мост настраивается
на минимальный (близкий к нулю) сигнал в его
диагонали. При повышении уровня металличес-
кой ванны относительно нижнего полюса магни-
топровода, возбуждаемые в ней вихревые токи
изменяют активное и индуктивное сопротивления
контура. Возникающее при этом напряжение раз-
баланса моста усиливается дифференциальным
усилителем A3 и выпрямляется двухполупериод-
ным выпрямителем на операционных усилителях
А4, А5 и диодах D1, D2.
Использование резонанса значительно повы-
шает чувствительность датчика, но предъявляет
повышенные требования к стабильности частоты
Рис. 2. Принципиальная схема датчика уровня металлической ванны
Рис. 3. Выходная характеристика датчика уровня металлической
ванны
56 6/2007
и нелинейным искажениям питающего синусои-
дального напряжения. По этой причине и приме-
нен столь сложный генератор напряжения пита-
ния измерительного моста. На рис. 3 приведена
типовая зависимость выходного даапряжения дат-
чика Uдат от уровня металлической ванны.
В рабочем диапазоне изменения уровня повер-
хности металлической ванны передаточная харак-
теристика датчика достаточно линейна для авто-
матической стабилизации уровня ванны.
1. Электрошлаковая сварка / Под ред. Б. Е. Патона. — Киев:
Машгиз, 1956. — 168 с.
2. Автоматизация сварочных процессов / Под ред. В. К. Ле-
бедева, В. П. Черныша. — Киев: Вища шк., 1986. — 296 с.
3. Автоматичне керування електрозварювальними процеса-
ми і установками: Навч. посібник / За ред. В. К. Лебедева,
В. П. Черниша. — К.: Вищ. шк., 1994. — 391 с.
An inductive sensor of the liquid metal pool level for ESW is described, which is characterized by an increased sensitivity
and stability.
Поступила в редакцию 15.11.2006
УДК 621.791(088.8)
ПАТЕНТЫ В ОБЛАСТИ СВАРОЧНОГО ПРОИЗВОДСТВА*
Электродное покрытие для дуговой сварки, отличающееся
тем, что в него дополнительно введены железный порошок,
алюмомагний, ферромолибден, кварцевый песок при
следующем соотношении компонентов, мас. %: 16…19
железного порошка; 5…6 ферромарганца; 6…7
ферросилиция; 1…2 ферромолибдена; 1…2 алюмомагния;
1…2 кварцевого песка; 6…7 рутила; 3…4 полевого шпата;
2…4 каолина; 10…12 плавикового шпата; 1…2 органического
пластификатора; остальное мрамор. Патент РФ 2293007.
Г. М. Агапкин, Е. В. Ашихмин, Е. А. Веревкина, А. П.
Волохов (ЗАО «Сибэс») [4].
Состав электродного покрытия для дуговой сварки, отли-
чающийся тем, что в него дополнительно введены железный
порошок, кварцевый песок, каолин, мрамор, целлюлоза элек-
тродная и КМЦ при следующем соотношении компонентов,
мас. %: 1…2 железного порошка; 7…10 ферромарганца; 3…4
кварцевого песка; 3…4 полевого шпата; 11…13 каолина;
7…10 мрамора; 5…7 целлюлозы электродной; 0,5…1 КМЦ;
остальное рутил. Патент РФ 2293008. Г. М. Агапкин, Е. В.
Ашихмин, Е. А. Веревкина, А. П. Волохов (То же) [4].
Способ механизированной импульсной сварки пла-
вящимся электродом в среде углекислого газа во всех
пространственных положениях, отличающийся тем, что
сварку осуществляют с низкочастотной модуляцией свароч-
ной ванны «точками», размер и перекрытие которых задают
системой управления, при этом во время импульса сварку
ведут на возрастающей вольтамперной характеристике
(ВАХ) дуги и жесткой ВАХ источника питания с образо-
ванием сварочной ванны заданного объема, которую за время
паузы частично кристаллизуют, для чего сварку ведут на
жесткой ВАХ дуги и внешней крутопадающей ВАХ
источника питания. Патент РФ 2293630 [5].
Сварочный агрегат, содержащий генератор, выпрямитель,
сварочные электроды, корректирующее звено, регулятор
тока, пороговый блок, отличающийся тем, что в него до-
полнительно введен блок импульсной модуляции, при этом
выход выпрямителя соединен с входом корректирующего
звена, выходом регулятора тока и входом порогового блока,
выход корректирующего звена соединен с входом блока
импульсной модуляции, а выходы блока импульсной моду-
ляции и порогового блока соединены с входом регулятора
тока. Патент РФ 2293631. В. А. Фролов, В. А. Яровой [5].
Способ соединения стальных деталей, отличающийся тем,
что соединяет стальные детали аргонодуговой сваркой, а на-
несение покрытия осуществляет после сварки плазменным
напылением на сварочный шов и зону его термического
влияния после охлаждения зоны сварки ниже температуры
плавления сварного шва, причем плазменное напыление осу-
ществляется материалом соединяемых деталей. Патент РФ
2293632. Ж. М. Бледнова, А. В. Вотинов, М. И. Чаевский,
Д. А. Стрелевский (Кубанский ГТУ) [5].
Устройство для формирования соединения при контакт-
ной стыковой сварке трубы с заглушкой, отличающееся
тем, что токоподводящая и формообразующая части конст-
руктивно выполнены единым целым в виде металлической
разрезной пластины, разделенной на секторы по плоскостям,
проходящим через отверстие для размещения конца трубы,
при этом диаметр указанного отверстия в тоководящей части
выполнен равным или большим диаметра отверстия в его
формообразующей части. Патент РФ 2293633. А. А. Белов,
А. А. Градович, М. Г. Зарубин и др. (ОАО «Новосибирский
завод химконцентратов») [5].
Способ контактно-стыковой сварки трубы с заглушкой,
отличающийся тем, что сварочный ток и усилие к заглушке
подводят в различных ее поперечных сечениях, при этом
поверхность для подвода сварочного тока к заглушке распо-
лагают параллельно оси заглушки и под углом 90° к повер-
хности для подвода сварочного усилия между указанной
поверхностью и частью заглушки, ввариваемой в трубу. Па-
тент РФ 2293634. А. А. Кислицкий (То же) [5].
Способ контактно-стыковой сварки трубы с заглушкой,
отличающийся тем, что сварку осуществляют с преимущес-
твенным разогревом заглушки, в процессе перемещения за-
глушки между поверхностью ее ввариваемой части и внут-
ренней поверхностью трубы по ходу движения заглушки вне
зоны термического влияния в оболочке трубы формируют
посадочное место, а большую часть грата, образовавшегося
при сварке, и зону с максимальными структурными изме-
нениями, вызванными термическим влиянием, выводят нару-
жу, располагая зону с максимальными структурными изме-
нениями вне зоны сварного шва и используя выведенный
наружу грат для формирования плавного сопряжения между
*Приведены сведения о патентах, опубликованных в бюллетене РФ
«Изобретения. Полезные модели» за 2007 г. (в квадратных скобках ука-
зан номер бюллетеня).
6/2007 57
|