Способ контактной точечной сварки Советский патент 1989 года по МПК B23K11/10 

в момент окончания импульса тока, равное сумме усилия,на токопроводя- щем электроде и периферийного усили и одновременно уменьшают усилие на токопроводящем электроде на такую же величину, выдерживают заданное время эти их значения постоянными, а затем уменьшают периферийное усилие и одновременно увеличивают величину усилия на токопроводящем электроде до ковочных их значений, которые выдерживают постоянными до конца цикла сварки. Величину ковочного значения периферийного усилия задают равной 10-25% от общего усилия сжатия в момент окончания импульса тока.

Способ сохраняет все технологические достоинства прототипа в процессе формирования соединения до момента окончания импульса тока, а на стадии кристаллизации ядра расплавленного металла и охлаждения зоны сварки обуславливает получение следующих преимуществ: уменьшение скорости охлаждения зоны формирования соединения и предотвращение образования закалочных структур или уменьшение их доли, т.е. повышение пластичности металла в соединении за счет значительного уменьшения или полного устранения теплоотвода в электроды при уменьшении до нулевых значений усилия сжатия на токопроводящем электроде;.гарантия нарушения теплового контакта между деталью и токопроводяш 1м электродом за счет появления в нем некоторого растягивающего усилия при увеличении периферийного усилия до величины, превышающей общее усилие сжатия деталей на 1-5%j предотвращение деформации силового контура машины и смещение деталей относительно электродов, а также расхождение деталей в сварочном контакте на начальной стадии кристаллизации вследствие упругого напряженного состояния деталей, созданного при их сближении и сжатии в начале цикла сварки за сче знакопротивоположного изменения на одинаковую величину периферийного усилия и усилия на токопроводящем электроде; уменьшение необходимой вличины вдавливания электродов при поковке соединения, обеспечивающей отсутствие дефектов усадочного характера, за счет изменения характе0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

ра пластических деформаций металла на начальной стадии кристаллизации, когда увеличивается пластическая деформация металла уплотняющего пояска и металл течет к центру- зоны сварки, при увеличении усилия сжатия на периферии и уменьшении его в центральной части зоны формирования соединения; отсутствие раскрытия зазора в нахлестке на стадии проковки за счет приложения постоянного ковочного значения периферийного усилия, превьшаю- щего по величине начальное и равное 10-25% от общего усилия сжатия в момент окончания импульса тока.

На чертеже представлена циклограмма изменения параметров режима при сварке, где F д - общее усилие сжатия деталей; F, Fp - текущие значения усилия на токопроводящем электроде и периферии; РЭП начальная величина усилия на токопроводящем элек- троде Fp, F f, - начальное и конечное усилие на периферии во время импульса тока; пн максимальное усилие на периферии после окончания импульса тока; F - ковочное усилие на токопроводящем электроде F р - ковочное усилие на периферии во время проковки соединения, tee время действия импульса сварочного тока, t g - время вьщержки от момента начала увеличения до момента начала уменьшения периферийного усилия, t „р - время проковки соединения.

Способ реализован на машине .. 1: с применением специального устройства для программирования периферийного усилия (8) с несколько измененной пневматической схемой и схемой управления под требования способа. Производили сварку сериями по 50 пар образцов из стали ЗОХГСА толщиной (1+1) мм, зачищейных перед сваркой наждачной шкуркой двумя способами: по способу-прототипу и предлагаемому при следующих параметрах режима (см.табл.1).

После сварки получены следующие результаты (см.табл.2).

Применение предлагаемого способа позволяет повысить пластичность соединения, оцениваемую по отношению разрушающего усилия на отрыв к усилии на срез (FOTP/Fj;p ) ; примерно в два раза и прочность соединений на 10-20% за счет уменьшения глуби51504036

ы вмятин от электродов (Сд„) и ко-,

та да тр ус в ча ме ла ва им ют ко ч по ни то до ли са ус на за ны ус ве эл то ко

пм

и

личества трещин.

Время вьщержки при F FJ О рациональнее подбирать экспериментально. При t g О (прототип) наблюдали наименьшую пластичность металла и наибольшую вероятность образования трещин. При ,5-2tj. наблюдали наибольшую вероятность получения дефектов типа поры, раковины и наименьшую - трещины. Экспериментально определили, что дефекты отсутствовали в интервале tg 0,26- 0,5 с. Поэтому tg задано равньм 0,38 с.

При сварке по данному способу положительный эффект может быть достигнут nflu любом изменении F до момента окончания импульса тока, например по способам (6,9).

Использование предлагаемого способа сварки наиболее эффективно при сварке закаливающихся сталей и сплавов. Иногда его применение целесообразно и при сварке термически неупрочняемых материалов,, например, деталей из легких сплавов больших толщин, так как изменение характера пластических деформаций металла в области уплотняющего пояска и его течение в подэлектродную область позволяет уменьшить остаточные деформации (вмятины) и величину ковочного усилия на 5-15%, а также повысить прочность соединений.

Формула изобретения

1. Способ контактной точечной сварки, при котором свариваемые де-,

.g и

10

Т5

20

25

30

35

40

тали зажимают между электродами,создавая усилие на токопроводящем электроде и дополнительное периферийное усилие, которое начинают увеличивать в интервале времени от момента начала импульса сварочного тока до момента начала плавления металла в области сварочного контакта и заканчивают увеличивать в момент окончания импульса тока, одновременно уменьшают на такую же величину усилие на токопроводящем электроде, о т л и- чающийся тем, что, с целью повьшения качества сварных соединений, с момента окончания импульса тока периферийное усилие увеличивают до величины, не меньшей общего усилия сжатия в момент окончания импульса тока, и одновременно уменьшают усилие на токопроводящем электроде на такую же величину, вьщерживают заданное время эти значения постоянными, а .затем уменьшают периферийное усилие и одновременно увеличивают величину усилия на токопроводящем электроде до ковочных их значений,которые выдерживают постоянными до конца цикла сварки.

2.Способ ПОП.1, отличающийся тем, что периферийное усилие увеличивают до величины,.превышающей общее усилие сжатия деталей

в момент окончания импульса тока на 1-5%.

3.Способ по п. 1, о т .л и ч а ю- щ и и с я тем, что ковочную величину периферийного усилия задак)Т равной 10-25% от общего усилия сжатия деталей в момент окончания импульса тока.

Таблица 1

Изобретение относится к способам контактной сварки деталей преимущественно из термически упрочняющихся материалов и сплавов. Цель изобретения - повышение качества сварных соединений. Свариваемые детали зажимают между электродами. Кроме усилия на токопроводящем электроде создают дополнительное периферийное усилие /ПУ/, которое в интервале времени до начала плавления металла начинают увеличивать до конечного значения в момент окончания импульса тока. С этого момента ПУ увеличивают до величины, равной или превышающей на 1-5% общее усилие сжатия деталей в момент окончания импульса тока. На всех этапах одновременно с увеличением ПУ уменьшают усилие на токопроводящем электроде на такую же величину. При достижении ПУ указанной величины выдерживают заданное время значения давлений постоянными, а затем уменьшают ПУ и одновременно увеличивают величину усилия на токопроводящем электроде до ковочных их значений, которые выдерживают постоянными до конца цикла сварки. Способ позволяет повысить прочность соединения и его пластичность, а также снизить расход электроэнергии и длительность сварки. 2 з.п. ф-лы, 1 ил, 2 табл.

t,, - время нарастания периферийного усилия при сварке.

15040368

Таблица 2

CgA, - глубина вмятин от электродов