Способ контактной стыковой сварки оплавлением деталей с развитым свариваемым сечением

 

(19l (И) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СВИВ

РЕСПУБЛИК

З(59 В 23 К 11/04

Ь =--, ° с с с.

Ф

I 1 с

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, .

1 с сс.

"я д

4 i

"т

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ЮСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

° (21) 3326853/25-27 (22) 31.07.81 (46) 23.07.83 Бюл. В 27

{72) С.И.Кучук-Яценко, М.В.БогОрский и Б.И.Казымов (71) Ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени институт .электросварки им. Е.О.Патона (53) 621.791.762 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ю 203109, кл. В 23 К 11/04, 18.08.62 °

2. Авторское свидетельство СССР В 557890,.кл. В 23 К 11/04, 01.10.74 .(прототип). (54)(57): СПОСОБ КОНТАКТНОЙ СТЫКОВОЙ СВАРКИ ОПЛАВЛЕНИЕМ ДЕТАЛЕЙ С РАЗВИ ТЬИ СВАРИВАЕМЬМ СЕЧЕНИЕМ,,при котором к ним подводят сварочное напряжение, I сближают детали и осаживают с полу-. чением сварного соединения, причем напряжение подводят к отдельным частям деталей, получая таким образом, .несколько вторичных сварочных цепей, о т л и ч а ю ш и и с я .тем, что, с целью повышения качества сварного соединения за счет обеспечения оптимального процесса опла. пения на каждом из свариваемах сечений, перед началом сварки устанавливают значение сварочного напряжения, подводимого к наибольшему сечению части детали, а для остальных частей детали устанавливают напряжение в зависимости от этого напряжения прямопро- Я порционально сечению каждой части детали.

1ОЗО1г4

Изобретение относится к сварке и может быть использовано при контактной стыковой сварке оплавлением деталей с развитым свариваемый сечением.

Известен способ сварки, при котором сварку производят с изменением напряжения в процессе сварки. В этом случае сварку начинают на высоком напряжении,затем напряжение понижают,а перед осацкои повышают по мере нарас- 10 тания скорости оплавления.g1J. .Однако такой способ сварки обеспечивает высокое качество соединений только при сварке деталей с компактным сечением или деталей с развитым сечением, отдельные части которых имеют одинаковую конфигурацию (площадь, толщину, протяженность), например при сварке труб, листов.

Известен способ контактной стыко- 20 вой сварки оплавлением, при котором напряжение к отдельным частям деталей, подлежащих сварке, подводят несколькими вторичными цепями от отдельных сварочных трансформаторов 25

К каждой части .деталей подается напряжение одной и той же величины.

Регулирование процесса сварки производят путем изменения скорости сближения свариваемых деталей по величине максимальной плотности сварочного тока, которую выделяют после измерения сварочного тока в каждой вторичной цепи, в то время как наряжение, подаваемое на каждую часть еталей, остается .неизменным 2 ). 35

Недостатком известного способа является то, что сварку производят при неизменном напряжении. Кроме того, при изменении скорости сближения изменяются условия оплавления . 40 не только на тех частях деталей, на которых необходимо изменение процесса оплавления в какой-либо момент времени, но также и на тех частях деталей, на которых в этот же момент 45 времени был оптимальный процесс оплавления. Причем если отдельные,части деталей с развитым свариваемым сечением имеют различную конфигурацию, то при одинаковых параметрах режима условия сварки в каждой отдельной части различны. В результате условия образования соединения на отдельных частях также различны, что в свою очередь, влечет за собой понижение качества сварки в отдельных частях деталей.

„ Как показали проведенные исследования, на качество соединений большое влияние оказывает величина напряжения. С увеличением напряжения 60 .увеличивается максимальный зазор,между деталями.Это объясняется тем, что при. различном напряжении изменяются условия образования и разрушения контактов в процессе оплавления. Установлено, что максимальный зазор изменяется практически прямо пропорцио- . нально напряжению. При этом подобная зависимость сохраняется при сварке деталей всех толщин. Поэтому при отклонении напряжения от заданной величины необходимо вносить коррективы в режим сварки,. например соответствующим образом изменяют скорость оплавления.

Оптимальная величина напряжения устанавливается в зависимости от площади свариваемого сечения. С увеличением последнего напряиение увеличивают. Например, при сварке деталей, отдельные части которых отличаются площадью свариваемого сечения за счет их различных толщин равных

3 и б мм, оптимальные величины вторичного напряжения соответственно составляют 5,0 - 5,5 и .6,5 — 6,8, т.е. отличаются на 1,3-1,5 В.

Во всех известных способах контактной стыковой сварки деталей с развитым свариваемым сечением величину напряжения на всех частях деталей устанавливают одинаковой. Для того, чтобы повысить качество соединений на отдельных частях деталей, отличающихся площадью свариваемого сече-. ния, чаще всего увеличивают длительность термического цикла сварки, с тем, чтобы уменьшить градиент температурного поля, и тем самым увели-. чить длительность существования расплавленного слоя металла на тех частях деталей, на которых установленное напряжение превышает оптимальйую. величину. Однако этот метод повышения качества дает положительние результаты при сравнительно небольшой разнице площадей свариваемого сечения отдельных частей. Такие детали,как полособульбы и специальные профили, такие имеющие большие развитые сечения, площадь отдель ных частей которых значительно отличается друг от друга, особенно, если отдельные части имеют различ" ную толщину, вообще трудно сварить известными способами контактной стыковой сварки.

Цель изобретения - повышение качества сварного соединения за счет обеспечения оптимального процесса оплавления на каждом из свариваемых сечений. . Поставленная цель достигается тем, что согласно способу контактной стыковой сварки оплавляемых деталей с развитым свариваемым сечением, при котором к ним подводят сварочное напряжение, сближают дета« ли и осаживают с получением сварного соединения, причем напряжение подводят к отдельным частям деталей, получая таким образом несколько вто«

1030124 ричных сварочных цепей перед началом сварки устанавливают значение свароч- ного напряжения, подводимого к наибольшему сечению части детали,а для остальных частей детали устанавливают напряжение в зависимости от.

5 этого напряжения прямо пропорционально сечению каждой части детали.

На фиг. 1 и 2 показаны примеры реализации предлагаемого способа при сварке деталей с различными развитыми сечениями.

На фиг. 1а схематически показаны две детали 1 и .2, подлежащие сварке, каждая из которых состоит из двух частей 1 и If с технологическим вырезом между ними, имеющих соответственно площадь свариваемого сечения Ff и F» . К каждой части деталей через фазовращатели 3 .и 4 подводят соответствуюцее напряжение 29

Uf от сварочного трансформатора 5 и 0» от сварочного трансформатора 6.

На фиг. 1б представлен график сварочных напряжений на,частях 1 25 и 11.

На фиг . 2а схематично показаны две детали 1 и 2, подлежацие сварке, каждая из которых также состоит из двух частей 1 и II имеющих соответственно площадь свариваемого сечения F, и F„ . К каждой части деталей через фазовращатели 3 и 4 подводят соответствуюцее напряжение: 0»от сварочного трансформатора 5 и О» от сварочного трансформатора 6.

На фиг 2б представлен график сварочных напряжений на частях 1 и II

Сущность изобретения заключается в том, что перед началом сварки на охдельных частях деталей 1 и 2 (фиг. 1 и 2 J, например на частях 1 и 41 имеющих соответственно площадь свариваемых сечений F, и F«, где

FI u FII - различные значения действующего напряжения Uf и "«

О хх4 6,25 В и О лч = 5 9 В ° 40 При опробовании предлагаемого способа на лабораторной установке сваривают деталь из материала сталь

45, которая имеет два сечения Одно из сечений составляет-7000 мм, вто-.

g5 .рое 3000 мм . Расстояние между центрами сечений — 650 мм. Непосредственно к большему сечению подводят полнофазное напряжение величиной

;7,1 В, а к меньшему через другой

50 трансформатор и через тиристорный контактор подводят сварочное напряжение, действующее значение которого составляет 5 В. В цепях первого и второго трансформатора измеряют 5 мощность. Удельная мощность как в первой цепи, так и во второй составляет 12 Вт, что обеспечивает равномерную зону термического влияния, а также хорошее качество сварных соединений

Применение предлагаемого способа сварки по сравнению с иэвестным позволит сократить машинное время свар 5 ки с 8 до 10 мин (при известном где 0> - действующее сварочное напряжение на первом участке, Ff - площадь свариваемого сечения на первом участке, - действующее сварочное напряжение на втором участке, Г„ - площадь свариваемого сечения на втором участке, при условии, что O,ñ О«, создаются наиболее благоприятные условия для образования качественных соединений на всех частях деталей. Различные величины действующего напряжения Vf .и О» необходимо устанавливать путем изменения фазы регуляторов или путем изменения фазы включения тиристорных контакторов 3 и 4 (фиг. 1 и 2), которые устанавливают в первичных цепях каждого отдельного сварочного трансформатора 5 и 6 (фиг. 1 и2)..

Примером конкретного выполнения предлагаемого изобретения может служить контактная сварка оплавлением картеров блоков дизелей, имеюцих пять отдельных частей с площадью свариваемых сечений от 7700 до

12400 мм каждая. Для внедрения пред2 лагаемого способа в первичную цепь каждого трансформатора устанавливают тиристорные контакторы с устройством, задающим необходимые фазы их . включения. Подобные устройства широ- . ко известны и успешно применяются в промышленности.

Свариваемая площадь картеров состоит иэ отдельных участков 1 участок - Fy = 7700 me+, 2 участок - по

Fy 8600 мм и 2 участка по Р

12400 мм +. Поэтому на. наибольшем участке устанавливают действующее значение сварочного напряжения, равное по величине полнофазному напряжению. Выбор напряжения производится известными способами. На участке с плоцадью Fq = 12400 мм устанавли-.

L вают О „Х 7,5 В. Напряжение на других частях определяют из соотношений

t у. 4ЧХ 6 6 ОФХХ q Fg

И ЫХ 4 4 2ХХ Ъ + способе до 5-6 вай . Хроие того, применение изобретения позволит повысить эксплуатационнув надеи2030124 ность сварных изделий за счет повынения стабильности качества соеди. иений. 1030124

Составитель Г.Чайковский

Редактор О.Бугир техред А-.Бабинец Корректор С.Черни.

Ю ЭВ4ф ЮФ Ф ю юю ЮВююю» о

Заказ 5063/15 Тираа 110б Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

ЮИ Ю Ю ЬЮЮЮЮЮФЮЮ Ф ° Ф Ю

Филиал ППП "Патент", r. Уигород, ул. Проектная, 4 !