Все о сварке

Сварка контактная односторонняя


Односторонняя сварка

При этом методе сварочный ток подводят со стороны одной (верхней) детали (см. рис.). За один цикл сварки получают обычно две точки. В некоторых случаях — одну, когда второй электрод с увеличенным dэ используют в качестве токоподвода. Метод обеспечивает высокую производительность, возможность соединения деталей с одной стороны, снижение потребляемой электрической мощности (малая площадь сварочного контура машины), уменьшение коробления деталей (за счет симметричной одновременной приварки детали).

Существенный недостаток метода — бесполезное шунтирование тока через верхнюю деталь. Это, в частности, затрудняет сварку деталей из сплавов с высокой электропроводимостью, вызывает нагрев и деформацию верхней детали, искажает электрическое и тепловое поле в приэлектродной области. При малом расстоянии между электродами (Iш) это может вызывать наружные выплески (см. изотерму плавления на рис.). Ток шунтирования снижается при увеличении  деталей, tш, уменьшении отношения s/s1 и  токоведущей подкладки. Действительно, Iш зависит от отношения Zш, Zн.д и Zт.п. Увеличение tш вызывает рост потребляемой электрической мощности и в ряде случаев создает сложности при конструировании сварных узлов.

Рис. Схема односторонней двухточечной сварки:

Iш, Zш — соответственно ток шунтирования и полное электрическое сопротивление верхней детали; I н.д, Zн.д — ток в нижней детали и ее полное сопротивление; I т.п., Z т.п. — ток в токоведущей подкладке (плите) и ее полное сопротивление

Частично уменьшить Iш, устранить искажение температурного поля и повысить стойкость электродов удается, применяя режим сварки с подогревом. Первый импульс увеличивает Zш, а второй формирует соединения при малом Iш. Если более толстой оказывается верхняя деталь, то вместо токоведущей плиты устанавливают электрически связанные между собой электроды, а также применяют меры, используемые при сварке деталей неравной толщины.

При шовной сварке двумя односторонне расположенными роликами можно использовать монолитную токоведущую подкладку или нижнюю пару симметрично расположенных роликов.

Одностороннюю сварку без подкладки применяют реже, главным образом на узлах высокой жесткости, способных воспринимать без продавливания Fсв. Используют жесткие режимы. Однако большая величина Iш мешает достижению устойчивых результатов.

Схемы односторонней точечной и шовной сварки чаще всего применяют в специальных многоточечных (автомобилестроение) и многошовных (холодильники) машинах, где односторонний доступ и малый вторичный контур удобны для компоновки электродов и стабилизации качества соединений. Нередко одностороннюю сварку используют для прихватки тонкостенных деталей.

k-svarka.com

Односторонняя контактная точечная и рельефная сварка. Особенности применения.

Оборудование и способы подвода тока 1. Контактная точечная и рельефная сварка при одностороннем подводе тока может осуществляться с помощью специализированных модулей, представляющих собой уменьшенную полноценную машину контактной сварки, с пневматическими цилиндрами, трансформатором, водоохлаждаемыми электродами и полноценным контроллером.

При этом способе схемы протекания тока такие как показаны на рисунке  только в случае, если противолежащая к стороне доступа к месту сварки  деталь достаточно массивна по сравнеию с той, которая приваривается.   Если это не соблюдено – то способ подвода тока изменяется и уже не является полностью односторонним.  В этом случае может использоваться пассивный контр – электрод, чаще всего представляющий собой медную подкладку, а может быть и противолежащие электроды с контр трансформатором. Вторым способом сварки является ручная сварка с помощью одностороннего пистолета с распределенным подведением обратной сварочной цепи к изделию. Такой тип сварки находит широкое применение в авторемонте и при сборочных операциях. С появлением инвертерных источников тока для контактной сварки, использующих схему регулирования с обратной связью по фактическому значению тока контактной сварки и постоянный сварочный ток – чувствительность к размеру сварочного контура резко снизилась. Это дало возможности создавать на том же методе установки для сварки планиметрических изделий уже с двухсторонним подводом тока но с одним отличием – почти вся деталь лежит на одном электропроводном столе и он же служит вторым электродом. Но этот метод уже не является контактной сваркой с односторонним подводом сварочного тока, хотя ему присущи многие особенности именно односторонней контактной точечной сварки, однако и в этом случае – односторонняя контактная точечная сварка должна проводится со стороны более тонкого материала. Пожалуй наиболее распространен это метод в порталах по сварке сеток. Ранее используемое и сейчас “тиражируемое” восточными производителями решение по разнесению верхних и нижних электродов портала на разные выходы вторичного контура сварочного трансформатора(ов) неизбежно вызывает увеличение сечения вторичного контура. А так как циклы протекания сварочного тока при контактной сварки прутков сетки “вкрест” достаточно короткие – то даже применение выпрямленного сварочного тока не спасает от большого процента потерь и неравномерности распределения тока по ширине портала.  Для такого применения рациональнее односторонний токоподвод, – в этом случае верхние (чаще) или нижние (реже) электроды портала контактной сварки сетки работают как контрэлектроды, замыкающие вторичный контур. В линиях для поточного производства рулонной сварной сетки они вообще могут быть цельными “коромыслами” (без гибких частей).   Частным случаем являются решения, когда и на верхние и на нижние электроды подается напряжение – но сварочный контур все равно замыкается через 2 пары электродов.  Прибегать к таком решению обычно приходится тогда, когда необходима большая мощность на узком участке портала и возникают пространственные ограничения по ширине трансформатора силового модуля. Основной особенностью применения большинства решений контактной сварки является очень небольшая площадь вторичного контура, минимум потерь и малая чувствительность к массе и ферромагнитным свойствам свариваемого изделия. Но это же обстоятельстов накладывает ограничение на применение – нельзя разводить электроды далеко (даже при наличии контрэлектродов) – так как растет и площадь контура и его сопротивление. Это приводит к увеличению потерь и быстрому падению максимального тока модуля односторонней контактной сварки. Частный случай таких потерь- контактная сварка ребра жесткости к полотну полки, двери или другой плоской детали на схеме сверху (как с применением контрэлектрода- подкладки так без). Показанная схема применима, если ребро не массивное. Если же ребро тонкостенное но высокое – лучше ориентировать электроды модуля вдоль отбортовки – будет меньше потерь. Еще одно ограничение на той же схеме – если ребро толще чем полка – то получить точку  – точнее ее литое ядро именно на стыке деталей будет затруднительно. За счет жестокого режима это еще возможно на низко углеродистой стали при примерно равной толщине, но при дальнейшем уменьшении толщины нижнего листа это становится все более затруднительным. Если таковое все таки необходимо – остается уходить на рельефную сварку с аналогичной схемой токоподвода.

Взвешивайте ваши желания удешевить изделия. Вложить ребра сверху можно и без оснастки. Устанавливать же ребра жесткости в фасонную оснастку  и перемещать под модулями односторонней сварки (а что делать, если вы рисуете лист 0.8 и ребро 1.2 мм)  – практически невозможно или как минимум нерационально. Сваривать же габаритную конструкцию с 2-х сторонним подводом – это и потери и мощная машина контактной сварки с большой глубиной вторичного контура , и совсем лишние такелажные операции. переходить на рельефную сварку – так же лишние операции. Иной раз проще и дешевле приварить одно или пару дополнительных ребер, выполнив все их из 0.8 мм  как раз односторонней сваркой.

technoweld.ru

Точечная контактная сварка

ОСНОВЫ СВАРОЧНОГО ПРОИЗВОДСТВА

ТКС широко применяется в штампосварных конструкциях, в ко­торых две или более деталей, штампованные из листа, свариваются в жесткий узел (пол легкового автомобиля, кабина грузовика и т. п.). Точками часто свариваются каркасные конструкции (боковина и крыша пассажирского вагона, бункер комбайна, узлы самолёта и т. п.). Широко распространена ТКС пересекающихся стержней диаметром 25 мм и более при изготовлении арматуры железобетона в виде сеток и каркасов. Сварка дает лучшие результаты при изготовлении узлов из относительно тонкого металла (в стальных конструкциях большого размера суммарная толщина свариваемых листов лежит в пределах 2,5.4 мм; в небольших узлах, легко подаваемых к мощным стацио­нарным машинам - 5.6 мм). Специальные машины позволяют сва­ривать заготовки толщиной до 6.7 мм. Важная область ТКС - соеди­нение очень тонких деталей в электровакуумной технике, приборо­строении.

ТКС подразделяется на: одноточечную (рис. 6.9, а) и многото­чечную (рис. 6.9, б); с двухсторонним подводом тока - двухсторонняя (рис. 6.9, а, б), с односторонним подводом тока - односторонняя (рис.

6.9, в) и с косвенным подводом тока (рис. 6.9, г).

Перед началом сварки контактные поверхности заготовок зачи­щают и обезжиривают.

При двухсторонней сварке (рис. 6.10, а) заготовки устанавлива­ют между нижним и верхним электродами 2 сварочной машины. Заго­товки сжимают усилием сжатия (Ро). После выдержки (^бж), необхо­димой для надежного электрического контакта, на электроды подается напряжение 5.6 в. Кратковременный (0,01.0,1 с) мощный импульс сварочного тока (!св) обеспечивает быстрый нагрев зоны сварки и об­разование зоны расплавления - жидкой точки 3 между контактными поверхностями. Нагрев сопровождается пластической деформацией металла заготовок и вокруг жидкой точки образуется уплотняющий поясок 4, предохраняющий жидкий металл от окисления и выплеска. После выключения тока металл ядра быстро охлаждается и кристал­лизуется. Между металлами заготовок образуется прочная металличе­ская связь. При односторонней сварке (рис. 6.10, б) заготовки уста­навливают на подкладку 5 (медную плиту) и прижимают электродами, расположенными с одной стороны заготовок.

При односторонней сварке необходимо учитывать шунтирова­ние тока: в верхней заготовке (!1ш), между сварными точками (!2ш) и в медной пластине (In).

J-св Im + I11 + I2m + ^^-п:,

где: !ит - ток источника тока; !св- сварочный ток, необходимый для по­лучения одной сварной точки.

Точечная сварка всегда начинается с предварительного сжатия деталей для обеспечения хорошего контакта. Если при включении то­ка усилие Ро, развиваемое электродами недостаточно (рис. 6.11, а), то контактные сопротивления велики и на них почти мгновенно выделя­ется очень много тепла: металл в контактах плавится и быстро выбра­сывается в виде искр; (начальный выплеск). При малом усилии воз­можен прожег деталей и обгорание электродов.

Под действием усилия сжатия на поверхности деталей образует­ся вмятина. Если выключить ток при нагреве до достижения темпера­туры плавления, то в структуре сварочной точки присутствуют круп­ное зерно и цепочки не металлических включений, но отсутствуют раковины и поры (структура непровара). При сварке с расплавлением ядра кристаллизация металла в нём сопровождается усадкой с воз­можным образованием раковин и пор. Обжатие кристаллизующего металла способствует его уплотнению. Поэтому снятие давления с электродов должно запаздывать относительно момента выключения тока на время їк достаточное для завершения кристаллизации ядра. Кристаллизация под давлением обеспечивает проковку и отсутствие несплошностей (трещин, усадочных раковин, повышенных остаточ­ных напряжений.) в литом металле сварной точки. С увеличением толщины деталей охлаждение и кристаллизация ядра замедляются, а следовательно, їк растёт (например, при увеличении толщины стали от 1 до 8 мм tE растёт с 0,1. 0,2 с до 1,5. 2,5 с).

При простейшем, наиболее распространённом графике сжатия электродов и выключения тока (рис. 6.11, б), усилие Ро прилагается до включения тока (tnp - время предварительного сжатия), остаётся по­стоянным в течение всего процесса и снимается с запаздыванием на tK. Для борьбы с усадочными дефектами в ядре, относительно толстый материал (дуралюмин толщиной более 1,5.2 мм, сталь толщиной бо­лее 5-6 мм) сваривают с проковкой, увеличивая усилие на электродах во время кристаллизации ядра (рис. 6.11, в), Ковочное усилие Рк должно следовать за выключением тока через небольшой промежуток времени tn. При большом запаздывании (tn > 0,2 сек.) оно бесполезно. Формирование сварного соединения при ТКС достигается в результа­те нагрева (расплавления) металла и его пластической деформации.

Нагрев металла зависит от количества тепла, выделяемого в зоне контакта, определяемого интегральным законом Джоуля - Ленца:

tсв

Q = I i2(t )r(t )dt

0

где: Q - количество тепла, выделяемое в зоне контакта; i - мгновенное значение сварочного тока; r- общее сопротивление участка металла, заключенного между электродами. Общее сопротивление r равно:

r = r 1заг + r2заг + гк + r 1эд + r2эд = г^заг + гХэд + rк,

где: r1w и r2w - собственное сопротивление заготовок; гк - сопротив­ление в контакте «заготовка - заготовка»; г1эд и г2эд - сопротивление в контакте «электрод - заготовка». Контактные сопротивления (г^эд и гк) определяются площадью фактического контакта реальных поверхно­стей (контакт по микронеровностям) и наличием поверхностных пле­нок. При малых усилиях сжатия реальных поверхностей или при кон­такте химически активных металлов (например, алюминиевых или магниевых сплавов) контактные сопротивления нестабильны. Для стабилизации контактных сопротивлений свариваемые поверхности заготовок необходимо подготовить под сварку (очистить от окисных пленок, уменьшить шероховатость). При тщательной подготовке сва­риваемых поверхностей доля контактных сопротивлений в начале на­грева доходит до 50% от величины полного сопротивления. В конце стадии нагрева доля контактных сопротивлений уменьшается до 3. 5% (разрушение окисных и иных пленок, пластическое деформи­рование вершин микронеровностей приводит к увеличению фактиче­ской площади контакта поверхностей). Поэтому. При ТКС главным источником тепловыделения является сопротивление материала заго­товок г^ззг. При сварке заготовок из одного и того же материала сум­марное собственное сопротивление заготовок r£w можно определит из зависимости:

^заг [(s1+s2)/(nRR '')p(t)kr,

где: (s1+s2) - суммарная толщина заготовок; Як - радиус контакта электрода с заготовкой; p(t) - удельное электрическое сопротивление материала заготовок, как функция нагрева; kr - коэффициент, учиты­вающий растекание тока вне поверхности цилиндра с радиусом осно­вания Як. В процессе нагрева г^заг увеличивается за счет увеличения как p(t), так и Як.

Нагрев при ТКС характеризуется малой продолжительностью (от ты­сячных долей секунды до нескольких секунд) и значительной нерав­номерностью. Наиболее интенсивно нагревается центральный стол­бик, в пределах которого плотность тока наибольшая. Окружающий металл нагревается протекающим в нем током малой плотности и за счёт теплопередачи.

На начальной стадии нагрева (~5 .10 % от времени сварки) участки контакта нагреваются неравномерно (рис. 6.12, а) так как ток имеет наибольшую плотность в области, прилегающей к контакту между свариваемыми деталями. В дальнейшем ток перераспределяется меж­ду горячими и холодными участками, и нагрев выравнивается (рис.

6.12, б). При нагреве до определенной температуры, в контакте между деталями, под действием силы сжатия, начинают образовываться об­щие зёрна - начинается сварка без расплавления. На определенном этапе (~30. 50 % от времени сварки) появляется жидкое ядро (рис.

6.12, в). Ядро увеличивается в объеме, перемешивается и выравнива­ется по составу электромагнитным полем (рис.6.12, г). После кристал­лизации ядро образует прочное соединение между заготовками. Расплавленный металл удерживается в ядре окружающим его кольцом плотно сжатого, пластичного металла. При нарушении плотности это­го кольца жидкий металл, сдавленный в ядре, частично выбрасывается - происходит выплеск. Выплеск происходит в начале процесса при слишком быстром нагреве и недостаточном давлении (металл плавит­ся до образования уплотняющего кольца) или к концу чрезмерного нагрева, когда из-за значительного увеличения диаметра ядра его тон­кая оболочка прогибается, растёт гидростатическое давление в ядре и кольцо прорывается.

Пластическая деформация свариваемых металлов начинается с мо­мента приложения к заготовкам усилия сжатия. В этом момент начи­нается микропластическая деформация. Деформация выступов мик­ронеровностей достигает 60... 70%. При приложении повышенных усилий обжатия деформация микровыступов достигает 100%. С нача­лом нагрева металла начинает развиваться объемная пластическая де­формация. Эта деформация вызывается как внешним (сварочным), так и внутренним усилием. Внутреннее усилие связано с неравномерным температурным полем в сварочной зоне (рис. 6.12) и несвободным те­пловым расширением металла. В формирующемся жидком ядре эти усилия вызывают значительный уровень сжимающих напряжений. На стадии охлаждения и кристаллизации уменьшается объем металла жидкого ядра и околошовной зоны. В зоне сварки появляются оста­точные напряжения растяжения. Эти напряжения могут быть причи­ной образования трещин. Наибольшее уменьшение объема металла наблюдается в центре ядра, что сопровождается деформацией от края соединения к центру. Эта деформация способствует образованию не - сплошностей, особенно при повышенных усилиях проковки. Ядро на­гревается и охлаждается с большой скоростью (до10000оС в секунду). Если усилия сжатия мало, то при охлаждении возможно появление усадочной раковины и трещин. Это явление характерно для сплавов с широким температурным интервалом кристаллизации и для хромони­келевых сталей с повышенным содержанием углерода. Усадочные ра­ковины и трещины можно устранить дополнительной проковкой элек­тродами в конце кристаллизации.

Различают сварку на мягких и жестких режимах. Для мягкого режима характерны: большая продолжительность протекания сварочного тока (0,5.3 с); плавный нагрев металла с большой зоной термического влияния; обеспечение минимального диаметра ядра. Формирование ядра при медленном нагреве существенно зависит от давления. С уве­личением давления уменьшается тепловыделение, растет теплоотвод, что приводит к уменьшению ядра. Мягкий режим целесообразен для сварки углеродистых и низколегированных сталей, склонных к закал­ке. Для жесткого режима характерны: предельно возможный свароч­ный ток; малая продолжительность протекания сварочного тока (0,001.0,01 с); большое усилие сжатия электродов. Такой режим ре­комендуется для сварки высоколегированных сталей, алюминиевых и медных сплавов.

Прочность сварного соединения определяется как конструктивными элементами соединения, так и режимом сварки.

При сварке заготовок одинаковой толщины ядро располагается симметрично относительно плоскости стыка. При сварке разнотол - щинных заготовок ядро смещается в толстую заготовку. Смещение ядра тем сильнее, чем мягче режим сварки. При сваре заготовок с че­тырех пяти кратной разнице толщин на мягких режимах ядро может вообще не коснуться тонкой заготовки. При сварке трех заготовок два ядра образуются на площадках контакта и затем они сливаются в теле толстой заготовки.

Размеры ядра (его диаметр d и проплавление h) (рис. 6.10), оп­ределяющие прочность соединения, зависят от технологических па­раметров процесса. Диаметр электрода d-j является только одним из параметров этого процесса. При рациональной технологии диаметр ядра растёт с увеличением толщины деталей по приближённой зави­симости (при 5>0,5 мм): d=25+3 мм,

где 5 - толщина в мм более тонкой из свариваемых деталей. Основными параметрами режима точечной сварки являются: свароч­ный ток I и продолжительность его включения tCT, влияющие на теп­ловые процессы; усилие на электродах P и размеры их контактной по­верхности d3. Два последних параметра одновременно влияют как на условия пластической деформации зоны сварки, так и на нагрев этой зоны, поскольку они существенно сказываются на её электрическом сопротивлении. Важным элементом, определяющим прочность свар­ного соединения, является расчетный (минимальный) диаметр ядра d сварной точки.

Величину усилия сжатия электродов ориентировочно выбирают в за­висимости от суммарной толщины «s» свариваемых заготовок (табл. 6.1). Для выбора сварочного тока используют эмпирическую форму­лу:

/=(120.170)d/p,

где: p - удельное электрическое сопротивление расплавленного ме­талла в Омсм.

Таблица 6.1.

Усилие сжатия при сварке различных материалов и удельное электри­ческое сопротивление расплавленного металла

Материал заготовок

P, кН

р, Омсм

Сталь:

Низколегированная

(2.

3) s

140

высоколегированная

(2,5

3) s

130

Цветные сплавы

Латунь

(2,2

s

,5)

3,

16

титановые

(2,5

s

,5)

3,

10

алюминиевые

(2,5

5) s

165

s - суммарная толщина свариваемых заготовок,

мм

Низкоуглеродистые стали сваривают при плотностях тока 80. 150

мендуемое сварочное давление составляет: для низколегированных сталей 70.100 МПа; для хромоникелевых сталей - 180.250 МПа; для алюминиевых сплавов - 120..200 МПа.

Шаг между сварными точками (Нт) определяется условиями шунтирования и беспрепятственной пластической деформации. Ми­нимальное расстояние между сварными точками должно быть более

(3,5.4,5) суммарных толщин свариваемых листов. С увеличением толщины деталей увеличивается минимальный допустимый шаг точек и их наименьшее расстояние до элементов, затрудняющих деформа­цию деталей. Дальнейшее уменьшение шага заметно понижает ста­бильность прочности. При сварке аустенитных сталей и сплавов с вы­соким сопротивлением предельный шаг точек на 15.20 % меньше, а при сварке алюминиевых сплавов на 25. 30% больше, чем при сварке конструкционных сталей.

Г азовая сварка выполняется ацетиленокислородным, нормаль­ным пламенем с использованием флюса АФ-4А. Пламя должно быть «мягким» и не оказывать сильного давления на металл. Величину расхода газа устанавливают в зависимости от толщи­ны …

Наиболее высокое качество сварных соединений получают при аргонно-дуговой сварке с использованием неплавящегося вольфрамо­вого электрода марки ВА-1А. Диаметр электрода выбирают в зависи­мости от силы сварочного тока (для автомобильных деталей приме­няют электроды …

Газовая сварка чугуна является одним из старейших способов восстановления деталей (наращивание обломанных частей ушков, за - плавки изношенных отверстий в некорпусных деталях и пр.) При за- варке трещин газовую сварку …

msd.com.ua

Способ односторонней контактной точечной сварки

Изобретение относится к машиностроению и позволяет повысить качество сварного соединения путем уменьшения значения тока шунтирования и увеличения проплавления нижней детали. Это достигается путем применения цикла сварки с двумя импульсами тока и переменным усилием сжатия. Первый импульс тока при пониженном на 40-80% от номинального усилии сжатия электродов нагревает преимущественно верхнюю деталь, повышая ее электрическое сопротивление. Второй, сварочный, импульс обеспечивает получение сварной точки заданных размеров при номинальном усилии сжатия, причем значение тока шунтирования, текущего по верхней детали, уменьшается из-за нагрева верхней детали. 2 ил.

Изобретение относится к односторонней контактной точечной сварке и может быть использовано в машиностроении и приборостроении.

Известен способ односторонней контактной точечной сварки, включающий один импульс сварочного тока в мягком режиме с повышенным усилием сжатия электродов (FCB) и использующий плавное нарастание сварочного тока [Чулошников П. Л. Точечная и роликовая электросварка легированных сталей и сплавов. Изд. 2-е, перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1974, с. 140-141].

Недостатком этого способа вследствие низкого сопротивления ветви шунтирования по сравнению со сварочной ветвью является большой ток шунтирования, который приводит к уменьшению проплавления нижней детали и, тем самым, снижает качество сварного соединения.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков является способ односторонней контактной точечной сварки с подогревом, включающий два импульса тока, первый из которых нагревает верхнюю свариваемую деталь, тем самым увеличивая ее электрическое сопротивление, а второй формирует сварные точки при уменьшенном токе шунтирования [Орлов Б. Д. и др. Технология и оборудование контактной сварки: Учебник для машиностроительных вузов. Изд. 2-е, перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1986 г., с. 116].

Известный способ частично решает задачу по снижению тока шунти-рования и увеличению проплавления нижней детали, однако его эффективность незначительна ввиду того, что во время прохождения подогревающего импульса тока наряду с верхней деталью значительно нагревается и нижняя свариваемая деталь.

В основу изобретения положена задача уменьшения тока шунтирования и увеличения проплавления нижней детали за счет более избирательного нагрева верхней детали, что ведет к повышению качества сварного соединения.

Поставленная задача достигается тем, что в способе односторонней контактной точечной сварки, включающем сжатие деталей электродами и пропускание двух импульсов тока, первый из которых нагревает верхнюю свариваемую деталь, а второй формирует сварные точки, согласно изобретению, применяют переменное значение усилия сжатия электродов, причем вначале детали сжимают усилием сжатия электродов, составляющим 40-80% от номинального, затем пропускают подогревающий импульс тока, далее усилие сжатия электродов доводят до номинального и подают сварочный импульс тока.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг.1 изображена схема односторонней контактной точечной сварки; на фиг.2 - циклограмма способа односторонней контактной точечной сварки.

Способ сварки осуществляется в следующей последовательности операций.

Вначале к деталям 1 и 2 прикладывают пониженное на 40-80% от номинального усилия сжатия электродов при сварке FСВ усилие сжатия электродов при подогреве FПОД и пропускают подогревающий импульс тока IПОД. Так как пониженное усилие на электродах в начальный момент времени FПОД недостаточно хорошо формирует сварочные контакты деталь - деталь, их электрическое сопротивление ZСВ будет высоким. Высокое сопротивление контактов обуславливает увеличение значения сопротивления всей ветви, по которой пойдет сварочный ток. При включении подогревающего импульса тока IПОД общий ток I2 перераспределится таким образом, что основная его часть будет протекать по верхней детали 1 (IДl), значительно ее нагревая. Одновременно, за время протекания IПОД происходит нагрев, а значит, и стабилизация сварочных контактов (снижение величины электрического сопротивления ZСВ и разброса их значений).

После этого за время паузы между двумя импульсами tП усилие сжатия электродов доводят до номинального значения (FСВ). Таким образом, еще более снижается сопротивление сварочных контактов. Одновременно за счет теплопроводности температурное поле в деталях несколько выравнивается.

После повышения усилия сжатия электродов (до номинального) подают сварочный импульс тока IПОД, формирующий сварные точки. За время tПОД+tП электрическое сопротивление верхней детали возрастает из-за увеличения удельного электросопротивления нагретого металла и увеличения ширины растекания тока по детали. Поэтому основная часть сварочного импульса тока IСВ потечет по нижней детали 2 (IД2), участвуя в образовании сварной точки и увеличивая проплавление нижней детали.

Модуляция переднего фронта подогревающего импульса тока IПОД способствует снижению вероятности возникновения выплеска.

Оптимальное значение FПОД составляет примерно 50% от номинального сварочного усилия FСВ. При РПОД 40% от FСВ наблюдается сильный начальный выплеск, ведущий к невозможности сварки. При FПОД 80% от FСВ заметного снижения тока шунтирования по сравнению с прототипом не происходит.

Пример. Производили сварку деталей толщиной 2+2 мм из стали 08пс по прототипу и предлагаемому способу. Режим сварки: IПОД=10 кА, IСВ=24 кА, tПОД=0,2 с, tП=0,2 с, tСВ=0,4 с, FСВ=500 кгс (фиг.2). При сварке по предлагаемому способу величину FПОД принимали равной 40% от FСВ, 50% от FСВ и 80% от FСВ. При этом величина тока шунтирования IД1 при прохождении сварочного импульса тока IСВ при сварке по прототипу составила 11 кА, при сварке по предлагаемому способу при FПОД=40% от FСВ наблюдали сильный начальный выплеск, при FПОД=50% от FСВ величина IД1 составила 8,5-9 кА, что привело к увеличению проплавления нижней детали, т.е. повышению качества сварного соединения. При FПОД=80% от FСВ величина IД1 составила 10,5-11 кА, т.е. заметного снижения тока шунтирования не наблюдали.

Применение данного способа повышает качество сварного соединения.

Способ односторонней контактной точечной сварки, включающий сжатие деталей электродами и пропускание двух импульсов тока, первый из которых подогревающий нагревает верхнюю свариваемую деталь, а второй сварочный формирует сварные точки, отличающийся тем, что применяют переменное значение усилия сжатия электродов, причем вначале детали сжимают усилием сжатия электродов, составляющим 40-80% от номинального, затем пропускают подогревающий импульс тока, далее усилие сжатия электродов доводят до номинального и подают сварочный импульс тока.

Рисунок 1, Рисунок 2

www.findpatent.ru


Смотрите также