способ односторонней контактной точечной сварки

Формула изобретения

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.

Описание изобретения к патенту

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 (F_CB) 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 F_СВ усилие сжатия электродов при подогреве F_ПОД и пропускают подогревающий импульс тока I_ПОД. Так как пониженное усилие на электродах в начальный момент времени F_ПОД недостаточно хорошо формирует сварочные контакты деталь - деталь, их электрическое сопротивление Z_СВ будет высоким. Высокое сопротивление контактов обуславливает увеличение значения сопротивления всей ветви, по которой пойдет сварочный ток. При включении подогревающего импульса тока I_ПОД общий ток I₂ перераспределится таким образом, что основная его часть будет протекать по верхней детали 1 (I_Дl), значительно ее нагревая. Одновременно, за время протекания I_ПОД происходит нагрев, а значит, и стабилизация сварочных контактов (снижение величины электрического сопротивления Z_СВ и разброса их значений).

После этого за время паузы между двумя импульсами t_П усилие сжатия электродов доводят до номинального значения (F_СВ). 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 I_ПОД, формирующий сварные точки. За время t_ПОД+t_П 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 I_СВ потечет по нижней детали 2 (I_Д2), участвуя в образовании сварной точки и увеличивая проплавление нижней детали.

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

Оптимальное значение F_ПОД составляет примерно 50% от номинального сварочного усилия F_СВ. При Р_ПОД 40% от F_СВ наблюдается сильный начальный выплеск, ведущий к невозможности сварки. При F_ПОД 80% от F_СВ 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: I_ПОД=10 кА, I_СВ=24 кА, t_ПОД=0,2 с, t_П=0,2 с, t_СВ=0,4 с, F_СВ=500 кгс (фиг.2). При сварке по предлагаемому способу величину F_ПОД принимали равной 40% от F_СВ, 50% от F_СВ и 80% от F_СВ. При этом величина тока шунтирования I_Д1 при прохождении сварочного импульса тока I_СВ при сварке по прототипу составила 11 кА, при сварке по предлагаемому способу при F_ПОД=40% от F_СВ наблюдали сильный начальный выплеск, при F_ПОД=50% от F_СВ величина I_Д1 составила 8,5-9 кА, что привело к увеличению проплавления нижней детали, т.е. повышению качества сварного соединения. При F_ПОД=80% от F_СВ величина I_Д1 составила 10,5-11 кА, т.е. заметного снижения тока шунтирования не наблюдали.

Применение данного способа повышает качество сварного соединения.