Способ контактной точечной сварки высокопрочных алюминиевых сплавов

Способ контактной точечной сварки высокопрочных алюминиевых сплавов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Саюэ Совет«них

Соииали«тических

Республик (б1) Дополнительное к авт. «вид-ву (22) Заявлено 160677(24) 2497534/25-27 (3)Щ. Ял. с присоединением заявки М (23) Приоритет

В 23 К 11/10

Государственный комнтет

СССР но делаи нзобретеннй н открытий (53) УДК 621.791. . 763. 1 (088. 8) Оттубликоваио 0107.79. Бтояяетеиь 1Щ 25

Дата опубликования описания 0507.79 (72) Авторы мэОбрэттййия

О.Н. Бокштейн, А,.И.Канин, Э.Э.Хайкин, А.А..Береэойский и Ю.А.Степанов (71) Заявитель (54) СПОСОБ КОНТАКТНОЙ ТОЧЕЧНОЙ СВАРКИ

ВЫСОКОПРОЧНЫХ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ

Изобретение касается контактной точечной сварки высокопрочных легких сплавов, преимущественно алюминиевых, и может быть использовано при сварке на точечных машинах постоянного тока. з

Известен,способ точечной сварки алюминиевых сплавов для трех@азных низкочастотных машин с использованием двух импульсов тока - основного, осуществляющего непосредственно сварку, и дополнительного, который значительно меньше по величине чем основной, и включается после выключения основного импульса (1) .

При этом способе с момента выклю- l5 чения основного импульса и включения дополнительного сварочный ток снижается до установившегося значения тока дополнительного импульса и поддерживается на этом уровне в течение значительного времени, превышающего, как правило, длительность основного импульса. Ковочное усилие прикладывается во время дополнительного импульса.

Недостатком этого способа является то, что общее время нагрева сварной точки весьма значительно, что для алюминиевых сплавов приводит к перегреву околсшовной эоны и, как следствне, к снижению прочностных свойств сварных соединений, одним из основных показателей которых является разрушающая нагрузка при статических испытаниях на отрыв.

Кроме того, значительная длительность дополнительного импульса тока в сочетании ковочным усилием сжатия электродов приводит к снижению стойкости электродов.

Известен способ контактной точечной сварки высоконрочных алюминиевых сплавов на машинах постоянного тока с использованием основного и дополнительного импульсов тока с приложением ковочного усилия (2) .

Дополнительный импульс (импульс тока охлаждения) включается в момент выключения основного импульса на время, нфевьмающее длительность основного импульса тока. Ковочное усилие прикладывается во время дополнительного импульса тока.

При диаметре литого ядра около

12 мм принят основной режим сварки, при котором: максимальное значение тока основного импульса Х„,=61 кА, установившийся ток охлаждания

I =32 кА, длительность основного импульса тока .Тк,=15 периодов

3 (0,3с при частоте 50 Гц), длитель ность тока охлаждения Т„=21 период (0,42с) .

Недостаток этого способа заключается в том, что велика общая длительность нагрева сварной точки (0,72c), что должно привести к перегреву окоJIcRIoBHoA эоны и, следовательно, к снижению прочностных свойств=сварного соединения. Кроме того, длительный нагрев в сочетании с ковочным- усилйем сжатия электродов неизбежно приводит 10 к снижению стойкости электродов.

Цель изобретения - повышение проч-; ностных свойств сварного соединения эа счет- уменьшения общего времени нагрева. 15

Для достижения этой цели длитель"ность дополнительного импульса тока в 2-3 раэа меньше длйтельйостй осйов "-нот"б" импульса, при этом велйчййу конечного тока дополнительного импульса устанавливают равной 60-80% от, максимального значения тока основного импульса.

На фиг.1 представлен график изменения тока и усилия во времениг на фиг.2 - осциллограмма процесса.

В момент выключения основного импульса подают дополнительный импульс тока. При этом наступает переходный процесс, в течение которого, благодаря индуктивности вторичного контура машины, сварочный ток спадает постепенно, стремясь к установивше муся току дополнительного импульса, величина которого 1 доп.уст. заранее задается. 35

В точечных машинах постоянного гока, предназначенных для сварки крупногабаритных иэделий из легких сплавов, длительность завершения переходного процесса „ составляет 40

0,14-0,18с. Длительность дополнительного импульса „ устанавливают меньше длительности завершения переходного процесса t а также значительно меньше длительности основного импульса тока (в 2-3 раза). Конечная величина тока дополни-. тельного импульса(1 доп.min (при котором сварочный ток выключают) зависит от максимального значения тока основного импульса 1 осн. пах """ "и скофостй йереходного процесса при изменении тока от 1 осн.mdx дб 3Фтановившегося тока дополнительного имфльса 1 доп.уст.

Установившееся значение тока до= поЖ йтЗльйого "ий Гульса"заранее устанавливают таким, чтобы при выбранной длйтейьности дополйительнorо импульса величина тока к моменту выключения составляла 60-80% от максималь-, 60 ного тока основного импульса. Конечная взличина тока дополнительного ймпульса зависит бт материала и толщины свариваемых иэделий и находится в укаэанных пределах. Умейьйение ниж- 68 него предела требует повышения точности момента приложения ковочного усилия, в противном случае появляются в сварном соединении усадочные дефекты. Увеличение верхнего предела приводит к увеличению диаметра литого ядра и перегреву соединения.

Таким образом, в течение длительНости дополнительного импульса сварочный ток непрерывно спадает до указанной величины, которая превышает установившееся значение тока дополнительного импульса. Ковочное усилие прикладывается в течение длительности дополнительного импульса.

Непрерывно замедленный спад сварочного тока в течение дополнительного импульса обеспечивает замедленную кристаллизацию литого ядра, благодаря -чему полностью отсутствуют усадочные дефекты - поры, раковины и трещины - в ядре точки, в том числе в центральной части . С другой стороны, благодаря малой длительности дополнительного импульса отсутствует перегрев окслошовной эоны, что обеспечивает высокие прочностные свойства сварного соединения. Кратковременность подачи дополнительного импульса тока позволяет приблизить условия износа электродов к условиям износа электродов при использовании режимов сварки без применения дополнительного импульса, т ° е. увеличить срок службы электродов по сравнению с известными способами,,в которых используют дополяительиый HMIFjJlbc с целью получения бездефектных соединений.

Способ проверен при точечной сварке крупногабаритных изделий из высокопрочного алюминиевого сплава типа

АИгбН на машине типа УТВИ-6301 при толщине деталей 2 + 2; 3 + 3 мм и

3,5 + 3,5 мм.

Осциллограмма при сварке деталей толщиной 3,5 + 3,5 мм приведена на фиг.2, где 1 б - сварочный (выпрямленный) ток1 11ф1, 11ф2, 11ф3 - первичные фазные токи> F - сварочное усилие; F»gg - коночное усилие.

Длительность основного импульса тока t O 18с; максимальный ток основного импульса Ä,ma» 61 кА; длительность дополнительного импульса тока ty =0,08с. В течение 0,08с ток непрерывно эамедленно падает до величины 1gongpin 43 кА, не достигая установившегося значения. Следовательно, длительность участка замедленного спада тока короче длительности основного импулЬса тока в 2,2 раза. В течение замедленного спада тока прикладывают ковочное усилие (усилие быстро нарастает от F

Заданной длительности дополнительного импульса ток выключают, что приводит к сладу тока до нуля.

5,. 671954 6

Рентгеновское просвечивание сварных Износ электродов при использовании соединений показало полное отсутствие данного способа близок к износу электвнутренних дефектов, в том числе в родов в режимах сварки без применения центральной части ядра точки. дополнительного импульса.

Разрушающие нагрузки сварных точек (среднее значение) при статических испытаниях на срез и отрыв приведены в таблице ° Формула из обрет ени я

7,5 830

370

2+ 2

3 + 3

3,5 + 3,5

650

9,5 1340

11,5 2300

880

Способ позволяет без усложнения оборудования обеспечить получение бездефектных сварных соединений изделий из высокопрочных алюминиевых сплавов .средних и больших толщин, Сваренные соединения обладают высокими прочностными свойствами, основным показателем которых является разгружающая нагрузка при испытании на отрыв.

Способ контактной точечной сварки высокопрочных алюминиевых сплавов на р машинах постоянного тока с использованием основного и допонительного импульсов тока и приложением ковочно- го усилия, отличающийся тем, что, с целью повышения прочностных свойств сварного соединения за счет уменьшения общего времени нагрева, длительность дополнительного импульса тока устанавливают в 2-3 раза меньше длительности основного импульса, при этом величину конечного тока дополнительного импульса устанавливают равной 60-80% от максимального значения тока основного импульса.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Зайчик Л.В. и др., Контактная электросварка легких сплавов, М., "Иашгиз, 1963, с.110-111 табл.6,7.

2. .Mitsubishi Denki Giho, 1974, vol.48, Р 12, с.1400, рис.3; с.1403, рис.12.

Составитель Л.Комарова

Редактор И.Марховская Техред 3. Фант а Корректор Г.Назарова

Заказ 3764/12 Тираж 1221 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 1 30 35 р Москва,, Ж-35, Раушска я наб ., д . 4/5

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