Способ регулирования процесса контактной стыковой сварки оплавлением

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК А 5 В 23 К 11/04 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР 1 йГ 0 ЛИБАИБЯЛИЗОБРЕТЕ ОПИСА Я АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ варки им. Е.О, Патон ко, В,Т. Чередничок Беляев, А,С,Бондарчумойленко, В,И. Гетало енко, Э.А, Дервоед и 8)ельство СССР 1/04, 1980.ИРОВАНИЯ ПРОЦЕС КОВОЙ СВАРКИ ОП- сится к способам конрки оплавлением и мося к способам коноплавлением и мопреимущественно с большими попе- сечениями,является повышеазателей процесса тельности сварки. Суть способа включается в с ющем.В начале оплавллями существует засообщают поступатстоянной скоростьмаксимально воэмония. При сближенииразование контакдеталям начинает пркоторый по мере их с ения, когда между детазор, подвижной плите ельное движение с пою, заведомо большей жной скорости оплавледеталей происходит обтных перемычек, по отекать сварочный ток, ближения увеличивает(21) 4709095/27(71) Институт электроси Южнотрубный заво(54) СПОСОБ РЕГУЛСА КОНТАКТНОЙ СТЬЛАВЛЕНИЕМ(57) Изобретение отнотактной стыковой сва Изобретение относит тактной стыковой сварки жет быть использовано для соединения деталей речными свариваемыми Целью изобретения ние энергетических пок оплавления и производи,.Ы 2 16627 жет быть использовано преимущественно для соединения деталей с большими поперечными свариваемыми сечениями. Цель изобретения - повышение энергетических показателей процесса оплавления и производительности сварки, В процессе оплавления останавливают подвижную плиту при заданном значении тока оплавления, равном 0,7 - 0,9 тока при коротком замыкании деталей. При снижении тока оплавления во время останова до величины, соответствующей экстремуму мощности, подачу подвижной плиты возобновляют, Способ позволяет сократить потери тепла с выбрасываемым из зоны сварки металлом контактных перемычек, увеличить интенсивность разогрева торцов деталей, производительность процесса и его энергетические показатели. ся. При возрастании тока оплавления до величины. составляющей 0,7 - 0,9 значения тока короткого замыкания свариваемых деталей, осуществляют останов подвижной плиты, В момент прекращения поступательного движения подвижной колонны площадь образовавшихся междуторцами свариваемых деталей перемычек достаточно велика. Поэтому для перегрева металла и взрыва таких перемычек требуется сравнительно большее время, чем при использовании способа по прототипу. Кроме того, при токах, составляющих 0,7-0,9 значения тока короткого замыкания свариваемых деталей, непосредственно в стыке (на линии контактирования деталей) выделяется меньшее количество тепла, чем в точке экстремума. При этом значительная часть развиваемой сварочной машиной электрической мощности идет на нагрев более глубоких слоев метал 1662788ла, примыкающих к контактирующим по-. верхностям,Во время останова под действием выделяющегося в стыке тепла начинается сравнительно плавное расплавление контактных перемычек, В результате происходит уменьшение их площади, увеличение сопротивления искрового промежутка, а следовательно.снижение величины сварочного тока, При этом на пути фронта плавления перемычек происходит передача тепла от расплавленного металла вглубь деталей,т, е, режим работы системы постепенно смещается в сторону экстремума кривой мощности, выделяющейся в стыке, В момент выхода системы в точку экстремума на линии контактирования выделяется максимальное количество тепла и происходит взрыв уменьшающихся и уже достаточно нагретых контактных перемычек. Одновременно возобновляется поступательное движение подвижной плиты сварочной машины, вновь образуются контактные перемычки, и описанный цикл многократно повторяется,Оплавление деталей при использовании предлагаемого способа представляет собой своего рода пульсации, длительность которых определяется динамикой нагрева и разрушения контактных перемычек, Осциллографирование параметров оплавления во время сварки показало, что продолжительность циклов нагрева контактных перемычек (продолжительность остановов) может достигать 0,2 - 0,6 с, а максимальная длительность перерывов в протекании тока во время оплавления не превышает 0,01 - 0,02 с.Таким образом, применение предлагаемого способа контактной стыковой сварки оплавлением позволяет сократить потери тепла с выбрасываемым из зоны сварки металлом взрывающихся контактных перемычек, увеличить интенсивность разогрева торцов вглубь деталей, практически исключить перерывы в протекании сварочного тока, Это приводит к повышению энергетических показателей процесса оплавления, что также выражается в повышении производительности сварки,П р и м е р. Целесообразность использования способа была проведена на специально созданной лабораторной установке на базе серийно выпускаемой стыкосварочной машины КОП. Гидропривод оплавления и осадки машины содержит электрогидравлический усилитель типа УЗГ.С - 200, который предназначен для управления потоком рабочей жидкости пропорционально входному электрическому 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 сигналу. Наличие отрицательной обратной связи по величине сварочного тока позволяет управлять движением подвижнойплиты в зависимости от изменения проводимости искрового промежутка. Сваривались образцы круглого сечения из стали35. Осадка производилась после достижения требуемого для получения качественнего сварного соединения разогреваоплавляемых деталей,Вторичное напряжение холостого ходасварочных трансформаторов составляло 6,8В. Величина сварочного тока, соответствующего экстремуму электрической мощности,выделяющейся в стыке, определялась из семейства кривых мощности, построенныхдля данной сварочной машины, Для сварочного напряжения 6,8 В величина тока экстремума составляет 28000 А,Первая партия образцов была сварена сиспользованием способа-прототипа кпредлагаемому изобретению, т. е, в процессе оплавления производили остановы подвижной плиты при достижении сварочнымтоком значения, соответствующего экстремуму электрической мощности. В данномслучае останов производили при достижении током значения 28000 А,Образцы последующих партий сваривали с использованием предлагаемого способа, Перед началом сварки первого стыкапартии детали были установлены в сварочную машину, приведены в соприкосновениеи сжаты при рабочем давлении в гидросистеме 8 МПа, При этом включали сварочноенапряжение и измеряли значение тока прикоротком замыкании. Величина тока при коротком замыкании была 52000 А.В процессе оплавления производилисьостановы подвижной плиты при достижении сварочным током величины 52000 А х"0,8= 41600 А. После снижения сварочноготока до величины 28000 А подачу подвижнойплиты возобновляли. Среднее время сваркидля образцов первой партии составляло 180с, а для второй партии 130 с, При сваркеобразцов третьей партии остановы подвижной плиты производили в моменты достижения сварочным током величины 52000 А 0,7== 36400 А, После снижения сварочного токадо величины 28000 А подачу подвижной плиты возобновляли.Среднее время сварки для образцовтретьей партии составило 130 с.При сварке образцов четвертой партииостановы подвижной плиты производили вмоменты достижения сварочным током величины 52000 А 0,65 = 33800 А, После снижения сварочного тока до величины 28000 А1662788 подачу подвижной плиты возобновляли. Среднее время сварки для образцов четвертой партии составило 160 с.При сварке образцов пятой партии остановы подвижной плиты производили в моменты достижения сварочным током величины 52000 А 0,9 = 46800 А. После снижения сварочного тока до величины 28000 А подачу подвижной плиты возобновляли. Среднее время сварки для образцов пятой партии составило 130 с,том чего является повышение производительности сварки на 28 о ,Формула изобретенияСпособ регулирования процесса кон 5 тактной стыковой сварки оплавлением, прикотором в процессе оплавления осуществляют останов подвижной плиты при заданном значении тока оплавления. а приснижении тока оплавления во время остано 10 ва подачу подвижной плиты возобновляют,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения энергетических показателейпроцесса оплавления и производительности сварки, останов подвижной плиты осу 15 ществляют при возрастании токаоплавления до величины, составляющей0,7 - 0,9 значения тока при коротком замыкании свариваемых деталей, а при снижении тока оплавления во время останова до20 величины, соответствующей экстремуму.электрической мощности, выделяющейся встыке, подачу подвижной плиты возобновляют. При сварке образцов шестой партии остановы подвижной плиты производили в моменты достижения сварочным током величины 52000 А 0,95 = 49400 А, После снижения сварочного тока до величины 28000 А подачу подвижной плиты возобновляли, Среднее время сварки для образцов шестой партии составило 170 с.Применение предлагаемого изобретения позволяет повысить энергетические показатели процесса оплавления, результаСоставитель В.Зотин Редактор К.Крупкина Техред М.Моргентал Корректор М.ДемчикПроизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 2226 Тираж 540 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035. Москва, Ж, Раушская наб., 4/5