Способ регулирования контактной точечной сварки
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Сеюз Соввтсник
Сециаяистнчвсим
Респубпик
Р12647083 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) 3"явлено 0420575 (21) 2131856/25-27 (51) М. Кл.
В 23 К 11/24 с присоединением заявки №
Государственный комитет
СССР но деяам изобретений и открытий (23) Приоритет (53) УЛК 6 2 1. 79 1. . 763. 1 (088. 8) Опубликовано 150279. Бюллетень № 6
Дата опубликования описания 150279 (72) Авторы изобретения
Н.В.Подола, П.М.Руденко, В.А.Кривуляк, Н.A.Êàðèøèíà, A.A.Óðñàòüåâ, В.С.Гавриш и A.Ä.Ïoïoâè÷
Ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени институт электросварки им. Е. О. Патона (71) Заявитель (54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ КОНТАКТНОЙ
ТОЧЕЧНОЙ СВАРКИ
Изобретение относится к обработке и сварке материалов и может быть использовано для автоматического регулирования процесса контактной точечной сварки ° б
Известен способ управления и кон троля качества контактной сварки, при котором измеряют текущие значения одного или нескольких парамет . ров процесса, сопоставляют их с эталонными значениями, полученными при сварке качественных соединений, а разностный сигнал используют для оценки качества контролируемого сварного соединения и регулирования па- 1о раметров режима сварки fl) .
Однако этот способ управления и контроля не является высокоэффективным при одновременном изменении нескольких параметров процесса сварки, поскольку не учитывается, что при отклонении одних параметров режима качественное сварное соединение может быть получено лишь при соответствуккцем изменении других параметров режима.
Известен способ регулирования контактной точечной сварки, при котором измеряют энергию, выделяемую э процессе сварки, сраэнивают ее 30 с эталонной величиной и по.рассогла сованию этих величин управляют режимом сварки (2) °
Однако известный способ автоматического регулирования контактной сварки не обеспечивает высокого качества сварного .,соединения вследствие того, что не учитывается эффект взаимодействия параметров режима контактной сварки, хотя известно, что количество энергии, необходимое для качественного сварного соединения, зависит от величины отклонения других параметров режима, например усилия сжатия электродов; не учитывается тот факт, что при уэеличении времени сварки возрастают потери энергии, отводимой в электроды и околошовную зону свариваемых деталей, а также изменяется степень жесткости режима, что в ряде случаев может привести к ухудшению качества сварки вследствие увеличений зоны термического влияния и повышенного износа электродов.
Цель изобретения — повышение точности регулирования и качества сварных соединений °
Поставленная цель достигается тем, что для вычисления эталонной б47083 величины энергии измеряют усилие сжатия электродов в момент включения сварного тока и задают диаметр литого ядра сварной точки и время сварки, а энергию, выделенную между электродами сварочной машины, изменяют в течение первого и второго периодов сварочного тока, На чертеже представлен блок-схема реализации способа.
Качество сварного сое;,инейия опре" деляется совокупностью параметров процессов сварки, и при измейеййи одного параметра процесса качественное сварное соединение может быть получено при определенных для данного отклонения этого параметра зна" чениях других параметров. Вследствие этого высокое качество сварки сог ласно изобретению достигают формированием эталона для управляемого параметра — энергии, затрачиваемой на образование сварного соединения, в зависимости от отклонения контролируемого — величины усилия сжатия электродов. На основе экспериментальных данных, обработанных методами математической статистики, получена зависимость требуемой энергии для заданного диаметра литого ядра сварной точки и времени сварки от величины сварочного усилия сжатия, которая имеет следующий вид св -а,ды.а Tз, (1), где Qg<+ — требуемая энергия при времени сварки, равном t cg, для получения заданного размера ядра 8 gg
"з - сварочное усилие сжатия электродовf 1,9 - постоянные коэффициенты.
По этой зависимости определяют эталон (требуемую энергию), измеряя в момент включения сварочного тока величину установившегося усилия сжатия электродов.
С другой стороны, вследствие изменения гараметров электрической цепи сварочной маш; ны, а также нестабильности сопротивления свариваемых деталей количество энергии, выделяемой между электродами при одном и том же режиме, может быть переменное.
На основе экспериМентальных данных при сварке легких сплавов иа низкочастотных машинах было установлено, .что количество энергии, которое выделится между электродами Сварочной машины за время сварки, может быть определено по величине энергии, выделенной между электродами .сварочной машины за первый и второй периоды сварочного тока, по зависимости s а- а, а„(2) где Я - энергия, выделенная за все время сварки;
Q1 — энергия, выделенная за первый период тока сварки
Q2 - энергия, выделенная за второй период тока;
)(- коэффициент, зависящий от времени сварки.
5 При этом ошибка определения энергии, выделенной в сварном соединении за время сварки, не выше 1Ъ.
Таким образом, по зависимости (1) определяют эталон-требуемую энерр гию ., для получения заданного размера диаметра ядра сварной точки при заданном времени сварки и установившемся усилии сжатия электродов, которое измеряют в момент включения
)5 сварочного тока.
По зависимости (2), измеряя эйергию, выделенную в течение первого . и второго периодов сварочного тока, определяют энергию, которая выделится между электродами при установившихся значениях параметров электрической цепи без коррекции режима сварки; по величине рассогласования эталона - требуемой энергии — и энергии, которая выделится за заданное время сварки без коррекции режима, управляют режимом сварки.
Устройство содержит блок 1 измере-, ния параметров режима, который вклю- . чает в себя датчик 2 сварочного тока, датчик 3 падения напряжения меж" ду электродами и датчик 4 усилия сжатия электродов. устройство содержит также блок 5 определения энер35 гии, которая выделится за заданное время сварки без коррекции режима, блок б определения эталона, схему .срав-нения 7,блок 8 преобразования сигнала рассогласования в напряжение кор40 рекции сварочного тока. На контактной точечной машине 9 установлены датчики 2, З.и 4.
В качестве блоков 5 и 6 могут быть использован: либо специалИзи"
45 рованное вычислительное устройство., либо любой стандартный вычислитель, реализующие функциональную зависимость определения энергии за заданное время сварки без коррекции.
5О режима и определение переменного эталона по заданной программе.
Элементы схемы соединены таким образом, что датчики 2 и 3 блока
1 подключены ко входам блока 5, а датчик 4 ко входу блока 6; выходы блоков 5 и 6 подключены ко вхьдам схемы сравнения 7, выход которой соединен со входОм блока 8, à его выход со шкафом управления контактной сварочной машиной..
60 Способ регулирования контактной точечной сварки заключается в следующем.
Блоком 5 по текущим параметрам, измеряемым датчикам 2 и 3 в течение
65 первого и второго периодов свароч647083
Формула изобретения
Составитель В. Катин
Редактор И,Острова Техред О. АндрейкоКорректор И,Гоксич
Заказ 210/8 Тираж 1221 - Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
Д13035 Москва Ж-35 Раушская наб, дд4 5
Филиал ППП Патент, r.ужгород, ул.Проектная,4 ного тока, определяют энергию, кото рая выделйтся в свариваемом соедйнеиии за заданное время сварки беэ коррекции режима,а блоком 6 по текущему параметру, измеряемому датчиком4 в момент включения сварочного токй, определяют эталон (энергию). Сиг-, S нал с выхода блока 5, йропорциональ ный величине энергии, которая выделяется за время сварки,- сравнивают схемой сравнения 7 и с сигналом, пропорциональным величине 10 полученного эталона, а сигнал рас- согласования со схемы сравнения вы -, деляют в блоке 8, где напряжение рассогласования йреобразуют ъ напряжение коррекции, выдаваемой s схе-. у му управления. сварочным током.
Способ реализован при сварке легких сплавов на низкочастотной машине К-242 с помощью вычислительного комплекса М-6000.
При реализации способа была проведена сварка сплава AMI -6 толщиной пакета 1+1 мм при следующем режиме: время сварки 0,08 сек, сварочное усилие сжатия 450 кГс, сварочный ток
24 кЬ, коночное усилие сжатия 900 кГс, время. включения коночного усилия сжатия 0,08 сек.
Во время включения сварочного тока на электродах сварочной машины установилось усилие сжатия 480 кГс. При З0 данном значении усилия сжатия эталон для получения диаметра ядра, равного
5 мм, составил 530 дж. Эначение энер- гии за первый период сварочного тока равнялось 62 дж, а за нторой период
126,5 дж.. Прогнозируемое значение энергии составило 503 дж. Отклонение эталона от прогноэируемой энергйи, таким образом, оказалось +27 дж, что соответствует повьааению отрица- 40 тельного напряжения смещения на схеме управления сварочным током на
9,5 в - абсолютное значение напряжения уменьшилось на 9,5 н.
Был получен диаметр нцра сваренной точки 4,9 мм, н то время какnci прогнозируемому значению энергии он составил бы без коррекции режима 4,0 мм.
Внедрение предлагаемого способа регулирования позволит повысить качество койтактной точечнбй сварки по сравнеййй с существующими способами при одновременном отклонении многих параметров процесса сварки, реально существующих в произнодстненных условиях. Его применение особенно целесообразно при изготовлении ответственных сварных конструкций в самолето-, ракето- и судостроении.
Способ регулирования контактной точечной сварки, при котором измеряют энергию, выделяемую в процессе сварки, сраннивают ее с эталонной величиной и по рассогласованию этих величин управляют режимом сварки, отличающийся тем, что, с целью повышения точности регулирования и качества сварных соединений, для вычисления эталонной величины энергии измеряют усилие сжатия электродов в момент включения снарочного тока и задают диаметр литого ядра сварной точки и время сварки, а энергию, выделенную между электродами сварочной машины, измеряют н течение первого и второго периодов сварочного тока.
Источники информации, принятые во ннимание при экспертизе.
1. Патент Франции 9 1569022, кл. В 23 К 11/00, 1969, 2. Авторское свидетельство
285737, кл. В 23 К 11/24, 1974 °
