Контактная плоская проволока Советский патент 1991 года по МПК B23K11/06 

Изобретение относится к оборудованию для шовной контактной сварки, в частности к сварочным машинам с электродами, выполненными в виде проволоки, и может быть использовано при сварке топливных баков из листов, которые с обеих сторон снабжены покрытием, плохо проводящим или непроводящим электрический шок.

Цель изобретения - повышение надежности и качества сварки листов с покрытием с плохой электропроводное тью или неэлектропроводным покрытием.

На фиг. 1 показаны дисковые электроды, являющиеся частью машины для шовной контактной сварки, с контакт ной проволокой, соответствующей

изобретению, при сварке топливного бака; на фиг.2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг.З - сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг.4 и 5 - различные варианты формы поперечного сечения

контактной проволоки; на фиг.6 и 7 - сварной шов, выполненный с помощью контактной проволоки, имеющей форму поперечного сечения согласно фиг.4, продольное и поперечное разрезы; на фиг.8-10 - осциллограммы изменения тока сварки при использовании трех- эллиптической контактной проволоки без продольных канавок (фиг.8), трех- эллиптической проволоки без продольных канавок, но с предварительным нагревом сварного шва с помощью сва-

О Ј

ьэ

CD

сл

ы

3

рочных горелок (фиг,9), трехэллипти- ческой проволоки, с продольными ка- навками, но без предварительного на ,грева сварного шва (фиг. 10).

Суть изобретения заключается в следующем.

Листы, из которых выполняют заготовки топливных баков, имеют на внешнейvстороне покрытие из свинца и- лаковой краски из цинкового пигмента, а на внутренней стороне имеют покрытие из свинца и лаковой краски из алюминиевого пигмента и при известных условиях на внешней стороне - слой воска. Когда из снабженного покрытием листа изготавливают топливный бак, обычно сваривают друг с другом два листовых фланца, перекрывающих друг друга в средней плоскости топливного бака по его периметру

Для шовной контактной сварки применяют так называемую трехэллипти- ческую контактную проволоку, которая на задней стороне имеет V-образное поперечное сечение.

Контактную поверхность проволоки выполняют с большим количеством расположенных рядом друг с другом продольных режущих кромок, которые во время процесса сварки разрезают в направлении сварки подлежащие сварке листы или их оксидный слой, или изолирующее покрытие и делают возможным контакт электрода со свариваемым листом Машина для шовной котактной сварки работает без образов ния брызг. Небольшое контактное сопротивление контактной проволоки и листа позволяет обеспечить такие значения силы тока, при которых невозможно их прогорание. Подвод тока получается равномерным и обеспечивается качественная сварка, В случае сварки листов, снабженных красочным покрытием (например, лаки с цинковы или алюминиевым пигментом), при применении контактной проволоки, соот ветствующей изобретению, не требуется предварительное нагревание листа для размягчения покрытия Продольны канавки, выполненные на поверхности контактной проволоки посредством продольного профилирования, облегчают отвод вязких или парообразных материалов покрытий, вследствие чег надежно предотвращается всплывание контактной проволоки. Продольные

5

0

5

0

5

0

5

0

кромки, беспрерывно врезающиеся в покрытие и в лист в направлении дви жения контактной проволоки, способствуют достижению не только меньшего контактного сопротивления и поэтому существенно улучшенного прохождения тока, но и существенно лучшей стабилизации направления контактной проволоки на листе, что препятствует отклонению сварного шва от продольной оси. Вследствие этого получается не только равномерное изменение тока во времени и чистая поверхность сварного шва, но и оказывается возможным выполнить сварной шов на существенно малом расстоянии от кромки листа, что является важным при изготовлении топливных баков, так как в топливных баках при этом можно использовать для сварки более узкие фланцы заготовок. Канавки могут быть выполнены на передней и задней сторонах контактной проволоки, что делает возможным двухразовое прохождение контактной проволоки по верхней и нижней стороне места сварки.

Ширина канавок составляет 0,3- 0,4 мм при общей ширине поперечного сечения контактной проволоки из меди, равной приблизительно 2,7 мм.

Угол вершины продольных канавок, имеющих в поперечном сечении V-образ- ную форму, составляющий 90°, способствует во время процесса сварки в комбинации с глубиной канавок, составляющей 0,15-0,2 мм, особенно хорошему отводу от места сварки по продольным канавкам в переднем направлении вязкого или испаренного материала покрытия или грязи.

Ниже приведены примеры осуществления изобретения.

На изображена часть известной машины для шовной контактной сварки - верхний 1 и нижний 2 дисковые электроды В представленном примере топливный бак 3 сваривается из листов 4 и 5, которые имеют структуру, изображенную на . Между дисковыми электродами 1, 2 и наплав

ленным металлом протянута контактная проволока 6. Направление движения контактной проволоки показано стрелками. Дисковые электроды I и 2 на своей образующей поверхности имеют профиль (фиг.2), который повторяет обратную сторону подаваемой контактной проволоки. На листах заготовок

топливных баков выполнены фланцы, которые свариваются друг с другом 1 между дисковыми электродами 1 и 2 (фиг.2).

На фиг,3 показана структура листов 4 и 5. Материал заготовки топливного бака представляет собой стальной лист 7 с толщиной, равной приблиэи- тел ьно 0,,2 мм Каждый ли ст на внутренней и внешней стороне снабжен покрытием. На внешней стороне покрытие состоит из слоя 8 свинца, на ко- торый нанесен слой 9 из лаковой крас- ки с цинковым пигментом. На внутренней стороне покрытие состоит из слоя 8 свинца, на который нанесен слой 10 из лаковой краски с алюминиевым пигментом. На покрытия на каждой поверхности дополнительно нанесен слой 11 воска.

Проволока для контактной сварки имеет поперечное сечение, сходное с треугольником с плоской передней стороной, повернутой к свариваемой детали при сварке (фиг.4), Сторона проволоки, обращенная к дисковому электроду 1 или 2, имеет в поперечном сечении V-образную форму. Причем угол об вершины V-образного поперечного сечения в представленном примере выполнения составляет приблизительно 120°. Представленная на фиг.4 контактная проволока 6 предусмотрена для однократного прохождения между дисковым электродом и наплавленным металлом. На своей плоской передней стороне (противоположной стороне, контактирующей с дисковым электродом) контактная проволока 6 имеет продольные канавки 12. Последние в поперечном сечении выполнены V-образными, причем угол ft вершины в представленном примере исполнения составляет 90 . Вместе с тем продольные канавки могут иметь в поперечном сечении прямоугольную, полукруглую, трапециевидную или другую форму. Более важным, чем специальная форма поперечного сечения продольных канавок .являются кромки 13, образованные между продольными канавками, на которые возложена задача разрезать электрически изолирующие или плохо проводящие покрытия 8 (на свинцовом покрытии обычно находится слой окиси свинца) , 9 и 11 и сделать возможным качественный электрический контакт меж-

16

2951

да дисковым электродом и листом 7. В

зависимости от защитных покрытий продольные кромки между продольными ка-

с навками 12 могут быть более или менее острыми. Особенно хорошие результаты достигаются в случае выполнения продольных кромок 13 острыми (фиг.4). Трехэллиптическая проволока, пока10 занная на фиг.5, отличается от контактной проволоки 6, показанной на фиг.4, лишь тем, что ее передняя сторона выполнена выпуклой и продольные канавки 12 имеют несколько большую

15 ширину Ь, Ширина канавки b может составлять например, 0,3 мм (фиг.4) или 0,4 мм (фиг.5). Высота поперечного сечения Н составляет приблизительно 1,6 мм, а ширина поперечного сечения В - приблизительно 2,7 мм (фиг.4, 5). Глубина канавки t состав- ляет приблизительно 0,15 мм. Продольная канавка 12 и, следовательно, продольные кромки 13 проходят параллельно продольному направлению проволоки по всей ее длине.

На внешнем контуре задней стороны, обращенном к дисковому электроду, могут быть выполнены продольные ка-

30навки. ПрО(}иль поперечного сечения проволоки может быть выполнен в виде прямоугольника с острыми кромками или прямоугольника с округленными кромками в поперечном сечении, или с

31плоской поверхностью с закругленными боковыми сторонами, а также бочкообразным, или V-образным. Причем

20

25

С

5

0

5

угол Об вершины V-образной формы составляет 120 . Описанные профили поперечного сечения пригодны как для передней стороны, так и для задней стороны проволоки, т.е. они пригодны для контактной проволоки, которая должна использоваться с обеих cropoji. Профили поперечного сечения с He- закругленной вершиной V-образной формы, пригодным лишь для задней стороны контактной проволоки и обеспечивают особенно хорошее ее направление в дисковом электроде 1 или 2. Угол 0Ј вершины может составлять 90 или 120°.

На фиг.6 и 7 показан результат сварки, который получен с помощью контактной проволоки 6. При этом покрытие имеет структуру, показанную на фиг.З (включая слон II воска). Использованная при сварке контактная)

проволока 6 имеет форму поперечного сечения, показанную на фиг.А. Пара- метры сварки следующие: скорость пег -дачи Vs 4,8 м/мин, сварочное дав- 400 дан, число каскадов

ление fgj.

трансформатора 6, отсечка фаз 65%

Как видно на фиг.6 --7 в сварном шве трещины отсутствуют При сварке не наблюдалось никакого отклонения сварного шва от заданных требова- ний, если наименьшие расстояния от кромок до сварочного шва выдержива- лись, равными 8-12 мм.

На фиг.8-10 показаны результаты сравнительных испытаний, которые так же как в случае, описанном на фиг.6 и 7, были проведены на однофазной машине для шовной контактной сварки, причем в случаях, показанных на фиг. 8-10, сварены листы, имеющие структуру, показанную на фиг.З, но без слоев 11 воска. При этом исполь- зовапась контактная проволока типа, показанного на фиг.З, которая в случае, представленном на фиг.8 и 9, не имела продольных канавок, а в слу- чае, представленном на фиг.10, имела форму поперечного сечения с продоль- ными канавками 12.

Осциллограмма сварочного тока, представленная на фиг.8, показывает: сварочный ток небольшой (который, тем не менее, вызвал большое выделе ние тепла между листом и контактной проволокой, вследствие наличия боль- шого контактного сопротивления); не равномерное изменение тока во време- ни; оплавление слегка замедленное. Во время сварки произошел перегрев поверхности шва и имела место опас- ность обрыва контактной проволоки.

В случае, представленном на фиг.9, проведено аналогичное испытание с аналогичной контактной проволокой, однако сварной шов предварительно нагрет с помощью двух сварочных горе лок Результат сварки отличался следующим: нормальным ходом сварки, отсутствием образования брызг; колеблющимся сварочным током; гладкой поверхностью сварного шва; отсутствием перегрева контактной про волоки,и силь16429518

ным увеличением сварочного тока по сравнению со сварочным током при сварке без предварительного нагрева с вследствие меньшего контактного сопротивления.

Испытание согласно фиг.10 проведено с трехэллиптической контактной проволокой с выполненными на ней ка- JQ навками и без предварительного нагрева сварного шва. Результат сварки отличается следующим: большим сварочным током (вследствие существенно меньшего контактного сопротивления); )5 очень равномерным изменением тока во времени (по отношению к случаю, представленному на фиг.9, несколько замедленное оплавление, но без отрицательных последствий для качества сварки); безукоризненной поверхностью сварного шва, отсутствием брызг.

Важной информацией, полученной из диаграммы тока на фиг.10, является , равномерное изменение тока во времени, которое обеспечивает получение соответственно чистой поверхности сварного шва. Результат сварки показывает, что при использовании контактной проволоки с выполненными на 30 ней канавками не требуется проведение предварительного нагрева листов.

Сравнение диаграмм тока согласно фиг.8 и 9 показывает, что даже при применении сварочных горелок для осу- 35 ществления предварительного нагрева получается относительно сильно ко20

25

40

45

50

леблющийся сварочный ток. Формула изобретения

Контактная плоская проволока для шовной контактной сварки плакированных листов, имеющая канавки на рабочей поверхности, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности и качества сварки листов с покрытием с низкой электропроводностью и листов с неэлектро- проводным покрытием, канавки выполнены продольными с глубиной 0,15- 0,20 мм, а выступы между-канавками выполнены острыми с расстоянием между вершинами Ot3-0,4 мм.

леблющийся сварочный ток. Формула изобретения

Контактная плоская проволока для шовной контактной сварки плакированных листов, имеющая канавки на рабочей поверхности, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности и качества сварки листов с покрытием с низкой электропроводностью и листов с неэлектро- проводным покрытием, канавки выполнены продольными с глубиной 0,15- 0,20 мм, а выступы между-канавками выполнены острыми с расстоянием между вершинами Ot3-0,4 мм.

tn о

CNJ

г

чО

& N5ЧО Ul

n

Cft

Изобретение относится к оборудованию для шовной контактной сварки, в частности к сварочным машинам с электродами, выполненными в виде проволоки, и может быть использова- но при сварке топливных баков из листов, которые с обеих сторон снаб- жены покрытием, плохо проводящим или непроводящим электрический ток. Цепь изобретения - повышение надежности и качества сварки листов с покрытием с плохой электропроводностью или не электропроводным покрытием. Контакт- ная проволока для шовной контактной сварки планированных листов имеет канавки на рабочей поверхности. Ка- навки выполнены продольными с глубиной 0,15-0,20 м, выступы между канавками выполнены острыми с расстоянием между вершинами 0,3-0,4 мм. Выступы выполняют в процессе сварки функцию режущих кромок, которые разрезают в направлении сварки оксидный слой или изолирующее покрытие и делают возможным контакт электрода со свариваемым листом. 10 ил. 5

Фиг. 9

Фиг 7

12mmЈ30mV

SOmmjs

Фиг.8

25m/n/s

Фиг. 10

Составитель В.Зотин Редактор М.НедолуженкоТехред М.ДидыкКорректор Л.Патай

Заказ П53

Тираж 531

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

..... ..-,-.-.- - .- -„.«.---«-«.-.--------- «- «-- .--...« ««.«-----.

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

12mmZ30mV

25mm/s

Подписное