Способ контактной точечной сварки

 

Изобретение относится к способам контактной сварки деталей преимущественно из термически упрочняющихся материалов и сплавов. Цель изобретения - повышение качества сварных соединений. Свариваемые детали зажимают между электродами. Кроме усилия на токопроводящем электроде создают дополнительное периферийное усилие /ПУ/, которое в интервале времени до начала плавления металла начинают увеличивать до конечного значения в момент окончания импульса тока. С этого момента ПУ увеличивают до величины, равной или превышающей на 1-5% общее усилие сжатия деталей в момент окончания импульса тока. На всех этапах одновременно с увеличением ПУ уменьшают усилие на токопроводящем электроде на такую же величину. При достижении ПУ указанной величины выдерживают заданное время значения давлений постоянными, а затем уменьшают ПУ и одновременно увеличивают величину усилия на токопроводящем электроде до ковочных их значений, которые выдерживают постоянными до конца цикла сварки. Способ позволяет повысить прочность соединения и его пластичность, а также снизить расход электроэнергии и длительность сварки. 2 з.п. ф-лы, 1 ил, 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 В 23 К 11/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

CO

ОфЬ

С0

СА:1

О) ГОСУДАРСТВЕННЫМИ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

1 (21) 4348542/31-2 7 (22) 22.12 ° 87 (46) 30.08.89. Бюл. М- 32 (71) Завод-втуз Красноярского политехнического института и Красноярский политехнический институт (72) С ° Н. Козловский, А.Н. Липин, В.И. Малимонов и lO.Г. Уткин (53) 62 1. 79 1. 763 . 1 (088 .8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1031685, кл. В 23 К 11/10, 1983. (54) СПОСОБ КОНТАКТНОЙ ТОЧЕЧНОЙ

СВАРКИ (57) Изобретение относится к способам контактной сварки деталей,преимущественно из тер аМ6ски упрочняю.щихся материалов и сплавов. Цель изобретения — повышение качества сварных соединений. Свариваемые детали зажимают между электродами.

Кроме усилия на токопроводящем электроде создают дополнительное периферийное усилие (ПУ), которое в

Изобретение относится к способам контактной точечной сварки деталей, преимущественно из термически упрочняющихся материалов и сплавов °

Цель изобретения — повышение качества сварных соединений и эффективности процесса сварки.

Способ осуществляют следующим образом.

Свариваемые детали зажимают между электродами, создавая наряду с усилием на токопроводящем электроде до„„SU„„) 504036 А1

2 интервале времени до начала плавления металла начинают увеличивать до конечного значения в момент окончания импульса тока. С этого момента ПУ увеличивают до величины, равной или превышающей на 1-57 общее усилие сжатия деталей в момент окончания импульса тока ° На всех этапах одновременно с увеличением

ПУ уменьшают усилие на токопроводящем электроде на такую же величину. При достижении ПУ указанной величины выдерживают заданное время значения давлений постоянным, а затем уменьшают ПУ и одновременно увеличивают величину усилия на токопроводящем электроде до ковочных их значений, которые выдерживают постоянными до конца цикла сварки.Способ позволяет повысить прочность соединения и его пластичность, а также снизить расход электроэнергии и длительность сварки. 2 з.п. ф-лы, 1 ил, 2 табл. полнительное периферийное усилие, которое в интервале времени до начала плавления металла начинают увеличивать от начальной его величины до конечного значения в момент окончания импульса тока и одновременно уменьшают на .такую же величину усилие на токопроводящем электроде,а с момента окончания импульса тока периферийное усилие увеличивают до величины, равной или превышающей на

1-57. общее усилие сжатия деталей

1504036 4

45

55 в момент окончания импульса тока, равное сумме усилия,на токопроводящем электроде и периферийного усилия, и одновременно уменьшают усилие на токопроводящем электроде на такую же величину, выдерживают заданное время эти их значения постоянными, а затем уменьшают периферийное усилие и одновременно увеличивают величину усилия на токопроводящем электроде до ковочных их значений, которые выдерживают постоянными до конца цикла сварки. Величину ковочного значения периферийного усилия задают равной 10-25 от общего усилия сжатия в момент окончания импульса тока.

Способ сохраняет все технологические достоинства прототипа в процессе формирования соединения до момента окончания импульса тока, а на стадии кристаллизации ядра расплавленного металла и охлаждения зоны сварки обуславливает получение следующих преимуществ: уменьшение скорости охлаждения зоны формирования соединения и предотвращение образования закалочных структур или уменьшение их доли, т.е. повышение пластичности металла в соединении за счет значительного уменьшения или полного устранения теплоотвода в электроды при .уменьшении до нулевых значений усилия сжатия на токопроводящем электроде,.гарантия нарушения теплового контакта между деталью и токопроводящим электродом за счет появления в нем некоторого растягивающего усилия при увеличении периферийного усилия до величины, превышающей общее усилие сжатия деталей на 1-5 ; предотвращение деформации силового контура машины и смещение деталей относительно электродов, а также расхождение деталей в сварочном контакте на начальной стадии кристаллизации вследствие упругого напряженного состояния деталей, созданного при их сближении и сжатии в начале цикла сварки за счет знакопротивоположного изменения на одинаковую величину периферийного усилия и усилия на токопроводящем электроде; уменьшение необходимой величины вдавливания электродов при поковке соединения, обеспечивающей отсутствие дефектов усадочного характера, за счет изменения характе10

50 ра пластических деформаций металла на начальной стадии кристаллизации, когда увеличивается пластическая деформация металла уплотняющего пояска и металл течет к центру- зоны сварки, при увеличении усилия сжатия на периферии и уменьшении его в центральной части эоны формирования соединения отсутствие раскрытия зазора в нахлестке на стадии проковки за счет приложения постоянного ковочного значения периферийного усилия, превышающего по величине начальное и равное

10-25 от общего усилия сжатия в момент окончания импульса тока.

На чертеже представлена циклограмма изменения параметров режима при сварке, где Г сщ — общее усилие сжатия деталей F, Ря — текущие значения усилия на токапроводящем электроде и периферии; F з„ - начальная величина усилия на токопроводящем электроде F «, F „„ - начальное и конечное усилие на периферии во время импульса тока; F — максимальное усилие на периферии после окончания импульса тока; F — ковочное усилие на токопроводящем электроде F „„ — ковочное усилие на периферии во время проковки соединения, Ссв - время действия импульса сварочного тока; время выдержки от момента начала увеличения до момента начала уменьшения периферийного усилия; Г д — время проковки соединения.

Способ реализован на машине

МТПУ-300 с применением специального устройства для программирования периферийного усилия (8) с несколько измененной пневматической схемой и схемой управления под требования способа. Производили сварку сериями по

50 пар образцов из стали ЗОХГСА толщиной (1+1) мм, зачищейных перед сваркой наждачной шкуркой двумя способами: по способу-прототипу и предлагаемому при следующих параметрах режима (см. табл. 1) ..

После сварки получены следующие результаты (см.табл.2).

Применение предлагаемого способа позволяет повысить пластичность сое-. динения, оцениваемую по отношению разрушающего усилия на отрыв к усилян на срез (F, /F<< ) примерно в два раза и прочность соединений на

10-20 за счет уменьшения глуби1504036

Параметры

Режи

Способ сварки

Прототип Предлагаемый

2

4

6

8

9 сб э

Fñ у КН

FrIк в

Епп у кн

FÄ кН с с

7,0

5,0

0,1

2,0

0,1

0,5

0,4

Ь

7,0

5,0

0,1

2,0

0,7

5,1

0,5

0,4

0,38

*t — время нарастания периферийного усилия при сварке. ны вмятин от электродов (Св„,) и ко-, личества трещин.

Время выдержки при Р р = Fn и

F3 6 О рациональнее подбирать эксге5 риментально. При t 8 = О (прототип) наблюдали наименьшую пластичность металла и наибольшую вероятность образования трещин. При tg 7 1,5-2 наблюдали наибольшую вероятность получения дефектов типа поры, раковины и наименьшую — трещины. Экспериментально определили, что дефекты отсутствовали в интервале t = 0,260,5 с. Поэтому t задано равным 15

0,38 с.

При сварке по данному способу положительный эффект может быть достигнут ПФ любом изменении F3 и F„ до момента окончания импульса тока, например по способам (6,9).

Использование предлагаемого способа сварки наиболее эффективно при сварке закаливающихся сталей и сплавов. Иногда его применение целесооб- 25 разно и при сварке термически неупрочняемых материалов, например, деталей из легких сплавов больших толщин, так как изменение характера пластических деформаций металла в области уплотняющего пояска и его течение в подэлектродную область позволяет уменьшить остаточные деформации (вмятины) и величину ковочного усилия на 5-15Х, а также повысить

35 прочность соединений °

Формула изобретения

1. Способ контактной точечной сварки, при котором свариваемые детали зажимают между электродами, создавая усилие на токопроводящем электроде и дополнительное периферийное усилие, которое начинают увеличивать в интервале времени от момента начала импульса сварочного тока до момента начала плавления металла в области сварочного контакта и заканчивают увеличивать в момент окончания импульса тока, одновременно уменьшают на такую же величину усилие на токопроводящем электроде, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения качества сварных соединений, с момента окончания импульса тока периферийное усилие увеличивают до величины, не меньшей общего усилия сжатия в момент окончания импульса тока, и одновременно уменьшают усилие на токопроводящем электроде на такую же величину, выдерживают заданное время эти значения постоянными, а затем уменьшают периферийное усилие и одновременно увеличивают величину усилия на токопроводящем электроде до ковочных их значений,которые выдерживают постоянными до конца цикла сварки.

2. Способ по п.l, о т л и ч а юшийся тем, что периферийное усилие увеличивают до величины,.превышающей общее усилие сжатия деталей в момент окончания импульса тока на 1-5Х.

3. Способ по п.1, о т .л и ч а юшийся тем, что ковочную величину периферийного усилия задают равной 10-257 от общего усилия сжатия деталей в момент окончания импульса тока.

Таблица

1504036

Та блица 2

Сравнительный параметр соединения

Предлагаемый

Прототип

О, 13+0, 04

О, 11 0,03

С вЂ” глубина вмятин от электродов

Составитель В. Сюрсин

Техред М,Ходанич Корректор Л Бескид

Редактор Н. Горват

Заказ 5193/18 Тираж 894 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Диаметр ядра, мм

Количество трещин,7. (Р /F ) сред.

С*

8м

5,1т0,3

32

0,13

5,110,3

0,23