СПОСОБ КОНТАКТНОЙ СТЫКОВОЙ СВАРКИ ОПЛАВЛЕНИЕМ ИЗДЕЛИЙ КРУГЛОГО СЕЧЕНИЯ С ПОСЛЕДУЮЩИМ УДАЛЕНИЕМ ГРАТА Российский патент 2012 года по МПК B23K11/04 B23K37/08 

Предлагаемое изобретение относится к сварочному производству, а именно, к способам и устройствам для контактной стыковой сварки оплавлением прутков или стержней, выполняемых на специализированных сварочных машинах, устанавливаемых в волочильном производстве для укрупнения бунтов проволоки.

Периодическая сварка бунтов горячекатаной проволоки, задаваемых в агрегаты волочения, не только обеспечивает непрерывность их работы, но и позволяет увеличить развес бунтов готовой проволоки, при этом длительность стыковки бунтов не должна допускать остановок или замедления темпа работы агрегата. Высокая производительность сварочных машин в этих условиях достигается за счет автоматизации сварочного процесса и ускорения вспомогательных операций, в частности, операции удаления грата со сварных стыков, которая необходима перед их волочением.

Известен способ удаления грата на круглых изделиях из термоупрочняемых сплавов алюминия Д16Т, Д18 (см., например, книгу «Контактная стыковая сварка сопротивлением с формированием соединения» Сб. науч. тр./АН УССР под ред. Лебедева В.К. - Киев, ИЭС им. Е.О.Патона, 1988 г., стр.38…39), при котором металл при осадке выдавливается в грат между рабочими торцами формующих устройств электродов и на заключительном этапе осадки подрезается их кромками и отделяется.

Недостатком такого способа удаления грата при сварке стальных изделий является низкая стойкость формующих устройств электродов из-за термического разупрочнения кромок при их контакте с нагретым металлом концов изделий.

Известен также способ снятия грата после сварки заготовок гаечного метчика четырьмя полукруглыми ножами с кольцевыми режущими кромками, охватывающими сваренную заготовку справа и слева от грата в отдельном гратоснимателе (см. книгу «Контактная стыковая сварка сопротивлением с формированием соединения» Сб. науч. тр./АН УССР под ред. Лебедева В.К. - Киев, ИЭС им. Е.О.Патона, 1988 г., стр.80…82).

Недостатком такого способа удаления грата является невозможность сохранения температуры нагретого при сварке грата из-за быстрого его охлаждения при передаче изделия в гратосниматель, поэтому необходим либо повторный нагрев, либо применение больших усилий для подрезки и отделения грата. Кроме того, при удалении грата таким способом на остывших изделиях из закаливаемых сталей возможно появление в стыке холодных трещин. Одновременная зачистка грата по всему периметру сварного стыка приводит также к образованию кольца из снятого сдвигом металла замкнутой формы, которое легко удалить на коротких деталях, но невозможно удалить при сварке бунтов проволоки без дополнительной операции по разделению полученного кольца.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение производительности контактной стыковой сварки изделий круглого сечения за счет совмещения операций сварки и зачистки грата сразу после осадки при сохранении нагрева высаженного металла с одновременным снижением требуемого усилия при зачистке.

Технический результат достигается тем, что в способе контактной стыковой сварки оплавлением изделий круглого сечения с последующим удалением грата, включающем обрезку и стыковку концов изделий, их зажатие в подвижном и неподвижном зажимах электродами с твердосплавными полувтулками, имеющими на обращенных друг к другу сторонах режущие кромки, включение сварочного трансформатора и перемещение подвижного зажима с изделием на оплавление и осадку, после осадки на заданный припуск и отключения сварочного трансформатора, не снимая усилия осадки, снижают усилие зажатия электродов одного из зажимов до начала проскальзывания сваренных изделий, нагретый при сварке грат срезают сначала кромкой одной из полувтулок этого же зажима до отделения полукольца грата, а оставшуюся часть грата срезают кромкой другой полувтулки этого же зажима, при этом упомянутые полувтулки устанавливают в зажиме со смещением вертикальной плоскости режущих кромок на величину, которая больше ширины пояска, высаженного при осадке металла стыка.

Технический результат достигается также тем, что снижают усилие зажатия электродов подвижного зажима, при этом грат срезают сначала кромкой верхней полувтулки подвижного зажима до отделения полукольца верхней части грата, а оставшуюся часть грата срезают кромкой нижней полувтулки подвижного зажима, установленной со смещением вертикальной плоскости относительно верхней полувтулки.

Технический результат достигается также тем, что снижают усилие зажатия электродов неподвижного зажима, при этом грат срезают сначала кромкой нижней полувтулки неподвижного зажима до отделения полукольца нижней части грата, а оставшуюся часть грата срезают кромкой верхней полувтулки неподвижного зажима, установленной со смещением вертикальной плоскости относительно нижней полувтулки.

Технический результат достигается также тем, что передний угол режущие кромки полувтулок выполняют в вертикальной плоскости.

Технический результат достигается также тем, что передний угол режущей кромки полувтулок выполняют отрицательным в вертикальной плоскости.

Сущность заявляемого изобретения поясняется графическими материалами (фиг.1 - фиг.5), где:

- на фиг.1 схематично показано положение электродов, оснащенных твердосплавными полувтулками, после осадки свариваемых изделий;

- на фиг.2 схематично показано положение электродов, оснащенных твердосплавными полувтулками, перед зачисткой грата кромками полувтулок подвижного зажима;

- на фиг.3 схематично показано положение электродов, оснащенных твердосплавными полувтулками, перед зачисткой грата кромками полувтулок неподвижного зажима;

- на фиг.4 показано поперечное сечение полувтулки с вертикальной режущей кромкой;

- на фиг.5 показано поперечное сечение полувтулки с отрицательным передним углом режущей кромки.

Способ контактной стыковой сварки оплавлением изделий круглого сечения с последующим удалением грата осуществляется следующим образом:

- после обрезки и подачи в зону сварки изделий 1 опускают верхние электроды 2 неподвижного 3 и подвижного 4 зажимов, при этом верхние и нижние полувтулки 5 подвижного зажима 4 центрируют, устанавливая полувтулки 5 таким образом, что вертикальная плоскость режущей кромки верхней полувтулки смещена относительно режущей кромки нижней полувтулки на величину, которая больше ширины пояска, высаживаемого при осадке металла стыка, и зажимают изделия 1 между верхними 2 нижними 6 электродами, соответственно;

- включают сварочный трансформатор (на фигурах условно не показан) на повышенном напряжении для компенсации падения напряжения на контактных переходах между нижними 6 токоведущими электродами и из-за увеличения установочной длины, а затем осуществляют перемещение подвижного зажима 4 при оплавлении и осадке и сваривают изделия 1;

- после осадки и отключения сварочного трансформатора, не снимая усилия осадки, снижают усилие зажатия между электродами 2 и 6 подвижного зажима 4 до начала проскальзывания их по неподвижным, зажатым в электродах 2 и 6 неподвижного зажима 3 сваренным изделиям 1, и продолжая перемещение подвижного зажима 4, при этом режущие кромки 7 верхней полувтулки 5 электрода 2 подвижного зажима 4 сближаются с нагретым при сварке гратом 8 и срезают верхнюю часть грата 8, отделяя его в виде полукольца, а продолжая перемещать подвижный зажим 4 дальше, срезают нижнюю часть грата 8 режущей кромкой 7 нижней полувтулки 5 электрода 6 подвижного зажима 4, при этом необходимое усилие сдвига при удалении грата 8 уменьшается вдвое;

После износа режущих кромок 7 стальных полувтулок 5 электродов 2 и 6 подвижного зажима 4 вводят в работу полувтулки 5 неподвижного зажима 3.

Для этого:

- после осадки и отключения сварочного трансформатора, не снимая усилия осадки, снижают усилие зажатия электрода 2 неподвижного зажима 3 до начала проскальзывания в них сваренных изделий 1 и первоначально срезают нижнюю часть нагретого при сварке грата 8 режущей кромкой 7 нижней полувтулки 5 электрода 6 неподвижного зажима 3, а затем, продолжая двигать сваренные изделия 1, подвижным зажимом 4 срезают верхнюю часть грата 6 режущей кромкой 7 верхней полувтулки 5 электрода 2 неподвижного зажима 3.

Смещение режущих кромок относительно друг друга не только снижает усилие сдвига при зачистке, но и способствует устойчивости нагретых круглых изделий при зачистке, при этом размещение режущей кромки в вертикальной плоскости повышает стойкость кромок, а отрицательный передний угол резания на кромках полувтулок проглаживает и упрочняет место стыка, улучшает поверхность зачистки, подготавливает стык для последующего безобрывного волочения.

Таким образом, предложенный способ удаления грата после контактной стыковой сварки оплавлением изделий круглого сечения за счет использования оснащенных твердосплавными полувтулками электродов, со смещенными относительно друг друга режущими кромками позволяет:

- значительно ускорить процесс удаления грата после сварки, что делает возможным его применение не только при сварке проволоки в непрерывных волочильных агрегатах в условиях ограничения времени, отводимого на стыковку бунтов перед волочением;

- повысить точность совмещения при установке под сварку торцов изделий в осевом направлении;

- повысить надежность сварных стыков при волочении изделий круглого сечения.

Изобретение может быть использовано при контактной стыковой сварке оплавлением прутков или стержней на специализированных сварочных машинах, устанавливаемых в волочильном производстве для укрупнения бунтов проволоки. Концы изделий обрезают, стыкуют и зажимают в подвижном и неподвижном зажимах электродами с твердосплавными полувтулками, имеющими на обращенных друг к другу сторонах режущие кромки. Упомянутые полувтулки устанавливают со смещением вертикальной плоскости режущих кромок на величину, которая больше ширины пояска, высаженного при осадке металла стыка. Перемещают подвижный зажим с изделием на оплавление и осадку. После осадки на заданный припуск и отключения сварочного трансформатора, не снимая усилия осадки, снижают усилие зажатия электродов одного из зажимов до начала проскальзывания сваренных изделий. Нагретый при сварке грат срезают сначала кромкой одной из полувтулок этого же зажима до отделения полукольца грата. Оставшуюся часть грата срезают кромкой другой полувтулки этого же зажима. Изобретение обеспечивает повышение производительности контактной стыковой сварки изделий круглого сечения за счет совмещения операций сварки и зачистки грата сразу после осадки при сохранении нагрева высаженного металла с одновременным снижением требуемого усилия при зачистке. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Способ контактной стыковой сварки оплавлением изделий круглого сечения с последующим удалением грата, включающий обрезку и стыковку концов изделий, их зажатие в подвижном и неподвижном зажимах электродами с твердосплавными полувтулками, имеющими на обращенных друг к другу сторонах режущие кромки, включение сварочного трансформатора и перемещение подвижного зажима с изделием на оплавление и осадку, отличающийся тем, что после осадки на заданный припуск и отключения сварочного трансформатора, не снимая усилия осадки, снижают усилие зажатия электродов одного из зажимов до начала проскальзывания сваренных изделий, нагретый при сварке грат срезают сначала кромкой одной из полувтулок этого же зажима до отделения полукольца грата, а оставшуюся часть грата срезают кромкой другой полувтулки этого же зажима, при этом упомянутые полувтулки устанавливают в зажиме со смещением вертикальной плоскости режущих кромок на величину, которая больше ширины пояска, высаженного при осадке металла стыка.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что снижают усилие зажатия электродов подвижного зажима, при этом грат срезают сначала кромкой верхней полувтулки подвижного зажима до отделения полукольца верхней части грата, а оставшуюся часть грата срезают кромкой нижней полувтулки подвижного зажима, установленной со смещением вертикальной плоскости режущей кромки относительно верхней полувтулки.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что снижают усилие зажатия электродов неподвижного зажима, при этом грат срезают сначала кромкой нижней полувтулки неподвижного зажима до отделения полукольца нижней части грата, а оставшуюся часть грата срезают кромкой верхней полувтулки неподвижного зажима, установленной со смещением вертикальной плоскости режущей кромки относительно нижней полувтулки.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что передний угол режущих кромок полувтулок выполняют в вертикальной плоскости.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что передний угол режущих кромок полувтулок выполняют отрицательным к вертикальной плоскости.