Способ контактной стыковой сварки оплавлением Советский патент 1991 года по МПК B23K11/04 B23K103/04 

Изобретение относится к контактной стыковой сварке оплавлением преимущее i- венно деталей из углеродистых сталей.

Цель изобретения - повышение эксплуатационной кадехыости оборудования.

В предлагаемом способе контактной стыковой сварки оплавлением, включающем подачу напряжения на детали, оплавление, осадку и отключение напряжения после выдачи команды на осадку измеряют текущие значения сварочного тока и электрической мощности , определяют значение производной электрической мощности по сварочному току и в момент, когда значение производной становится равным нулю, отключают сварочное напряжение.

При сварке углеродистых сталей удаление окислов в процессе осадки с поэерх ности свариваемых торцов возможно при температурах более низких, чем температура плавления стали. Поэтому при сварке углеродистых сталей с содержанием легирующих элементов до 1,0% пропедение осадки под током до момента закрытия мального искрового зазора не является необходимым условием для получения качественного соединения. Для отсутствия дефектов соединения в этом случае достаточно, чтобы отключение напряжения производилось не раньше прекращения процесса оплавления деталей по всему сечению.

После выдачи команды на осадку вследствие инерционности привода перемещения сварочной машины рооцесс оплавления поддерживается некотороэ время. Это время зависит от инериионности привода осадки и максимальной электрической мощности сварочной машины В качестве параметра для определения момента прекращения процесса оплавления используется текущее значение производной электрической мощности по сварочному току. Процесс оплавления является устойчи

Оч

ел ел VI о

00

вым, если положительному приращению сварочного тока соответствует положительное приращение полезной мощности

.- 0 , генерируемой в искровом проме- d ICB

жутке. При достижении значения сварочного тока, соответствующего экстремуму полезной мощности, производная

--- 0. В этом случае процесс оплавления d Ice

возможен, если по каким-либо причинам (например, уменьшение скорости сближения деталей) произойдет уменьшение проводимости контактирующих поверхностей деталей. Однако после включения осадки скорость сближения деталей возрастает, достигая своего максимума, который в десятки раз превосходит скорость сближения при оплавлении. За счет этого происходит быстрое увеличение площади, а следовательно, проводимость участков контактирования. Поэтому после выдачи команды на осадку в момент, когда производная

d P ( 0), процесс оплавления прекращаd ICB

ется по всему сечению свариваемых деталей.

Отключение напряжения при осадке до

момента, когда ( 0) , недопустимо, о ICB

так как ухудшается качество соединений вследствие преждевременного прекращения оплавления и окисления свариваемых поверхностей деталей. Если отключение напряжения производить позднее указанного момента, то происходит неоправданный перегрев токоподводов и обмоток сварочного трансформатора, а также ухудшаются условия нагрузки электросети, что снижает эффективность процесса.

Отключение напряжения при осадке в момент равенства нулю производной мощности по току в сварочной цепи является предпочтительным преимущественно при сварке деталей из углеродистых сталей с содержанием легирующих элементов до 1 %. В этом случае не требуется проведение осадки под током до момента закрытия максимального искрового зазора, так как удаление окислов из глубоких кратеров облегчается благодаря образованию легкоплавких силикатов железа и марганца, температура плавления которых значительно меньше температуры плавления стали.

Применение предлагаемого изобретения при сварке деталей из других металлов и сплавов возможно в том случае, если время кристаллизации расплава, находящегося в наиболее глубоких кратерах, больше

времени закрытия максимального искрового зазора при осадке.

Из сравнительного анализа способа контактной стыковой сварки по прототипу,

а также аналогов видно, что предлагаемый способ обладает новизной и существенными отличиями, которые позволяют достичь поставленной цели.

Примером конкретного применения

0 предлагаемого изобретения может служить контактная стыковая сварка оплавлением труб 1 530x16 мм из стали 20 на машине К-805.

На чертеже приведено устройство, по5 зволяющее реализовать предлагаемый способ.

Устройство содержит свариваемые детали 1, 2; зажимные губки 3, датчик 4 мощности; датчик 5 тока: дифференцирующие

0 звенья 6 и 7;делительное устройство 8;блок 9 управления сварочной машиной, силовой контактор 10 сварочной машины, сварочный трансформатор 11.

Устройство работает следующим обра5 зом.

По команде с блока 9 управления включается силовой контактор 10, который подает напряжение на сварочный трансформатор 11 и начинается сближение сва0 риваемых деталей 1 и 2, зажатых в токоподводящих зажимах 3 по заданной программе. При появлении сварочного тока на выходе датчика 4 мощности и датчика 5 тока появляются сигналы, которые через

5 дифференцирующие звенья 6 и 7 поступают на вход делительного устройства 8, на выходе которого появляется напряжение

d Рп пропорциональное -;-, которое поступаd ICB 0 ет в блок 9 управления.

После выдачи команды на осадку в блоке 9 управления происходит определение знака поступающего напряжения.

5d Рпd Рп

пропорционального -;- , и при -- О d 1СВd Ice

блок 9 управления выдает команду на отключение силового контактора 10. Дальнейшая осадка происходит при выключеном

0 сварочном напряжении.

Сварка производилась на следующем режиме: напряжение сварки 1)2 7,0 В, припуск на оплавление 1опл 40 мм, припуск на осадку loc 8 мм, начальная скорость оплав5 ления Vn 0,25 мм/с, конечная скорость оплавления V 1,2 мм/с. Отключение сварочного напряжения после включения осадки проводилось устройством изображенным на фиг. 1 по выполнению требоваd Pn

ния -r-r- 0. Выполнение этого требования

напряжения

d ICB контролировалось

пропорционального

выводом d Рп d ICB

на самопишу-

щий прибор.

Механические свойства сварных соединений соответствовали требованиям СНиП Ш - 42-80. Металлографические исследования показали отсутствие каких-либо дефектов.

Контроль за осуществлением способа осуществлялся по записям параметров процесса сварки. Применение предлагаемого способа сварки позволит значительно увеличить эксплуатационную надежность сварочного оборудования за счет снижения

0

5

перегрева токоподводов и обмоток сварочного трансформатора и подгорания контактов коммутационных устройств. Формула изобретения Способ контактной стыковой сварки оплавлением преимущественно деталей из углеродистых сталей, включающий подачу напряжения на детали, их оплавление, осадку и отключение напряжения, отличающий- с я тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности сварочного оборудования, после выдачи команды на осадку измеряют текущие значения сварочного тока и электрической мощности, определяют значение производной электрической мощности по сварочному току и отключение напряжения производят в момент, когда значение производной становится равным нулю.

Изобретение относится к контактной стыковой сварке оплавлением, преимущественно деталей из углеродистых сталей. Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности оборудования. После выдачи команды на осадку измеряют текущие значения сварочного тока и мощности. В момент, когда знаиение производной электрической мощности по сварочному току становится равным нулю отключают сварочное напряжение. СНИ.-РГСЯ перегрев ТОКОПОДВОДОВ И ОбМОТОК СВРГ-ЭЧНОЫ трансформатора и подгорание контактов коммутационных устройсгЕ1 1 ил

11

rWWWY

10