Способ автоматического управления процессом контактной точечной и шовной сварки

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик и660799 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 20.09.76 (21) 2405! 15/25-27 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.е

В 23 К 11/24

Государственна!й номнтет

СССР оо делам нзооретеннй

ы открытый

- Опубликовано 05.05.79. Бюллетень № 1?

Дата опубликования описания 13.05.79

\ (53) УДК 621.79! . .763 (088.8) (?2) Авторы изобретения

В. Н. Дурново и Л. Н. Кузе,мин. / (71) Заявитель (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ

КОНТАКТНОЙ ТОЧЕЧНОЙ И ШОВНОЙ СВАРКИ

Изобретение относится к области контактной сварки и может быть использовано в контактных точечных и шовных сварочных машинах различного назначения с автоматическим контролем и управлением качества получаемого сварного соединения.

Известно устройство для контроля качества сварного соединения, в котором наличие литого сварного ядра определяется величиной затухания поперечных ультразвуковых колебаний высокой частоты (более

1 мГц) в зоне сварки (1(.

Использование поперечных ультразвуковых волн не позволяет осуществлять измерение изменяющейся в процессе сварки площади твердофазных контактов, необходимой для управления сварочным током с целью исключения выплесков при сварке, т. к. величина акустической проводимости твердофазных контактов в зоне сварки для поперечных волн не зависит от их площади.

Эта способность поперечных ультразвуковых волн не дает возможности производить измерение величины постепенно увеличивающегося в процессе сварки литого сварного ядра в случаях, когда его величина меньше площади торцов сварочных электродов. Существенное затухание поперечных ультразвуковых волн происходит лишь в момент выравнивания площадей сварного ядра и торцов сварочных электродов, т.е. в тот момент, когда ядро достигает черезмерно больших размеров и реальным становится выплескивание жидкого металла сварного ядра за пределы сварочной зоны.

Известен способ автоматического управления процессом контактной точечной и шовной сварки, основанный на изменении сва1О рочного тока в прямо пропорциональной зависимости от величины акустической проводимости зоны сварки при озвучивании ее продольными ультразвуковыми колебаниями (2(.

Известен способ автоматического управления процесса контактной сварки позволяет получать безвыплесковую сварку деталей. различной конструкции за счет поддер— жания металла сварной точки в режиме так называемой термостабилизации, при котором тепловыделение от пропускания тока через свариваемые детали уравновешивает. ся теплоотводом в электроды. Время поддержания режима термостабилизации в зоне сварки, задаваемое реле времени, обычно

660799

3 выбирается заведомо больше оптимального.

Две части сварных соединений; для которых длительность процесса термостабилиэации, задаваемая реле времени, значительно превышает оптимальную, это приводит к излишнему росту сварного ядра, перегреву металла в нем, черезмерной деформации свариваемых деталей, выдавливанию металла из эоны сварки, а следовательно, к уменьшению прочности сварного соединения.

Целью изобретения является стабилизация качества сварного соединения. 16

Поставленная цель достигается тем, что сварочный ток отключают при достижении акустической проводимостью зоны сварки величины; соответствующей оптимальному размеру сварного ядра.

На фиг. 1 представлена диаграмма изменения сварочного тока и акустической проводимости зоны сварки по времени; на фиг. 2 показан прием реализации способа.

На фиг. 2 приняты следующие обозначения: 1 — верхний сварочны"; 1в

2 — нижний сварочный электрод, 3 — ультразвуковой генератор, 4 — датчик-излучатель, 5 — датчик-приемник, 6 — усилитель напряжения, снимаемого с датчика-приемни. ка 7 — детектор, 8 — источник опорног т

1$ напряжения, 9 — компаратор, сравнивающий величины напряжений, поступающих с детектора и источника опорного напряжения, 10 — формирователь запирающих импульсов, l l — силовой ключ, отключающий сварочный ток при поступлении импульсов с формирователя, 12 — источник сварочного тока.

В исходном состоянии сварочные электроды 1 и 2 разомкнуты, а поэтому ультра,звуковые колебания, возбуждаемые генера . тором 3 в датчике-излучателе 4, не прохо1$ дят к датчику-приемнику 5 В результате акустическая проводимость зоны сварки А равна нулю, что соответствует отсутствию напряжения на датчике-приемнике 5, а также на выходе усилителя 6 и детектора 7. 4

При этом постоянное напряжение от источника 8 опорного напряжения, определяемое в зависимости от требуемой величины сварного ядра, поступает на компаратор 9 и обуславливает выдачу формирователем 10 импульсов, закрывающих силовой ключ 11. 4$

При сжатии между сварочными электродами 1 и 2 соединяемых деталей (период времени ti — t> ) ультразвуковые колебания с датчика-излучателя 4 проходят через электродв| и свариваемые детали к датчику-приемнику 5, Напряжение, появляющееся на выходе усилителя о и детектора 7, пропорционально величине акустической проводимости зоны сварки, которая определяется величиной эффективной площади контактирующих поверхностей. Это напряжение сравнивается в компараторе 9 с опорным напряжением н в случае превышения его выдает формирователю 1О команду на шунтирование импульсов, запирающих силовой ключ 11. Схема готова к сварке, При включении в произвольный момент времени сварочного тока 3,$ начинается нагревание соприкасающихся поверхностей свариваемых деталей с последующим их расплавлением. Это вызывает сначала возрастание акустической проводимости зоны сварки вследствие увеличения площади звукопроводящих твердотельных контактов деталей, а затем — уменьшение ее по мере увеличения количества звуконепроницаемого расплавленного металла в межэлектродном пространстве, обуславливающем, в конечном счете, величину сварного ядра. Величина напряжения на выходе детектора 7, пропорциональная акустической проводимости зоны сварки А, постоянно сравнивается в кбмпараторе 9 с заранее задаваемым опорным напряжением н в момент t>, когда она становится, меныце последнего, компаратор выдает команду формирователю на эапирание силового ключа. Происходит отключение сварочного тока и процесс сварки прекращается в момент достижения сварным ядром определенных размеров. Изменение величины опорного напряжения вызывает соответствующее изменение величины сварного ядра.

Увеличение акустической проводимости зоны сварки в период времени t> — t обусловлено затвердеванием металла в ядре сварной точки.

Формула изобретения

Способ автоматического управления процессом контактной точечной и шовной сварки, основанный на изменении сварочного тока в прямо пропорциональной зависимости от величины акустической проводимости зоны сварки при озвучивании ее продольными

;ультразвуковыми колебаниями, отличающийся тем, что,cgелью стабилизации качества сварного соединения, сварочный ток отключают при достижении акустической проводимостью зоны сварки величины, соответствующей оптимальному размеру сварного ядра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство № 369483, кл. G 01 К 29I04, 1969.

2. Авторское свидетельство № 265320, кл. В 23 К 11/10, 1969.

660799 с т.иг, t

Составитель В. Катни

Редактор K. Северова Техред О. Луговая Корректор A. Власвийй

Заказ 2344/I I раж l22I П ода ясное

КНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

I I 3035, Москва, )K — 35, Рву шская иаб., д. 4!5

Филиал A All а Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4