Способ контактной стыковой сварки сопротивлением Советский патент 1991 года по МПК B23K11/24 

Изобретение относится к контактной электросварке, в частности к контактной стыковой сварке сопротивлением преимущественно тонких стальных проволок и мета ллокорда.

Цель изобретения - повышение стабильности качества сварных соединений и чувствительности и точности измерений.

В способе контактной стыковой сварки сопротивлением переменным током, коммутируемым тиристорами,управление и контроль процессом сварки осуществляют по величине электрического сопротивления свариваемых деталей, которое пропорционально углу проводимости тиристоров при постоянном угле их включения.

Действительно, мгновенное значение сварочного тока при фазовом регулировании определяется соотношением

l(t)- (yt+ a-y)-sin(a -ip) exp(-wtctg$,(1)

где а- угол включения тиристоров;

р - угол сдвига фаз.

Импульс тока заканчивается в момент ТА.

Тогда уравнение для угла проводимости Я а Т будет иметь вид sin(A + а- (р) - sln(a - р)exp(ctg р) 0 (2)

Из уравнения (2) следует, что величина Я зависит только от , т.е. при постоянном угле а величина угла проводимости будет зависеть только от угла сдвига фаз. Таким образом, при постоянной индуктивности контура и постоянном угле а изменение Я будут определяться изменением активного сопротивления контура. Поэтому по изменению Я можно судить об изменеQsЈь 00

о

00

о

нии сопротивления деталей в процессе сварки.

В то же время угол проводимости Я функционально определяет cosp машины при сварке.

Как известно

С0$р -рг,(3)

D VRJe+Y2 где RCB и X - соответственно, активное и

индуктивное сопротивление сварочного контура.

Причем

RcB R + R«,(4)

где R - сопротивление машины при коротком замыкании;

RJ,- сопротивление деталей при сварке.

Для получения максимальной чувствительности способа необходимо, чтобы производная . . ЈPp.ff .. достигла максимума.

Это достигается при X V2 R.

Учитывая ft,(5)

где L - индуктивность сварочного контура;

f - частота сварочного тока, получают

L M26(R4 Rg).(6)

Сопротивление цилиндрических деталей обратно пропорционально их диаметру

(7)

Ra Јгде d - диаметр свариваемых деталей;

К - коэффициент пропорциональности.

Коэффициент пропорциональности для каждого материала экспериментально: для стали К 1200 мкОм- мм, Для меди К 75 мкОм мм, для алюминия К 130 мкОм мм.

Таким образом, для получения наивысшей точности измерений необходимо иметь индуктивность сварочного контура

L-(R+§).(8)

Способ осуществляют следующим образом.

Перед сваркой известным образом, например, введением железа во вторичный контур,.устанавливают индуктивность контура в зависимости от материала и диаметра свариваемых деталей по соотношению

L 0,226 (IM.Kv f d

Сварку ведут при постоянном угле включения тиристоров. В процессе сварки в каждом полупериоде тока измеряют угол проводимости тиристоров и сравнивают полученные значения друг с другом. Команду на выключение тока выдают при достижении разности между продолжительностью протекания тока в соседних полупериодах значения, меньшего наперед заданной величины.

Для осуществления способа необходим

простой и нечувствительный к наводкам датчик угла проводимости и всего две операции - запомнить углы проводимости и сопоставить их. Стабильность качества сварных соединений за счет низкой чувствительности датчика к наводкам повышается на 10-15%.

Пример. 1. Проволоку из стали Ст.З диаметром 2 мм сваривали током промышленной частоты на машине типа МС-403,

оборудованной тиристорным контактором. У этой машины R 235 Ом, L - 0,286х Гн. Индуктивность контура установкой дополнительных магнитопроводов вокруг шин вторичного контура была увеличена

до 1,85 -10 Гн. Управление сваркой осуществлялось от микроЭВМ, которая поддерживала постоянный угол включения а, фиксировала в каждом полупериоде угол проводимости Я и сопоставляла их между

собой для принятия решения о завершении сварки. Выход годных при безгратовой сварке составил 98%.

П р и м е р 2. Стальную проволоку диаметром 0,5 мм сваривали током промышленной частоты на машине типа МСС-0301, имеющей R 470- «Г6Ом. L-1,21 . Индуктивность ее путем введения в контур подмагничиваемого дросселя была увеличена до 6,3 -10 Гн.

Управление сваркой осуществлялось тем же устройством. Выход годных безгра- товых соединений составил 96%.

Формула изобретения

1. Способ контактной стыковой сварки сопротивлением, при котором управление и контроль процессом сварки осуществляют по величине электрического сопротивления деталей в каждом полупериоде сварочного

тока, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности качества сварных соединений преимущественно для сварки переменным током, коммутируемым тиристорами, об изменении сопротивления деталей судят по изменению угла проводимости тиристоров при постоянном угле их включения и сварочный ток отключают по достижении разности между углами проводимости тиристоров в соседних полупериодах значения меньше заданной величины, которая зависит от свариваемых деталей.

2. Способ по п.1,отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и точности измерений угла проводимости тиристоров при сварке цилиндрических деталей, индуктивность сварочного контура устанавливают в соответствии с соотношением

0,226 ,„ , К

(R+)где L и R - соответственно индуктивность и активное сопротивление сварочного контура при коротком замыкании, приведенные к вторичной стороне;

f - частота колебаний переменного тока;

К - коэффициент, зависящий от материала свариваемых деталей;

d - диаметр свариваемых деталей.

10

Изобретение относится к контактной электросварке, в частности к контактной стыковой сварке сопротивлением преимущественно тонких стальных проволок и ме- таллокорда. Цель изобретения - повышение стабильности количества сварных соединений и чувствительности и точности измерений. Об изменении электрического сопротивления деталей в процессе сварки судят по изменению упа проводимости коммутирующих тиристоров в каждом полупериоде тока при постоянном угле их включения. Команду на отключение тока выдают при достижении определенной разности между углами проводимости в соседних полулериодах тока. Индуктивность сварочного контура предварительно перед сваркой устанавливают по соотношению, приведенному в описании изобретения. 1 з.п. ф-лы,