Способ контактной стыковой сварки импульсным оплавлением

 

Щ);

Ь, " " - алй бибабо те ;

ОПИС Е

ИЗОБРЕТЕНИЙ

<1647О79

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6lj Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 231176 (2 ) 2422266/25-27 (5!) М. Кл. . В 23 К ll/04 с присоединением заявки,% (23) Ивиоритет! щ(дарстиеиими комитет с сСМ ио дедам изобретений и откръггий (53) УДК 621.791.762. .5 (088.8) Опубликовано 1502;79. Бюллетень № 6

Д1та опубликования описания 150279 (72) Авторы

С. И.Кучук Яценко, М,В. Бдгорский, Б. И, Казымов изобретения и Л.A.Cåìåíîâ (7!) заявитель Ордена ленина и ордена грудового красного знамени институт электросварки им. Е. О. Патона е (54) СПОСОБ KOHTAKTHQQ С 1ЫКОВОЙ.СЗАДИ

ИИНУЛЬСНЫИ ОПЛАВЛЕНИЕМ

Изобретение относится к области сварки, а именно к контактной стыковой сварке оплавлением.

Известен способ сварки импульсным оплавлением, которое производится путем кратковременного изменения скорости подачи детали относительно ее средних значений (1) .

Недостатком этого способа является невозможность. сварки деталей больших сечений иэ-за недостаточной интенсивности нагрева стыка.

Известен также способ контактной стыковой сварки импульсным оплавлением на переменном сварочном токе н напряжении, при котором в процессе оплавления одной нз свариваемых деталей сообщают колебательные перемещения вдоль направления подачи PJ .

Данное техническое решение является наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому результату.

Согласно известному способу дополнительные колебательные перемещения вызывают иэь ененне величины искрового зазора. При сварке импульсным оплавлением н каждом периоде колебательных движений можно въщелить два момента: сближение и разведение. Прн сближении свариваемых образцов искровой зазор уменьшается, увеличивается площадь

8 контактов, образующихся на торцах свариваемых, деталей, и уменьшается электрическое сопротивление.

При разведении искровой зазор увеличивается, уменьшается площадь

t4 контактов, увеличивается сопротив.ление. Раэведение обычно заканчивается взрывом контактов (оплавление), При этом количество выброшен" наго металла, термический КПД и

15 скорость оплавления существенно зависит от мгновенного значения сварочного напряжения в момент взрыва контакта. При сварке по известному способу контактному сопротивлению

20 могут соответствовать самые различ ные мгновенные значения сварочного напряжения, что приводит к увеличению времени сварки, снижению термического КПД, Это является иедостат25 ком этого способа.

Целью изобретения является повышение производительности процесса путем интенсификации нагрева. указанная цель достигается тем, ЗО что период колебательных перемеще6 47079 ф ний детали устанавливают кратным, полупериоду колебаний сварочного напряжения, фазу колебательных пеРе мещений детали изменяют в процессе оплавления ступенчато или плавно.

Сущность предлагаемого способа контактной стыковой сварки импульсййм ойлавлением иллюстрируется фиг.1,2. На фиг.1 кривая 1 — график мгновенных значений сварочного напряжения описывается. уравнением и =11! 5(П СдС

10 где u — мгновенные значения сварочного напряжения;

1!ш - амплитуда сварочного íапряжения; г !

Р. к с С вЂ” круговая частота; (= = —

Т=Т! — период колебаний, время.

Кривые 2 и 3 — графики колебательных перемещений колонны машины, опи- 20 сываются уравнением

5 G sin(Mt+()1 где 8 — мгновенные значения смещений! бщ — амплитуда смещений; 11 — круговая частота; <а = .„)

Т= T2 — период колебаний; — время; н ачальная фаэ а; (М1+сс — фаза колебаний

T>., Т! 4 °

Смещения 61, 62, G g, 84 соот ветствуют максимальному искровому, зазору, смещения. бя,. Gg — минималь- 35 ному искровому зазору.

Установив в момент времени *t = 1р начальную фазу колебательных движений а = + 90 (кривая 2), мы тем самым абсолютному мгновенному значению нап- 40 ряжения, в данном случае и 0 ставим в соответствие максимальный искровой зазор.

При максимальном искровом зазоре, когда площадь контактов минимальная 45 (в этот момент наиболее вероятен взрыв контактов), и сварочном нап-. ряжении, стремящемся к нулю, взрыв контакта происходит с малым выбросом металла, что существенно повышает термический КПД и тем самым интенсифицируется нагрев и повышается производительность труда.

Установив в момент времени т.=1д л ачальную фазу колебательных движений cc, = 135 (кривая 3), мы тем гамым максимальному искровому зазору ставим в соответствие абсолютное мгновенное значение сварочного напряжения, равное амплитудному (мак-. симальному) . 60

При напряжении, стремящемся к мак< имальному, взр в контакта проНсхо» лит с большим выбросом металла, чт позволяет повысить скорость при о11»анлении. 65!

1овышенная скорость оплавления необходима в конечной стадии сварки для создания газовой защиты поверхности оплавления от окисления.

Особенно ярко преимущества предлагаемого способа проявляются, когда устанавливают колебания с периодом, равным полупериоду сварочного напряжения, т ° е.

Т : Т1 где Т вЂ” период механических колебаний свариваемой детали;

Т1 — период колебаний сварочного напряжения.

В этом случае регулирование начальной Фазы механических колебательных движений оказывает влияние не только на размеры взрывающихся контактов, но и на нагрев деталей.

На фиг. 2 представлены: 1 — график мгновенных значений сварочного напряжения;2, 3, 4 — графики колебательных перемещений кОлонны машины с различными начальными фазами

TZ . Ti=1.

Кривой 2 представлены механические колебания с начальной Фазой Ф = -90

В этом случае максимальному искровому зазору (точки смещения S и бь) будут соответствовать минимальные напряжения Пэ = 0 и lJb = 0. По мере уменьшения искрового зазора до точ1 ки 54 а следовательно, и уменьшения сопротивления напряжение увеличивается и достигает амплитудного значения в момент времени т, =t.g, ток будет повышаться. В дальнейшем зазор увеличивается (сопротивление увеличивается) от точки 54 до точки 5 Ь . Напряжение также уменьшается и стремится к 0 в момент времени

В этот момент произойдет взрыв контактов с малым выбросом металла.

Кривой 3 представлены механические колебания с начальной фазой о = + 90о

В этом случае максимальному искровому зазору, (точки б g и 64) будут соответствовать максимальные значения сварочного; апряжен и я 1J и Ю4

Ток будет мал ввиду большого сопротивления контактов. С уменьшением искрового зазора от точки G 1 до точ1 ки 5 и уменьшением сопротивления напряжение будет уменьшаться до значения П = О. В этом случае ток будет стремиться к О. С увеличением зазора и увеличением сопротивления напряжение увеличивается доЧ74 = )щ ,при максимальном зазоре 94 . В момент времени 4 4 t.g происходит взрыв с большим выбросом металла.

При таком согласовании механических колебаний с колебаниями сварочного напряжения электрическая энергия за один период колебаний будет меньше, чем в первом случае

647079

Формула изобретения

0 t!

4 г 4 S C

Составитель В ° Власова

Техред О. Андрейко «Корректор И. Гоксич

Тираж 1221 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r.Óæãoðaä, ул. Проектная,4 едактоц А.Абрамов

Заказ 210/8

5 (кривая 1), так как наибольший ток будет в моменты средних значений напряжения и сопротивления. Кривыми

2, 3 представлены крайние случаи согласования механических колебаний со сварочным напряжением.

Кривой 4 представлены механические колебания с начальной фазой о =О, В этом случае нагрев будет меньше, % чем в первом случае (кривая 2) и больше, чем во втором случае (кривая 3) .

Таким образом, изменяя начальную фазу механических колебаний, мы управляем скоростью нагрева и скоростью оплавления, что увеличивает. производительность труда.

Лабораторные испытания показали воэможность снижения времени сварки на 25%.

1. Способ контактной стыковой сварки импульсным оплавлением на переменном сварочном токе и напряжении,. при котором в процес-.<..е оплавления одной иэ свариваемнх деталей сообщают колебательные перемещения вдоль направления подачи, о т л и ч а кшийся тем, что, с целью пови5 шения производительности процес -а путем интенсификации нагрева, период колебательных перемещений детали устанавливают кратным полупериоду колебаний сварочного напряжения.

10 2 ° Способ по п.l, о т л и ч а ю шийся тем, что фазу колебательных перемещений детали изменяют в процессе оплавления ступенчато или плавно. !

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Кабанов Н.С., Слепак Э.Ш.

20 Технология стыковой контактной сварки, Машиностроение, М, 1970, с. 60.

2. Авторское свидетельство СССР

9 226052, кл. В 23 К 11/04, 1965.