Способ контактной стыковой сварки непрерывным оплавлением Советский патент 1982 года по МПК B23K11/04 

1

Изобретение относится к сварке и может быть использовано при контактной стыковой сварке оплавлением изделий большого поперечного сечения.

Известен способ контактной стыковой сварки непрерывным сплавлением, согласно которому плита сварочной машины перемешается в процессе сплавления с ростоянной или возрастающей скоростью 13 Несмотря на то, что такой способ сварки имеет высокий электри11еский КПД, применение его ограничивается типом свариваемых материалов, размерами и формой поперечного сечения деталей. Этимспособом сваривают прей- fyшecтвeннo тонкие листовые конструк-1ШИ и изделия с небольшим контактным сечением. Недостатком способа, ограничивающим его применение, является постепенное снижение первоначально высокого термического КПД процесса оплавления, которое наблюдается по мере нагрева свариваемых деталей, что

приводит к уменьшению скорости их нагрева. Поэтому для достижения необходимой зоны разогрева торцов свариваемых изделий требуется увеличение расхода выплавляемого металла. Это вызывает большие затруднения при сварке деталей из материалов 6 низкой теплопроводностью, а также деталей толстостенных и компактных сечений.

Известен также способ стьпсовой сварки сплавлением, согласно которому свариваемые детали многократно сводят и разводят. Деталям на стадии-нагрева сообщают только возвратно-поступательHibie перемещения без их непрерывного ( сближения 2 .

Недостатками этого способа сварки являются низкий электрический КПД, .а также необходимость применения машин с -большой электрической мощностью. Этот способ требует тщательной подгонки поверхности торцов свариваемых деталей для получения их равномерного нагрева, но даже самая тщательная подгонка не устраняет неравномерность их нагрева по сечению, что приводит к по5юпению дефектов. Известен также способ контактной стыковой сварки непрерывным сплавлением, согласно которому одной из деталей в процессе сплавления сообщают колебания вдоль направления движения деталей с регулируемой амплитудой и частотой и производят осадку. Сочетание непрерывного сближения свариваемых деталей с одновременной вибрацией одной из них обеспечивает значительное повышение сварочного тока, термического КПД процесса за весь цикл сварки Благодаря этому появляется возможност сваривать толстостенные и компактные детали большого сечения, а также детали с низкой теплопроводностью ЗЗ Недостатком данного способа сварки является то, что на начальном этапе сварки в течение определенного времени пока торць свариваемых деталей холодн или слабо разогреты, процесс сплавлени характеризуется завышенным значением тока, потерей мощности на нагрев вторичной цепи сварочного трансформатора и низким электрическим и термическим КПД. С увеличением толщины, а также сечения свариваемых деталей время это го начального этапа сварки с низкой эффективностью также увеличивается. Цель изобретения - повышение производительности снижение потребляемой мощности путем увеличения скорости нагрева свариваемых деталей. Поставленная цель достигается тем, что колебания одной из свариваемых деталей сообщают на втором этапе оплавления перед осадкой, а на первом этапе оплавления детали сближают ногпрерывно. Второй этап оплавления может осуществляться с момента достижения сва рочным током или мощностью величины равной О,66 - О,5 их начального значения при оплавлении, или с временной задержкой с начала оплавления равной, 0,2 .., 0,3 общего времени сварки, или после суммарного оплавления концов деталей на величину О, 2-0,3- их толщины. На втором этапе оплавления колебания могут прекращаться до начала осадк после суммарного оплавления концов деталей на величину 0,5-0,7 общего припуска на сварку. Приведенные относительные значения тока, мощности, времени и припуска установлены в процессе многократных опытных сварок деталей различного сечения и из различного материала. Сущность предлагаемого способа заключается в следующем. Свариваемые детали, зажатые в губках сварочной мащины, к которым подведено напряжение, непрерывно сближают. На начальном этапе сварки, ког;:а торцы свариваемых деталей холодные, термический КПД процесса сплавления высокий. Сварочный ток и потребляемая мощность соответствуют оптимальным значениям. По мере разогрева концов деталей время существования элементарных контактов, образующихся на торцах деталей при оплавлении, уменьщается, увеличивается выброс перегретого металла в виде искр и уменьщается энергия, идущая на нагрев деталей, что приводит к снижению термического КПД процесса сплавления. Косвенными параметрами, характеризующими тепловое состояние концов свариваемых деталей, является сварочняй ток или мощность, потребляемая из сети. Исследования показывают, что при сварке деталей на конкретной машине при заданном режиме значения сварочного тока и мощности, потребляемой из сети, соответствуют определенному тепловому состоянию свариваемых деталей. Таким образом, измеряя сварочный ток или мощность, потребляемую из сети в процессе оплавления деталей, контролируют тепловое состояние их концов. По мере разогрева деталей сварочный ток и мощность уменьшаются. При снижении тока или мощности до величины равной 0,66 - О, 5 начального их значения начинают второй этап сближения, на котором одной из свариваемых деталей сообщают колебания вдоль направления движения дополнительно к непрерьгоному сближению деталей. Например, при сварке рельсов с поj4)HHbiM весом 65кг/мгок, замерянный в первичной сети сварочного трансформатора в начале первого этапа (непрерывное оплавление без вибрации) составляе т 20О - 250 А. ito мере нагрева концов рельсов ток уменьшается. КогДа его значениедостигает 100 - 150 А, С начинают второй этап (непрерывное оплавление с вибрацией}. В результате сварочный ток повншается до 400 - 500 А, уменьшается вы-., брос перегретого металла, интенсифици