Способ контактной стыковой сварки оплавлением

 

Изобретение относится к контактной стыковой сварке оплавлением и мозкет применяться в различных отраслях машиностроения. ЦеЛь - повьшение .качества сварного изделия путем обеспечения более точного и стабильного поддержания его размеров после сварI Изобретение относится к контактной стыковой сварке оплавлением и может применяться в различньк отраслях мапм ностроения. Целью изобретения является повышение качества сваренного изделия путем обеспечения точности и стабильности поддержания его размеров после сварки. На фиг. 1 показаны свариваемые детали и зажимные губки; на фиг.2 - статическая характеристика регуляки . В начальный момент процесса ки свариваемые торцы сближаются с постоянной скоростью до их соприкосновения . Начиная с этого момента, измеряют текущее усилие сдавливания торцов в процессе их дальнейшего сближения до достиже1шя им заданной величины, определяемой по формуле F S E-1, где S - поперечное сечение детали (м), Е - коэффициент пропорциональности (МН/м), 1 - относительная деформация вылетов деталей, равная 5 -10. В момент достижения заданного усилия сжатия фиксируется исходное положение сварки. После этого включают сварочное напряжение, подают команду на сближение сваривав мых торцов, осуществляют коррекцию скорости их сближения в зависимости от изменения одного из электрических параметров процесса сварки, а затем осуществляют осадку. Способ позволяет достаточно точно определять начало процесса сварки и наиболее эффективен при сварке изделий замкнутой формы. 2 ил. тора скорости, где по осям коррдинат отложены V - скорость сближения, Ite сварочный ток (отрицательному значению скорости соответствует разведение деталей). В начальный момент процесса сварки детали сближаются с постоянной скоростью V до соприкосновения . их торцов. После этого измеряют текущее усилие сдавливания торцов в , процессе их дальнейшего сближения до достижения им заданной величины. В (Л ел QD 00 сд s|

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„.SU 1459857 А1 (51)4 В 23 К 11 04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ6СТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4 133989/3 1-2 7 (22) 15. 10.86 (46) 23.02.89. Бюп. !1- 7, (71) Институт электросварки им. Е.О.Патона, (72) С.И.Кучук-Яценко, В.Г.Кривенко, Д.И.Беляев, С.М.Самотрясов и М.В.Богорский (53) 621.79 1.762(088 .8) (56) Чередничок В:Т. Контактная стыковая электросварка.. — К.: Наукова думка, 1976, с. 33 и 34, Солодовников С.А., Кучук-Яценко С.И. и др. Оборудование для контактной сварки рельсов его эксплуатация. — К.: Наукова думка, 1974, с. t13 и 114. (54) СПОСОБ КОНТАКТНОЙ СТЫКОВОЙ СВАРКИ ОПЛАВЛЕНИЕМ (57) Изобретение относится к контактной стыковой сварке оплавлением и может применяться в различных отрасI лях машиностроения. Цейь - повышение качества сварног6 изделия путем обеспечения более точного и стабильного поддержания его размеров после свар!

Изобретение относится к контактной стыковой сварке оплавлением и может применяться в разлучных отраслях машиностроения.

Целью изобретения является повышение качества сваренного изделия путем обеспечения точности и стабильности поддержания его размеров после сварки.

На фиг. 1 показаны свариваемые детали и зажимные губки; на фиг.2— статическая характеристика регуляки. В начальный момент процесса свар ки свариваемые торцы сближаются с постоянной скоростью до их соприкосновения. Начиная с этого момента, из меряют текущее усилие сдавливания торцов в процессе их дальнейшего сближения до достижения им заданной величины, определяемой по формуле

F = S ° E 1, где S — поперечное сечение детали (м ), Š— коэффициент пропорциональности (MH}tì ), 1 — относительная деформация вылетов деталей, равная 5 1О . В момент достижения заданного усилия сжатия фиксируется исходное положение сварки. После этого включают сварочное напряжение, по- } дают команду на сближение сваривае мых торцов, осуществляют коррекцню скорости их сближения в зависимости от изменения одного из электрических параметров процесса сварки, а затем осуществляют осадку, Способ по-}воляет достаточно точно определять начало процесса сварки и наиболее эффективен при сварке изделий 4ь замкнутой формы. 2 ил .

Сд

2 тора скорости, где по осям коррдинат отложены V — скорость сближения, Е <}} — сварочный ток (отрицательному значению скорости соответствует раз" ведение деталей) .

В начальный момент процесса сварки детали сближаются с постоянной скоростью V, до соприкосновения их торцов. После этого измеряют текущее усилие сдавливания торцов в процессе их дальнейшего сближения до достижения им заданной величины. В

1459857 момент достижения заданного усилия сжатия фиксируется исходное положение сварки, т.е. нулевое положение, от которого производится отсчет вели5 чины перемещения подвижной части сварочной. машины и последовательности технологических операций, выполняемых в автоматическом режиме в зависимости от величины линейного перемещения подвижной части сварочной машины.

В программу сварки с коррекцией скорости входят такие операции: включение сварочного напряжения, выда- 1б ча команды на сближение, включение коррекции скорости сближения свариваемых торцов в зависимости от из-. менения одного из электрических параметров процесса сварки, отключе- 20 ние коррекции, включение осадки, отключение сварочного напряжения, отключение осадки.

Заданную величину усилия сдавливания выбирают исходя из следующих 25 соображений. При сдавливании деталей 1 и 2 (фиг.. 1), зажатых в губках 3-6, происходит деформация их вылетов (1,+1 ) в пределах упругой деформации, при которой соблюдается 30 прямая пропорциональность между нагрузкой и деформацией. В этом случае применим закон Гука для одноосного растяжения — сжатия где 6 — нормальное напряжение;

1 — относительная деформация;

Е - коэффициент пропорциональности (модуль нормальной упругости).

Предлагается производить сжатие деталей до достижения условного предела упругости, т ° е. до напряжения, 45 при котором остаточная деформация достигает величины 0,005%. При пЛощади поперечного сечения деталей S усилие сжатия F определяется по формуле

Р = ЯЬ. С учетом 6 = Е 1-имеем Г = 50

S.Е-1, где 1 = 0,005 10- .= 5 10

Дня металлов значение модуля нормальной упругости Е лежит в пределах (0,7.10<) — (2,2 10 ) NH/м

Абсолютное значение деформации вылетов деталей составляет (1,+1 ) х

5 10 . Например, при вынете 1,+1 =

200 мм абсолютное значение деформации и, соответственно, вносимой погрешности составляет 200 5 -10 =

= О, 01 мм. Такое значение вносимой ошибки при сварке является допустимым, При выходе усилия за пределы его расчетного значения наблюдается пластическая деформация вылетов свариваемых деталей, что нарушает геометрию изделий и резко снижает точность сварки. При определении усилия сжатия предлагаемым способом обеспечивается плотное сжатие торцов деталей без перехода в зону пластической деформации.

Способ контактной стыковой сварки осуществляют на серийной машине

К-617.Для сварки подготавливают партию фланцев иэ стали сечением 40х80 см и с внутренним диаметром фланца

420 мм. Зазор в стыке после гибки составляет 1-10 мм. Сварочное напряжение 7,6 B.

При расчете усилия сжатия принимают модуль упругости Е = 1,3м

10 МН/и, так как заготовки на сварку поступают сразу после горячей гибки и имеют температуру 400500 С. Дня стали при +20 С Е = 10

x(2,0-2, 1) ИН/м Г =- S Е 1 = 3200 "

10 1, 3 10 . 5 1О = О, 0208 MH 20 КН.

При сварке применяют корректор скорости с характеристикой (фиг. 2) .

В начальный момент процесса свариваемые поверхности сближаются со скоростью 2 мм/с до момента, когда усилие в стыке возрастает go 20 КН. При достижении заданного усилия сжатия

20 КН фиксируется исходное положение сварки, в котором значение перемещения равно нулю, В этот же момент включают сварочное напряжение и коррекцию скорости сближения по сварочному току (однако в предлагаемом способе несущественно по какому из электрических параметров следует корректировать скорость). Известны способы коррекции скбрости по величине суммарного сопротивления элементарных контактов, возникающих между поверх-. ностями свариваемых деталей, по величине и знаку отношения приращения полезной электрической мощности к приращению электрического тока за один и тот же промежуток времени и т.д. В сварочной цепи возникает ток, по величине равный току короткого замыкания I q (фиг. 2, точка 1) . Этому

1459857 значению тока соответствует отрицательное значение скорости — детали начинают разводиться со скоростью V< . При этом сопротивление свароч»

5 ной цепи возрастает, ток падает. При величине тока, соответствующей точке 2, скорость V = О. Начинается оплавление деталей, возникновение жидких контактов, их взрывы и выброс металла. Сопротивление цепи возрастает еще больше, сварочный ток падает до значения,соответствующего точке

3. Появляется сигнал на сближение, обеспечивающий сведение со скоростью 1

U . При .сведении сопротивление искрового зазора уменьшается, ток возрастает, увеличивается мощность, выделяемая в искровом зазоре, выплавляются новые порции металла. Регулятор 2р настроен так, что значение сварочного тока в точке 2 составляет 15000 А.

Рабочим участком на характеристике регулятора является отрезок (2-4), что обеспечивает среднюю скорость 26 оплавления 0,15-0,25 мм/с.

Через,8 мм оплавления по програм.т ме отключается коррекция и включается осадка, на 11 мм отключается сварочное напряжение, на 15 мм от- 30 ключается осадка.

Способ наиболее эффективен при сварке иэделий замкнутой формы. Его использование обеспечивает получение сваренных иэделий заданных геометрических размеров с большой точностью, что возможно благодаря тому, что нри сварке более точно определяется на- чало процесса. В результате этого можно значительно снизить припуски на дальнейшую механическую обработку, Формула изобретения

Способ контактной стыковой сварки оплавлением преимущественно иэделий замкнутой формы, при котором свариваемые торцы сближают с заданной скоростью, подводят к ним сварочное напряжение, корректируют скорость сближения свариваемых торцов,в зависимости от изменения одного иэ электрических параметров процесса сварки, а затем осуществляют осадку, о т л н ч а ю шийся тем, что, с целью повышения качества сваренного изделия путем обеспечения точности и стабильности поддержания его размеров после сварки, свариваемые торцы сближают до их соприкосновения, измеряют текущее значение усилия сжатия торцов F в процессе их дальнейmего сближения и по достижении им величины, определяемой по формуле

F SE1, где S - поперечное сечение детали, м, E — коэффициент пропорциональности, МН/м ;

1 — относительная деформация вылетов деталей, принятая равной 5 10 включают сварочное напряжение, корректируют скорость сближения торцов и осуществляют осадку.

1459857 иг.

Составитель И.Фелицина

Редактор И.Шулла Техред JI. Сердюкова Корректор Л.Патай

Заказ 397/13 Тираж 892 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по иэобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Проиэводственно-полиграфическое предприятие, r, Ужгород, ул. Проектная:, 4