Способ управления контактной точечной сваркой Советский патент 1987 года по МПК B23K11/10 B23K11/24 

1 1

Изобретение относится к контактной сварке и может быть использовано для управления процессом точечной сварки.

Целью изобретения является повы- шение точности управления процессом сварки.

На чертеже представлены графики изменения во времени сварочного тока, напряжения, сопротивления и скорости изменения сопротивления между деталями.

Способ управления контактной свар ,кой заключается в том, что в

процесс

сварки контролируют величину свароч- ного тока и напряжения между злектро дами, интегрируют произведение этих величин, характеризующее энергию, выделяемую в сваро.чном контакте, и сравнивают с заданным значением пара метра, определенного опытным путем. Интегрирование начинают в момент времениj когда скорость изменения сопротивления между деталями достигнет заданного значения.

Общее сварочное сопротивление складывается из контактных сопротивлений и сопротивления самих деталей причем первые из указанных сопротивлений в процессе сварки уменьшаются а второе с ростом температуры увеличивается.

Из-за различия состояния поверхности деталей контактные сопротивления имеют случайный разброс. Достижение экстремального значения скрости изменения сопротивления характеризует то, что контактное сопротивление резко уменьшается из-за рарушения окисной пленки и образования жидких участков в контакте, устраняющих микрозазоры между деталями

Эта стадия происходит интенсивно и ее влияние на сопротивление между деталями, является более значимым, чем повьш1ение температуры. Далее контактное сопротивление вступает в стадию стабилизации и начинается стдия превалирования возрастающего с повышением температуры сопротивлени самих свариваемых деталей, которая не подвержена значительным случайным воздействиям и выделение тепла подчиняется закону Джоуля-Ленца

г Q jl-V-dt,

I. где ( - энергия, выделяемая

такте;

в кон

5

I V t,

10

20

25

30

35

40

45

50

55

сварочный ток; напряжение между деталями; время достижения заданного значения изменения сопротивления; текущее время второй стадии

процесса.

Такая кинетика процессов приводит к образованию отрицательного экстремума, который, как показывают эксперименты, превышает остальные флуктуационные пики, если сварка выполняется на режимах с образованием ядра расплавления.

По этому экстремуму из предварительных экспериментов назначается та скорость изменения сопротивления, начиная с которой осуществляется расчет энергии, вложенной в зону сварки, В результате введения нового пара- метра управления качественно повышается стабильность и степень связи между контролируемым параметром и свойствами сварного соединения за счет того, что момент начала измерения энергии определяется непосредственно во время сварки для каждых конкретных свариваемьк деталей и в стабильных условиях.

Технически способ осуществляется

следующим образом.

С самого начала сварки контролируется скорость изменения сопротивления посредством измерения отношения напряжения к току и если требуется вычисляется производная по времени с помощью ЭВМ (не представляет

трудности разработать специальное устройство.

При медленном изменении тока (медленнее, чем функция ., где I - сварочный ток; t - время) предлагае- мьм методом измеряется производная (скорость изменения) сопротивления, а при быстром изменении тока - сопротивление. В зависю ости от характера изменения тока в области, в которой предполагается окончание первой стадии, вычисляют производную или получают ее сразу. После достижения заданной скорости изменения сопротивления измеряется интеграл произведения тока и напряжения между деталями. Расчет интеграла может быть выполнен с помощью ЭВМ или специального устройства. Были проведены эксперименты: сваривались детали из никеля толщиной 0,3 мм на установке ССП-2 методом-контактной двусторонней сварки синусоидальным током одним полупериодом, максимальное значение тока 6000 А. Количество образцов 200 шт. Образцы сваривались с управлением по прототипу и по предлагаемому способу, а затем разрьгеались. Обработка результатов показала, что коэффициент корреляции между энергией, подсчитанной по первому методу, и усилием на раз- рыв составляет 0,83, во втором случае 0,92, что свидетельствует о повышении точности управления процессом в два раза. Сварка токоотводов источников тока показала следующие результаты: прочность на разрыв образцов без управления процессом сварки 2544 кг, прочность на разрыв с уп равЯением процессом по предлагаемому изобретению кг.

1283004

Формул

а изобретен

и я

Способ управления контактно, точечной сваркой, при котором в п роцес- се сварки контролируют сварочньп ток и напряжение между электродами, интегрируют произведение этих величин, характеризующее энергию, вьщеляемую в сварочном контакте и сравнивают с заданным значением этого параметра, определяемым опытным путем, отличающийся тем, что, с целью повышения точности управления, интегрирование начинают в момент времени -, когда скорость изменения сопротивления меяоду дета лями достигнет заданного значения , равного величине наибольшего отрицательного экстремума.

O,5lrrrcn.

г///тг ух

Редактор Т. Парфенова

Составитель Л. Комарова

Техред И.Попович Корректор А. Обручар

Заказ 7337/10тираж 972 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4