Способ контактной точечной сварки Советский патент 1991 года по МПК B23K11/10 

со

С

Изобретение относится к контактной точечной сварке и может быть использовано в машиностроении. Цель изобретения - повышение качества соединений и энергетической эффективности процесса сварки. Способ контактной точечной сварки включает сжатие деталей токопроводящими электродами и приложение вокруг них дополнительного усилия обжатия. Усилие сжатия деталей токопроводящими электродами уменьшают до начала импульса тока от начальной до заданной величины и выдерживают его неизменным во время импульса тока. Дополнительное усилие обжатия во время импульса тока увеличивают от начальной величины до максимального значения. Затем дополнительное усилие обжатиия уменьшают до ковочного значения и одновременно увеличивают усилие на токопроводящем электроде. Способ позволяет повысить устойчивость процесса против образования непроваров, уменьшить глубину вмятин от электродов. 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к контактной точечной сварке и может быть использовано в машиностроении.

Целью изобретения является повышение качества соединений и энергетической эффективности процесса сварки.

На чертеже показана циклограмма процесса контактной точечной сварки (заштрихован оптимальный интервал начала увеличения периферийного усилия), изменения сварочного тока и усилия сжатия свариваемых деталей F в течение времени t.

Способ сварки заключается в следующем.

Вначале свариваемые детали в течение заданного времени (to) сжимают токопрово- дящим стержнем с усилителем (Рэн), величина которого обеспечивает обжатие холодного контакта с целью предотвращения начального выплеска и выбирается такой же, как для программированных режимов сварки без обжатия периферии. Затем до начала импульса тока (leu) в интервале времени () текущее значение усилия на токопроводящем стержне (Рэ) уменьшают от Рэн до заданного значения Рэп, которое затем выдерживают неизменным в течение длительности импульса тока (ten), и одновременно с началом уменьшения Рэн прикладывают начальную величину усилия обжатия периферии (РПн).

Оптимальную заданную величину неизменного усилия для конкретных условий формирования соединения определяют следующим образом.

При конкретных условиях формирования соединения для момента окончания импульса тока, как наиболее критического с

Ј

О iO 0 О О

точки зрения образования выплеска, с учетом условия отсутствия выплеска определяется общее усилие сжатия деталей в площади свариваемого контакта, которое обеспечивает отсутствие выплеска независимо от того, каким образом оно приложено: с обжатием периферии соединения или без него.

Затем определяют величину периферийного усилия обжатия.

Неизменную величину усилия на токо- проводящем электроде задают как разность между общим усилием сжатия деталей и усилием обжатия, определенных для момента окончания импульса тока.

После достижения заданных постоянных усилий Рэп и Рпн (время ) пропускают импульс сварочного тока и через заданное время (тз), которое устанавливают в интервале времени (ti) до начала плавления металла, принимаемом в пределах 0-30% от длительности импульса тока, текущее значение начинают увеличивать от начального (Рпн) до конечного (РПк) значения переменного усилия обжатия в момент окончания импульса тока.

Такое сочетание изменения условия на токопроводящем стержне (Рэ) и возрастающего усилия обжатия периферии соединения (Рп) обеспечивает изменение общего усилия сжатия деталей по кривой Рсь.

Вследствие уменьшения общего сжатия деталей на начальной стадии нагрева замедляется рост площадей контактов, повышается плотность тока, скорость нагрева. Вследствие этого уменьшается склонность процесса к непроварам и повышается энергетическая эффективность процесса сварки.

По окончании импульса тока через заданное время выдержки (te), которое выбирают в интервале 0,02-0,1 с аналогично способам сварки без обжатия периферии соединения с целью уменьшения вмятин от электродов, усилия на токопроводящем стержне и периферии изменяют до ковочных значений (РКэ и РКП), которые оставляют неизменными до окончания цикла сварки.

Поскольку величина общего усилия сжатия деталей (Рев) в процессе сварки изменяется, то выбирать амплитудные значения параметров силового воздействия на детали наиболее целесообразно по требуемой величине общего усилия сжатия деталей (Рсвт) в наиболее критический с точки зрения предотвращения выплесков момент процесса формирования соединения - момент окончания импульса тока. Ее задают на 5- 20% меньше, чем при сварке такого же сечения деталей без обжатия периферии с неизменным усилием сжатия электродов.

Начальную величину периферийного усилия выбирают равной 3-8% от РСвъ

Установлено, что при сварке с обжатием периферийной зоны соединения наиболее благоприятные условия его формирования создаются в том случае, если усилие обжатие периферии равно 50-100% усилия, необходимого для формирования уплотняющего пояска в момент окончания импульса тока, что составляет 30-50% от требуемого в этот момент общего усилия сжатия деталей. Тогда неизменная величина периферийного усилия во время импульса тока задается равной 50-70% от РСвт. и для конкретных условий сварки задается равной разности между РСВт и РПк:

Рэп Рсвт-Рпк

Оптимальное значение ковочной величины усилия обжатия периферийной зоны, обеспечивающей отсутствие раскрытия зазора, задаваемого равным 10-20% от общего усилия сжатия электродов в момент окончания импульса тока, определено экспериментально.

Пример. Производили сварку деталей из сплава ИА2-1 толщиной 2 мм на машине постоянного тока МТВ-8001 по описанному способу при параметрах режима, указанных в таблице.

Сварочный ток (Св) подбирали таким, чтобы получить диаметр ядра (dq), равный 7,5 мм.

Такой диаметр ядра был получен при сварке по описанному способу при ,8 кА. При этом плавление металла при сварке по описанному способу было локализовано в площади сварочного контакта. Глубина вдавливания электродов равнялась 0,18 ± 0,06 мм.

Запас устойчивости процесса против образования выплесков, оцениваемой по критическому диаметру ядра, составил ,3 0,5 мм, что вполне удовлетворяет требованиям технологии точечной сварки. При этом увеличение РПк относительно указанных значений до Рпк/Рсвт 0,7-0,8 приводит к образованию наружных выплесков, а уменьшение - до Рпк/РсвтНЗ, 1-0,2 приводит к уменьшению критического диаметра ядра, т. е. к уменьшению устойчивости процесса против образования выплесков.

Склонность способов к непроварам оценивали по силе сварочного тока, при которой образуется непровар. При сварке по описанному способу непровар образовывался при сварочном токе ± 4 кА.

Применение предлагаемого способа увеличивает устойчивость процесса против образования непроваров и энергетическую

эффективность процесса на 10-20%, что соответственно повышает надежность соединений и уменьшает расход электроэнергии; уменьшает глубину вмятин от электродов на 5-10% и предотвращает раскрытие зазора в нахлестке.

Формула изобретения Способ контактной точечной сварки, при котором детали сжимают токопроводя- щими электродами и прикладывают вокруг них дополнительное усилие обжатия, которое во время импульса тока увеличивают от

начальной величины до максимального значения, а затем уменьшают его величину и одновременно увеличивают усилие на токо- проводящем электроде, отличающийся тем, что, с целью повышения качества соединений и энергетической эффективности процесса сварки, до начала им- пульса тока усилие сжатия деталей токопроводящими электродами уменьшают от начальной до заданной величины и выдерживают его неизменным во время импульса тока.