CS205286B1 - Method of resistance welding and metallplated,especially zinc plated sheets and connexion for execution of the said method - Google Patents

Description

POPIS VYNÁLEZU

<’*> K AUTORSKÉMU OSVEDČENIU 205286 (Π) (Bl)

/22/ Přihlášené .19 05 76/21/ /PV 3312-76/ (51) JnL Cl.3B 23 K 11/10 (40) Zverejnené 29 08 80

ÚŘAD PRO VYNÁLEZY

A OBJEVY (45) Vydané 15 11 82 (75)

Autor vynálezu KUBAN JOZEF ing., JANOTA MARTIN ing. CSc., BRATISLAVA,

MIKULÍK JURAJ, LOZORNO a MUCHA MIROSLAV ing., BRATISLAVA (54) Spósob bodového odporového zvárania pokovených, najma pozinkovanýchplechov a zapojenie na vykonávanie tohoto spósobu 1

Vynález sa týká »sposobu bodového odporového zvárania pokovených, najma pozinkovanýchplechov a zapojenia na vykonávanie tohoto sposobu. V praxi je Často potřebné pri priemyselnom využití bodového odporového zvárania pokove-.ných, najma pozinkovaných plechov zaručit rovnoměrná a vysokú kvalitu zvarových spojov v pod- .mienkach meniacich sa vstupných faktorov, ktoré ovplyvňujú výsledok procesu. Okrem veličin,ktoré sú známe ako možný zdroj rušivých vpiyvov pri bodovom zváraní čistých plechov, pri zvára-ní pokovených, menovite pozinkovaných plechov, je typickým zdrojom zhoršovania kvality opotre-bovanie sa zváracích elektrod* 1. Najma pri zváraní plechov so zinkovou ochrannou vrstvou saelektrody opotrebúvajú velmi rýchlo a kvalita zvarov sa rapidně zhoršuje. Súcasná prax sa v prevážnej váčšine spokojuje s tým, že sa snaží udržat konštantné na-stavenie hlavných zváracích parametrov. Pri poměrně rýchlej zmene tvaru elektrod třeba alezváracie parametre často dostavovat, alebo elektrody vyměnit, ^lebo ich často opracovávat. Toje z ekonomického i prevádzkového hladíska nevýhodné. Sú známe systémy, ktoré na základe meniacich sa elektrických parametrov sústavy zváracieelektrody - zváracie plechy, ako například úbytok napatia, alebo odpor medzi elektrodami, kori-gujú zváracie parametre. V praxi to znamená, že sa stupňovité alebo plynule zvyšuje zvárací prúd, alebo zváracíČas. Nevýhodou týchto sposobov je značná náročnost pri nastavovaní, ktoré sa musí robit meto-dou pokus-omyl zvlášt pre každý technologický případ. To znamená, že obecne iné budu nastaveniapre rožne hrubky, typy základného materiálu, materiál pokovenie, geometrické tvary a rozměryzvaraných dielcov. Navýše počet nastavovaných parametrov je vyšší ako pri konvenčnom sposobe 205286 205286 2 ríadenia. ĎalŠia nevýhoda je, že takéto systémy zvyčajne nedokážu dost dobré korigovat časovéalebo miestne obmedzené typy porúch, ako je například kolísanie energetických sietí, lokálněz®.eny kvality povrchu, zváranie v' blízkosti okraja plechu, zlé dosadnutie výliskov a podobné. Sú dalej známe spósoby ríadenia, například podlá tepelnej expanzie zvaru,’ ktoré značnézjednodušujú nastavovanie zváracieho zariadenia a sú schopné usporiadat aj 8 časové alebomiestne obmedzenými poruchami citovanými vyššie. Pre riadenie zváracieho procesu sa v tomtopřípade využívá hodnota časoVej derivácie priebehu tepelnej expanzie dTE/dt. Velkost zváracie-ho prúdu sa riadi podlá hodnoty derivácie dTE/dt v počiatočných fázach zváracieho procesua zvárací prúd sa vypíná, ked hodnota uvedenej derivácie klesne na nulu, alebo sa k nule při-blíží. Tieto spósoby nie sú vhodné bez změny pre riadenie bodového zvárania pozinkovaných ple-chov, pretože časový priebeh tepelnej expanzie v tomto případe má nevhodný tvar s dvorní maxi-mami. V tomto případe nastanie alebo blízkost prvého maxima, ktoré nastáva v dósledku natave-nia a vytlačenia vrstvy ochranného kovu, je riadiacim systémom považovaná za povel na preruše-nie zváracieho prúdu. Vypnutie prúdu je v tomto okamihu ovšem předčasné, pretože ešte nedošlok vytvoreníu tavnej šošovky spájajúcej zvárané plechy.

Uvedené nevýhody sa vynálezom do značnej aiery odstránia. Podstata spósobu bodového odpo-rového zvárania pokovených, najma pozinkovaných plechov, podlá vynálezu spočívá v tom, že zvá-rací prúd sa do zvaru dodává v dvoch -pulzoch. Přitom prvý pulz so samostatné ovládanými hodno-tami zváracieho prúdu a času jeho pretekania spósobí nastavenie a vytlačenie vrstvy ochranné-ho kovu a tým vznik prvého lokálneho maxima na časovom priebehu tepelnej expanzie. Po prvompulze následuje přestávka na vyrovnanie teplót a ustálenie priebehu tepelnej expanzie a po nejdruhý, vlastný zvárací pulz, ktorým sa plechy zvaria ako nepokovené. Přitom parametre, to jezvárací prúd a čas jeho pretekania, takto druhého pulzu sa riadia na základe tepelnej expan-zie zvaru. . .

Spósob podlá vynálezu umožňuje vykonávat zapojenie podlá vynálezu, kde pomocný posuvnýregister so vstupom pre spúštanie prúdového programu a vstupom pre nastavenie času vytlačenia.ochrannej vrstvy, má výstup připojený súčasne na blok riadiaci zváracie parametre na základetepelnej expanzie a na ovládací vstup elektronického prepínača. Přitom na prvý vstup elektro-nického prepínača je připojený výstup bloku pre nastavenie velkosti prúdu vytlačenia ochranrnej vrstvy a na druhý je připojený výstup bloku riadiaceho zváracie parametre na základe tepelnej expanzie. Výstup elektronického prepínača je připojený na výkonový stupeň zváracieho atro-ja so vstupom pre spúštanie.

Zapojenie podlá vynálezu, kde blok riadiaci zváracie parametre na základe tepelnej expan-zie je realizovaný tak, že derivátor je připojený na neinvertujúci vstup diferenciálneho zo-silňovača a na vstup hradla s ovládacím vstupom a súčasne na druhý vstup pre riadenie zváracieho času vyhodnocovacieho obvodu. Přitom výstup hradla je připojený na pamáf, ktorej výstup jepřipojený na invertujúci vstup diferenciálneho zosilňovača a jeho výstup je připojený na prvývstup vyhodnocovacieho obvodu pre riadenie zváracieho prúdu. Výhodou spósobu podlá vynálezu je, že sa eliminuje vplyv hrůbky pokovenej, najmá pozin-kovanej vrstvy, ktorá v praxi aj na jednej tabuli plechu móže silné kolísat. Sálej sa umožnívyužit riadenie zváracieho procesu na základe tepelnej expanzie ako u nepokovených plechova týtnto spósobom dosiahnut kompenzáciu opotrebenia zváracích elektrod, ktorá je pri zvárani pokovených, najma pozinkovaných plechov velmi potřebná. Příklad prevedenia vynálezu je znázorněný na připojených výkresoch, kde obr. 1 představu-je typické časové priebehy tepelnej expanzie u čistého a pozinkovaného plechu, obr. 2 předsta-vuje vznik prvého maxima ako superpozície expanzie pri ohřeve, vytlačenia natavenej ainkovejvrstvy a expanzie základného materiálu plechu, obr. 3 představuje možnost odčlenenia prvéhoimpulzu na nastavenie a vytlačenie ochranného kovu, obr. 4 ukazuje ako počas přestávky medzíprúdovými pulzami v dósledku vytlačenia vrstvy ochranného kovu priebeh tepelnej expanzie nado-búda aj záporné hodnoty, obr. 5 představuje nastavenie úrovni pre riadenie zváracieho procesu 3 205286 pocas druhého zváracieho impulzu, obr. 6 představuje blokové zapojenie zariadcnia pracujúcehos dvomi impulzami - vytláčanim ochrannej vrstvy a riadenýra zváraním, obr. 7 představuje blo-kové zapojenie zariadenia berúceho za nulová úroveň derivácie tú hodnotu, ktorá nastala v oka-mihu zapojenia prudu vl.astnej fázy zvárania, obr. 8 představuje posuv derivácie do nulovejhodnoty v čase spustenia riadeného prádu.

Pri odporovém bodovorn zváraní čistého plechu, například z mákkej n i z kou h 1 i ka t é j ocele,priebeh tepelnej expanzie TE v čase t má tvar křivky £ s maximom 1 a v mieste blízkosti koncazváracieho procesu. Ten istý priebeh pri zváraní pokovených, například pozinkovaných plec hov,nadobúda tvar křivky 2 s prvým maximom 2a na začiatku, vyznačujácim vytlaéenie natavenej vrst-vy ochranného kovu a s druhým maximom 2b na konci zváracieho procesu, pri neprerušenom pře-chode zváracieho prádu zhruba konštantnej eřektívnej hodnoty lef tvaru £.

Tvar křivky tepelnej expanzie 2 v okolí prvého maxima 2a je su pe r po z í c í ou tepelnej expan-zie vrstvy ochranného kovu £, vytlačenie natavenej vrstvy ochranného kovu 5_ a expanzia základ-ného materiálu plechu £.

Na obr. 3 je rozčlenenie zváracieho prádu na dva impulzy. Zvárací prád sa privádza naj-prv ako prvý impulz £0, s nasledujúcou přestávkou 11, po ktorej následuje druhý vlastný zvára-cí impulz 1 2 . časový priebeh tepelnej expanzie £ v takomto případe má minimum I 3 , ktoré podlázistenia leží časové až za začiatkom £4 vlastného zváracieho impulzu 1 2 .

Na obr. 4 je vidieť, že priebeh tepelnej expanzie £ je superpo zíciou tepelnej expanzievrstvy ochranného kovu 4, vytlačenie natavenej vrstvy ochranného kovu £ a expanzía základnéhomateriálu plechu £, ktorá je časové oneskorená o dobu Atp, trvania přestávky 1 1 . Tak sa prie-beh £ po přerušení prádu a po uplynutí přestávky ££ dostává do minima £3 tepelnej expanzie TE,ktorého absolutna hodnota je záporná, pretože v dosledku vytlacenia zinkovej vrstvy celkováhrubka plechu v tomto okamihu je raenšia ako na začiatku zváracieho procesu. Zistilo sa, že prihrábke plechu 1 mm, hrúbke ochrannej vrstvy zinku na každej straně plechu 20 až 4 0 a prie-merných parametroch prvého impulzu je hrubka zinkového povlaku v tn i e s t e . s t y ku plechov podelektrodami iba l až 2 . Orientačně parametre prvého impulzu pre priemer elektrod 5,5 mm sá : zvárac i prád 12 kA ef . doba přechodu zváracieho prádu 4 periody přestávka 4 periody Ďalej sa zistilo, že dobrý efekt v odstránení zinku vo zvarovom spoji sa dosiahne v dosta-točne šírokom rozmedzí parametrov.

Na obr. 5 sa ukazuje, ako prebieha vlastné riadenie bodového zvárania. Preto okrem prie-behu tepelnej expanzie 2 je vynesený aj priebeh 15 derivácie tepelnej expanzie podlá časudTE/dt. Po odznení prvého impulzu 10 zváracieho prudu a po prestávke ££ v čase začiatku t 4vlastného zváracieho impulzu £2 dosiahol priebeh £5 derivácie tepelnej expanzie podlá časusvoje minimum 2 1 ♦ Eřektívna hodnota zváracieho prádu narastá z počiatočnej hodnoty 16 svahovi-te po Čiare 1 7 . Kecf hodnota 1 5 dosiahne vopred nastavená medzu 18, svahový priebeh sa vypínáa zvára sa pri konštantnej hodnotě 1 7a zváracieho prádu. Kecf priebeh 1 3 přejde svojím maxi-mom a poklesne na hodnotu vopred nastavenej zadnej medze 20 derivácie tepelnej expanzie podláčasu dTE/dt, zvárací prád sa přeruší. V dosledku kolísania hrábky vrstiev ochranného kovu sa mění od zvaru k zvaru hodnota mi-nima 13 priebehu TE aj poměry v jeho okolí. Tým sa mění aj dynamika zváracieho procesu a ab-solutna hodnota derivácie dTE/dt v mieste jej minima 2 1 . Vopred nastavená hodnotu medze £8a vopred nastavená medzu 20 derivácie dTE/dt preto třeba vztahovat na minimum 2 1 ako na vý-chodziu a nie na nulová hodnotu 19 priebehu derivácie dTE/dt.

Claims (4)

205286 4 Na obr. 6 je přiklad uspořiadania zariadenia podlá vynálezu pracujúceho a dvorní impulze-mí prúdu, kde pomocný posuvný register 36 so vstupom 35 pre spúščanie prlidového programu avstupom 37 pre nastavenie času vytlačenia ochrannej vrstvy má výstup připojený súčasne nablok 29 riadiact zváracie parametre na základe tepelnej expanzie a na ovládací vstup 40 ele-ktronického přepínače 39 s prvým vstupom 391 a druhým vstupom 392. Elektronický přepínač 39přepíná výstup bloku 38 pre nastavenie velkosti prúdu vytlačenia ochrannej vrstvy a bloku 29riadiaceho zváracie parametre na základe tepelnej expanzie tak, že po přivedení spúžtaciehoimpulzu sa vstup 35 pre spúštanie pomocného posuvného registra 36 a vstup 31 pre spúščanievýkonového stupňa zváracieho stroja 30, výstup bloku 38 pre nastavenie velkosti prúdu vytla-čenia ochrannej vrstvy, ktorým je prúd, dodávaný výkonovým stupňom zváracieho stroja 30 ,ovlá-daný a po uplynutí času přestávky &amp;t sa na výstupe pomocného posuvného registra 36 objavi im-pulz, ktorý přivedením na blok 29 riadiaci zváracie parametre na základe tepelnej expanzie,spustí riadenie a súčasne přepne elektronický přepínač 39, čím sa výstup bloku 29 riadiacehozváracie parametre na základe tepelnej expanzie dostane na vstup výkonového Stupňa zváraciehostroja 30 a teda prúd je riadený. Na obr. 7 je příklad blokového zepojenia podlá vynálezu berúceho za nulovú úroveň derivá·cie tú hodnotu, ktorá nastala v okamihu zapojenia prúdu vlastnej fáty zvárania. Derivátor 22je připojený súčasne na neinvertujúci vstup 441 diřerenciálneho zosilňovača 44 a na vstup 411hradla 41 s ovládacím vstupom 42 a súčasne na vstup 462 pre riadenie zváracieho času a výhod-nocovacieho obvodu 46. Přitom výstup hradla 41 je připojený na pamář 43, ktorá má podržethodnotu derivácie,aká bola v čase spustenia riadeného prúdu, teda v čase tesne před uzavretimhradla 4 1 . Výstup památe 43 je připojený na invertujúci vstup 442 diferenciálneho zosilňo-vača 44, ktorý odčítá zapamátanú hodnotu minimálnej derivácie od skutočného priebehu derivá-cie a na výstupe diťerenciálneho zosilňovača 44 bude priebeh derivácie posunutý a teda budevychádzat z nulovej hodnoty. Výstup diřerenciálneho zosilňovača 44 je připojený na vstup 461pre riadenie zváracieho prúdu vyhodnocovacieho obvodu 46. Tým može byt porovnávacia úroveňpre riadenie prúdu rovnaká a nezávisí od hodnoty derivácie v čase spustenia riadeného prúdu. Na obr. 8 je znázorněný princip posuvu derivácie do nulovej hodnoty v čase spustenia riaděného prúdu. Priebeh 15 časovej derivácie tepelnej expanzie za derivátorom 22 je privádzanýna oba vstupy diřerenciálneho zosilňovača 44 až do příchodu spúštacieho impulzu 49, pretopriebeh na výstupe diřerenciálneho zosilňovača 44 je nula. Po příchode spúfitacieho impulzu 49sa hradlo 41 uzavrie a parnát 43 si uchová hodnotu minimálnej derivácie 21 . Priebeh na výstupediřerenciálneho zosilňovača 44 sa teda počas trvania spúštacieho impulzu JÍM^ posúva o hodnotuminimálnej derivácie 21 a bude tvořit křivku £5, ktorá sa po dosiahnutí medzi 18 a 20 využívána riadenie zváracieho prúdu. Po ukončení spúštacieho impulzu 49 bude na výstupe diTferenci-álneho zosilňovača 44 nula. Vynález je vhodný pre využitíe hlavně v strojárenskom a spotrebnom priemysle. PREDMET VYNÁLEZU

1. Sposob bodového odporového zvárania pokovených, najmá pozinkovaných plechov* vyznačujci sa tým, že zvárací prúd sa do zvaru dodává v dvoch pulzoch, príčom prvý pulz so samostatnéovládanými hodnotami zváracieho prúdu a času ieho pretekania spósobí nastavenie a vytlačenievrstvy ochranného kovu a tým vznik prvého lokálneho maxima na časovom priebehu tepelnej expanzie a po prvom pulze následuje přestávka na vyrovnanie teplot a ustálenie priebehu tepelnejexpanzie a po nej druhý, vlastný zvárací pulz, ktorým sa plechy zvaria ako nepokovené, príčomparametre, to je zvárací prúd a čas jeho pretekania, takto druhého pulzu sa riadia na základetepelnej expanzie zvaru.

2, Zapojenie na vykonávanie sposobu podlá bodu 1, vyznačujúce sa tým, že pomocný posuvnýregister /36/ so vstupom /35/ pre spúštanie prúdového programu a vstupom /37/ pre nastaveniečasu vytlačenia ochrannej vrstvy má výstup připojený súčasne na blok /29/ riadiaci zváracie 205286 parametre na základe tepelnej expanzie a na ovládací vstup /40/ elektronického prepínaca /39/,pričom prvý vstup /391/ elektronického prepínaca /39/ je připojený výstup bloku /38/ pře na-stavenie velkosti prúdu vytlaěenia ochranné] vrstvy a na druhý vstup /392/ je připojený vý-stup bloku /29/ riadiaceho zváracíe parametre na základe tepelnej expanzie a výstup elektro-nického prepínaca /39/ je připojený na výkonový stupeň ll>Ql zváracieho stroja so vstupom /31/p r e s p ú š ť a n i e .

3. Zapojenie pod fa bodu 2, vyznačujúee sa tým, že blok /29/ riadiací zváracíe parametrena základe tepelnej expanzie je realizovaný tak, že der ivátor /22/ je připojený na neinvertu-j uc i vstup /441/ d i í e r e nc i á1 ne ho z o s i 1 nov a č a i 44 / a ha vstup /411/ hradla /41/ s ovládacímvstupom /42/ a súcasne na druhý vstup /462 / pre riadeníe zváracieho času vyhod nocovacieho ob-vodu /46/, pričom výstup hradla /41/ je připojený na pamád /43/, ktorej výstup je připojenýna invertujúci vstup /442/ diferenciá1ne ho zosilňovača /44/ a jeho výstup je připojený na prvývstup /461/ vyhodnocovacích» obvodu /46/ pre riadenie zváracieho prúdu.

4 listy vý kře sov S^vpropTaHa. n. p.. závod 7, Most