Способ контактной точечной сварки и устройство для его осуществления

Способ контактной точечной сварки и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (1Ю (И) з(5п В 23 К 11/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

1 .OllHCAHNE HSOBPETEH(A

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3355443/25-27 (22) 15.09.81

3(.46) 23.07.83. Бюл. 9 27 (72) С.С.Сергеев, Э.И.Пархимович, П.И.Иарков, Н.В.Кудинов и В.В.Старовойтов. (71) Иогилевский машиностроительный институт (53) 621.791.763.1.037 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 460139, кл. В 23 К 11/10, 1975.

-2. Авторское свидетельство СССР

В 240889, кл. В 23 К 11/26, 1967 .(прототип). (54) СПОСОБ КОНТАКТНОЙ ТОЧЕЧНОЙ СВАР,КИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ. (57) 1. Способ контактной точечной сварки, при котором в зону контакта вводят ультразвуковые колебания, непрерывно измеряют контактное сопротивление и пропускают импульс сварочного тока, о т л и ч а ю щ и..йс я тем, что, с целью повышения .производительности и качества свар,ных соединений, импульс сварочного тока включают в конце заданного ин,тервала времени, в течение которого.:изменение величины контактного сопротивления не выходит- за пределы установленных границ, а величину сва.рочного тока корректируют в зависймости от установившегося значения контактного сопротивления.

2. Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее сварочную машину, акустическую систему, блок измерения сопротивлений и блок управления с ключами тока, о т л и- ч а ю щ е е с я тем, что блок управления снабжен генератором им-.т. пульсов, счетчиком импульсов,аналоговым запоминающим элементом и диф:ференциальным устройством сравнения, при этом один из входов дифференци- Я ального устройства сравнения соеди-. нен .с выходом блока измерения сопротивлений непосредственно, второй вход связан с выходом блока измерений сопротивлений через ключ тока и аналоговый запоминающий элемент, Я а.выход дифференциального устройства сравнения соединен посредством обратной связи с входами ключа тока и счетчика импульсов, вход которого связан с выходом генератора импульсов.

1030127

Изобретение относится к сварочной технике и может найти применение прт: соединении деталей беэ предваритель, ной обработки свариваемых поверхностей, преимущественно прецизионных сварных конструкций в массовом про.изводстве °

Известен способ контактной точечной электросварки, при котором в про цессе сжатия деталей электродами осуществляется замер переходного со- 10 противления и при заданном значении его включают сварочный ток, причем заданное значение переходного сопротивления получают путем сжатия нарастающим усилием, после чего кор.ректируют. величину сварочного тока в зависимости от установившегося значения усилия сжатия электродов.

Устройство для осуществления способа содержит сварочную машину, блок из- О мерения переходного сопротивления, узел управления усилием сжатия и блок управления сварочным током (1).

К недостатку способа следует отнести то, что достижение заданного значения переходного сопротивления путем сжатия нарастающим усилием является нерациональным, так,как при выполнении большого количества сварных соединений деталей, имеющих, как правило, различие в состоя- -ЗО нии поверхности и некоторых фиэи ческих свойствах, наблюдаются боль-! шие колебания в значениях установившегося усилия сжатия, что влечет за собой изменение тока в широком . 35 диапазоне. Колебания этих двух основных параметров режима сварки в широком диапазоне может привести к нарушению их взаимодействия и, как следствие, к появлению брака. Кроме 4Q того; в некоторых случаях реального производства сварных соединений нарастающим усилием сжатия можно вообще не достигнуть заданного значения переходного сопротивления. 45

Известен также способ контактной точечной сварки, при котором в зону контакта вводят ультразвуковые колебания, непрерывно измеряют кон.тактное сопротивление и пропускают импульс сварочного,тока. Устройство для осуществления данного способа содержит сварочную машину, акусти-. ческую систему, блок измерения сопротивлений и блок управления с ключом тока $2).., 55

Недостатком известного способа и устройства для его осуществления

1является то, что при выполнении боль шого количества соединений нельзя Я) задаваться одним и тем же конкретным значением контактного сопротивления для всех точек, так как на сопротивление влияют такие побочные, факторы, как различие состояния поверхности деталей, износ электродов и др. Поэтому для одних соединенийоптимальным будет контактное сопротивление меньше заданного значения, для других же, наоборот - больше заданного значения. Наконец, может возникнуть такая ситуация, при которой вообще невозможно достигнуть. заданного. значения сопротивления без предварительной химической обработки контактных поверхностей.

Кроме того, для каждого типа пакетов с различными геометрическими параметрами и из различных материалов необходимо предварительно .Установить заданное значение контактного сопротивления, а эта операция достаточно трудоемкая, состояние же поверхности материала, разброс толщин отдельных элементов, непостоянство усилия сжатия существенно сказываются в конечном итоге на качестве сое" динения.

Цель изобретения — повышение производительности и качества сварных ,соединений.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу. контактной точечной сварки, при котором в зону контакта вводят ультразвуковые колебания, непрерывно измеряют контактное сопротивление и пропускают импульс сварочного тока, импульс сварочного тока включают в конце заданного интервала времени, в течение которого изменение величины контактного со|противления не выходит за пределы установленных границ, а величину ,сварочного тока корректируют в зави.-. симости от установившегося значения контактного сопротивления.

В устройстве для осуществления способа,содержащем сварочную машину, акустическую систему, блок измерения сопротивлений и блок управления с ключом„ блок управления снабжен генератором импульсов, счетчиком импульсов, аналоговым запоминакнцим элементом и дифференциальным устройством сравнения при этом один из входов дифференциального устройства сравнения соединен с выходом блока измерения сопротивления непосред- ( ственно, второй вход связан с выхо-, дом блока измерений сопротивлений через ключ тока и аналоговый запоминающий элемент, а выход дифференциального устройства сравнения соединен посредством обратной связи с входами ключа тока и счетчика им пульсов, вход которого связан с выхо-. дом генератора импульсов.

Эффективность изобретения обуслов" лена тем, что для каждой конкретной сварной точки, независимо от мате1030127

- 5

10 риала и толщины деталей, а также от приложенного усилия сжатия, оптимизируется величина контактного сопротивления и момент включения сварочного тока. Для обеспечения высокого качества сварки предусмотрена коррек тировка тока в зависимости от установившегося контактного сопротивления. Изобретение дает возможность гибкого управления процессом сварки и позволяет осуществлять автоматическое включение и корректировку ,сварочного тока. Производительность процесса повышается за счет оптимизации длительности ультразвуковой обработки соединения перед сваркой.

На фиг. 1 показана схема предлагаемого устройства; на фиг. 2график изменения сопротивления при

:ультразвуковой обработке. деталей; на фиг. 3 - циклограмма работы уст» ройства.

Способ реализуется с помощью устройства, содержащего акустическую систему 1, верхний электрод 2, свариваемые детали 3, блок 4 измерения сопротивления, выход которого связан с ключом 5 тока, дифференциальным устройством 6 сравнения и прерывателем 7 сварочного тока, аналоговый запоминающий элемент 8, поро говый элемент 9, связанный со счетчиком 10 импульсов, генератор 11 им: пульсов, блок 12 уставок, устройство 13 сравнения и сварочную машину 14. Элементы 5-13. образуют в . совокупности блок управления.

Способ осуществляется следующим образом.

После прижатия верхним электродом 2 свариваемых деталей 3, в зону сварки с помощью акустической системы 1 подаются ультразвуковые колебания.. Одновременно с включением ультразвукового генератора включается блок ;4 измерения сопротивлений, с выхода которого сигнал, пропор,циональный текущему значению контактного сопротивления, поступает на входы ключа 5 и дифференциального устройства 6 сравнения. Если текущий сигнал, поступающий с блока

4, и сигнал, хранящийся в аналоговом запоминающем элементе 8 от предыдущего такта записи, отличаются на величину, меньшую, чем установленные границы срабатывания в поро.говом элементе 9, то импульсы с генератора 11 поступают на счетчик 10, который их суммирует. При совпадении числа импульсов на счетчике 10 с числом импульсов, заданным блоком 12 уставок, устройство 13 сравнения выдает сигнал на включение сварочного тока, который поступает на преры ватель 7. Кроме того, на .прерыватель

7 подается сигнал с выхода блока

4дузмерения сопротивлений,,пропорциональный установившемуся значению. контактного сопротивления, по величине которого производится корректировка сварочного тока. Если при счете импульсов срабатывает пороговый элемент 9, то своим выходом от открывает ключ 5 и записывает новое значение входной величины в .аналоговый запоминающий элемент 8 и одновременно устанавливают в "0" значение счетчика 10 импульсов °

При этом система занимает исходное положение, Сигнал начала сварки выдается лишь в том случае, когда значение величины сигнала на входе дифференциального устройства 6 сравкения не изменяется более, чем на величину, определенную границами срабатывания порогового элемента 9 в течение интервала времени, заданного блоком 12 уставок.

При подготовке соединения к сварке путем введения ультразвуковых колебаний в межэлектродную зону происходит неравномерное уменьшение сопротивления Я В сто», рону уменьшения. При этом, в отдельные промежутки времени :ц,ф<,

35 сигнал начала сварки по истечении этих промежутков времени. Если за-. дается интервал времени с >, длительность которого заведомо больше, чем длительность интервалов1

40 tq то по истечении этого заданного интервала можно утверждать, что значение окончательно стабилизируется и соединение готово к сварке.

При окончательной стабилизации сопро45 тивления могут быть лишь незначительные отклонения от установившегося значения Як на величину, не превышающую ЬЯ . Эти отклонения заранее учитываются в пороговом элементе 9. Установлено, что при введении в зону контакта ультразвуковых колебаний высокой интенсивности величина

g ky не превышает: для алюминиевых сплавов 5-8 мкОм, для стали 10—

15 мкОм. В конце заданного интервала времени + автоматически включается сварочный ток, величина которого корректируется в зависимости от установившегося значения контактного сопротивления.

60 Способ и устройство опробованы при соединении образцов из матерна ла Д16АТ в состоянии поставки. Сварка производилась на сварочной машине

ИТК-75, в комплект уставки которой

65 входили ультразвуковой генератор ти

1030127 .

В ЭЮ

Заданный .ин тервал времени 4, с

Длительность ультразвуковой обработки ок

Установившееся контактное. сопротивление Як., мкОм

0,4

2,9

33,5, 0i4

2,3

0,4

2,2

° 65 па УЭГ-1-4 и магнитострикционный преобразователь типа HNC-15А-18 с частотой колебаний 18,5 кГц.

При сварке эталонных образцов толщиной 1,0-1,0 мм в зону контакта вводили-продольные ультразвуковые колебания.в течение всего цикла сварки.

: . В таблице приведены основные параметры режима сварки.

Поскольку длительность промежуточных интервалов, в течение которых велйчина gx -может временно стабиУсилие сжатия Амплитуда

Р, кН колебаний, А, мкм лйзироваться, достаточно мала в срав= ненни с общим временем обработки соединения и не превышает 0,1-0,2 с заданный или контрольный интервал времени должен быть по возможности

5 минимизирован и удовлетворять услов ию 6 у С1- 7/ О, 2 с, Использование изобретения, s сравнении с известными способами, обес печивает повышение производительности

1О за счет оптимизации длительности цик ла, а также повышение качества сварных соединений в массовом производстве.,1030127 ВНИИПИ Заказ 5063/15 .,Тираж 1106 Подлисное

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная,4