Способ контактной стыковой сварки оплавлением

Способ контактной стыковой сварки оплавлением

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к контактной стыковой сварке оплавлением и может быть использовано для сварки различных изделий, имеющих компактное сечение. Целью изобретения является улучшение качества соединения за счет получения равномерной зоны разогрева по сечению изделия. В искровом промежутке свариваемых деталей создают дополнительное электромагнитное поле, которое воздействует в процессе оплавления на элементарные контакты. Дополнительное электромагнитное поле вращают в плоскости искрового зазора со скоростью, пропорциональной квадрату напряжения сварки. Способ позволяет увеличить выход годных по сварке изделий. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5D 4 В 23 К ll 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

- ЭТЕ, д

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБР1 ЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (2! ) 4265940/31-27 (22) 07.04.87 (46) 30.10.89. Бюл. № 40 (7i) Институт электросварки им. Е. О. Патона (72) С. И. Кучук-Яценко, Ю. В. Швец, Б. И. Казымов, В. Ф. Загадарчук, А. С. Никитин, И. H. Мосендз и И. В. Зяхор (53) 621.79! .672.5(088.8) (56) Патент Швеции № 343003, кл. В 23 К 11/04, 1972.

Авторское свидетельство СССР № 1125111, кл. В 23 К 11/04, 1983.

Изобретение относится к контактной стыковой сварке оплавлением различных изделий, имеющих компактное сечение.

Цель изобретения — улучшение качества соединения за счет получения равномерной зоны разогрева по сечению изделия, На чертеже представлена схема сварки.

Сущность способа заключается в том, что, вращая в искровом промежутке дополнительное электромагнитное поле с определенной скоростью, оказывают равномерное по всем направлениям воздействие на жидкие перемычки, вследствие чего улучшаются условия процесса оплавления, что обеспечивает равномерный прогрев торцов свариваемых деталей по сечению.

При этом разрушение жидких перемычек происходит не в результате взрыва с выбросом металла в виде брызг наружу, а вследствие действия дополнительного электромагнитного поля, вызывающего разрыв перемычки. Это приводит к тому, что значительная часть жидкого металла остается на торцах деталей, постепенно перемещаясь

„„SU„„1518098 А1 (54) СПОСОБ КОНТАКТНОЙ СТЫКОВОЙ

СВАРКИ ОПЛАВЛЕНИЕМ (57) Изобретение относится к контактной стыковой сварке оплавлением и может быть использовано для сварки различных изделий, имеющих компактное сечение.

Целью изобретения является улучшение качества соединения за счет получения равномерной зоны разогрева по сечению изделия. В искровом промежутке свариваемых деталей создают дополнительное электромагнитное поле, которое воздействует в процессе оплавления на эчементарные контакты. Дополнительное электромагнитное поле вращают в плоскости искрового зазора со скоростью, пропорциональной квадрату напряжения сварки. Способ позволяет увеличить выход годных по сварке изделий. 1 ил . вдоль более холодных участков, отдавая им накопленное тепло. Таким образом, вращение дополнительного электромагнитного поля обеспечивает равномерное распределение тепла по сечению свариваемых дет а.ч е й.

Выбор скорости вращения дополнительного электромагнитного по.чя производится в зависимости от времени существования элементарных контактов в искровом промежутке. Так как время существования элементарных контактов зависит от приложенного напряжения между свариваемыми деталями, то скорость вращения дополнительного электромагнитного поля определятся приложенным напряжением сварки.

Время существования контактов обратно пропорционально квадрату приложенного напряжения, а скорость вращения поля обратно пропорциональна времени сугцествования контактов. Следовательно, скорость вращения дополнительного электромагнитного поля должна быть прямо пропорциональна квадрату приложенного напряжения сварки. (518098

Схема i стройства с помощью которого был реализован способ, содержит свариваемые детали 1, электромагнит 2, губки машины

3, обмотки электромагнита 4, брызгозащитный экран 5. 5

Способ сварки с применением допопнительн >го врагцак>шегося электромагнитногo поля р< ализуется следующим образом.

Перед сваркой свариваемые детали 1 вводят в полость кольцевого электромагнита 2, <редварительно установленного между гуc>hd >

Пода t;l питания на обмотки элек<ромагнита 15

<>С>> И<С< ТВ,>Я<.Т< Я И.1И С И3Ч333 <.II3PKH, И.1И после возбуждения >,cтой IIII30t.о Оплавления.

1 1 ита>о и<ес трех фазн ос ><3 ?? ????>ксн и с <>Одо и . рается таким, чтобы ин 20 -30 мТ. 110дачу питания иа обмотки эпектромагнита ирекрапьают в момент начала осадки.

Предлагаемым способом ctldptIII3;Itl валы электрÎдвиг3Tåëått. K участку вял3 диаметром 40 мм из стали (X(HH9T приваривали стержни из стали 4(>Х. Проводили две серии

Опытов. В исрвой, срии при контак<ной стыковой сварке создавали в зоне сварки дополнительное электромагнитное поле, силовыс линии которого были направлены

cor13ctI0 силовым линиям собственного электромагнитного IIOëÿ. Длительность сварки при этом cOOTdH,<яла 60 с, а припуск н3 Ос3 ткх 4 м м. Д.IIHocть Б(« ГО цик.>Id сварки, включая вспомогательные операции, COCT3B,1ß.13 90 100 с

Во второй серии длительность сварки и величину припуска иа осадку оспавлялн такими же. 40

Технологические параметры выбирали из следующи х соображений. Скорость вра щения дополнительного электромагHHTHot поля должна быть T thOII. чтобы за время существов;>ния жидкой перемычки вектор индукции совср<пил H< менее одного Оборота. Время существования жидких иерем ычск tt< Определяется напряжением сварки и ра <мерами конпгактов. Определение производили в процессе опытов по изучению

Оплавления единичных контактов при различных cкоростHx сближения, В процес.е

50 сварки время сугцествования жидких перемычек t. в искровом зазоре определяется из зависимо TH, полученной эксперимеHта,пьно

t t< — — к (/йхх где к =1,5 -- коэффициент, с В-;

l „íàHðÿæåíèå сварки, В.

Гl<>скольку на всл и чину t, оказывают

/ пи»ля=—

k»tea (о>-г,t>)t„ toó-г,0) =

UgÄ, ) U,, 1,, <.

=- (0,3 — 0,95

Однако для дости..сч«» наибольшей эффективности воздействия дополнительного поля необходимсг, чтобы скорость вращения определялась, исходя из минимальн<.го времени существования перемычек,;.е,: о ,/ о, „о, . + т х

При сварке вылов электродвигателей на ма;пине K-617 напряжение сварки ( было 7 B. Скорость вращения дополнитE . 1ütt:,>l 0:>. I< h тГ>ом t t II II, IIOI О поля Ocò331 Я.l 3 . и .« =(Г- „, > 49 1, с=3000 1/мин.

ДО;><>лпитель <Ое вра:цаю<цееся электромагнитное иолс в >збуждали после начала устойчивого оплавления. Г1ри сьарке ьалов на машине K-617 процесс приобретал устойчиьый .характер через 8 — 10 с после начала сварки. Поэтому возбу кдение дополнительH0i о электромагнитного поля производили через 10 с после начала сварки. Настройку

s.IåêTðc>ì3ãíHT3 на заданную скорость вращения поля осуществляли с помощью источника или преобразователя энергии с регулируемой частотой (синхронного. асинхронНО> о или индукционного генератора или статического преобразователя частоты на тиристорах).

Питаюгцее напряжение подбирали таким, чтобы индукция дополнительного электромагнитного поля в искровом зазоре свариваемых деталей была в два- — три раза больше индукции собственного поля сварочного контура.

Длительность цикла сварки была 60 с, припуск на осадку 4 мм, напряжение холостого хода машины U>„,=7 В.

Скорость вращения дополнительного элек тромагнитного поля составляла: п::; = (0,33- 0,95) . U- „„= (0,33-0,951)(/49=16,! 7- 46,55 об/с=970,2—

279,3 об/мин. влияние размеры контактов, то действительное значение (. колеблетс", 3 пределах интервала, определенного временем сущест. вования элементарных контактов. Экспериментально установлено, что время существования элементарных контактов в зависимости от их линейных размеров лежит в пределах 0,02 — 0,15 с. Многочисленные опыты показывают, что при установившемся процессе оплавления время существования до 90% жидких перемычек колеблется в п редел а х Ьp. = (0,7 — 2,0) t„.

Таким образом, скорость вращения дополнительного электроматнитного поля и.-.должна быть

1518098

Формула изобретения

Составитель В. Зотин

Редактор H. Киштудинеп Техред И. Верес Корректор Э..1ончакова

Заказ 6540j17 Тираж 894 Г1одп исное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР ! 13035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4, 5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Наибольшая эффективность воздействия дополнительного электромагнитного поля до стигалась при скорости вращения п-..=

=-0,95 U з„„=2793 об/мин.

Возбуждение дополнительного электромагнитного поля осуществляли через 10 с после начала сварки, т.е. после возбуждения устойчивого оплавления. Магнитная индукция собственного поля сварочного контура в искровом зазоре составляла

8 мТ. Путем регулировки напряжения источника питания электромагнита задавали индукцию дополнительного поля 20 мТ.

При визуальном контроле сварных соединений, сваренных в первой серии опытов, дефектов обнаружено не было. Однако рентгеновский контроль позволил обнаружить незакрытые кратеры в оголенной части соединения вследствие направленного движения металла жидких перемычек под действием дополнительного электромагнитного поля.

Процент брака при сварке первой серии достигал 4%. При сварке второй серии с использованием вращающегося электромагнитного поля процент брака не превысил

1 5о"

5 Таким образом, предлагаемый способ увеличивает выход годных изделий на 2,5% за счет получения равномерной зоны разогрева по сечению свариваемых деталей.

Способ контактной стыковой сварки

onлавлением, при котором на свариваемые детали подают напряжение и в искровом промежутке создают дополнительное элек15 тромагнитное поле, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества сварных соединений за счет получения равномерной зоны нагрева по сечению сварнваемыл деталей, дополнительное электромагнитное поле вращают в плоскости искрового промежутка со скоростью, пропорциональной квадрату напряжения сварки.