189489. lajstromszámú szabadalom • Eljárás hegesztőáram szabályozására ellenálláshegesztésnél, célszerűen ponthegesztésnél, valamint berendezés az eljárás megvalósítására
1 189 489 2 ót szükségesség teszi. A találmány szerinti berendezésnél nincs szükség semmiféle érzékelőre vagy átalakítóra, és nemcsak stacioner, hanem ponthegesztéshez is alkalmazható. A találmány szerinti berendezést, illetőleg a berendezés működését a mellékelt ábrákon részletesebben ismertetjük. Az 1. ábra a hegesztési varrat ellenállásának időfüggvényét, valamint a hegesztési pontok átmérőjének a növekedését mutatja stabilan beállított hegesztőáram esetében, a 2. ábra a hegesztési varrat ellenállásának időfüggvényét, valamint a hegesztés átmérőjének a változását mutatja növekvő, illetőleg meredek hegesztési áram mellett, a 3. ábra a találmány szerinti eljárást mutatja be az egyes időfüggvények alapján, a 4. ábra pedig a találmány szerinti berendezés blokkvázlatát mutatja. Az 1. ábrán látható tehát az az eset, amikor a hegesztési áram állandó, és az ábrán jól látható a hegesztési varrat ellenállásának az időfüggvénye, valamint a hegesztési pontok átmérőjének a változása. Az 1. görbe az ellenállás változást, a 2. görbe pedig a hegesztési pontok D átmérőjének a változását mutatja be. Látható az ábrán, hogy abban az időpillanatban, amelyhez a tmax időpont tartozik, a hegesztési varrat ellenállása eléri Rma, ellenállás helyi maximumát, ekkor kezdődik meg a hegesztési varratnak a képződése, amely hegesztési pontoknak az átmérője az időnek a növekedésével növekszik. Abban az esetben, hogyha a hegesztési eljárás során a hegesztőáramot (I) - ahogyan azt a 3. görbe mutatja - meredeken növekvőre választjuk meg, akkor a 4. görbén látható ellenáilásváltozás (R) egy bizonyos idő eltelte után ismét eléri a maximumát. Ez a maximum kb. annak felel meg, amikor a hegesztési varrat elkezdődik képződni, D átmérője azonban, ahogyan ezt az 5. görbe is mutatja a I hegesztőáram emelkedő értékeinél gyorsan növekszik. A D átmérő növekedésének a meredeksége lényegesen nagyobb, mint abban az esetben, amikor az I hegesztőáramot konstans értékre állítottuk be, a probléma csak az, hogy idővel bekövetkezik a hegesztési varrat energetikai telítettsége és a megolvadt fémnek a hegesztési varratból történő kispriccelése. Kísérletileg megállapítottuk, hogy minél jobban növekszik a I hegesztőáramnak a meredeksége, annál hamarabb éri el az ellenállásnak az időfüggvénye Rmax maximum értékét a hegesztési varratnál, és annál hamarabb kezd a hegesztési varrat átmérője is növekedni. A továbbiakban megállapítottuk még azt, hogy Rmax ellenállás maximum érték különféle külső feltételeknek a megváltozása esetén később következik be, azaz magasabb I hegesztőáram esetében. Ilyen külső feltételek lehetnek pl. az egymással öszszehegesztendő lemezek vastagságának a megváltozása vagy megnövekedése, a lemezek adagolási számának a megnövekedése vagy pedig a súrlódás következtében megnövekedett elektróda átmérő. Ha a megfelelő I, áramértéknél, azaz annál az áramnál, ahol a tmax időpontban a Rmax ellenállásértéket eléri az ellenállás hegesztés, képezzük a I/De hányadost, ekkor megkaphatjuk a hegesztési folyamatnak az intenzitását, amelyről ismeretes az, hogy ez a hegesztési folyamatnak az állandója egy adott anyag esetében, ahol De az elektróda átmérőjét jelöli. Ez a hányados minden esetben konstans, ha egyébkér t a külső körülmények nem változnak, különböző vastagságú és különböző számú összehegesztendő anyagok esetében különböző elektróda átmérőknél is. Ebből adódik továbbá az, hogy a tmax időpont a hegesztési varrat Rmax ellenállásának az értékénél jön létre, és ez a hegesztési folyamat állandóját képezi, amely állandó azt jelenti, hogy az éppen összehegesztendő kötés hegesztési árama az energetikai követelményeknek megfelelő állapotát érte el. A találmány tárgyát képező eljárás lényegében ezen az elven működik. Az I hegesztőáramot úgy alakítjuk ki, hogy a 6 görbén látható módon a kezdeti meredeksége nagy. Ezzel egyidejűleg mérjük a hegesztési varrat R ellenállásának az időbeli függvényét, amelyet a 7 görbe mutat be, valamint képezzük a dR/dt differenciálhányadost is egyidejűleg, a nelyet a 8 görbe mutat be. A tmax időpillanatban az R ellenállás időfüggvénye eléri a helyi Rmax ellenállás maximum értékét, és ekkor a 8 függvény, a nely a dR/dt differenciálhányadost mutatja be, áthalad a nulla ponton. Amikor tehát a dR/dt differenciálhányados áthalad a nulla ponton, az ehhez az időponthoz tartozó hegesztőáramot megállapít uk, ez az érték az I, áramérték, és a hegesztési folyamatot mostmár ezzel a konstans I, áramértékkel folytatjuk és fejezzük be. Az alkalmazott elektronikus alkatrészek konstrukciójánál előnyös az, hogyha az ábrán 10 jelölt tartományt érzékeljük, azaz azt a tartományt, ahol dR/dt differenciálhányados közel nulla értékű, és így az I hegesztőáramon, illetőleg a hegesztőáram meredekségének a nőve ését egy At időintervallummal előbb leállítjuk, m előtt az ellenállásváltozás az Rmax ellenállás maximumértékét elérte volna. A At időintervallum akkora, vagy annál kisebb lehet, mint az 50 Hz-es frekvencia, azaz a hálózati frekvencia félperiódusa, vagyis 0,01 sec. az alkalmazott berendezéseknél. A találmány szerinti eljárás megvalósítására kiképezett áramszabályozást ellenállás hegesztés esetében, előnyösen ponthegesztés esetében a találmány tárgyát képező berendezés segítségével valósítottuk meg, amelynek 11 generátora, amely a hegesztési varrat ellenállásának az időfüggvényét reprezentálja 12 differenciáló tagon és 13 komparátoron keresztül, amely 13 komparátor 19 bemenete az aie pjelre van csatlakoztatva, össze van kapcsolva a 14 billenőfokozat 20 jelbemenetével. A 14 billenőfokozat kimenete 15 fűrészjelgenerátor 23 tartó jelbemenetével van összekapcsolva, amely 15 fürés'jelgenerátor a hegesztési folyamat paramétereinek a szabályozására és beállítására kiképezett 16 vezérlőegységgel van összekapcsolva, amelynek 25 bemenete kapja a hegesztési folyamatnak a paramétereit és amely 16 vezérlőegység kimenete a 17 hegesztő berendezéshez van csatlakoztatva. A hegesztési folyamat paramétereinek vezérlésére és szab ílyozására kiképezett 16 vezérlőegység 26 ki5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
