Способ контактной точечной сварки Советский патент 1983 года по МПК B23K11/10 

Изобретение относится к машине строению и может быть использовано для получения неразъёмных соединений деталей, преимущественно из легких сплавов, в частности сваркой. Известен способ контактной точечной сварки с использованием периферийного обжатия сварной точки D3 Недостатком этого способа является то, что процесс формирования соединения с обжатием периферии протекает аналогично процессу без обжатия пери ферии, но с использованием электродов больших диаметров, что приводит к снижению эффективности процесса нагрева и уменьшению проплавления деталей. Известен способ контактной точечной сварки, при котором свариваемые детали зажимают между электродами, создавая наряду с усилием на токопроводящем стержне дополнительное пе риферийное усилие, которое увеличивают во время импульса сварочного то ка от начальной величины до максимал ного значения и одновременно уменьшают усилие на токопроводящем стержне на такую же величину, а с момента окончания импульса сварочного тока периферийное усилие уменьшают и одг новременно увеличивают усилие на токопроводящем стержне до первоначальных значений. Однако способ имеет существенные недостатки. Во-первых, повышенное усилие сжатие электродов на начально стадии процесса приводит к увеличению скоростм роста контактной вследствие относительно высокой пластичности металлов этой группы и, следовательно, к уменьшению тепловыделени в зоне сварки из-за уменьшения ее электрического сопротивления.. Это, в свою очередь, для сохранения разме ров ядра расплавленного металла, вызывает необходимость введения большей электрической мощности. Во-вторы в условиях oтнocиteльнo жестких режи мов, применяемых для сварки легких сплавов и имеющихся технических средств реализации программ изменени усилия, затруднительно начинать увеличивать периферийное усилие точно в момент начала импульса сварочного тока Это требует усложнения аппаратуры управления и устройств исполнения. Кроме того, точная настройка и контроль цикла, операции трудоемкие и требуют применения сложной измерительной аппаратуры. Цель изобретения - снижение трудоемкости технологического процесса сварки и повышение эффективности процесса нагрева. Поставленная цель достигается за счет того что в способе контактной точечной сварки, при котором свариваемые детали зажимают между электродами, создавая наряду с усилием на токопроводящем стержне дополнительное периферийное усилие, которое увеличивают во время импульса сварочного тока от начальной величины до максимального значения и одновременно уменьшают усилие на токопроводящем стержне на такую же величину, а с момента окончания импульса сварочного тока периферийное усилие уменьшают и одновременно увеличивают усилие не токопроводящем стержне до первоначальных значений, начальную величину общего усилия сжатия деталей, равную сумме усилий на токопроводящей стержне и периферии, задают меньшей, чем усилие на электродах при сварке деталей без обжатия периферии, а увеличивать усилие на периферии и одновременно снижать усилие на токопроводящем стержне начинают в интервале времени от момента начала импульса сварочного тока до момента начала плавления металла в области сварочного контакта. Интервал времени, в котором начинают увеличивать периферийное усилие и одновременно уменьшать усилие на токопровбдящем стержне, принимают равным Г-30% от длительности импульса сварочного тока. Величину общего усилия сжатия деталей принимают на 5-20 меньше, чем при сварке деталей без периферийного обжатия, при этом периферийное усилие увеличивают от начального значения, которое равно 3-В% от общего, по следующей зависимости .Рим)(/-Ьу,); где F,- - текущее значение периферийного усилия; начальное и конечное значения периферийного усилия; время от момента начала увеличения периферийного усилия до момента окончания импульса сварочного тока; t - текущая координата времени; п - показатель степени. 3 1 На чертеже показана циклограмма процесса контактной трчечной сварки,где приняты следующие условные обо-значения: РПР общее усилие сжатия деталей; Fg, Fy, - текущее значение усилия на токопроводящем стержне и периферии; Fgj,- начальная величина усилия на токопроводящем стержне; начальное и конечное усилие на периферии; F - ковочное уёилие; t - интервал начала увеличения периферийного усилия; t, - время уве личения периферийного усилия.от начального до конечного значений; t длительность импульса сварочного тока; оптимальный интервал увеличения периферийного усилия и уменьшения усилия на токопроводящем стержне заштрихован. Общее усилие сжатия деталей распределяется на два: усилие на электродах и на усилие на обжимной втулке Оно всегда равно их сумме. Поскольку в технологии обычной сварки отработаны режимы по общему усилию сжатия деталей, то при сварке с обжатием ,периферии усилие на обжимной втулке удобнее задавать от его величины, а не от величины усилия на токопроводящем стержне. Уменьшение общего усилия сжатия деталей по сравнению с его величиной при сварке легких сплавов без обжати периферии, объясняется особенностями пластических деформаций металла зоны сварки и относительно высокой пластичностью этой группы сплавов. Кроме того, вследствие низкого электрического сопротивления контактов, эти сплавы не склонны к образованию начальных выплесков и поэтому не требуют больших давлений для формирования начальных контактов. Оптимальный диапазон уменьшения обшего усилия, равный , определен экспериментально при сварке алюминиевых и маг ниевых сплавов толщиной 0,5 мм, Начальное усилие обжатия периферии необходикю в первую очередь для сближения свариваемых деталей в области уплотняющего пояска и поэтому его величина в основном определяется жесткостью деталей. Экспериментально установлено, что для сближения деталей толщиной до k мм достаточно усилие, равное от общего усилия сжатия деталей, применяемого nptсварке конкретной толщины. 5 Поскольку обжатие периферии применяется для устранения выплесков расплавленного металла, то начинать увеличивать усилие на периферии до начала плавления металла не рационально по двум причинам. Во-первых, чем ближе момент начала увеличения периферийного усилия к моменту начала плавления металла, тем выше эффективность процесса нагрева без уменьшения устойчивости процесса против образования выплесков. Экспериментально установлено, что плавление металла начинается не раньше, чем через 20-35% от длительности импульса сварочного тока. Из этих соображений и выбран оптимальный интервал начала увеличения периферийного усилия, рав- ный 0-30 от длительности импульса сварочного тока. Во-вторых, расширение диапазона увеличения периферийного усилия значительно снижает требования к аппаратуре управления и техническим средствам реализации программы, т.е, упрощает их конструкцию. Отпадает необходимость в применении специальных реле времени, так как требованиям удовлетворяют обычные серийно выпускаемые реле цикла с шагом отсчета 0,01-0,02 с. Предлагаемому диапазону увеличения усилия вполне удовлетворяют характеристики обычных пневмогидравлических систем. Кроме того, требуется реже проводить контроль осуществления цикла сварки. Характер увеличения периферийного усилия аналогичен известному и выбирается из тех Ле соображений. Однако в связи с тем, что время увеличения периферийного усилия отличается от длительности и я yльca сварочного тока, в зависимость, по которой изменяют усилие , внесено изменение. Пример. Производят сварку деталей из сплава МА2-1, толщиной 2 мм на машине постоянного тока . При сварке по обычному способу без обжатия периферий получают диаметр ядра расплавленного металла равный 7.5 мм при следующих параметрах режима: (,,,5 мА, t«- О,Об с, F 6,5кЙ. При св||ркб по известному и с предлагаемым способам сварочный ток подбирают таким образом, чтобы диаметр ядра в том и другом случае был равен 7,5 мм. Остальные параметры режима следующие:

V. СПОСОБ КОНТАКТНОЙ ТОЧЕЧНОЙ СВАРКИ, при котором свариваемые детали з.ажимают между электродами, создавая наряду с усилием на токопро водящем стержне дополнительное периферийное усилие, которое увеличивают во время импульса сварочного тока от начальной величины до максимального значения и одновременно уменьшают усилие на токопроводящем стержне на такую же величину, а с момента окон-. чания импульса сварочного тока периферийное усилие уменьшают и одновре менно увеличивают усилие на токопроводящем стержне до первоначальных значений, о тли ч а ющ и и с я тем, что, с целью снижения Трудоемкости технологического процесса сварки и повышения эффективности процесса нагрева, начальную величину общего усилия сжатия деталей, равную сумме усилий на токопроводящем стержне и периферии, задают меньшей, чем уси-лие на электродах ори сварке деталей 1без обжатия периферии, а увеличивать усилие на периферии и одновременно снижать усилие на токопроводящем стержне начинают в интервале времени от момента начала импульса сварочного тока до момента начала плавления металла, в области сварочного контакта. 2.Способ по г. 1, отличающ и и с я тем, что интервал времени, 8 котором начинают увеличивать периферийное усилие и одновременно уменьшать усилие на токопроводяцем стержне, принимают равным 0-301 от длительности импульса сварочного тока. 3.Способ по п. 1,: о т л и ч а ю щ и и с я тем, что величину общего усилия сжатия деталей принимают на меньше, чем при сварке деталей без периферийного обжатия, а периферийное усилие увеличивают от начального , которое равно 3-8 от общего, по следующей зависимости VFv,M(l HK-F«H)Wth); со где Рц - текущее значение периферийCD ного усилия; . OQ начальное и конечное значение JCJI Ни периферийного усилия; ивремя от момента начала увеличения периферийного усилия до момента окончания импульса сварочного тока; t текущая координата времени; п - показатель степени.