Машина для контактной точечной сварки Советский патент 1993 года по МПК B23K11/10 

содержит подвижную 1 закрепленную на ползуне 2, установленном в направляющем устройстве 3, и неподвижную 4 консольные балки с установленными на них электродами 5 и 6. Машина также содержит привод 7 сварочного усилия, закрепленный на направляющем устройстве 3, со штоком 8, упругий элемент 9 установленный между упором 10 штока 8 и упором 11 ползуна 2. При этом упругий элемент 9 поджат к упорам 10 и 11 поджимным механизмом 12. Кроме того, машина содержит стопорный механизм 13, закрепленный на направляющем устройстве 3, который выполнен по известной схеме одностороннего клинового упора и соединен со штоком 8. Направляющий механизм 3 кронштейном 14 неподвижно закреплен на корпусе машины 15. При этом жесткость элементов механического контура машины, в том числе консольной балки 4, неподвижно закрепленной на корпусе машины 15, а также подвижной балки 1 и кронштейна 14, в направлении оси электродов превышает жесткость упругого элемента 9 не менее чем в 6-9 раз.

Упругий элемент 9 (фиг. 2) выполнен с возможностью регулирования его жесткости. Это обеспечивается тем, что он выполнен в виде двух пластинчатых пружин 17 и 16, разделенных опорными пластинами 18, установленными с возможностью перемещения вдоль пластинчатых пружин 16 и 17, т.е. с возможностью изменения плеча I. На пластинчатые пружины 1C и 17 в месте расположения опорной пластины 18 наложены накладки 19 и 20, соединенные между собой винтами 21, которыми они сжаты в пакет,

Машина работает следующим образом.

До сварки подбирается режим сварки по силе сварочного тока и времени сварки, при котором взаимное расхождение электродов эь равное сумме перемещений подвижного lju и неподвижного Ht электродов, не уменьшается до окончания импульса тока. При этом в соответствии с реализуемым способом сварки по известным методикам определяют начальную FH и конечную FK величины усилил сжатия электродов при его изменении во время импульса тока (см. фиг. 3), а также амплитудную величину взаимного расхождения электродов 1Э. Затем определяют требуемую жесткость Z упругого элемента 9, при которой его деформирование на величину U приводит к изменению деформирующего усилия от FM до FK по зависимости

с с

7 кн

(D

После этого смещением опорных пластин (фиг. 2), т.е. изменением плеча I, определенную по (1) жесткость Z устанавливают на упругом элементе 9. При этом следует

иметь ввиду, что усилие предварительного деформирования пластинчатых пружин 16 и 17 (упругого элемента 9) гайкой (поджимным устройством 12) должно быть меньше начальной величины Рн усилия сжатия электродов. При сварке это проверяется по наличию деформации f3t упругого элемента 9 при сжатии электродов проводом 7 с усилием FH. Машина готова к работе.

В процессе сварки (вначале), как и при

традиционных способах сварки (см, фиг. 3), свариваемые детали 21 сжимают электродами 5 и 6 усилием FO, необходимым для обжатия холодных контактов и прикладываемым приводом 7. Затем во время хсж сжатия холодных деталей усилие сжатия электродов 5 и 6 приводом 7 уменьшают от F0 до начальной величины FH усилия сжатия электродов во время импульса тока и включают стопорный механизм 13, которым неподвижно

фиксируют положение штока 8 относительно направляющего устройства 3. С момента начала импульса тока Св в течение tce электроды 5 и 6 взаимно расходятся на величину 1st вследствие расширения металла зоны

сварки при нагреве, что вызывает перемещение подвижного 5 и неподвижного 6 электродов на величину lnt и 1щ. При этом вследствие того, что жесткость консольных балок в 6-9 раз больше жесткости Z ynpyroго элемента 9, величина tut и равный ему прогиб fn консоли 4 будет не больше 10- 15%, а величина Int. и равная ей деформация f.t упругого элемента 9 не меньше 85-90% от зг. Вследствие этого взаимное расхождение электродов компенсируется в основном деформацией упругого элемента 9, а усилие сжатия электродов изменяется пропорционально Ut no зависимости

45

F3t FH+ZUt,

(2)

где F3t - текущее значение усилия сжатия электродов во время импульса сварочного тока.

По окончании импульса тока приводом 7 прикладывается ковочное усилие РПр, которое снимается по истечении времени проковки tnp. Машина возвращается в исходное положение.

На фиг, 3 показано изменение усилия

сжатия электродов F3t, измеренное экспериментально при сварке деталей из стали 12Х18Н1 ОТ толщиной 1,5+1,5 мм на машине МТПУ-300 с модернизированным механическим контуром. Серийный компенсатор был

заменен описанным упругим элементом (см. фиг. 2) и увеличена жесткость ZH нижней консоли 4(2н 160 кН/мм) путем соединения ее посредством скобы с направляющим устройством 3. Сварку осуществляли при следующих параметрах режима: ,3 кА, W0.16 с. кН, кН, кН/мм. При этом выплески металла отсутствовали, а усилие сжатия электродов изменялось по программе, близкой к заданной, без применения дополнительного привода усилия.

При сварке по схеме прототипа (при заклиненном ползуне и жесткости нижней консоли ZH 25 кН/мм) наблюдались выплески. Основной их причиной является взаимный поворот осей электродов во время сварки из-за прогиба нижней консоли при взаимном расхождении электрода.

Отсутствие значительного поворота осей электродов в процессе сварки на машине предлагаемой конструкции обеспечивается тем, что жесткость нижней консоли не менее чем в 6-9 раз больше жесткости упругого элемента. Такое их соотношение установлено экспериментально исходя из того, что при таком соотношении жестко- стей прогиб консоли будет не больше 10- 15%, а деформация упругого элемента не меньше 85-90% от величины взаимного расхождения электродов Это не уменьшает устойчивости процесса против выплесков по сравнению с традиционными способами сварки и обеспечивает увеличение усилия сжатия электродов пропорционально взаимному расхождению электродов и жесткости упругого элемента

По сравнению с известными заявляемое техническое решение позволяет повысить качество соединений за счет предотвращения выплесков и упростить при этом конструкцию тем, что не требуется дополнительный привод усилия.

Формула изобретения

1. Машина для контактной точечной сварки, содержащая корпус, закрепленную в корпусе неподвижную консоль с электродом, подвижную консоль с электродом,

смонтированную на ползуне с возможностью осевого перемещения в направляющем устройстве, связанном с кронштейном, закрепленным в корпусе, привод сварочного усилия, шток которого связан с ползуном,

и стопорный механизм, закрепленный на направляющем устройстве, отличающая- с я тем. что, с целью повышения качества сварки и упрощения конструкции устройства, стопорный механизм установлен с возможностью взаимодействия со штоком привода сварочного усилия для фиксации его положения, привод сварочного усилия снабжен упругим элементом, установленным между штоком и ползуном и выполненным с возможностью регулирования его жесткости, при этом жесткость консольных балок в направлении оси электродов больше жесткости упругого элемента не менее чем в 6-9 раз.

2. Машина по п. 1. о т л и ч а ю щ а я с я тем, что упругий элемент выполнен в виде двух параллельно установленных пластинчатых пружин, размещенных между пластинчатыми пружинами с возможностью

перемещения вдоль них опорных пластин и накладок, закрепленных винтами и соединяющих пружины с опорными пластинами в пакет.

t

rx

Ј

&

X

л

Использование: для контактной точечной сварки. Сущность изобретения: стопорный механизм соединен со штоком привода сварочного усилия, который связан с ползуном посредством упругого элемента, выполненного с возможностью регулирования его жесткости. Жесткость консольных балок в 6-9 раз больше жесткости упругого элемента. Упругий элемент выполнен в виде двух пластинчатых пружин, разделенных опорными пластинами, установленными с возможностью перемещения вдоль пластинчатых пружин. Взаимное расхождение электродов компенсируется деформацией упругого элемента. 1 з.п. ф-лы. 3 ил. Ё Fat - текущее значение усилия сжатия электродов: FH, FK - начальная и конечная величины изменения усилия сжатия электродов во время импульса тока; Fee - усилия сжатия электродов приводом машины; Fnp - ковочное усилие сжатия электродов; св - импульс сварочного тока; 1сж - время сжатия холодных деталей; tee - время сварки; tnp - время проковки соединения. Машина для контактной v очечной сварки (фиг. 1), механический контур которой 00 N5 СЛ О Ю СЛ

as

tcx

I

0.04. O.Of О./2 0,15 tea

o.so tc

Фиг 3.