RU1773638C

RU1773638C - Method of checking wear of electrode working surfaces at resistance spot welding

Info

Publication number: RU1773638C
Application number: SU904818127A
Authority: RU
Inventors: Михаил Дмитриевич Серегин; Валерий Юрьевич Ландышев; Алексей Андреевич Чакалев; Олег Георгиевич Юрин; Григорий Павлович Царьков; Сергей Алексеевич Гусаков
Original assignee: Московский авиационный технологический институт им.К.Э.Циолковского
Priority date: 1990-04-24
Filing date: 1990-04-24
Publication date: 1992-11-07

Abstract

Использование: дл контрол износа рабочих поверхностей электродов при контактной точечной сварке. Сущность изобретени : с момента включени сварочного тока измер ют врем до момента образовани расплавленного металла дра сварной точки, сравнивают его с критическим значением времени и по результатам сравнени суд т о состо нии поверхности электродов. Критическое значение времени устанавливают из услови получени непровара или получени выплеска в зависимости от групп свариваемых металлов и сплавов. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.Usage: to control the wear of the working surfaces of the electrodes in contact spot welding. SUMMARY OF THE INVENTION: from the moment the welding current is turned on, the time until the formation of the molten metal of the core of the weld point is measured, it is compared with the critical value of time, and the results of the comparison show the state of the electrode surface. The critical value of time is established from the condition of obtaining a lack of fusion or a splash, depending on the groups of metals and alloys being welded. 2 s.p. f-ly, 2 ill.

Description

Изобретение относитс к точечной контактной сварке и может найти применение дл контрол износа рабочих поверхностей электродов при изготовлении сварных конструкций ответстенного назначени .The invention relates to spot resistance welding and can be used to control the wear of working surfaces of electrodes in the manufacture of welded structures for critical applications.

Недостатками известных способов контрол износа рабочих поверхностей электродов вл ютс их высока погрешность и узка область применени ,The disadvantages of the known methods for controlling the wear of the working surfaces of the electrodes are their high accuracy and narrow scope.

Известен способ контрол износа рабочих поверхностей электродов при контактной точечной сварки, при котором в процессе сварки с момента включени сварочного тока измер ют врем , необходимое дл достижени определенного значени одним из параметров контрол износа электродов , сравнивают его с критическим значением времени и по результатам сравнени суд т о состо нии поверхности электродов.A known method for controlling the wear of the working surfaces of electrodes in contact spot welding, in which during the welding process from the moment the welding current is switched on, the time required to achieve a certain value by one of the parameters for monitoring the wear of the electrodes is measured, it is compared with a critical value of time and judged by the results of comparison about the state of the surface of the electrodes.

Недостатками указанного способа вл ютс низка точность контрол ,обусловленна высоким уровнем помех, возникающих в измерительных проводах, при работе сварочной машины, сложностью обработки получаемого электрического сигнала, т.е. определени иэд max, и сравнением времени его достижени с критическим временем, а также узка область применени , ограниченна сваркой изделий из легких сплавов.The disadvantages of this method are the low accuracy of the control, due to the high level of interference arising in the test leads during operation of the welding machine, the complexity of processing the resulting electrical signal, i.e. determination of the max ef and comparing the time to its achievement with the critical time, as well as a narrow field of application limited to welding of products from light alloys.

Целью изобретени вл етс повышение точности контрол износа рабочих поверхностей электродов.The aim of the invention is to increase the accuracy of the control of wear of the working surfaces of the electrodes.

Способ контрол износа рабочих поверхностей электродов контактной сварки предусматривает измерение времени с момента включени сварочного тока до момента образовани расплавленного металла дра сварной точки, сравнение его с критическим значением времени и по ре3A method for controlling the wear of working surfaces of resistance welding electrodes involves measuring the time from the moment the welding current is turned on until the molten metal of the weld point is formed, comparing it with the critical value of time and

СА О W 00CA O W 00

зультатам сравнени оценивают степень износа электрода, при этом в зависимости от характера износа величину критического значени времени устанавливают из услови получени непровара или из услови получени выплеска.the results of the comparison evaluate the degree of wear of the electrode, and depending on the nature of the wear, the value of the critical value of time is determined from the condition of obtaining a lack of penetration or from the condition of obtaining a splash.

Измерение времени с момента включени сварочного тока до момента образовани литого дра тн позвол ет оценить характер износа рабочих поверхностей как за счет деформации их рабочих частей, так и за счет налипани (массопереноса).Measurement of the time from the moment the welding current is turned on until the cast tear is formed makes it possible to assess the wear pattern of the working surfaces both due to deformation of their working parts and due to sticking (mass transfer).

При сварке легких сплавов или металлов с легкоплавкими покрыти ми интенсивный массоперенос в контакте электрода с деталью приводит к налипанию металла деталей или покрытий на поверхность электродов , что приводит к дополнительному нагреву контакта, ухудшению теплоотвода и увеличению тепловыделени зоны сварки, вплоть до по влени конечного внутреннего или наружного выплеска. При этом по вление первых порций жидкого металла дра при сварке прот женных швов происходит на более раннем этапе, чем при сварке новыми (свежезачищенными) электродами .During welding of light alloys or metals with fusible coatings, intensive mass transfer at the electrode contact with the part leads to sticking of the metal of the parts or coatings to the surface of the electrodes, which leads to additional heating of the contact, deterioration of heat removal and increase in heat emission from the welding zone, up to the appearance of a final internal or external splash. In this case, the first batches of liquid core metal appear during welding of long seams at an earlier stage than when welding with new (freshly cleaned) electrodes.

На фиг. 1 представлена кинетика измерени размеров дра в процессе выполнени соединени в зависимости от степени износа электродов при сварке легким сплавов . Крива 1 соответствует сварке с новыми электродами, а крива 2 - сварке с электродами, износ которых приводит к образованию конечного внутреннего зыпле- ска. Времени Тн .ном. и 1н р показывают времена с момента включени импульса тока до момента по влени в зоне соединени первых порций жидкого металла при сварке соответственно новым и изношенным электродом .In FIG. Figure 1 shows the kinetics of measuring the dimensions of the core during the connection, depending on the degree of wear of the electrodes during welding of light alloys. Curve 1 corresponds to welding with new electrodes, and curve 2 corresponds to welding with electrodes, the wear of which leads to the formation of a final internal flash. Time Th. and 1p show the times from the moment the current pulse is turned on until the first portions of the molten metal appear in the joint zone when welding with a new and worn electrode, respectively.

При сварке металлов и сплавов с низкой теплоэлектропроводностью (стали, титан и его сплавы, жаропрочные, коррозионно- стойкие сплавы) износ электродов характеризуетс деформаций (расплющиванием) его рабочей части, увеличением площади контактов электрод-деталь, снижением плотности тока и повышением теплоотвода в электроды. Совокупность этих факторов способствует уменьшению теплосодержани зоны сварки и образованию дефекта непровар. Одновременно наблюдаетс увеличение tHq.When welding metals and alloys with low thermal conductivity (steel, titanium and its alloys, heat-resistant, corrosion-resistant alloys), electrode wear is characterized by deformations (flattening) of its working part, an increase in the electrode-component contact area, a decrease in current density and an increase in heat removal to the electrodes. The combination of these factors helps to reduce the heat content of the weld zone and the formation of a defect of lack of penetration. At the same time, an increase in tHq is observed.

На фиг. 2 представлена кинетика изменени диаметра литого дра в зависимости от степени износа электродов при сварке металлов и сплавов с низкой теплоэлектропроводностью . Крива 3 соответствует сварке новыми электродами, а крива 4 сварке с электродами, износ которых приводит к снижению диаметра литого дра на 20-25% от номинального (отечном), т.е: к непровару. Времена Тн .ном и гн min - соот- ветственно времена зарождени дра при сварке новым и изношенным электродом.In FIG. Figure 2 shows the kinetics of the change in the diameter of the cast core depending on the degree of electrode wear during welding of metals and alloys with low thermal conductivity. Curve 3 corresponds to welding with new electrodes, and curve 4 corresponds to welding with electrodes, the wear of which leads to a decrease in the diameter of the cast core by 20-25% from the nominal (edematous), i.e., to lack of penetration. The times Tn .nom and gn min are the times of nucleation of the core when welding with a new and worn electrode, respectively.

Пример. Контроль осуществл етс следующим образом.Example. Monitoring is carried out as follows.

Проводили сварку макетных образцов из легких сплавов, а также сталей и титановых сплавов на режимах, установленных производственными инструкци ми, В процессе сварки определ ли врем момента зарождени жидкого металла литого дра (Гн ) и сравнивали с критическими значени ми, причем дл Первой группы сплавов Т.НЯ.КР устанавливали из услови возникновени внутреннего выплеска, а дл второй группыWe carried out the welding of prototypes from light alloys, as well as steels and titanium alloys in the modes established by the production instructions. During the welding process, the time of the moment of nucleation of the molten core (LH) liquid metal was determined and compared with critical values, moreover, for the First group of alloys T .NYA.KR was established from the condition of the appearance of an internal splash, and for the second group

tHs.min - из услови снижени диаметра литого дра на 20% от номинального (.ном), т.е. по влени частичного непровара. Величину dH.HOM определ ли дл сварки первых точек новыми электродами по макрошлифам соединений и сравнивали его с е1 .ном, установленными ГОСТ-15878-79. Критическое количество точек (пкр) определ ли по- еле сварки прот женных швов исход из услови по влени непроеара или выплеска . Величину т,Н определ ли путем осцил- лографировани параметров процесса сварки: ICE тока сварки и & - перемещени подвижного электрода сварочной машины, вызванного по влением и разбитием жидкого металла дра, с помощью светолучево- го осциллографа Н-115. Дл измерени Св примен ли датчик Хола. Дл регистрации & - одноолорный индукционный датчик ускорени , установленный на верхней консоли сварочной машины.tHs.min - from the condition that the diameter of the cast core is reduced by 20% of the nominal (.nom), i.e. due to partial lack of penetration. The dH.HOM value was determined for welding the first points with new electrodes on the macro sections of the joints and compared with e1nom, established by GOST-15878-79. The critical number of points (SCR) was determined after welding of the long welds based on the condition of the occurrence of a lack of penetration or splash. The value of t, H was determined by oscillography of the welding process parameters: ICE of the welding current and & - moving the movable electrode of the welding machine, caused by the occurrence and breaking of the liquid metal of the core, using an N-115 light-beam oscilloscope. A Hall sensor was used to measure Cv. For registration & - a single-cavity induction acceleration sensor mounted on the top console of the welding machine.

Материалы образцов, режимы сварки, типы примен емых сварочных машин и результаты измерений представлены в таблице .Sample materials, welding modes, types of welding machines used and measurement results are presented in the table.

Использование изобретени обеспечивает высокую точность определени Тн , простоту его реализации и широкую область применени , обусловленную универсальностью выбранного параметра контрол дл The use of the invention provides high accuracy of determining T, ease of implementation and a wide range of applications, due to the universality of the selected control parameter for

различных групп свариваемых металлов и сплавов, а также типов сварочного оборудовани . Оценка веро тности образовани дефектов на ранней стадии роста литого дра позвол ет избежать получени дефектныхvarious groups of welded metals and alloys, as well as types of welding equipment. Assessing the likelihood of defect formation at an early stage of growth of the cast core avoids the production of defective

Claims

compounds i.e. improve the quality of welding. SUMMARY OF THE INVENTION 1. A method for controlling wear of the working surfaces of electrodes in contact spot welding, in which, during the welding process, from the moment the welding current is turned on, the time required to reach a certain value by one of the parameters for controlling electrode wear is measured, it is compared with a critical value of time, and the comparison results show the state of the surface of the electrodes, characterized in that, in order to increase the accuracy of monitoring the wear of the electrodes, the moment of formation fused metal core nugget.

2. A method according to claim 1, characterized in that the critical value of time is established from the condition of obtaining a lack of penetration.

3. The method according to claim 1, characterized in that the critical value of the time is established from the condition for obtaining a splash.

cS