Способ управления процессом контактной точечной сварки

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ социдлистичесних

РЕСПУБЛИК (б1) 4 В 23 К 11/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСтВЕННЫй КОМИТЕТ CCCP

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3833341/25-27 (22) 02.01.85 (46) 07.01.87. Бюл. №- 1 (71) Рижский политехнический инсти" тут им. А. Я. Пельше (72) В, E. Атауш, В, П. Леонов, Э. В. Бумбиврис и Е, С. Луцук (53) 62 1. 791. 75 (088. 8) (56) Заявка Японии № 57-37433, кл, В 23 К 11/24, 10.08.82.

Заявка Японии № 55-114478 кл, В 23 К 11/24, 03,09.80, Заявка Японии № 57" 165189 кл. В 23 К I 1/24„12 ° 10 ° 82 °

Авторское свидетельство СССР № 3759265, кл. B 23 К 11/24, 30,08.80.

Авторское свидетельство СССР № 1058738, кл. В 23 К 11/24, 07. 12. 83.

Авторское свидетельство СССР № 1214368е кл. В 23 К ll/24, 11 11.84.

„„SU„„1281356 А 1 (54) (57) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ КОНТАКТНОЙ ТОЧЕЧНОЙ СВАРКИ, при котором измеряют текущее межэлектродное напряжение и сварочный ток, увеличивают мощность сварочного тока по квадратичному закону до заданной величины, дозируют выделенную между электродами энергию, сравнивая ее с заданной величиной, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения процента выхода годных изделий за счет предотвращения выплесков расплавленного металла, сварочный ток отключают при равенстве тянущего межэлектродного напряжения и порогового межэлектродного напряжения, при этом программу изменения последнего в течение цикла сварки задают в соответствии с предельно допустимыми значениями, гарантирующими протекание процесса без выплесков, 1281356

Изобретение относится к .сварочному производству, конкретнее к контактной сварке, и предназначено для использования в приборостроении, преимущественно для сварки малогабаритных деталей.

Целью изобретения является повышение процента выхода годных изделий эа счет предотвращения выплесков расплавленного металла в процессе сварки.

На фиг. изображена диаграмма, иллюстрирующая способ управления процессом контактной точечной сварки при нормальных с точки зрения образования зоны совместного плавления условиях; на фиг. 2 — диаграмма, иллюстрирующая способ управления процессом при условиях, когда возможно образование выплеска расплавленного металла.

Спо соб з аключается в следующем.

С началом процесса сварки измеряют текущее межэлектродное напряжение и сварочный ток, увеличивают

25 мощность сварочного тока по квадратичному закону до заданной максималь. ной величины и поддерживают ее на этом уровне до момента достижения выделенной в зоне сварки энергией заданной величины, после чего отключают сварочный ток. Одновременно сравнивают текущее межэлектродное напряжение с пороговым, программу изменения которого в течение цикла 35 . сварки задают в соответствии с предельно допустимыми значениями, гарантирующими протекание процесса без выплесков. При достижении текущим межэлектродным напряжением по-, 40 рогового уровня, что свидетельствует о возможности образования выплеска, сварочный .ток отключают до окончания полного цикла сварки, Зто дает возможность избежать разрушения <5 свариваемых деталей и произвести повторную сварку.

Кривая .на фиг. 1 показывает квадратичный закон изменения задан- 5п ной мощности сварочного тока N, °

Участок 2 — выдержка заданной мощности на максимальном уровне N« „„

Длительность цикла сварки

=t, 1+Г.„, где t — длительность фронта нарастания заданной мощности до максимального уровня; t„- длительность выдержки при максимальной мощно сти, 3 аданн ая вели чи на э нер гик, выделившейся между электродами, равна площади, ограниченной кривой 1 и участком 2, т.е. сQ ср сВ

С1 где M р — заданная энергия сварки;

К вЂ” коэффициент пропорциональности;

N, — заданная мощность сварочного тока.

Прямая U,„èëëþñòðèðóåò про грамму изменения порогового междуэлектродного напряжения (для простоты считается изменяющейся по линейному закону), Для определения программы изменения U, на опытных сварках для каждой пары свариваемых деталей искусственно создаются критические ситуации к измеряются максимальные значения текущего межэлектродного напряжения U „ при которых происходят выплески и пережоги свариваемых деталей, Причем критические ситуации со цаются таким образом, чтобы возможно было образование выплесковых ситуаций в начале процесса, в середине и в конце процесса сварки.

На основе этих данных строится зависимость изменения межэлектродного напряжения во времени, которая свидетельствует о выплесках на всем протяжении цикла прохождения сварочного тока. На основе полученной экспериментальной зависимости U,(t) строится программа изменения порогового межэлектродного напряжения

11 „, значения для которой в каждый момент времени выбираются немного ниже выплесковых ситуаций, определенных дпя каждой свариваемой пары материалов при изменении мошности сворочного импульса по квадратичному закону.

Кривая U, на фиг, 1 — изменение во вр емя т е куще ro межэлектр одно го напряжения. без образования выплесков.

Кривая U, на фиг, 2 — изменение во времени текущего межэлектродного напряжения при возникновении предвыплесковой ситуации, что характеризуется ростом межэлектродного напряжения U, При достижении текушкм межэлектродным напряжением U в какой-то момент времени величины, равной величине порогового напряжения U» (на фиг. 2 момент t„, =U„), Изменение напряжения, пропорционального заданной мощности, прекращают при достижении им уровня, пропорционального максимальному значению заданной мощности N с а. аЗ.. маКс отключая постоянное напряжение от входов в интеграторов.

Одновременно напряжение, пропорциональное мощности N выделяемой

10 между электродами, интегрируют по времени и при достижении проинтегрированным напряжением уровня, пропорционального заданной энергии сварки в jag в отключают сварочный ток

Текущее межэлектродное напряжение

U, с датчика напряжения постоянно сравнивают с пороговым межэлектродным напряжением U „, которое изменяется по заданной программе с пояощью программируемого задатчика. В случае достижения текущим напряжением U уровня порогового напряжения U сварочный ток отключают до ээ окончания процесса сварки.

Управление процессом контактной точечной сварки по предлагаемому способу позволяет кроме получения качественного сварного соединения за счет обеспечения высокой точности параметров сварки превысить процент выхода годных изделий путем предотвращения выплесков расплавленного металла из зоны сварки от" ключением сварочного тока при возникновении предвыплесковой ситуации.

Реализуется предлагаемый способ управления процессом контактной точечной сварки устройством, в котором измеряют текущее межэлектродное напряжение и сварочный ток при помощи датчиков напряжения и тока, Сигналы с датчиков напряжения и тока перемножают, в результате чего получают информацию о мощности сварочного тока

N в виде напряжения, которое по- 20 стоянно сравнивают с напряжением, пропорциональным величине заданной мощности 1 за .

Сигнал рассогласования усиливают и с его помощью регулируют величину сварочного тока с целью достижения соответствия реальной мощности N и заданной мощности N.e, g Напряжение, пропорциональное заданной мощности, изменяют во времени по квад- 30 ратичному закону, что достигается путем двойного интегрирования постоянного напряжения, причем его величиной задают скорость нарастания мощности, 3 1281356 сварочный ток отключают до завершения процесса сварки, Образование выплесков возможно при нарушении нормального развития процесса сварки из-за нестабильности

5 таких технологических факторов, как усилие сжатия электродов, загрязне= ние поверхностей свариваемых деталей, наличия на них окисных пленоки т.д.

С ) л

О) 3