Способ контактной стыковой сварки оплавлением Советский патент 1988 года по МПК B23K11/04 

Изобретение относится к контактной стыковой сварке импульсным оплавлением и может быть использовано преимущественно в тяжелом стыкосвароч- ном оборудовании для сварки деталей с болы шми поперечными свариваемыми сечениями.

Цель изобретения - повышение производительности сварки путем интенсификации нагрева свариваемых деталей.

На чертеже представлена статичес- ая характеристика регулятора скорости по предлагаемому способу.

При уменьшении силы тока ниже оп- ределеннойр наперед заданной величины (Ip) скорость сближения сразу становится постоянной, равной установленной заранее величине, крторую в зависимости от типоразмера сваривае- мых деталей целесообразно варьировать в пределах 1-10 мм/с. Указанный предел, из которого следует выбирать оптимальную скорость сближения, определен экспериментальным путем, исхо- дя из положения, что скорость сближения (устанавливаемая) должна быть вьппе максимально возможной технологической скорости оплавления для деталей определенного типоразмера и из- готовленный из определенного материала. Так, например, для деталей любых типоразмеров, изготовленных из легких сплавов на основе алюминия и титана требуются более высокие скорости сближения (8-10 мм/с), чем для стальных деталей (1-8 мм/с),

С увеличением площади поперечного сечения свариваемых деталей величина оптимального значения скорости сбли%

жения уменьшается в указанных пределах. Это связано, с тем, что чем больше сечение свариваемых деталей, тем больше контактных перемычек образуется при сближении деталей (увеличивается скорость нарастания площади контактных перемычек). Поэтому для предотвращения перерьгоов в протекании тока при оплавлении деталей сравнительно болыаих сечений (4000 мм и вьие) требуются сравнительно небольшие скорости их сближения, Б случае сварки сравнительно мелких деталей для предотвращения перерывов в протекании тока (т.е, быстрого обрг зования контактных перемычек) требуются более высо кие скорости сближения. Снижение скорости

сближения ниже 1 мм/с при сварке любых деталей ведет к появлению перерывов в протекании сварочного тока С другой стороны, увеличение скорости сближения вьшге 10 мм/с при сварке любых деталей приводит к возникновению , коротких замьнсаний свариваемых торцов, А так как наибольшая эффективность нагрева при контактной стыковой сварке оплавлением имеет место при отсутствии коротких замыканий свариваемых торцов и перерьтов в протекании тока, поэтому при скоростях сближения, больших 10 мм/с и меньших 1 мм/с повышения производительности сварки не наблюдается.

Сила сварочного тока не является единственным паоаметпом свагжи. ха- . рактеризующим сопротивление искрового промежутка, по которому можно осуществлять управление скоростями сближения и разведения, В качестве параметров оплавления могут быть использованы сварочное напряжение и мощность, которые также характеризуют : сопротивление искрового промежутка.

Для повышения производительности сварки скорость разведения деталей должна быть пропорциональна величине текущего параметра сварки, В случае управления процессом по сварочному току скорость разведения должна быть прямо пропорциональна силе тока, т.е, с увеличением тока вьш1е „ скорость разведения должна увеличиваться.

Пропорциональная зависимость между величиной текущего параметра сварки и скоростью разведения требуется для достижения плавного расплавления контактных перемычек. Величина параметра сварки характеризует площадь образовавшихся контактных перемычек, чем больи1е эта площадь, тем больше требуется скорость разведения. Невыполнение этого требования (когда скорость разведения слишком мала) приводит к короткому замыканию деталей, а когда скорость слишком велика-к механическому разрушению перемычек и перерьшам в протекании сварочного тока.

Максимальное значение скорости разведения следует ограничивать для предотвращения перерьшов в протекании тока, т,е, для каждого типоразме, ра свариваемых деталей прямо пропорциональная зависимость между силой

сварочного тока и скоростью разведения должна быть нарушена путем ограничения скорости разведения.

Для каждого типоразмера деталей максимальное (граничное) значение скрости разведения следует выбирать отдельно. Для деталей с большими сечениями максимальное значение скорости разведения должно бьггь сравнительно большим, для деталей с меньшими сечениями - меньшим, но для деталей любых сечений максимальное значение скорости разведения не должно превышать 3 мм/с. Для деталей малого сечения возможен предельный случай когда оплавление деталей протекает в виде пульсаций, в этом случае скорост разведения равна О мм/с, т.е. разведение отсутствует.

По мере разогрева торцов сваривае- мык деталей максимальное (граничное) значение скорости разведения целесообразно снижать. Снижение максималь

валась после вложения в оплавляемые , детали 3 кВт-ч электрической энергии. Среднее время сварки партии рельсов предлагаемьм способом составило около 120 с, что на 40 с меньше времени сварки известные способом.

Способ обеспечивает максимально возможную скорость нарастания тока и 0{нимaльнo возможную скорость его снижения, что позволяет повысить интенсивность нагрева и как следуствие производительность сварки.

j , 20

15 Формула изобретения

1. Способ контактной стыковой ;:варки оплавлением, при котором одной из свариваемых деталей сообщают солебания, состоящие из движений на сближение и разведение оплавляемых торцов, осуществляемых в зависимости от величины текущего параметра оплавления, характеризующего сопротив

Изобретение относится к контактной стыковой сварке импульсным оплавлением и может быть использовано преимущественно для сварки деталей с большими поперечными свариваемыми сечениями. Цель - повышение производительности сварки путем интенсификации процесса нагрева. Лпя этого свариваемым деталям сооЛщау т колебания, сое- . тояррте из движений на сближение и разведение оплавляемых торцов, которые осуществляют в зависимости от величины текущего параметра оплавления, характеризующего сопротивление искрового промежутка. Таким.параметром может быть сварочн ток, напряжение и мощность. Скорость сближения устанавливают постоянной в пределах 1г 10 мм/с. Скорость разведения устанавливают пропорционально вапичине измеряемого текущего параметра оплавления таким образом, чтобы ее максимальное значение не превьшало 3 мм/с. После достижения максимального значения скорость разведения поддерживают постоянной. По мере нагрева свариваем мых деталей максимальное значение скорости разведения можно снижать. Интенсификацию процесса нагрева обеспечивает максимально возможная скорость нарастания тока и минимально возможная скорость его снижения. 1 з.п.ф- лы, 1 ил. с «S (Л со 00 to со

ого значения скорости разведения мож-25 ление искрового промежутка, о т - но осуществлять как ступенчато, так и плавно, причем характер и степень снижения скорости для каждого типоразмера сваривае Асс деталей и их материала выбираются опытный путем. JQ

Сваривались две партии рельсов типа Рб5 предлагаемым способом и способом-прототипом. Сварочное напряжение 6,9 В, величина осадки 12мм.

При сварке предлагаемым способом скорость сближения 6 мм/с, а скорость разведения изменялась в пределах 0,2- 3 WI/C. По мере разогрева оплавляемых деталей максимальное значение скорости разведения снижалось до Q 1 мм/с. Для достижения сравнимости результатов команда на осадку пода35

личающийся тем, что, с ц лью повышения производительности сварки путем интенсификации нагрев сваривае1 б 1х деталей, скорость сбли жения устанавливают постоянной в пределах 1-10 мм/с, а скорость раз ведеш1я изменяют пропорционально в личине текущего.параметра оплавлен до достижения скоростью разведения максимального значения, не превьша щего 3 мм/с, после чего ее поддерж вают постоянной. I

ление искрового промежутка, о т -

личающийся тем, что, с целью повышения производительности сварки путем интенсификации нагрева сваривае1 б 1х деталей, скорость сближения устанавливают постоянной в пределах 1-10 мм/с, а скорость раз- ведеш1я изменяют пропорционально величине текущего.параметра оплавления до достижения скоростью разведения максимального значения, не превьшаю- щего 3 мм/с, после чего ее поддерживают постоянной. I

I Скорость cSAtifKeHUff

Скорость pasSsdSHUfi

Т

Cffajyov u/t/ ток