Автоматическое регулирование длины дуги

На практике в качестве датчиков при сварочных работах применяют пневматические и фотоэлектрические датчики. В пневматических датчиках (ПД) (рисунок 4.23) рабочая среда — аргон, используемый в качестве за­щитного газа при сварке.

На базе универсальных элементов пневматики и агрегатной унифицированной пневмосистемы автоматической системы управления (АСУ) с ПД раз­работаны пневматические и электропневматические системы автоматического регулирования длины дуги (АРДД) (рабочая среда — аргон). Точность работы этих систем — в преде­лах ±(0,2...0,3) мм. К недостаткам таких систем следует отнести их малое быстродействие по сравнению с электрическими систе­мами.

Для сварки сильфонных компенсаторов толщиной 0,4 мм и отбортовочных соединений сильфонов толщиной 0,2...0,3 мм из аустенитной стали разработан способ регулирования длины l_д ко­роткой дуги (0,2...0,5 мм) с помощью спектрального датчика. Принцип работы датчика основан на зависимости между спектральными интервалами с атомными ли­ниями аргона, фона и длиной дуги. Осо­бенно полезно в смысле помехозащищен­ности и чувствительности выделение ин­тенсивных красных и инфракрасных ли­ний аргона. Вблизи выделяемых линий отсутствуют интенсивные линии спектра металлов. Схема оптического датчика пред­ставлена на рисунок 4.24.

Излучение дуги 1 направляется линзой 2 (с фокусным расстоянием 100...200 мм) параллельно. Цветные стекла 3 и 4 (фильт­ры побочных максимумов) убирают излу­чение слева и справа от выделяемого спект­рального интервала. Кольца 5, 7 предназ­начены для ориентирования интерферен­ционного светофильтра с целью совместить максимум его пропускания с длиной волны выделяемой линии. Фокусирующая линза 8 фокусирует излучение выде­ленного спектрального интервала (сигнал) на светочувствитель­ную площадку фототриода 9 типа ФТ-1К. Из оптической схемы видно, что фокусное расстояние линзы 2 должно быть равно рас­стоянию между ней и дугой. Для уменьшения размеров датчика фокусное расстояние линзы 8 должно быть минимальным. При выделении линии ArI 7 500, 7 515 Å интерференционный фильтр 6 устанавливают под углом 78° к оси датчика. Датчик закрыт корпу­сом 10.

Рисунок 4.24 – Схема оптического датчика длины дуги:

1 — дуга; 2, 8 — линзы; 3, 4 — цветные стекла; 5, 7 — кольца;
6 — интерференционный фильтр; 9 — фототриод; 10 — корпус; СГ — сварочная горелка

Интенсивность излучения сварочной дуги существенно зави­сит от сварочного тока, поэтому при построении САР длины дуги со спектральным датчиком необходимо предусматривать блок компенсаций изменения сигнала на выходе датчика при изменении сварочного тока. Возможная точность стабилизации длины дуги с помощью САР со спектральным датчиком составляет ±0,1 мм.