Способ управления процессом точечной и шовной сварки

Способ управления процессом точечной и шовной сварки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Саеетских

Социалистических

Республик

О П И С А Н И Е 94I09I

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ф« ъ (ь. ф (-(61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 21.08.80 (21) 2975773/25-27 (51) М.Кл, В 23 К 11/24 с присоединением заявки— (23) Приоритет—

Государстеенный комитет ао делам изобретений и открытий (43) Опубликовано 07.07.82. Бюллетень № 25 (53) УДК 621.791.763 (088.8) (45) Дата опубликования описания 07.07.82

Л. Г. Миронов, В. А. Зайцев, Л. К, Афанасьев, Ю. В. Огибайлов и С. Ф. Савичев

Научно-производственное объединение «Квасит»

1 (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ УП РАВЛ ЕНИЯ П РОЦЕССОМ

ТОЧЕЧНОЙ И ШОВНОЙ СВАРКИ

Изобретение относится к контактной сварке и может быть использовано для управления процессом точечной и шовной сварки тонколистовых материалов.

Известен способ управления процессом точечной и шовной сварки, основанный на измерении в процессе сварки интенсивности нарастания теплового расширения деталей (1).

Детали сваривают в течение времени, 10 являющегося функцией от интенсивности расширения. Сварочный ток увеличивают в течение времени сварки, момент его отключения изменяется в зависимости от перемещения датчика, измеряющего расстоя- 15 ние между электродами в результате расширения металла. Известный способ не может быть использован для управления процессом сварки тонколистовых материалов, например, на конденсаторных маши- 20 нах вследствие отсутствия для них систем управления в процессе сварки амплитудой и длительностью сварочного тока, появления значительных погрешностей при измерении расстояния между электродами.

Известен способ автоматического управления процессом контактной точечной и шовной сварки, основанный на измерении акустической проводимости зоны сварки и отключении сварочного тока по достижении акустической проводимостью зад анной величины, соответствующей оптимальному размеру сварного ядра (2).

Этот способ не пригоден для управления процессом сварки материалов толщиной менее 0,3 — 0,4 мм. К недостаткам способа относится также зависимость измеряемого параметра от температуры электродов, т. е. от стабильносги их охлаждения, темпа сварки.

Известен способ управления процессом точечной и шовной сварки, основанный на измерении одного из параметров процесса сварки и регулирования усилия сжатия электродов по достижении этим параметром заданного значения (3).

Этот способ может быть использован для управления процессом сварки тонколистовых, менее 0,3 мм, материалов и позволяет существенно уменьшить вероятность образования таких дефектов сварных соединений, как непровары, выплески. Однако применение данного способа не исключает возможности возникновения выплесков при сварке или непроваров.

При упр авлении процессом важно пр авильно выбрать начальный момент регулирования усилия сжатия электродов, что не всегда осуществимо при регулировании по напряжению между электродами, так

941091 как этот параметр может изменяться под влиянием случайных факторов, например, разброс толщины деталей, состояния их поверхности в месте сварки и пр. Несвоевременное изменение начального сварочного усилия приводит к образованию дефектов.

Цель изобретения — повышение качества сварных соединений, преимущественно тонколистовых, за счет предотвращения выплесков.

Цель достигается тем, что в способе управления процессом точечной и шовной сварки, основанного па измерении одного из пар|аметров процесса сварки и регулировании усилия сжатия электродов по достижении этим параметром заданного значения, в качестве измеряемого параметра используют ускорение подъема подвижного„ электрода и при достижении им величины

20 нулевого значения увеличивают усилие сжатия электродов.

При сварке тонколистовых материалов на жестких режимах выплеск, как правило, образуется в период;замедленного подъема подвижного электрода, что связано с самопроизвольным уменьшением сварочного усилия за счет инерционности подвижных частей привода сжатия электродов. Для предупреждения выплеска целесообразно -30 в этот период компенсировать уменьшение сварочного усилия приложением дополнительного усилия сжатия к электродам.

Величина и направление действия сил инерции привода сжатия определяются 35 амплитудой и .знаком ускорения перемещения подвижного электрода, поэтому по величине ускорения можно точно установить наиболее благоприятный момент начала регулирования сварочнопо усилия. 40

В частности, уменьшение сварочного усилия начинается после достижения ускорением нулевого значения в точке с максим альной скоростью подвижного электрода. С этого момента, во избежание выплеска, следует увеличивать сварочные усилия.

Сущность изобретения представлена ца чертеже.

Кривые I, II и Ш показывают харак- Go тер изменения соответственно сварочного тока t ... ускорения подвижного электрода и, и сварочного у силия F co Fco.и— начальное усилие сжатия электродов, ус.

TBHBBJIHBaeMoe перед сваркой, F„ „,, — 65 наибольшая величина усилия сжатия электродов после регулирования; t „и t.; соответствуют начальному и конечному моментам регулирования.

Перед включением сварочного тока t„60 детали сжимаются между электродами с усилием F„„. В момент t, включается сварочный ток (кривая I) и подвижный электрод перемещается вертикально вверх с ускорением d, (кривая II, 1 и 2 полупе- 65 риоды) за счет теплового расширения металла в зоне сварки. В первом полупериоде ускорение имеет положительный знак, поэтому направление действия сил инерции привода сжатия электродов совпадает с направлением сварочного усилия.

Фактическое сварочное усилие за счет сил инерции превышает на чальное F,, „, вероятность образования выплеска в течение первого полупериода практически исключается. В точке 1,, фактическое сварочное усилие совпадает с F,.„„. Во втором полупериоде ускорение а, имеет отрицательный знак, то есть силы инерции противодействуют сварочному усилию, уменьшая его.

B этом полупериоде вероятность выплеска максимальна вследствие недостаточной величины усилия на электродах. Для предотвращения выплеска в момент t;, к электродам прикладывают дополнительное усилие сжатия электродов, непрерывно увеличивающееся до момента включения сварочного тока.

Величину и скорость нараатания дополнительного усилия сжатия электродов выбирают, исходя из конкретных условий сварки: толщины и материала деталей, параметров режима сварки. Величина дополнительного усилия должна быть не ниже максимального значения сил инерции, действующих в области отрицательного ускорения подъема подвижного электрода, а скорость нарастания — пе менее скорости нарастания ускорения.

Способ был применен и ри точечной сварке партии образцов из Ni толщиной

0,2 мм в количестве 1000 шт на конденсаторной машине типа МТК-1б01. Параметры режима сварки имели следующее значение: сварочный ток,„— б.5 КА; начальное сварочное усилие F,-,, „

23 кГс на площадь электродов; продолжительность сварочного импульса

6 мс; диаметр рабочей поверхности электрода d, — 2,2 мм; скорость нарастания дополнительного сварочного усилия

6000 кГс/сек; максимальная величина сварочного усилия F „,,„, — 33 —: 40 кГс.

Для обеспечения указанной скорости нарастания сварочного усилия использовали электромагнитный привод сжатия электродов. Ускорение перемещения подвижного электрода регистрировали электрокинетическим экселерометром. Время с момента включения сварочного тока до нулевого звачения ускорения подъема подвижного электрода при максимальной его скорости, до включения pополнительного сварочного усилия, составило приблизительно 2,5 мс.

Через это время после включения сварочного тока автоматически включался привод дополнительного усилия на электродах, нараставшего до окончания сварочного импульса. Все образцы опытной партии были сварены без выплесков.

941091

Составитель Е. Гузиков

Текред И. Пенчко

Редактор Е. Хейфиц

Корректор С. Файн

Заказ 681/527 Изд. ¹ 178 Тираж 1151 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. <Патент»

Изобретение позволяет значительно повысить качество сварных соединений за счет исключения вероятности образования выплесков в процессе сварки и может быть предложено для управления процессом то- 5 чечной и шовной сварки изделий, для которых этот дефект является недопустимым.

Формула изо бретения

Способ управления процессом точечной и шовной сварки, основанный на измерении одного из параметров процесса Г5 сварки и регулировании усилия сжатия электродов по достижении этим параметром заданного иначения, о т л и ч а ю щ и йся тем, что, с целью повышения качества сварных соединений, преимущественно тонколистовых, за счет предотвращения выплесков, в качестве измеряемого параметра используют ускорение подъема подвижного электрода и по достижении им величины нулевого значения увеличивают усилие сж атия электродов, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Заявка Франции ¹ 2005314, кл.

В 23 К 11/00, 1968.

2. Авторское свидетельство СССР № 660799, кл. В 23 К 11/24, 1976.

3. Авторское свидетельство СССР

¹590107,,кл. В 23 К 11/24, 1976 (прототип).