Способ контактной точечной сварки

 

Использование: для получения неразъемных соединений из металлов и сплавов преимущественно средних и больших толщин . Позволяет программировать усилие сжатия деталей без изменеия силового воздействия на детали. Сущность изобретения: в процессе сварки детали сжимают токопроводящими электродами и дополнительным усилием обжатия. Определенным образом задают величины усилия сжатия деталей токопроводящими электродами и общего усилия сжатия, а также место приложения дополнительного обжатия. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (I)) (51) 5 В 23 К 11/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4862469/08 (22) 22.08.90 (46) 07.06.92. Бюл. ¹ 21 (71) Производственное объединение "Красноярский машиностроительный завод" и

Красноярский институт космической техники — завод-втуз (72) С. Н. Козловский и В, Г, Угрюмов (53) 621.791.763.1(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1018825, кл. В 23 К 11/10, 1982. (54) СПОСОБ КОНТАКТНОЙ ТОЧЕЧНОЙ

СВАРКИ

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для получения неразъемных соединений деталей из металлов и сплавов преимущественно средних и больших толщин.

Известен способ контактной точечной сварки, при котором детали сжимают токопроводящими электродами, вокруг них, вне контура уплотняющего пояска, прикладывают дополнительное усилие обжатия, величина которого равна разности общего усилия сжатия и усилия сжатия токопроводящими электродами, и пропускают импульс сварочного тока.

Однако данный способ не позволяет регулировать параметры измерения усилия сжатия деталей в площади сварочного контакта, что ограничивает технологические возможности способа.

Цель изобретения — расширение технологических возможностей путем обеспечения регулирования усилия сжатия деталей в (57) Использование: для получения неразьемных соединений из металлов и сплавов преимущественно средних и больших толщин. Позволяет программировать усилие сжатия деталей без изменеия силового воздействия на детали. Сущность изобретения: в процессе сварки детали сжимаюттокопроводящими электродами и дополнительным усилием обжатия. Определенным образом задают величины усилия сжатия деталей токопроводящими электродами и общего усилия сжатия, а также место приложения дополнительного обжатия. 2 ил, площади сварочного контакта без изменения силового воздействия на детали.

Цель достигается тем, что в способе контактной точечной сварки, при котором детали сжимают токопроводящими электродами, вокруг них, вне контура уплотняющего пояска, прикладывают дополнительное усилие обжатия, величина которого равна разности общего усилия сжатия и усилия сжатия токопроводящими электродами и пропускают импульс сварочного тока, величину усилия сжатия деталей токопроводящими электродами и величину общего усилия сжатия деталей задают соответственно равными величинам усилия сжатия деталей в начале и конце импульса сварочного тока при сварке без дополнительного обжатия, а дополнительное усилие обжатия прикладывают на расстоянии от оси токопроводящего электрода, обеспечивающем усилие прогиба деталей, равное величине усилия дополнительного обжатия.

1738548

15

30

На фиг. 1 показана схема силовой системы электрод — детали — электрод; на фиг. 2 — изменение параметров силового взаимодействия деталей в процессе сварки по предлагаемому способу

На чертежах приняты следующие обозначения: свариваемые детали 1; токопроводящие электроды 2; обжимные втулки 3; усилие на токопроводящем электроде Fst, усилие обжатия Ео, общее усилие сжатия деталей Fcs, усилие в площади ядра расплавленного металла Fst, усилие в площади уплотняющего пояска Fot, контур уплотняющего пояска L>t, высота уплотняющего пояска h>t, внутренний и наружный контуры обжимной втулки D, La; прогиб детали между контурами Ltt u Lz 56 m>t, усилие сопротивления деталей упругому прогибу деталей между контурами Ltt u Lz Fyt, усилие в площади кольцевого контакта Fat: усилие сопротивления .деталей их прогибу до соприкосновения Fgt, диаметр ядра бя, диаметр уплотняющего пояска dot,наружный диаметр токопроводящего электрода Ds, внутренний d» и наружный d» диаметр обжимной втулки; усилие сжатия в площади свариваемого контакта Fct, сварочный ток

lcs,ковочное усилие на токопроводящем электроде Fs<, ковочное усилие на обжимной втулке Еок, время to5 смещения момента приложения Fot, время сжатия т ж, время сварки т „время проковки lop.

Свариваемые детали 1 (фиг. 1) сжимают токопроводящими электродами 2 с диаметром цилиндрической поверхности Ds и обжимают втулками 3 соответственно усилиями F>t и Fot (фиг. 2), в сумме составляющими величину общего усилия сжатия деталей Fcs, Fcs=Fst+Fot.

При этом до начала действия импульса сварочного тока Ics, усилие Fst уравновешивается усилием Fct в площади свариваемого контакта (внутри контура L>t) диаметром.dm, а усилие обжатия F«уравновешивается усилием F«в площади кольцевого контакта, расположенного в области внутреннего Lz (с диаметром dss) и наружного 1.з (диаметром ds>) контуров обжимной втулки 3, т. е.

Fct = Fst, à Fkt = Fot за вычетом усилия Fgt упругого сопротивления деталей их сближению до соприкосновения. С момента начала импульса тока 1» металл зоны сварки расширяется, вследствие нагрева и плавления, и вытесняется в направлении контакта деталь-деталь, Вследствие этого внутри контура L>t образуется рельеф, высота которого

h>t увеличивается в процессе сварки. При этом детали 1 деформируются усилием Fot u прогибаются на величину с011, а в площадь свариваемого контакта передается часть усилия Fot упругостью деталей Fy.

Таким образом, в процессе сварки усилие сжатия в площади свариваемого контакта Fct, уравновешиваемое после начала плавления суммой усилий в площади уплотняющего пояска Fnt и в площади ядра расплавленного металла Е«, увеличивается на величину Fyt, а усилие в площади кольцевого контакта F«уменьшается на эту же величину. Причем, если величина Fyt в процессе сварки становится равной Fot то FKt=0 т. е. соприкосновение деталей в кольцевом контакте отсутствует и вся величина усилия Fot передается в площадь сварочного контакта. В этом случае величина Fct становится равной Fcs и в дальнейшем остается неизменной.Величину Fyt, а также время достижения ею значения Fot представляется возможным, при прочих равных условиях, регулировать изменением жесткости деталей между контурами L1t и L2, т. е. изменением внутреннего диаметра обжимной втулки dss.

Таким образом, представляется возможным реализовать цикл сварки с возрастающим усилием сжатия деталей в площади свариваемого контакта Fct, во время импульса тока lcs, если величину усилия сжатия деталей токопроводящими электродами Fst и величину общего усилия сжатия деталей Fcs задавать равными величинам усилия сжатия деталей при сварке без обжатия периферийной зоны соединения с возрастающим усилием сжатия электродов соответственно в момент начала и окончания импульса тока, а величину усилия обжатия Fot задавать равной их разности. При этом из бесконечного множества возможных значений dss больших dot в момент окончания импульса тока, задают единственное, при котором Fyt=Fot в требуемый момент времени t достижения величиной Fct значения Fcs при высоте уплотняющего пояска в этот момент, равной hot Эта величина

d» может быть определена расчетным путем либо экспериментально по общеизвестным методикам, Например, производят сварку деталей из стали 12Х18Н10Т толщиной 2+2 мм по предложенному способу. При этом силовое воздействие на детали, неизменяемое во время импульса тока, осуществляют по программе, показанной кривой абвгдежз.

Величину Fst u Fcs задают равными соответственно начальной и конечной величине усилия сжатия деталей при сварке без обжатия периферийной зоны соединения с про1738548 граммированием усилия сжатия электродов: Fet=6 кН, Рсв=9 кН, а величину Fpt— равной их разности (F«=3 кН). Остальные параметры режима задают следующими:

Ice=864 кА; соб=0,06 с; tea=0,12 с; ke=0,24 с; ядр=0,2 с; Рок=0,5 кН; Fag=8,5 кН. Внутренний диаметр электрода б задают таким, чтобы Fct (кривая 1) стало равным Fce npu

tt=0,2 с после начала импульса тока (dec=13 мм). При этом получен диаметр. ядра

de-7 0,1 мм.

Таким образом, по предлагаемому способу при неизменности значений Fce, Fet u

F«во время импульса тока представляется возможным изменять усилие сжатия деталей в площади свариваемого контакта по программе с предварительным обжатием зоны сварки и увеличением усилия сжатия деталей во время импульса тока,пропорциональным тепловому расширению металла в зоне сварки. При этих же значениях Fet u

Fct уменьшение внутреннего диаметра обжимной втулки приводит к увеличению скорости изменения Fct(pN dee 11 мм, Fct=Fca при ted=0,12- с — кривая 2), а увеличение наоборот (при савв=13,8 мм, Fct=Fce при ce— кривая 3).

Таким образом, изменение dee от б«=9,5 мм при т=т до 13,8 мм позволяет регулировать момент достижения Fct значения Fce во всем диапазоне тсв.

По сравнению с существующими применение предлагаемого способа сварки позволяет программировать усилие сжатия деталей в площади уплотняющего пояска пропорционально тепловому расширению металла зоны сварки без изменения силово5 го воздействия на детали, Формула изобретения

Способ контактной точечной сварки, 10 при котором детали сжимают токопроводящими электродами, вокруг них вне контура уплотняющего пояска прикладывают дополнительное усилие обжатия, величина которого равна разности общего усилия сжатия

15 и усилия сжатия токопроводящими электродами, и пропускают импульс сварочного тока, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей путем обеспечения регулирования уси20 лия сжатия деталей в площади сварочного контакта без изменения силового воздействия на детали, величину усилия сжатия деталей токопроводящими электродами и величину общего усилия сжатия деталей за25 дают соответственно равными величинам усилия сжатия деталей в начале и конце импульса св..;рпчного тока при сварке без дополнительного обжатия, а дополнительное усилие обжатия прикладывают на рас30 стоянии от оси токопроводящего электрода, обеспечивающем усилие прогиба деталей, равное величине усилия дополнительного обжатия, 1738548

40

Редактор Г. Гербер

Заказ 1962 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Кн

Составитель Т. Зенченко

Техред М.Моргентал Корректор Н. Ревская