Спосіб контактного стикового зварювання оплавленням

Изобретение относится к способам контактной стыковой сварки оплавлением и может быть использовано для соединения различных деталей. Цель изобретения — повышение производительности сварки и качества сварных соединений за счет уменьшения потерь энергии на искрообразование при взрывах контактных перемычек. В процессе оплавления нагрев торцов свариваемых деталей производят при помощи двух источников питания (ИП). Один ИП имеет низкое напряжение холостого хода, а другой более высокое, способное поддерживать между свариваемыми торцами сварочную дугу. При оплавлении деталям сообщают колебания с переменными частотой и амплитудой. Колебания состоят из движений деталей на сближение и разведение. ИП включают в сварочную цепь и отключают в зависимости от величины сопротивления искрового промежутка. ИП низкого напряжения включают при сближении деталей в момент снижения сопротивления искрового промежутка до 60 — 150 мкОм. ИП более высокого напряжения, включенный в начале оплавления, отключают при дальнейшем снижении сопротивления искрового промежутка до 50— 120 мкОм.При разведении свариваемых деталей и возрастании сопротивления искрового промежутка до 50—120 мкОм включают ИП более высокого напряжения. Отключение ИП низкого напряжения производят при дальнейшем увеличении сопротивления искрового промежутка до 60—150 мк-Ом. Для каждого типоразмера свариваемых деталей и их материала моменты включения и отключения ИП определяют экспериментальным путем. Способ позволяет улучшить макрорельеф оплавляемых поверхностей и, как результат этого, повысить качество получаемых сварных соединений. Повышение производительности сварки обеспечивается за счет увеличения эффективности нагрева деталей. Ф. Сл СЛ Изобретение относится к способам контактной стыковой сварки оплавлением и может быть использовано для соединения самых различных деталей. Цель изобретения - - повышение производительности сварки и качества сварных соединений за счет уменьшения потерь энергии на искрообразование при взрывах кон тактных перемычек и улучшения макрорельефа оплавляемых поверхностей. В начале процесса, когда между свариваемыми деталями имеется некоторый зазор и сопротивление искрового промежутка достаточно велико, производят включение источника питания с повышенным напряжением холостого хода, при этом возбуждается 15І2735 сварочная луга и деталям сообщают движение на сближение. Горение дуги поддерживают, сближая свариваемые детали. По мере сближения часть неровностей оплавляется под действием дуги, но зазор между деталями постепенно уменьшается. При этом происходит снижение сопротивления искрового промежутка и затем начинают образовываться контактные перемычки. Этому моменту соответствует определенное значение сопротивления искрового промежутка (60—150 мкОм), при котором происходит включение источника питания низкого напряжения. При образовании первых контактных перемычек (сравнительно малых) они взрываются, образуя незначительные кратеры, и в момент взрыва снова возбуждается сварочная дуга, так как детали продолжают сближаться, площадь образующихся контактных перемычек увеличивается и они уже не могут взорваться. Этому моменту соответствует определенное значение сопротивления искрового промежутка (50 120 мкОм), при котором происходит отключение источника повышенного напряжения, и подается команда на разведение деталей, но так как любая управляющая система имеет определенное время срабатывания и, кроме того, подвижная колонна сварочной машины, являясь достаточно массивной конструкцией, обладает некоторой инерционностью, то детали на протяжении еще какого-то промежутка времени продолжают сближаться. При этом их нагрев осуществляется источником низкого напряжения. После срабатывания привода подвижной колонны машины детали начинают разводиться, контактные перемычки уменьшаются в сечении и взрываются с гораздо меньшим выбросом искр, чем при их разрушении при использовании способа сварки известным способом. По мере разрушения перемычек и разведения деталей сопротивление искрового промежутка возрастает и достигает значений 50—120 мкОм, при которых сначала происходит включение источника повышенного напряжения, затем (по мере роста сопротивления искрового зазора) взрываются небольшие контактные перемычки, возбуждается дуга и отключается источник низкого напряжения. Сопротивление искрового промежутка при этом составляет 60— 150 мкОм. Затем подается команда на сближение свариваемых деталей. Но детали еще некоторое время будут разводиться. При этом нагрев их торцов осуществляется источником повышенного напряжения. После срабатывания привода подвижной колонны машины детали начинают сближаться и описанный цикл повторяется Приведенные интервалы сопротивления искрового промежутка охватывают все типоразмеры свариваемых деталей, поэтому они достаточно широки. Значения сопротивления искрового промежутка определяются по закону Ома путем вычисления частного от деления величины напряжения на губках на величину сварочного тока. Улучшение макрорельефа оплавляемых поверхностей позволяет повысить качество сварных соединений путем исключения образования дефектов типа «линз», а уменьшение доли выбрасываемого в виде искр металла приводит к повышению эффективности нагрева деталей, а следовательно, к увеличению производительности сварки. Проверку целесообразности использования способа осуществляют на лабораторной 15 установке, созданной на базе стыкосварочной машины типа К-617, оборудованной быстродействующим гидроприводом оплавления. Сварку ведут на постоянном токе. В качестве источника повышенного напряжения применен сварочный источник питания типа ВДУ-504, включенный на крутопадающую характеристику. 25 30 35 40 45 50 Поскольку отключение источника питания более высокого напряжения производят с «запаздыванием» по отношению к моменту включения источника питания низкого напряжения, то в качестве динамической характеристики, которая является критерием для выбора величины запаздывания, используют время срабатывания привода оплавления стыкосварочной машины, т. е. время от момента подачи команды до момента ее отработки приводом оплавления. Для машины К-617 с быстродействующим приводом оплавления время срабатывания составляло 0,012 с. Так как при разведении свариваемых деталей отключение источника питания более высокого напряжения производят с «упреждением» по отношению к моменту отключения источника питания низкого напряжения, то величину «упреждения» выбирают из соображений облегчения создания системы управления (т. е. момент отключения источника питания повышенного напряжения при разведении деталей и момент его включения при сближении деталей соответствует одному и тому же значению сопротивления искрового промежутка. Сваривают две партии образцов круглого сечения диаметром 60 мм из стали 35. Напряжение холостого хода источника низкого напряжения составляет 5,7—6,5 В, а источника повышенного напряжения 75 В. В процессе сварки производят контроль напряжения на губках сварочной машины и при помощи двух управляющих блоков в зависимости от величины изменяющегося напряжения на губках, которое характеризует величину сопротивления искрового промежутка между свариваемыми деталями, производят включение и выключение источников питания низкого и повышенного напряжения и их выключение. 1512735 В результате проведенных экспериментов пряжения подается команда на разведение установлено, что при сближении деталей свариваемых деталей. всех типоразмеров в момент образования На этапе разведения деталей, когда соконтактных перемычек происходит резкое противление искрового промежутка относиснижение сопротивления искрового прометельно мало, включен источник питания низжутка до величины, находящейся в пределах кого напряжения. По мере разведения дета60—150 мкОм. Причем для каждого вида лей сопротивление искрового промежутка деталей эта величина определяется одноувеличивается, соответственно увеличиваетзначно (например, для круглых деталей диася падение напряжения на губках сварочной метром 60 мм из стали 35 она равна 95 мкОм). МИШИНЫ. В \ ы