Способ контроля процесса точечной контактной сварки

(51)5 В 23 К 11/24 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПРОЦЕССА ТОЧЕЧНОЙ КОНТАКТНОЙ СВАРКИ(57) Изобретение относится к контактнойсварке, Цель изобретения - повышение точности контроля. Для этого осуществляют Изобретение относится к технике контактной сварки, в частности к способам контроля процесса точечной контактной сварки.Цель изобретения - повышение точности контроля. На фиг.1 приведены регистрограммы сварочного тока(а), усредненной амплитуды сигнала АЭ-акустической эмиссии (б) и интегрального значения сигнала АЭ (в) на всем периоде пропускания сварочного тока для качественного соединения; на фиг.2 - .регистрограммы сварочного тока(а, г), усредненной амплитуды сигнала АЭ в случае непровара (б) и прожога (д), а также интегрального значения сигнала АЭ в случае непровара (в); на фиг.3 - блок-схема устройства для осуществления способа.На фиг.1 и 2 К обозначает количество периодов промышленной частоты в импульсе сварочного тока; Ль = 1 к - 1 к- интервал времени контроля, равный по.Ы 2 1715532 А 1 прием, усиление, фильтрацию, выпрямление, измерение и определение интегрального значения сигнала акустической эмиссии не за весь период пропускания сварочного тока, а только в последнем периоде промышленной частоты в импульсе сварочного тока, наиболее информативном в смысле контроля. Повышение точности контроля происходит за счет исключения сигнала акустической эмиссии в начале импульса сварочного тока, имеющего значительный разброс и не несущего информации о качестве сварки, 3 ил. следнему периоду промышленной частоты в импульсе сварочного тока,В начале импульса сварочного тока происходит пластическая деформация микро- неровностей в контактах электроды - детали и деталь - деталь, разрушение поверхностных пленок и формирование электрического контакта внутренних поверхностей деталей, Одновременно в процессе разогрева и теплового расширения металла в зоне контакта деталей вокруг этой зоны образуется зазор, Нагретый металл пластически деформируется в зазор между деталями с образованием уплотнительного пояска. Указанные процессы генерируют АЭ, характеризующуюся на этом этапе большой амплитудой и нестабильностью. Далее по мере протекания сварочного тока происходит образование и рост литого ядра, При этом обьем деформируемого металла в зоне контакта деталей уменьшается на величину расплавленного объема метал 1715532ла, что приводит к снижению амплитудысигнала АЭ.В случае правильного установления параметров процесса сварки (амплитуды идлительности сварочного тока, усилиясжатия электродов) в конце процесса формирования качественного соединения наблюдается быстрый рост уплотнительногопояска и вследствие большой скорости деформации металла в нем происходит увеличение амплитуды сигнала АЭ, Такимобразом, возрастание амплитуды сигналаАЭ в конце импульса сварочного тока (фиг.1)свидетельствует об образовании качественного соединения, а оптимальная величинаинтегрального значения сигнала АЭ,определяемая на интервале времени,соответствующем последнему периодупромышленной частоты в импульсе сварочного тока, свидетельствует о получении качественного соединения,В случае отклонений режима сварки отоптимального, например при увеличениисварочного тока и (или) уменьшении усилиясжатия электродов, возрастание амплитудыАЭ начинается по сравнению с оптимальным режимом сварки раньше. Однако вэтом случае вероятен выплеск (прожог) металла из-под нахлестки (фиг, 2 д), сопровождающийся многократным (по сравнению соптимальным режимом сварки) увеличением интегрального значения сигнала АЭ,При формировании некачественногосоединения (фиг, 2 б), например, при уменьшении сварочного тока или увеличении усилия сжатия электродов в конце процесса непроисходит быстрого роста уплотнительного пояска и амплитуда сигнала АЭ в концеимпульса сварочного тока не возрастает,Устройство для контроля процессасварки (фиг.3) содержит последовательносоединенные приемный преобразователь1 АЭ,предварительный усилитель 2, основной усилитель 3, фильтр 4, выпрямитель 5,интегратор 6, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 7 и индикатор 8, Кроме того,устройство включает в себя синхронизатор9 и таймер 10.Контроль процесса происходит следующим образом.Сигнал с выхода приемного преобразователя 1 АЭ, закрепленного на электродесварочной машины, последовательно усиливается предварительным усилителем 2 иосновным усилителем 3 до уровня, необходимого для нормальной работы устройства,Фильтр 4 осуществляет селекцию усиленного сигнала АЭ в выбранной полосе частот сцелью уменьшения влияния возможных помех, Выпрямитель 5 детектируетотфильтро ванный сигнал АЭ. Продетектированный сигнал поступает далее на вход интегратора 6, который вычисляет интегральное значение сигнала АЭ на интервале времени контроля, соответствующем последнемупериоду промышленной частоты в импульсе сварочного тока и определяемом сигналомсинхронизации с выхода таймера 10, который вырабатывается по сигналу, поступаю 10 щему с выхода синхронизатора 9. В свою очередь, сигнал вырабатывается синхронизатором 9 из импульса сварочного тока, поэтому его длительность равна времени 15 20 25 30 35 40 45 50 55 пропускания сварочного тока, Этим же сигналом запускается АЦП 7, который измеряет интегральное значение сигнала АЭ с выхода интегратора 6 в момент окончания сварочного тока. Индикатор 8, подключенный к выходу АЦП 7, выводит результат измерения в удобной форме,При отклонении полученного интегрального значения сигнала АЭ от его оптимальной величины, определенной при сварке качественных точек, перед сваркой следующей точки производят коррекцию основных параметров режима сварки: амплитуды и длительности импульса сварочного тока, сварочного усилия сжатия электродов в пределах, необходимых для достижения оптимальной величины интегрального значения сигнала АЭ,П р и м е р. Испытание проводили при сварке образцов из алюминиевого сплава толщиной 2 мм на машине типа МТВв условиях воздействия на процесс сварки естественных возмущений - произвольных отклонений напряжения электросети, давления сжатого воздуха, размеров и состояния рабочей поверхности электродов, показателей качества подготовки поверхностей образцов и др, Сварку осуществляли как при оптимальном режиме (амплитуда импульса сварочного тока 35 кА, длительность импульса 0,14 ссварочное усилие сжатия электродов 10 кН), так и с изменением амплитуды сварочного тока, При этом максимальное значение ограничивалось выплеском металла, а минимальное - наименьшим допустимым диаметром ядра сварной точки.Критерием качества процесса был выбран диаметр ядра сварной точки, который измеряли после разрушения сваренных образцов,Испытание показало, что при контроле процесса сварки ошибка не превышает 15.Формула изобретения Способ контроля процесса точечной контактной сварки, при котором измеряют сигнал акустической эмиссии, усиливают, фильтруют, выпрямляют, измеряют и опре 1715532деляют интегральное значение этого сигнала, по которому судят о режиме сварки, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности контроля процесса сварки, измерение и определение интегрального значения сигнала акустической эмиссии производят на интервале времени, соответствующем последнему периоду промышленной частоты в импульсе сварочного 5 тока,1715532 оставитель К,Солдатов хред М.Моргентал едактор А,Огар Те Корректор Э,Лончако бинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 10 Производственно-издател ьски каз 564 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035. Москва, Ж, Рэушская наб 4/5