Способ конденсаторной приварки шпилек

 

Изобретение относится к дуговой сварке и может быть использовано при производстве сварных конструкций в машино-, судои приборостроении, а также др. отраслях промышленности для приварки шпилек и стержней диаметром 2-10 мм к листам и др. деталям. Целью изобретения является увеличение диаметра привариваемых шпилек, снижение трудоемкости их изготовления и увеличение длины сварочного кабеля. В процессе сближения шпильки с деталью производят измерение напряжения в столбе вспомогательной дуги, горящей с момента возвратного движения шпильки. Разряд конденсаторов производят при снижении напряжения в столбе вспомогательной дуги до 10-90% его первоначального значения. При таком выполнении способа стабильность качества сварного соединения повышается благодаря независимости включения разрядного тока от времени перемещения шпильки в направлении к детали из начального положения. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51) 5 В 23 К 9/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCH0MV СВИДЕП=ЙЬГГВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21 ) 394376 2/31-27 (22) 14. 08. 85 (46) 15.01.90. Бюл. № 2 (71) Институт электросварки им. 1.".О. Патона (72) Ю. С. Алпатьев, Д.И. Калеко, Г.Ф. Колесник, Н. Н. Оселедько и Н.A.×âåðòêo (53) 621.791.75(088.8) (56) Патент США № 3319039, кл. 219-98, 1968. (54) СПОСОБ КОНДЕНСАТОРНОЙ ПРИВАРКИ

ШПИЛЕК (57) Изобретение относится к дуговой сварке И может быть использовано при производстве сварных конструкций в машино-, судо- и приборостроении, а также др. отраслях промышленности для приварки шпилек и стержИзобретение относится к дуговой сварке и может быть использовано при производстве сварных конструкций в машиностроении, судостроении, прибо-. ростроении, строительстве, а также в других отраслях промышленности для приварки шпилек и стержней диаметром

2-10 мм к листам и другим деталям.

Цель изобретения — увеличение диаметра привариваемых шпилек, снижение трудоемкости их изготовления и увеличение длины сварочного кабеля.

На чертеже показана блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ сварки шпилек.

Устройство, реализующее предлагаемый способ сварки шпилек, состоит

2 ней диаметром 2-10 мм к листам и др. деталям. Целью изобретения .является увеличение диаметра привариваемых шпилек, снижение трудоемкости их изготовления и увеличение длины сварочного кабеля.. В процессе сближения шпильки с деталью производят измерение напряжения в столбе вспомогательной дуги, горящей с момента возвратного движения шпильки. Разряд конденсаторов производят при снижении напряжения в столбе вспомогательной

; дуги до 10-90Х его первоначального значения.При таком выполнении способа стабильность качества сварного соединения повышается благодаря неза- а висимости включения разрядного тока

Ф от времени. перемещения шпильки в направлении к детали из начального положения. 2 ил. из выпрямителя 1, объединенного с источником тока вспомогательной ду- ги 2, батареи конденсаторов 3, тиристоров: разрядного 4 и вспомогательной .дуги 5, измерителя напряжения на вспомогательной дуге 6, в кото рый введен узел вычитания напряжения, равного сумме приэлектродных напря. жений, сварочной головки 8 с электромагнитом 7.

Способ сварки выполняют следующим образом.

Шпилька 9, находящаяся в зажиме сварочной головки 8, приводится в контакт с пластиной, к которой она вспоследствии будет приварена.

1535б88

С помощью электромагнита 7, встроенным в сварочную головку, шпильку отрывают от пластины. При этом между шпилькой и пластиной возбуждается вспомогательная низкоамперная дуга, ионизирующая дуговой промежуток шпильки — пластина.

В крайнем верхнем положении электромагнит 7 обесточивается и шпиль ка 9 под действием пружины осадки (не показана) начинает обратное движение при горящей вспомогательной дуге.

Учитывая, что области приэлектродных падений напряжений изменяют длину, пренебрежительно малую по сравнению с длиной столба дуги, величина напряжения на дуге (за вычетом катодного и анодного падений напряжения) ( дает информацию о длине дуги или,,другими словами — о расстоянии между дугой и шпилькой. Поскольку при сбли жении электродов под действием предварительно сжатой пружины время горения дуги пропорционально расстоянию между ними, длительностью горения дуги можно регулировать, изменяя расстояние между шпилькой и деталью, на котором включается разряд конденсаторов.Информацию о расстоянии между деталями можно получить, измеряя напряжение в столбе вспомогательной дуги.

При снижении напряжения на вспомо гательной дуге на 10-90Х значения,, которое было при максимальном растя жении вспомогательной дуги, производится разряд рабочей батареи конденсаторов на ионизированный дуговой промежуток. При этом сварочная дуга развивается по всей торцовой поверхности шпильки, сплавляя ее.

Когда давление паров дуги становится меньше усилия сжатия рабочей пружины пистолета, происходит осадка и приварка шпильки к листу. На < фиг.2 показана осциллограмма напряжения на дуге, где Са - время перемещения шпильки из крайнего установочного положения по направлению к свариваемой детали без включения сварочного тока, участок t4 — время горения сварочной дуги; ни;княя кривая— напряжение на исполнительном узле, включающем разряд конденсаторов. . Увеличение диаметра привариваемых шпилек в предлагаемом способе сварки происходит за счет возрастания времени горения дуги,при увеличении длины дугового промежутка и снижении расхода запасенной в конденсаторах энергии на возбуждение дуги. При спо-. собе сварки шпилек с выступом, роль выступа на торце шпильки двоякая.

С одной стороны, благодаря малому сечению и, соответственно, большей плотности тока выступ при касании с листом взрывается, возбуждая дуговую стадию разряда конденсаторов.

С другой стороны, длиной выступа определяется длина дугового промежутка, и, соответственно, время горения дуги при ударной конденсаторной сварке. Длина выступа диаметром 0,8-1,0 мм обычно не превьппает 1,0-1,2 мм, при большем размере он не оплавляется по всей длине, и протяженность дугового промежутка практически не возрастает.

Предложенный способ позволяет возбуждать дугу при расстоянии между свариваемымй поверхностями от О (пра25 ктически) до 2-3 мм (в зависимости от тока вспомогательной дуги).

Таким образом, значительно возрастает длительность горения дуги, т.е. длительность. дуговой стадии разряда конденсаторов, и степень выделения энергии в этой стадии. Нужно заме- тить, что при ударной конденсаторной сварке полезно используется лишь энергия, выделяемая в дуговой стадии разряда

Пределы снижения напряжения на вспомогательной дуге выбраны,.исходя из следующих соображений.

Падение напряжения в дуге при заданном токе в зависимости от ряда параметров может изменяться в пределах 15-40 В ° При этом нижний предел близок к сумме анодного и катодного

45 падений напряжений (12 В) и поэтому максимальная величина его уменьшения не может превысить 10Х так как в этом случае возможно короткое замыкание промежутка без возбуждения, 50 дуги.

Чем вьппе напряжение горения вспомогательной дуги, тем больше глубина снижения его допускается перед включением разряда конденсаторов.

П р н м е р. Проводилась сварка шпилек диаметром 3 мм и пластины толщиной 3 мм, выполненных из стали Ст.3 дистанционирующега выступа; появляется воэможность увеличения длины сварочйого кабеля.

Формула изобретения

Составитель Г.Тютченкова

Техред М.Ходанич

Корректор Т.Палий

Редактор М. Товтин

Заказ 74 Тираж 644 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбикат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

5 15356

Напряжение на вспомогательной дуге составляло 40 В. -Энергия, затраченная на сварку, 480 Дж.

При возвратном движении шпильки

5 был включен разряд конденсатора, когда напряжение на вспомогательной дуге составляло 4 В.

Предложенный способ сварки повышает стабильность качества сварного 10 соединения благодаря независимости включения разрядного тока от времени перемещения шпильки в направлении к детали из начального положения, в котором она удерживается электромагнитом сварочного пистолета; кроме того увеличивается диаметр привариваемой шпильки благодаря отсутствию расхода запасенной в конденсаторах энергии на возбуждение дуги; снижается. трудоемкость изготовления шпилек за счет устранения на их торце

Способ конденсаторной приварки шпилек с предварительным возбуждением вспомогательной дуги между шпилькой и деталью, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью увеличения диаметра привариваемых шпилек, снижения трудоемкости их изготовления и увеличения длины сварочного кабеля, в процессе сближения шпильки с деталью измеряют падение напряжения в столбе вспомогательной дуги, а включение разряда конденсаторов производится при падении напряжения в столбе вспомогательной дуги, равном

10-90% от первоначального значения.