SU1523281A1

SU1523281A1 - Способ контактной стыковой сварки оплавливанием полос

Info

Publication number: SU1523281A1
Application number: SU874252880A
Authority: SU
Inventors: Михаил Федосеевич Кареев; Николай Сергеевич Кабанов; Валентин Сергеевич Скворцов; Александр Васильевич Пискунов
Priority date: 1987-04-16
Filing date: 1987-04-16
Publication date: 1989-11-23

Abstract

Изобретение относитс к способам стыковой сварки оплавлением полос и может быть использовано в металлургии перед непрерывным травлением и прокаткой полос, при изготовлении из полос труб и профилей, а также в других отрасл х промышленности при переработке полос и изготовлении из них изделий. Цель изобретени - стабилизаци и повышение пластических свойств соединений. Согласно способу начальное оплавление провод т со скоростью, завис щей от толщины полосы δ и равной V_н = [(0,5...0,6)K_л - 0,05δ]K_р при припуске на начальное оплавление 2...3 мм. После этого оплавление осуществл ют при линейно нарастающей в функции пути скорости от начальной V_н до конечной V_к в соответствии с закономерностью V = V_нЕ^Vк/Δ^.T при 0к = [(8...10)K_л - Δ] ^. K_р и при припуске на оплавление Δ = (3...4)K_л + 3δ Посто нные коэффициенты K_л = 1 мм, K_р = 1с^-1, T - длительность оплавлени . Выбор оптимальной закономерности сближени торцов полос в процессе оплавлени позвол ет повысить качество сварного соединени . 1 ил.

Description

Изобретение относитс к области стыковой сварки оплавлением и может быть использовано в металлургии и других отрасл х промышленности.

Цель изобретени - повышение и стабилизаци пластических свойств соединений за счет выбора оптимальной закономерности сближени деталей в процессе оплавлени .

На чертеже показано устройство дл реализации способа.

Способ заключаетс в следующем.

Концы полос опла вл ют с повышением скорости от начального до конечного значений . Начальное оплавление производ т со скоростью, завис щей от толщины полосы 6 и равной

У„ (0,5-0,6) ,056 Kf, при припуске на начальное оплавление 2-3 мм, после чего оплавление осуществл ют при линейно нарастающей в функции пути скорости от начальной до конечной V/t в соответствии с закономерностью У.

СП Ю

V.

К,-/3- /

при |/,(8-10) Дд-6 Кр

и при припуске на оплавление Л(3- 4) /Сг +36, причем посто нные коэффициенты /С 1 мм, С

Известно, что энерги W, выдел ема в перемычке при оплавлении полос на высокопроизводительных режимах, пропорциональна сечению F полосы

Г(10-II) Л/(, ,

а количество выброщенного с перемычками тепла Q пропорционально и числу перемычек /г

,,-W- h,

где Kf и Л,, - некоторые посто нные коэффициенты .

В каждый момент времени величина Q св зана со сварочным током /, и сопротивлением промежутка между торцами Ко- Скорость оплавлени определ етс реализуемой в стыке энергией 1 Ro и потер ми в полосе и электродах. Скорость также зависит от сечени полос F и средних температур торцов перед осадкой Тр и среды Гер.

1/-/С.

/с Ко

/(Гр-Гср)

где К - коэффициент потерь.

Оптимальна закономерность изменени 1/ при оплавлении, следовательно, зависит от энергетических возможностей сварочной машины и сопротивлени Ro, кото- рое в свою очередь зависит от количества и размеров перемычек, образующихс в данный момент между торцами. Если V мало и не соответствует энергетическим возможност м машины (h мало), то /, и Q незначи- тельны, а Ro - велико. При чрезмерной V оплавление прекраш.аетс , / велико, а Ro и Q - малы.

Максимальное значение Q соответствует оптимальному соотношению между /, и Ro или иначе оптимальному в данный момент числу и размерам пере.мычек определенного размера при требуемой длительности их нагрева и разрушени . Известно, что потери тепла растут с увеличением длительности оплавлени . Поэтому трудно нагреваемые при оплавлении полосы целесообразно оплав- л ть при оптимальном, но кратковременном процессе оплавлени , определ емом в зависимости от скоростей V.

Известно, что

% г-1/

С повышением напр жени холостого хода 1/20, необходимым из-за уменьшени значени Тр-7ср при достаточном запасе мощности и оптимальной закономерности из- менени V, растет число перемычек и их пло- цхадь, вследствие чего проводимость промежутка повышаетс , а о снижаетс . Так, например, снижение Ro при увеличении конечных скоростей оплавлени от 1 до 6 мм/с у полос сечением 3X470 мм достигает шее- тикратчой величины. Это снижение при оптимальной программе сближени должно компенсироватьс соответствующим ростом Л, а следовательно, и /,..

Снижение Ro к концу оплавлени зависит следовательно, от выбранной программы сближени , напр жени холостого хода Uzo, сечени полос F и сопротивлени короткого замыкани машины Zks, вли ющего на выбор 6/20Исход из услбвий создани равномер- ного сло расплава и предупреждени его кристаллизации и окислени минимальные конечные скорости оплавлени тонких (1,5- 2 мм) полос близки к мм/с, на5

10

5 ,.

5 0

.5

О 5

e

чальна неустановивша с стади оплавлени при мощност х машин 0,15-0,20 кВА/ /мм, может осуществл тьс устойчиво при Vn 0,5 мм/с. С увеличением толщины полос эти скорости снижаютс . Это обусловлено тем, что оптимальное к концу оплавлени h, завис щее от ширины полос, их толщины, градиента температур у стыка

и толщины сло расплава 8р, определ О X

етс зависимостью

«

h-K - X к

о. Ор

с увеличением б растет пропорционально

эт диаметр перемычек и бр, а - уменьшаетс ,

вследствие чего расшир етс зона нагрева и замедл етс кристаллизаци расплава, что позвол ет уменьшить Vj. Из-за более трудного возбуждени оплавлени у толстых полос также требуетс снижение УК .

Ширина полос В при соответствующем выборе мощности, а следовательно, при определенном h практически не вли ет на состо ние расплава, так как размеры перемычек практически не вли ют на состо ние расплава, так как размеры перемычек практически определ ютс толщиной б. Поэтому 1/н и 1/к можно выбирать по толщине полос.

Дл машин с Z.5 100-250 кмОм при удельной мощности 0,15-0,20 кВА/мм максимальные начальные скорости выбирают исход из необходимости получени устойчивого возбуждени . Минимальные конечные - исход из необходимости создани равномерного сло расплава. При этом эти скорости определ ют по зависимост м

Vn s,aKc (0,55 К -0,056) Кр;

1/к „„„(9-10) К,5 Кр.

Экспериментальна проверка этих скоростей при разном сортаменте полос подтверждает справедливость такого выбора. При больших, чем указано, V возможно закорачивание торцов, а при меньщих ухуд- щаетс глубинный прогрев полос. Если К# меньше указанных значений, то расплав на торцах неравномерен по толщине, что снижает пластичность соединений. При больших значени х уменьшаетс число перемычек в каждом полупериоде и из-за ухудшени зашиты пластичность также снижаетс .

Дл начального прогрева полос на скорости VT, необходима относительно больша длительность и припуск 2-3 мм.

Пример выбора параметров дл полос толщиною 3 мм:

К„ (0,6-1-0,05-3),45 мм/с, Д, 2,0 мм :,

V« (9-1-3) 1 6,0 мм/с, + 33 13 мм.

Длительностью оплавлени в соответствии с зависимостью (1) ,62 с.

На чертеже показано устройство дл реа- лизации способа.

Устройство содержит суммирующий элемент 1, интегратор 2, потенциометрический задатчик 3 конечной скорости и компаратор 4.

Устройство работает следующим образом .

В момент окончани начального оплавлени на пр мой вход суммирующего элемента I подаетс сигнал начальной скорости оплавлени / „ в виде напр жени посто нного тока. Этот сигнал поступает на вход интегратора 2. На выходе интегратора по вл етс сигнал, пропорциональный задаваемому пути перемещени передвижной станины стыкосварочной .машины, который отслеживаетс след щим приводом передвижной станины. Одновременно с выхода интегра- тора сигнал подаетс на потенциометрический задатчик 3 конечного значени скорости оплавлени V-K- В момент отработки заданного припуска на оплавление срабатывает компаратор 4, выдава , тем самым, сигнал на осадку. Задатчик 3 Vic линейно преобразует текущий сигнал перемещени станины в текущий сигнал скорости станины. В момент окончани оплавлени сигнал на выходе интегратора 2 будет равен сигналу 4, поданно.му на один из входов компаратора 4, а сигнал на выходе задатчика 3 - заданному значению УК- Отнощение сигнала Д к сигналу V -x и есть тот коэффи

0

5

0

5

0

циент преобразовани , который следует задавать дл получени требуемого значени скорости 1/ц. Таким образом, скорость I в функции пути мен етс линейно, а в функции времени, благодар положительной обратной св зи с выхода задатчика 3 на один из входов суммирующего элемента , по экспоненте в соответствии с выражением (1).

Предлагаемый способ контактной стыковой сварки оплавлением полос позвол ет повысить и стабилизировать пластичность сварных соединений.

Claims

Формула изобретени

Способ контактной стыковой сварки оплавлением полос, при котором концы полос onлaв ю с повышением скорости от начального VH до конечного I/ значений, отличающийс тем, что, с целью повышени и, стабилизации пластичности соединений, V и 1/ выбирают с учетом толщины полос S по зависимост м /„ (0,5-0,6) ,056) К„

и И( (8-10)К;,, посто нные коэффициенты Kj, l мм, Кр 1 с , а повышение скорости от У„ до УК осуществл ют в соответствии с закономер

ностью , где / - длительность

оплавлени , при этом припуск на оплавление со скоростью УН принимают равным 2-3 мм, а припуск на оплавление со скоростью У принимают равным Л(3-4)Х ХК,+36.

к след щему (

стымсоарочти машины Включение клапана

осадки