Способ высокочастотной сварки

 

СПОСОБ ВЫСОКОЧАСТОТНОЙ СВАРКИ, включающий подведение высокочастотной энергии к кромкам изделия упруго прижатыми к ним вращающимися контактными электродами, перемещение изделия относительно электродов, нагрев кромок и их обжатие , отличающийся тем, что, с целью повыиения производительности процесса за счет увеличения срока службы контактных электродов , на ободе каждого контактного электрода выполняют сегментный срез высотой равной 0,1-3,0 толщины свариваемых кромок для образования контактной площадки, в процессе перемещения изделия относительно электродов к ним прикладывают дополнительное усилие, обеспечиваимиее поворот электродов в направлении, противоположном перемещению изделия, при этом отношение дополнительного усилия к усилию упругого прижатия электродов определяется как Л-Ам R-h р где Р, дополнительное усилие; . Р усилие упругого прижатия S электродов f L длина контактной площадки , м; R h k радиус дискового электрода , м; высота среза при образовании контактной площадки,м; безразмерный коэффициент, зависящий от силы трения электрод-металл и формы износа контактной площадки, 00 4

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

Р 3

РЕСПУБЛИН

09) (И)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, Н ABTOPCKOMV СВИДВТВЛЬСТВМ где Р,, P

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПЪЙ (21) 3377353/25-27 (22) 08.01.82 (46) 07.12.83. Бюл. Р 45 (72) K ° Ï. Филиппов, Г.A. Громов и В.Н. Иванов (71) Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт токов высокой частоты им. В.tl. Вологдина (53) 621.791.77(088.8) (56) 1. Мамов А.Н. и др. Высокочастотная сварка металлов. Л., "Машиностроение", 1977, с. 95-96.

2. Там же, с; 97-98 (прототип) . (Р4)(57) СПОСОБ ВЫСОКОЧАСТОТНОЙ

СВАРКИ, включающий подведение высокочастотной энергии к кромкам изделия упруго прижатыми к ним вращающимися контактными электродами, перемещение изделия относительно электродов, нагрев кромах и их обжатие, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности процесса эа счет увеличения срока службы контактных электродов, на ободе каждого контактного электрода выполняют сегментный срез высотой равной 0,1-3,0 толщины свариваемых кромок для образования контактной площадки, в процессе перемещения иэделия относительно электродов к ним прикладывают дополнительное усилие, обеспечивающее поворот электродов в направлении, противоположном перемещению изделия, при этом отношение дополнительного усилия к усилию упругого прижатия электродов определяется как

Р» "щ — = — ° k

Р R-u дополнительное усилие; усилие упругого прижатия электродов; длина контактной площадки, м; радиус дискового электрода, м; высота среза при образовании контактной площадки,м; безразмерный коэффициент, зависящий от силы трения электрод-металл и форьы износа контактной площадки

1058741

Изобретение относится к высокочастотной сварке изделий и может быть использовано для производства прямошовных и спиральношовных труб замкнутых и незамкнутых профилей, продольного и спирального оребре- ния труб.

Известен способ высокочастотной снарки, заключающийся в том, что снариваемые изделия подают к месту сварки под острым углом друг к другу, с помощью скользящих. контактов нагревают токами высокой частоты и осаживают (1J .

Недостатком известного способа является низкая производительность процесса сварки, связанная с необходимостью замены скользящих контактных наконечников вследствие их износа.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаембму результату является способ высокочастотной сварки, включающий подведение высокочастотной энергии к кромкам свариваемях иэделий, упpyro прижатыми к ним вращающимися контактными электродами, перемещение изделия относительно электродов, нагрев кромок и их обжатие (2) .

Недостатками известноГо способа являются низкая надежность сварки, связанная со сложностью конструкции вращающегося трансформатора, и низкая производительность, вызванная износом контактного электрода и необходимостью его замены или переточки.

Цель изобретения — повышение производительности процесса сварки за счет увеличения срока службы контактных электродов.

Указанная цель достигается тем, что согласно, способу высокочастотнбй сварки, включающему подведение высокочастотной энергии к кромкам изделия, упруго прижатыми к ним вращающимися контактными электродами, перемещение изделия относительно электродов, нагрев кромок и их обжатие, на ободе каждого контактного электрода выполняют сегментный срез высотой равной 0,1-3,0 толщины снариваемых кромок для образования контактной площадки, в процессе перемещения изделия относительно электродов к ним прикладывают дополнительное усилие, обеспечивающее поворот электродов н направлении, противоположном перемещению изделия, при этом отношение дополнительного усилия к усилию упругого прижатия электродов определяется как р1 4и М

P К-И где Р

Lnh

Реализацию способа сварки производят устройством, представляющим собой кондуктор, включающий дисковые контактные электроды, соединенные токоподводами с источником питания, на ободах которых выполнен

20 сегментный срез, высота и которого

Р 1 Ltlh, 1

Р К-й

60 дополнительное усилие; усилие упругого прнжатия электродов; длина контактной площадки, м высота среза при образовании контактной площадки,м; радиус дискового электрода, М; безразмерный коэффициент, занисящий от.трения электрод-металл и формы износа контактной площадки дискового электрода. равна 0,1-3 толщины кромок свариваемых иэделий, а ось электродов расположена на расстоянии Н от свариваеьых поверхностей.

На фиг. 1 представлено сварочное устройство, реализующее предлагаемый способ, вид впереди; на фиг. 2 то же,вид сбоку.

Подведение высокочастотной энергии к свариваемым иэделиям 1 осуществляется вращающимися контактными электродами 2. Электроды 2 установлены на подвижных токоподводах. 3 закрепленных на неподвижных электродах 4.

С помощью подвижных токоподводов

3 дисковые электроды 2 упруго поджаты к свариваемым изделиям 1 усилием Р. Подвижные токоподводы 3 соединены с контактными электродами

2 токопроводящими шарнирами 5, установленными на оси вращения 6 контактных электродов 2.. На ободах 7 контактных электродов 2 сформирована контактная площадка 8 за счет того, что, на ободах 7 выполнен сегментный срез, высота и которого выбирается н пределах 0,1-3 толщин кромок свариваемых изделий, а форма его v поверхности повторяет форму понерхности свариваемого изделия. Ось вращения контактных электродов 2 расположена на расстоянии H = R -P от поверхности свариваемых изделий

1, где R — радиус электродов 2. К контактным электродам 2 дополнительно приложено усилие Р, обеспечивающее понорот электродов в направлении, противоположном перемещению н процессе сварки сваринаемых изделий. Величина усилия Р< относится к величине Р упругого поджатия контактных электродов 2 к сваринаемым изделиям 1 как

1058741 где — длина контактной площад h ки, м;

К вЂ” коэффициент, зависящий от силы трения электрод-металл, и определяет форму износа контактного электрода под действием усилий Р и Р„ К = 0,52,0. При значениях К, близких к меньшему пределу, форма износа контактного электрода такова, что кривая, ограничивающая дисковый контактный электрод, стремится к центру диска.

Так при Р = 300 кг и К = 0,5 вычисленная величина Р = 72 кг. При;.. этом износ электрода наступает при

его повороте на 180-200, т.е. линия, ограничивающая контактную площадку, приближается к центру электрода при его повороте на угол

180 200о

При значениях К, близких к верхнему пределу, форма износа контактной площадки. такова, что кривая, ограничивающая дисковый контактный электрод, стремится на поверхность, т.е. контактная площадка превращается в точку на ободе электрода при его повороте на 180-200 . Вели.чина Р при К = 2 равна 290 кг.

Оптимальным является износ электрода по кривой, близкой к окружности. Это происходит при средних значениях К. Так в приведенном примере К = 1,25 износ происходит пО кривой, близкой к окружности, параллельной ободу электрода.

Ток высокой частоты дисковыми контактными электродами 2 подводят к свариваемым иэделиям 1. На .ободах

7 электродов 2 сформирована контактная площадка 8. Электроды 2 прижаты к свариваемым изделиям 1 усилием Р, обеспечивающим слежение электродов за колебаниями поверхности свариваемых изделий. К электродам 2 в направлении, противоположном перемещению свариваемых иэделий 1, приложено дополнительное усилие Р, приводящее к тому, что давление на часть контактной площадки 8, обращенную к набегающему концу свариваемого изделия, больше, чем на ее часть, обращенную к сбегающему концу свари ваемого изделия. Поэтому и износ набегающей части контактной площадки 8 больше, чем части, обращенной к сбегающему концу свариваемого изделия. В результате дисковый электрод 2 по лере изнашивания набегающей части контактной площадки 8 поворачивается с последовательным Формированием новых контактных площадок по всей поверхности обода 7 электрода 2.

Поворот контактных электродов 2 в направлении, противоположном перемещению свариваем|х изделий 1, осуществляется моментом М, прилоэнным к ободу контактного электрода 2, вызванным усилием Р . Величина этого момента равна произведению усилия Р на плечо, длина

5 которого Н = Я - . Повороту контактного электрода под действием момента М препятствует момент М, равный сумме моментов, вызванных усилием Р поджатия электродов 2 к свариваемому изделию 1 и силой трения электрода 2 с поверхностью сва. риваемого изделия 1.

Плечо этих сил — длина контактной площадки 4 я„ . Величина момента

N превьыает величину момента М . (М„)М )..

Величина усилия Р4 вычисляется из этого неравенства.

Однако для приближенного его вычисления можно воспользоваться при20 веденным равенством (1), имея в виду, что введенный в него коэффициент

К учитывает как различные величины коэффициентов трения пары контактной электрод — свариваемое изделие, так

25 и неравенство моментов Ng и М1. Уточнение величины усилия Р производится экспериментально по форме износа контактного электрода. Длина контактной площадки П„ выбирается из учета допустимой велйчины тока, который можно пропустить через контактную площадку без ее повреждения.

Величина тока пропорциональна толщине стенки свариваемого изделия.

Поэтому выбор длины площадки производится с учетом толщины изделия.

Опробование предлагаемого способа высокочастотной сварки. проведено на макете кондуктора при подведении тока к трубе р 219 ° 7 мм.Диаметр элек4О урода 150 мм, на его ободе выполнена сегментная площадка с высотой сегмента = 2 мм.

Ь атериал дискового электрода хромистая бронза.

45 Усилие поджатия электрода составляет величину порядка Р = 300 кг, усилие поворота электрода Р . = 180 кг. Перемещение контакта электро:дов относительно трубы производится со скоростью 20 м/мин, частота тока

440 кГц. За 2 ч работы происходит поворот дискового электрода на угол

18 . Износ. электрода происходит по кривой, приблизительно параллельной ободу электрода.

Предлагаемый способ высокочастотной сварки позволяет повысить производительность процесса сварки за счет увеличения срока службч контактных наконечников, повысить качество сварного соединения.

Увеличение срока службы контактных электродов достигается за счет более полного использования всей контактной поверхности электродов, 65 1роизводимого перемещением по

1058741 ней контактной плоцадки, сформироВанной на ободах электродов. После совершения полного оборота контактйого электрода возможны. последующие его обороты .без дополнительной переточки электрода.

Способ можно,ïðèìåíÿòü при свар ке на установках для высокочастотной контактной сварки прямошовных и спиральношовных труб, спиральног и продольного оребрения труб, сварки профилей. йццИПИ Заказ 9665/11

Тираж 1106 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород,ул.Проектная,4