SU1570869A1 - Способ управлени конденсаторной точечной сваркой - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к контактной сварке металлов и может быть использовано дл  управлени  процессом конденсаторной сварки на контактных точечных машинах в различных отрасл х промышленности. Цель изобретени  - повышение качества сварного соединени  за счет исключени  вли ни  начального контактного сопротивлени  деталей. Через свариваемые детали пропускают подогревный и сварочный импульсы тока. Величину сварочного тока регулируют по заданному значению мощности, выделенной между электродами. Величину напр жени  на батарее конденсаторов рассчитывают по заданной максимальной мощности и прогнозируемому изменению сопротивлени  между электродами. Изменение сопротивлени  определ етс  до момента максимума тока. Закон изменени  сопротивлени  принимают линейным. В начале импульса сварочного тока сопротивление принимают равным сопротивлению при максимуме подогревного тока, а конечное сопротивление принимают равным сопротивлению, полученному при качественной сварке. 2 табл., 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к контактной сварке металлов и может быть использовано дл  управлени  процессом сварки на контактных точечных машинах в различных отрас- л х промышленности.

Цель изобретени  - повышение качества сварного соединени  за счет исключени  вли ни  начального контактного сопротивлени  деталей.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства , реализующего способ; на фиг. 2 - кривые тока и сопротивлени  между электродами .

Датчики тока 1 и напр жени  2 между электродами подключены к входам усилителей выборки-хранени  3 и 4, сигналы с выхода этих усилителей поступают на входы коммутатора 5, выход которого соединен с входом аналого-цифрового преобразовател 

(АЦП) 6, выход последнего соединен с входом микрокомпьютера 7, выход которого соединен с входом блока 8 управлени  током, выход которого соединен с входом управлени  установки 9 дл  контактной точечной сварки. Входы датчиков тока 1 и напр жени  2 подключены к силовой электрической цепи установки дл  контактной точечной сварки.

Устройство работает следующим образом .

В исходном состо нии программа управлени  процессом хранитс  в микрокомпьютере 7. Устанавливают на сварочной установке 9 параметры режима сварки: усилие сжати  электродов F9 , коэффициент трансформации КТР, емкость батареи конденсаторов Ср. Величину подогревного тока выбирают из услови  отсутстви  выплесков месд о

00

о

Ј

талла и задают путем изменени  напр жени  на батарее конденсаторов Uemn. Включают подогревный импульс тока и производ т измерение ino.i и Lb.

Сигналы от датчиков тока 1 и напр жени  2 запоминаютс  одновременно усилител ми 3 и 4, а затем последовательно коммутируютс  на вход АЦП 6 дл  измерени , с выхода которого данные в цифровом виде считываютс  в микрокомпьютер 7. Управление работой усилителей 3, 4, коммутатора 5 и АЦП 6 осуществл ет микрокомпьютер 7. Последний рассчитывает сопротивление между электродами в момент максимума тока Нпод иээ/1лодш. Все функции измерени , расчета и формировани  управл ющих воздействий выполн ет микрокомпьютер 7. После расчета Rn0l микрокомпьютер 7 прогнозирует график изменени  сопротивлени  во врем  действи  сварочного импульса

D /+ D + R(t)RnoA1,

1св„

(1)

где Rm, tcsm - предварительно определенные и занесенные в пам ть микрокомпьютера величины сопротивлени  при сварочном импульсе в момент времени достижени  током максимума, которые соответствуют получению качественных сварных соединений по формулам:

At , .1

i.+ () +i2

L2S

( + ir

(2)

,fc+i

1 ..

L J

полученным после записи системы дифференциальных уравнений в приращени х дл  схемы замещени  конденсаторной машины, рассчитывают намагничивающий ток сварочного трансформатора i, напр жение на батарее конденсаторов U c и сварочный ток во вторичном контуре 12 через параметры сварочной машины L20, L2S, R2 Rfc+R. Здесь U и Ср - напр жение на конденсаторах и емкость, приведенные к вторичному контуру машины, L20 и L2s - индуктивности , обусловленные основным потоком намагничивани  сварочного трансформатора и рассе ни  вторичного контура, R, - активное сопротивление контура; R(t) - сопротивление деталей между электродами. По величине определенного сварочного тока tc8(t) i2 рассчитывают мощность

P(t) i|8(t)-R(t)(3)

с учетом прогнозируемого сопротивлени  R(t).

Расчет тока производ т по величине заданного напр жени  UcC8Ha конденсаторах, полученного при качественной сварке деталей с номинальным значением контактного сопротивлени . Затем определ ют максимальное значение мощности из массива (t) и сравнивают его с заданным Р°. Величина-мощности Р°т определ етс  заранее по экспериментальным данным и заноситс  в пам ть микрокомпьютера. По результатам сравнени  задаетс  напр жение на батарее конденсаторов Ucf больше или меньше заданного на 20% и снова выполн ют расчет тока сварочного импульса ics(t) и мощности P(t) по формулам (2) и (3) с учетом форму0 лы (1). Определ ют значение максимальной мощности Р„. По найденным значени м Р„, и Pfm и заданным UC(S и U C8 стро т линейную зависимость ( (Рш), по которой наход т требуемое значение напр жени  , соответствующее заданной величине мощности Р°т. После этого конденсаторы зар жают до напр жени  lfcc$ и включают сварочный импульс . Если рассчитанна  мощность отличаетс  от меньше, чем на 5%, то напр жение на конденсаторах не корректируют и свар0 ку производ т при .

Эффективность способа регулировани  исследовали при сварке деталей электронно- оптических систем кинескопов из олова Н 42 0 0,5 мм и константана МНМу 40 0 0,6 мм на сварочной установке СМС-6. Сваривали детали с номинальным значением начального контактного сопротивлени  и с повышенным на 50-100% при заданном значении напр жени  на конденсаторах. Затем осуществл ли сварку деталей с повышенным

Q сопротивлением с применением разработанного способа регулировани  процесса. Качество сварки оценивали по величине разрывного усили  Fp соединений. Расчеты и регулирование производили с помощью мик- роЭВМ «Электроника МС1201.1. Сварка

5 выполн лась при усилии сжати  Рэ 4 даН, емкости конденсаторов мкФ, коэффициенте трансформации , электроды цилиндрические 0 2,5 мм из БрХЦрНб. В табл. 1 представлены результаты, средние из 10-12 опытов (заданные значени  параметров равны: В, Р°, 0,63 кВА).

0

На первом этапе сваривались образцы с номинальным значением начального контактного сопротивлени  ( мкОм и мкОм) при Получены сварные соединени  хорошего качества (,8 и ,2 даН). На втором этапе сваривали детали с повышенным сопротивлением (Riroi3 8370 мкОм и Rno/и

7220 мкОм) без регулировани  при Uccs U°c8- Получены сварные соединени  неудовлетворительного качества (Ррз-3,8 и ,4 даН). На третьем этапе выполн ли сварку деталей с повышенным сопротивлением ( мкОм и Rnofl6

9790 мкОм) с регулированием напр жени  на конденсаторах по предложенному способу. Расчеты по формулам (1) - (3) позволили определить требуемое напр жение

на конденсаторах: В, U«86 300 В.

Результаты расчетов тока сварки ica(t) и мощности P(t) представлены в табл. 2. Прочность сварных точек, полученных при регулировании UCC8, составила ,0 даН и ,2 даН, что свидетельствует о хорошем качестве сварки. Полученные экспериментальные данные подтверждают эффективность способа управлени .

В электронной промышленности при изготовлении узлов ответственного назначени  примен ютс  сварочные машины типа ССП-3 без устройства автоматического регулировани  сварочного тока и времени сварки. Сварочный цикл машин состоит из подогревного тока, длительность и величина которых жестко установлены заранее. Также фиксировано и врем  паузы между импульсами.

Предложенный способ выгодно отличаетс  от известного тем, что, регулиру  величину сварочного тока, можно получать соединени  более высокого качества.

Реализаци  способа регулировани  напр жени  на конденсаторах (или утла включени  тиристоров) по требуемому значению мощности, выделенной между электродами, позвол ет устранить возникновение непрова- ров и улучшить качество сварки.

0

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ управлени  процессом конденсаторной точечной сварки, при через свариваемые детали пропускают подогревной и сварочный импульсы тока, причем величину сварочного тока регулируют но заданному значению максимальной мощности , выделенной между электродами, отличающийс  тем, что, с целью повышени  качества сварного соединени  за счет исключени  вли ни  начального контактного сопротивлени  деталей, напр жение на батарее конденсаторов рассчитывают по заданному значению максимальной мощности и прогнозируемом) изменению сопротивлени  межд электродами , которое определ етс  до момента максимума сварочного тока, причем в начале имплльса сварочного гока значение сопротивлени  принимают равным значению сопротивлени  при максимуме подогревного тока, а значение сопротивлени  в конце процесса сварки принимают равным значению сопротивлени , полученному при проведении качественного процесса сварки, при этом закон изменени  сопротивлени  принимают 5 линейным и по результату расчета корректируют напр жение на батарее конденсаторов .

   Т а о л и ц -ч I

   5

   0

   Таблиц  

   Способ управлени  контактной точечном сваркой

   О, 188 0,389 0,504 0,563 0,592 0,604 0,605 0,600 0,589

   s

   R

   tneff

   Продолжение табл. 2

   tcB