Способ контактной стыковой сварки оплавлением Советский патент 1986 года по МПК B23K11/04 

Изобретение относится к сварке, а более конкретно к способам контактной стьпсовой сварки оплавлением, и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства, где применяется контактная стьпсовая сварка оплавлением.

Цель изобретения - повьпяение производительности контактной стыковой сварки оплавлением путем интенсификации нагрева свариваемых деталей и уменьшение припуска на оплавление.

При контактной стьпсовой сварке оплавлением предлагаемым способом скорость оплавления задают величиной скорости перемещения подвижной колонны магашгы и воздействием на нее обратной отрицательной связи по параметру, характеризующему процесс оплавления, например сварочному току,и в .процессе сварки изменяют воздействие обратной отрицательной связи.Причем воздейстдзие отрицательной обратной связи уменьшают по мере нагрева свариваемых деталей. При сварке компактных сечений воздействие обратной отрицательной связи уменьшают пз тем уменьшения коэффз-щиента обратной отрицательной связи. При сварке тонкостенных деталей воздействие обратной отрицательной связи уменьшают путем увеличения задания величины скорости перемещения подвилдаой колонны мяпт- ны. О нагреве свариваемых деталей судят по времени оплавления и уменьшают воздействие обратной отрицательной связи с течением времени оплавления или по величине оплавления деталей и уменьшают воздействие обратной отрицательной связи с увеличением оплавления деталей. Кроме того, способ предусматривает уменьшение воздействия обратной отрицательной связи, когда фактическая скорость оплавления превышает заданную скорость оплавления. Способ также предусматривает уменьшение начальной величины обратной отрицательной связи на величину пропорциональную величине расходуемой электрической энергии.

При сварке согласно предлагаемому способу в начале процесса оплавления скорость перемещения подвижной колонны машины и коэффициент обратной отрицательной связи устанавливают оптимальными из условий устойчивости процесса оплавления. При таком задании скорость перемещения подвижной

колонны при оплавлении зависит от сварочного тока (тока оплавления), причем зависимость эта обратно пропорциональна. Благодаря такому заданию устанавливается определенная скорость оплавления и сварочный ток. По мере нагрева свариваемых деталей сва- рочньй ток уменьшается (для оплавления нагретого металла требуется мень- шая мощность), а скорость оплавления увеличивается. Увеличение скорости оплавления приводит к увеличению вы- ,броса разогретого металла, что снижает термический КПД процесса.

При сварке согласно предлагаемому способу в процессе оплавления по мере нагрева свариваемых деталей уменьшают воздействие обратной отрицательной связи. Б этом случае ранее уста

повившемуся сварочному току соответ

ствует большая скорость сближения подвижной колонны, а оплавление с такой скоростью требует повышенной мощности. Это приводит к тому, что уменьшается искровой зазор, увеличивается площадь контактов между т орцами деталей, увеличивается сварочньй ток и снижается скорость оплавления. Несмотря на то, что увеличивается ток,

а следовательно, и мощность, удельный сварочньй ток в контактах (сва- potiHbDi ток, отнесенньй к суммарной площа,ци реально сущестБуюш 1х контактов) снижается. Таким образом,умень1лая воздействие обратной отрицательной связи, значительно повьппают термический КПД процесса, что приводит к интенсификации нагрева и повьш1е- ншо производительности.

Предлагаемый способ контактной стыковой сварки оплавлением апробирован в лабораторных условиях при сварке рельсов и колец.

На машине Кб 17 свариваются кольца диаметром А00 мм со свариваемым сечением 2800 мм . Напряжение сварки устанавливают 7,6 В.

SO

Величину сигнала, за,цающего скорость перемещения, устанавливают таким, чтобы скорость перемещения подвижной колонны машины была равной 3 мм/с, используют обратную отрицательную связь по току. Коэффициент обратной отрип,ательной связи выбира- 55 ют опытным путем таким образом, чтобы при сварочном токе, равном 13000 А, скорость сближения подвюшой колонны была бы равна нулю. В процессе оплав

ления скорость перемещения (заданную) увеличивают с таким расчетом, чтобы после 6 мм оплавления при сва- рочном токе,,равном 19000 А, она была бы равна нулю. Время сварки составляет 20 с. При сварке таких же колец известным способом время сварки составляет 45 с. В предлагаемом способе повышается сварочньй ток, а следовательно, и мощность. Скорость оплавления при этом поддерживается на одном уровне (0,25-0,35 мм/с).

На машине KI90II сваривают рельсы типа Р65. Напряжение сварки устанавливают 7,8 В. Скорость перемещения подвижной колонны машины устанавливают равной 4 мм/с. На скорость перемещения воздействуют обратной отри- цательной связью по сварочному току. Коэффициент обратной отрицательной связи выбирают таким образом, чтобы скорость сближения подвижной колонны была равна нулю при сварочном токе, равном 20000 А. Задаются оптимальной скоростью сближения машины при оплавлении (средней скоростью оплавления) которая равна 0,15 мм/с. В процессе оплавления измеряют фактическую среднюю скорость оплавления. Когда фактическая средняя скорость оплавления по мере нагрева повышается и стано- . вится больше заданной, то уменьшают коэффициент обратной отрицательной связи. Коэффициент обратной отрицательной связи уменьшают ступенями.. Величина ступени определяет значение тока, при котором скорость сближения машины при оплавлении равна нулю.При сварке рельсов величина ступени равна 3000 А, т.е. после первого уменьшения коэффициента обратной связи скорость сближения машины при оплавлении, равна нулю, когда сварочный ток равен 20000 А - 3000 А и т.д.

В процессе оплавления сварочньй ток повышается до 40000 А. Время сварки 80 с. Припуск на оплавление 12 мм. При испытании сварные соеди- негшя рельсов показьшают удовлетворительные результаты. Время сварки рельсов типа Р65 известным способом составляет 200 с, а припуск на оплавление 30-35 мм.

Предлагаемьй способ контактной стыковой сварки оплавлением позволя- ет экономить на стыке по 2 см рельса.

ВНИИПИ

Заказ 6793/13

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

0

5

0

5

5

0

5

0

5

0

Формула изобретения

1 . Способ контактной стыковой сварки оплавлением, при котором во время сварки скорость оплавления задают равной скорости перемещения подвижной колонны сварочной машины и воздействуют на нее обратной отрицательной связью по параметру, характеризующему процесс оплавления, например сварочному току, при этом в процессе сварки изменяют воздействие обратной отрицательной связи, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности сварки путем интенсификации нагрева свариваемых деталей и уменьшения припуска на оплавление, по мере нагрева свариваемых деталей згменьшают воздействие обратной отрицательной связи. 2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что уменьшают воздействие обратной отрицательной связи путем уменьшения коэффициента обратной отрицательной связи.

3.Способ по п. 1, отличающий с я тем, что уменьшают воздействие обратной отрицательной связи путем увеличения- скорости перемещения ПОДВИЖНОЙ колонны машины.

4.Способ по п. I, отличающий с я тем, что о нагреве свариваемых деталей судят по времени оплавления и уменьшают воздействие обратной отрицательной связи с течением времени оплавления.

5.Способ по п. 1,отлича- ю щ и и с я тем, что о нагреве свариваемых деталей судят по величине оплавления их и уменьшают воздействие обратной отрицательной связи по мере увеличения величины оплавления деталей.

6.Способ по п. 1,отлича ю- щ и и с я тем, что о нагреве свариваемых деталей судят по величине фактической скорости оплавления деталей и уменьшают воздействие обратной отрицательной связи тогда, когда фактическая скорость оплавления превышает заданную скорость оплавления.,

7.Способ по п. 1,отлича ю- щ и и с я тем, что воздействие обратной отрицательной связи уменьшают на величину, пропорциональную величине расходуемой электрической энергии в продессе оплавления.

Тираж 1001

Подписное

Изобретение относится к сварке и может быть применено для получения неразъемных соединений для различных .металлов и сплавов. Изобретение повышает производительность сварки, интенсифицирует нагрев деталей и позволяет уменьшить припуск на оплавление. Для этого скорость оплавления задают перемещением подвижной колон- нь1 машины и воздействием на нее обратной отрицательной связи по параметру, характеризующему процесс оплавления, например сварочному току. Воздействие уменьшают по мере нагрева свариваемых деталей. О нагреве судят по времени оплавления или по величине оплавления. Способ предусматривает уменьшение начальной величины обратной отрицательной связи на величину, пропорциональную величине расходуемой электрической энергии. Способ позволяет сократить, например время сварки одного стыка рельса типа Р 65 с 200 до 80 с, а припуск на оплавление его с 30-35 до 12 мм. 6 3.п. ф-лы. ГО « 00 ел 4i