Способ автоматического регулирования процесса

 

У

Па;-".

Си-, .

О II И С М ФИ4 Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Со1оз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 05.f 1.1969 (¹ 1302231/25-27) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 09.1!1.1970. Бюллетень ¹ 10

Кл, 21h, 29/11

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР,ЧПК В 23k

УДК 621.791.763.1(088.8) Дата опубликования описания 17Х1.1970

Авторы изобретения

Л. Н. Кузьмин и В. Н. Дурново

Заявитель

СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА

ТОЧЕЧНОЙ СВАРКИ

Изобретение относится к сварочной технике и может быть использовано в сварочных устройствах в электровакуумнсм производстве.

Известны способы автоматического регулирования точечной сварки, основанные на изменении сварочного тока в зависимости от из:1енения одного I!z!I нескольких параметров, характеризующих сварочный процесс. Однс1ко эти способы ие обеспечивают полной ликвидации выплесков и стабильности прсцесса.

Предложенный способ отличается от известIIIIx тем, что сварочный ток изменяют в прямо пропорциональной зависимости от величины акустической проводимости зоны сварки. Это позволяет повысить качество сварного соединения за счет ликвидации выплесков.

Иа фиг. 1 изображено устрсйство с помощью которого может быть реализован предлагаемый способ регулирования; на фиг, 2 — диаграмма изменения параметров, характеризующих процесс сварки по данному способу.

Устройство состоит из генератора 1, непрерывно возбуждающего ультразвуковые колебания в пьезоэлектрическом излучателе 2, датчика-приемника 8 ультразвуковых колебаний, преобразующегс, их в электрическое напряхкение, которое, пройдет усилитель 4, демодулируется детектором 5, компаратора b, сравнивающего величину опорного напряжения, поступающего от источника 7 опорного напряжения, с напряжением на выходе детектора 5, модулятора 8, управляющего сварочным током в зависимости от разностпого сигнала, поступающего с комп1аратора, исто гиика сварочного

5 тока 9 и реле времени 10.

Сваро 01ые электроды 11 и 12 служат для сжатия с определенным усилием свариваемых деталей 13 и юдвода к ним ультразвуковых колебаний II сварочного тока, Датчик-прием10 пик, усилитель, детектор, компаратор, источник опорного напр>1же ия и модулятор составляют цепь сбратной связи, обеспечивающую в процессе сварки прямо пропорциональную зависимость сварочного тока от величины акустиче15 ской проводимости зоны сварки.

На фиг. 2 по оси ординат отло;кеиы электродное усилие Р, акустическая проводимость

Л зоны сварки, сварочный ток 1„, максимальная температура в зоне сварки 7, эффективная

20 площадь S, контактирующих поверхностей и плотность сварочного тока i . Ось абсцисс соответствует времени

В исходном состоянии при разомкнутых сварочных электродах (период времени fp — II)

25 акустцческая проводимость межэлектродного пространства равна нулю, что соответствует отсутствию IIa!11:I! re!!III на обкладках датчикапРиемника У I!bl P 338 ó I 0 bi;. I(0:!eo II!IIÉ, а TBKже на выходе усилителя и детектсра. При этом

30 постоянное напряжение, поступающее с источ265320 то

60 ника опорного напряжения через компаратор, запирает модулятор.

В процессе сварки пропорционально изменяющейся величине акустической проводимости зоны сварки изменяется и напряжение на выходе детектора 5. Прп этом сигнал, равный разности Опорного напряхкенпя и напряжения, поступающего с детектора, непрерывно управляет величиной сварочного тока посредством его модулятора.

Соблюдение прямой пропорциональной зависимости между изменяющейся акустической проводимостью зоны сварки и сварочным током: 1„= КЛ, где К вЂ” постоянный коэффициент для температур ниже температуры рекристаллизации при постоянном электродчом усилии Р, поззоляет осуществлять динамический режим нагрева свариваемых деталей, при котором увеличенного эффективной площади контактирующих поверхностей соответствует увеличение величины сварочного тока, а при падении электродного усилия в моменты осадI;II, инерционных IIo aeoaIIIII подвижной сНсТемы и при ооразованип жидкой фазы металла в зоне сварки величина сварочного тока резко падает, исключая образование выплесков, а также пригорание сварочных электродов.

Технологические IfapyIIIeffffff, вызгапные изменением диаметра электродов, их несоосностью, непараллельпостью торцов, наличием загрязнений на контактных поверхностях, а I af;же, отклонения величины электродного усилил и напряжения сети от норма IüHûх автоматически компенсируются изменением величины сварочного тока.

При сжатии свариваемых деталей электродами 11 и 12 постсянному электродному усилию соответствуют неизменные величины эффективной площади контактирующих поверхностей и акустической проводимости зоны сварки в течение времени 4 — tI, Л = nS„, где

n — постоянньш коэффициент для тем пер атур ниже темперагуры рекристаллизацпи при постоянном электродном усилии.

Процесс сварки начинается с вкл|очения в произвольный момент времени, например сварочного тока 1„, тепловой эффект которсго вызывает пластическое течение свариваемых деталей под действием электродного усилия.

Процесс сопровождается увеличением эффективной площади контактпрующи., поверхностей в межэлектродном промежутке и повышением температуры в нем. Оба из этих параметров влияют на величину акустической проводимости зоны сварки, причем до достижения температур рекристаллизации акустическая проводимость увеличивается преимущественно за счет роста эффективной площади контактирующих поверхностей, а затем резко падает с дальнейшим ростом те тпературы в зоне свар20

4с

50 кп несмотря на дальнейший рост эффективной площади контакта.

Таким образом, начальная величина сварочного тока пропорциональна величине акустической проводимости зоны сварки Л, а следовательно, и эффективной площади контактирующих поверхностей

1св f (Л) f (к) ITo обусловливает постоянство плотности t тока в начальный период сварки, необходимое длл предотвращения выплесков II пережогoB в момент вкл|очения сварочного тока:

5в А А

Изменения величины акустической проводиi:oñTè сварочной зоны в процессе сварки оудут вызывать однозначные изменения величины сварочного тока. Тепловой эффект от этого ликвидирует возмущения акустической проводимости, стабилизируя ее велич|ну, величину сварочного тока и температурное поле на уровнях, определяемых заданной величиной опорнсго напр liKpíèÿ. Таким образом, период времени 1с — — t-, характеризуется установившимся режимом термостаоилпзации зоны сварки с заданной максимальной температурой в ней, что исключает возможность образования непроваров и пережогов. При этом выделение джоулева тепла в зоне сварки уравновешивается теплоотводом в сварочные электроды, а постояшп.|м величинам электродного усилия, эффективной площади контактирующих поверхпосгей, максимальной температуре в сварочной зоне. току и его плотности соответствует неизменяю|цсеся минимальное значение акустической проводимости зоны сварки.

Длительность процесса терм остабилизации сварочной зоны (период времени 14 — t;,) определяется с помощью реле времени, ксторое включается при заданном уровне акустической проводимости, соответствующем началу процесса термостабилизацип и откл очает сварочный ток IIO псгечении заданного времени посредством модулятора.

K моменту времени t, сваренные детали остывают, а их акустическая проводимость возрастает да пексторо"o постоянного уровня, по

Величине которого можно c) ;IèTü О диаметре ядра сварной точки, а следовательно, и о прочности полученного соедине|шя.

Предмет изобретения

Способ автоматического регулирования процесса точечной сварки, отличгиощийся тем, что,, с целью повышения качества сварного соединения за счет устранения выплесков, сварочный ток изменяют в ггрямо пропорциональной ..;,".;IIñèìoñTè от величины акустической проводимости зоны сварки.

Фиг. 1

А ñ8 т н

7РегР

5uz2

Составитель Л. Комарова

Редактор В. С. Левитов Техред 3. Н. Тараненко Корректор С. А. Кузовенкова

Заказ 1613/12 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва 7К-35, Раушская аб., д. 4, 5

Типографпгй пр. Сапунова, 2