Спосіб контактного точкового зварювання оцинкованих сталевих листів

 

Винахід відноситься до області контактної точкової зварювання, а саме для зварювання оцинкованих сталевих листів, які використовуються в автомобілебудуванні для підвищення корозійної стійкості сталевого листа. Зварювання проводиться в дві стадії. Спочатку деформують і видаляють цинкове покриття із зони зварювання шляхом подачі попереднього імпульсу струму для нагріву поверхні вище температури плавлення цинку, але нижче температури утворення зварної точки. Потім подають основний імпульс струму до утворення зварної точки. Оптимальні показники зварювального струму і тривалості імпульсу визначають експериментальним шляхом на дослідній партії деталей, використовуючи для цього засоби індикації. Встановлені режими використовують для зварювання робочої партії деталей з еквівалентною товщиною покриття. Застосування зазначеного способу сприяє отриманню якісного зварного з'єднання і забезпечує більшу ймовірність очищення сталевих листів від цинкового покриття. 1 з.п. ф-ли, 3 іл.

Передбачуване винахід відноситься до галузі зварювання, переважно до контактної точкової зварюванні і може бути використане для зварювання�сти сталевого листа.

В даний час при точкової зварюванні оцинкованих сталевих листів з метою підвищення якості зварних з'єднань, стійкості електродів використовують способи зварювання, що включають стадії видалення покриття із зони зварювання і формування зварної точки. На першій стадії намагаються зменшити товщину покриття в точці зварювання, оскільки цілком очевидно, що чим менше товщина цинкового покриття на поверхні сталі, тим краще її зварюваність і вище якість зварних з'єднань.

Відомий спосіб контактного точкового зварювання, при якому розм'якшують і деформують покриття шляхом подачі попереднього імпульсу струму через стислі між електродами деталі, див. заявку Японії №59-21273, кл. В 23 До 11/16, 1984 р.

Недоліком цього способу є те, що при деформації покриття відбувається, в кращому випадку, зменшення товщини покриття, а основна частина покриття залишається в зоні контактів електрод-деталь і деталь-електрод. Це не забезпечує належну якість зварюваних деталей і призводить до збільшення операційного часу.

Названий вище недолік усувається патентом РФ №2066264, кл. В 23 До 11/10, 1996 р., автори: О.В. Вакатов і Ю.С. Данилов.

При цьому способі поверхня листів нагрівають до темперани зварювання електрод-деталь і деталь-деталь під дією прикладається зусилля на електроди. Це рішення дозволяє скоротити операційний час, здійснити процес зварювання в дві стадії: деформація і видалення покриття, отримання зварної точки.

Недоліком цього способу є те, що при видаленні покриття із зони контактів електрод-деталь і деталь-деталь цинкове покриття буде розташовуватися по периферії контактів, утворюючи "валик" навколо електродів, а це призводить до того, що при виконанні другої стадії зварювання, з утворенням зварної точки, відбудеться збільшення площі контактів і зменшення щільності струму, що призведе до необхідності збільшення режимів зварювання.

Крім того, за відомим способом відсутня яка-небудь інформація про наявність залишків цинкового покриття в зоні зварювання, відсутній контроль за якістю очищення поверхні сталевого листа, що негативно може позначитися на якості отримання зварного ядра, на міцності та надійності зварного з'єднання.

Метою справжнього винаходу є усунення зазначених недоліків та отримання надійного якості зварного з'єднання з більшим ступенем імовірності очищення сталевих листів від цинкового покриття.

Нижче наведена сутність запропонованого способу, що дозволяє реалізувати поставлзовании розглянутих способів (аналог-патент Японії, прототип - патент РФ і запропонований спосіб - за заявкою).

На фіг.2 наведена реалізована циклограма режимів зварювання, тобто отримання зварної точки (в лівій частині циклограми "пунктиром" показано режими настановних режимів на дослідній партії деталей).

Заявлений спосіб контактного точкового зварювання оцинкованих сталевих листів, при якому деформують і видаляють цинкове покриття із зони зварювання шляхом передачі попереднього імпульсу струму через стислі між електродами деталі, потім подають основний імпульс струму до утворення зварної точки, характеризується тим, що, з метою підвищення якості зварювання, розширення технологічних можливостей і зниження витрати електроенергії, видалення покриття із зони зварювання здійснюють шляхом розплаву цинку при нагріванні поверхні вище температури плавлення цинку, але нижче температури утворення зварної точки.

Порівняльний аналіз (фіг.1) фізичного стану покриттів при використанні різних способів контактної точкової зварювання сталевих листів з цинковим покриттям показує, що, за патентом Японії, відбувається розм'якшення і деформація цинкового покриття, при цьому видалення покриття із зони контактів відбувається частково, (граф�"валик" деформованого покриття, зменшується щільність струму, потрібне збільшення режимів для проведення II стадії, відсутній контроль про наявність цинкового покриття, за заявкою, відбувається витиснення розплаву. Оптимальні режими зварювання.

Очевидно, що на стадії I - різниця в температурі нагріву поверхні і способі видалення покриття, на стадії II - розходження в режимах зварювання, якість і надійність зварного з'єднання. Таким чином заявлене рішення володіє новизною патентоспроможних ознак і корисністю. Зварювання виробляється при оптимальних режимах.

Ефект від використання заявленого способу і вибір оптимальних режимів зварювання підвищиться, якщо спосіб буде реалізований за результатами підбору режимів зварювання на дослідній партії деталей з подальшим використанням рекомендованих режимів для деталей промислової серії. При цьому відсутність цинкового покриття в зоні зварювання для вибору оптимальних режимів забезпечують шляхом застосування розчину сірчанокислої міді. В цьому випадку слід вважати, що зварювання проведена з оптимальними режимами, якщо в процесі індикації забарвлення обложеної міді в зоні контакту (зварювання) має яскраво-червоний колір. Якщо колір в зоні контакту має яскраво-рожеве забарвлення, це означає, чтовеличением сили струму та/або тривалості його імпульсу.

За результатами підбору оптимальних режимів зварювання, процес зварювання та його режими поширюють на промислову партію деталей.

На фіг.2 наведена циклограма зварювання сталевих оцинкованих листів, на якій з лівого боку показано режими для видалення розплаву покриття (пунктиром підбір режимів на дослідної партії), зліва направо - тимчасова пауза і режими освіти зварної точки.

Проводимо дослідження процесу контактного точкового зварювання сталі 08Ю товщиною 0,8 мм з двостороннім гарячекатаним покриттям товщиною 12 мкм на пробної партії деталей. Через зібраний внахлестку зразок пропускаємо струм, при якому зварювальний точка ще не утворюється, тобто моделюємо (імітуємо) першу стадію процесу. Підвищуємо зварювальний струм і спостерігаємо за поведінкою цинкового покриття. Поведінка цинкового покриття при цьому можна представити у вигляді такої блок-схеми (фіг.3).

Поведінка цинкового покриття при підвищенні зварювального струму проходить відомі стадії: розм'якшення і деформація-аналог; деформація і видалення - прототип; плавлення і видалення-заявка. Тобто очевидна різниця у способах на першій стадії. Загальним для всіх розглянутих способів є процес освіти зварної точк�ють до повного розплавлювання і видалення цинкового покриття із зони зварювання. Наявність (відсутність) у зоні зварювання перевіряють розчином сірчанокислої міді. Про ступінь витиснення покриття із зони контакту судять за кольором осаджується з розчину міді. Яскраво-червоний колір свідчить про відсутність цинкового покриття в зоні зварювання. Фіксують обрану величину струму для проведення процесу на серійної партії. Далі фіксують величину зварювального струму для даної товщини деталей з подальшим використанням встановленого струму на серійних деталях.

Експериментально для зазначеної партії деталей встановлені наступні режими зварювання:

1. Струм зварювання на 1-й стадії - 11,5 кА.

2. Час протікання струму на 1-й стадії - 5 періодів.

3. Час паузи - 20 періодів.

4. Струм зварювання на 2-й стадії - 13,5 кА.

5. Час протікання струму на 2-й стадії - 10 періодів.

6. Зварювальне зусилля на електродах - 2,5 кН.

Порівняно з традиційними способами зварювання запропонований спосіб дозволяє істотно підвищити якість зварних з'єднань оцинкованої сталі, оскільки досягається ефект "зонної очищення поверхні витісненням розплаву цинку. При цьому відбувається підвищення стійкості електродів у 2,5 рази, збільшується коефіцієнт виплеску в 1,5 рази, а також стабільність і "стійкість" пролистовой сталі з двостороннім горячеоцинкованним покриттям товщиною 12 мкм відбувається витіснення покриття із зони контактів електрод-деталь і деталь-деталь пропорційно збільшенню зварювального струму. Спосіб заснований за рахунок раціонального побудови термодеформаційного циклу зварювання, що дозволяє підвищити якість зварних з'єднань оцинкованої сталі.

Формула винаходу

1. Спосіб контактного точкового зварювання оцинкованих сталевих листів, при якому деформують і витісняють цинкове покриття із зони зварювання шляхом подачі попереднього імпульсу струму для нагріву поверхні вище температури плавлення цинку, але нижче температури утворення зварної точки, і потім подають основний імпульс струму до утворення зварної точки, відрізняється тим, що спочатку експериментальним шляхом на дослідній партії деталей визначають оптимальні показники зварювального струму і тривалість імпульсу для повного видалення товщини покриття, використовуючи засоби індикації, свідчать про наявність або відсутність в зоні зварювання цинкового покриття, і встановлені режими використовують для зварювання робочої партії деталей з еквівалентною товщиною покриття.

2. Спосіб за п.1, який відрізняється тим, що в якості засобів індикації використовують розчин сірчанокислої міді, а про наявність цинкового покриття в зоні зварювання судять по ступеню яскравості обложеної міді.



 

Схожі патенти:
Винахід відноситься до області хімічного машинобудування і може бути використане для дифузійного зварювання деталей з нікелю, заліза і кобальту при температурах набагато нижче температур плавлення зазначених металів
Винахід відноситься до галузі зварювання, а саме до дифузійного зварювання встик кільцевих заготовок з різнорідних металів

Оброблення труб з різнорідних сталей під дифузійну зварювання

Винахід відноситься до галузі підготовки торців труб під зварювання, а саме до розбирання стиків труб під дифузійну зварювання

Пристрій для дифузійного зварювання кілець з різнорідних металів

Винахід відноситься до галузі зварювання, а саме до пристроїв для дифузійного зварювання встик кільцевих заготовок з різнорідних металів

Спосіб виготовлення зварних виробів із низьковуглецевих, нелегованих і малолегированних сталей

Винахід відноситься до галузі виготовлення зварних виробів із низьковуглецевих, нелегованих і малолегированних сталей

Спосіб дифузійного зварювання

Винахід відноситься до області дифузійного зварювання встик коротких товстостінних труб з різнорідних металів і використовується у промисловості при виробництві корпусів крокових двигунів

Спосіб пайки ріжучих пластин ланцюгових пив

Винахід відноситься до галузі виготовлення будівельно-дорожнього інструменту та інструменту, використовуваного для деревообробки

Спосіб виготовлення трубопроводів із труб з внутрішнім покриттям

Винахід відноситься до галузі зварювання труб і будівництва трубопроводів, а точніше до способу виготовлення трубопроводів із труб з внутрішнім покриттям і захист внутрішньої поверхні труб від корозії, особливо в місцях зварювання труб встик

Спосіб діагностики індукційної пайки

Винахід відноситься до області високочастотної техніки індукційної пайки металів і сплавів
Up!