Способ автоматического управления процессом контактной точечной и шовной сварки

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалмстицеских Республик(23) Приоритет - Опубликовано осударстаенньсй ном ССС 9 оо делам нзооретенн ы открытый. Дурново и Л. Н. Кузмин 71) Заявите ПРОЦЕССОМ ВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИ НОй ТОЧЕЧНОЙ И ШОВНО 1 СВА 54) СПОС КОНТИзобретение относится к области контактной сварки и может быть использовано в контактных точечных и шовных сварочных машинах различного назначения с автоматическим контролем и управлением качества получаемого сварного соединения,Известно устройство для контроля качества сварного соединения, в котором наличие литого сварного ядра определяется величиной затухания поперечных ультразвуковь 1 х колебаний высокой частоты (более 1 мГц) в зоне сварки 1.Использование поперечных ультразвуковых волн не позволяет осуществлять измерение изменяющейся в процессе сварки площади твердофазных контактов, необходимой для управления сварочным током с целью исключения выплесков при сварке, т.к. величина акустической проводимости твердофазных контактов в зоне сварки для поперечных волн не зависит от их площади. Эта способность поперечных ультразвуковых волн не дает возможности производить измерение величины постепенно увеличивающегося в процессе сварки литого сварного ядра в случаях, когда его величина меньше площади торцов сварочных электродов. Существенное затухание поперечных ультразвуковых волн происходит лишь в момент выравнивания площадей сварного ядра и торцов сварочных электродов, т.е. в тот момент, когда ядро достигает чрезмерно больших размеров и реальным становится выплес кивание жидкого металла сварного ядра за пределы сварочной зоны.Известен способ автоматического управления процессом контактной точечной и шовной сварки, основанный на изменении сва рочного тока в прямо пропорциональной зависимости от величины акустической проводимости зоны сварки при озвучивании ее продольными ультразвуковыми колебаниями 121. Известен способ автоматического управ.ления процесса контактной сварки позволяет получать беавыплесковую сварку деталей. различной конструкции за счет поддер - жания металла сварной точки в режиме так называемой термостабилизации, при котором тепловыделение от пропускания тока через свариваемые детали уравновешивает ся теплоотводом в электроды. Время поддержания режима термостабилизации в зоне сварки, задаваемое реле времени, обычно3выбирается заведомо больше оптимального.Две части сварных соединений; для которыхдлительность процесса термостабилиэации,задаваемая реле времени, значительно превышает оптимальную, это приводит к излишнему росту сварного ядра, перегреву металлав нем, чрезмерной деформации свариваемыхдеталей, выдавливанию металла из эонысварки, а следовательно, к уменьшению прочности сварного соединения.Целью изобретения является стабилизация качества сварного соединения. 16Поставленная цель достигается тем, чтосварочный ток отключают при достиженииакустической проводимостью зоны сваркивеличины; соответствующей оптимальномуразмеру сварного ядра,На фиг. 1 представлена диаграмма изменения сварочного тока и акустической проводимости зоны сварки по времени; на фиг. 2показан прием реализации способа.На фиг. 2 приняты следующие обозначения: 1 - верхний сварочный электрод; ьо2 - нижний сварочный электрод, 3 - ультразвуковой генератор, 4 - датчик-излучатель,5 - датчик-приемник, 6 - усилитель напряжения, снимаемого с датчика-приемника 7 - детектор, 8 - источник опорногт3напряжения, 9 - компаратор, сравнивающий величины напряжений, поступающих сдетектора и источника опорного напряжения, 10 - формирователь запирающих импульсов, 11 - силовой ключ, отключающий Осварочный ток при поступлении импульсовс формирователя, 12 - источник сварочноготока.В исходном состоянии сварочные электроды 1 и 2 разомкнуты, а поэтому ультра,звуковые колебания, возбуждаемые генера. тором 3 в датчике-излучателе 4, не прохо 3дят к датчику-приемнику 5 В результатеакустическая проводимость зоны сварки Аравна нулю, что соответствует отсутствиюнапряжения на датчике-приемнике 5, а также на выходе усилителя 6 и детектора 7, 4При этом постоянное напряжение от источника 8 опорного напряжения, определяемоев зависимости от требуемой величины сварного ядра, поступает на компаратор 9 иобуславливает выдачу формирователем 10импульсов, закрывающих силовой ключ 11. 4 ф При сжатии между сварочными электродами 1 и 2 соединяемых деталей (период времени Ь - 1 г) ультразвуковые колебания с датчика-излучателя 4 проходят через электроды и свариваемые детали к датчику-приемнику 5, Напряжение, появляющееся на выходе усилителя 6 и детектора 7, пропорционально величине акустической проводимости зоны сварки, которая определяется величиной эффективной плошади контактирующих поверхностей. Это напряжение сравнивается в компараторе 9 с опорным напряжением н в случае превышения его выдает формирователю О команду на шунтирование импульсов, запирающих силовой ключ 11. Схемаготова к сварке, При включении в произвольный момент времени сварочного тока 5, начинается нагревание соприкасающихся поверхностей свариваемых деталей с последующим их расплавлением. Это вызывает сначала возрастание акустической проводимости зоны сварки вследствие увеличения площади звукопроводящих твердотельных контактов деталей, а затем - уменьшение ее по мере увеличения количества звуконепроницаемого расплавленного металла в межэлектродном пространстве, обуславливаюшем, в конечном счете, величину сварного ядра. Величина напряжения на выходе детектора 7, пропорциональная акустической проводимости зоны сварки А, постоянно сравнивается в компараторе 9 с заранее задаваемым опорным напряжением н в момент 1, когда она становится, меныце последнего, компаратор выдает команду формирователю на эапирание силового ключа. Происходит отключение сварочного тока и процесс сварки прекращается в момент достижения сварным ядром определенных размеров. Изменение величины опорного напряжения вызывает соответствующее изменение величины сварного ядра.Увеличение акустической проводимости зоны сварки в период времени 1 - 1 обусловлено затвердеванием металла в ядре сварной точки,Формула изобретенияСпособ автоматического управления процессом контактной точечной и шовной сварки, основанный на изменении сварочного тока в прямо пропорциональной зависимости от величины акустической проводимости зоны сварки при озвучивании ее продольными ;ультразвуковыми колебаниями, отличающийся тем, что, с целью стабилизации качества сварного соединения, сварочный ток отключают при достижении акустической проводимостью зоны сварки величины, соответствующей оптимальному размеру сварного ядра.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство369483, кл. б 01 К 29(04, 1969.2. Авторское свидетельство265320, кл. В 23 К 1/1 О, 1969.