SU1662788A1

SU1662788A1 - Method for controlling resistance butt welding

Info

Publication number: SU1662788A1
Application number: SU894709095A
Authority: SU
Inventors: Сергей Иванович Кучук-Яценко; Виталий Тимофеевич Чередничок; Михаил Владимирович Богородский; Даниил Иванович Беляев; Андрей Всеволодович Бондарук; Валерий Петрович Крыхта; Геннадий Дмитриевич Самойленко; Владимир Иванович Гетало; Анатолий Васильевич Чуев; Юрий Игнатьевич Ващенко; Эдуард Адамович Дервоед; Владимир Владимирович Гетало
Original assignee: Институт Электросварки Им.Е.О.Патона; Южнотрубный Завод
Priority date: 1989-06-26
Filing date: 1989-06-26
Publication date: 1991-07-15

Abstract

Изобретение относитс к способам контактной стыковой сварки оплавлением и может быть использовано преимущественно дл соединени деталей с большими поперечными свариваемыми сечени ми. Цель изобретени - повышение энергетических показателей процесса оплавлени и производительности сварки. В процессе оплавлени останавливают подвижную плиту при заданном значении тока оплавлени , равном 0,7...0,9 тока при коротком замыкании деталей. При снижении тока оплавлени во врем останова до величины, соответствующей экстремуму мощности, подачу подвижной плиты возобновл ют. Способ позвол ет сократить потери тепла с выбрасываемым из зоны сварки металлом контактных перемычек, увеличить интенсивность разогрева торцов деталей, производительность процесса и его энергетические показатели.The invention relates to flash flash butt welding methods and can be used primarily for joining parts with large transverse cross sections to be welded. The purpose of the invention is to increase the energy performance of the reflow process and the productivity of welding. During the melting process, the movable plate is stopped for a given value of the melting current equal to 0.7 ... 0.9 currents during short circuit of parts. As the flashing current decreases during a stop to a value corresponding to the power extremum, the feed of the movable plate is resumed. The method allows to reduce heat losses from contact bridges ejected from the welding zone by the metal, to increase the intensity of heating of the ends of the parts, the performance of the process and its energy performance.

Description

Изобретение относитс к способам контактной стыковой сварки оплавлением и может быть использовано преимущественно дл соединени деталей с большими поперечными свариваемыми сечени ми.The invention relates to flash flash butt welding methods and can be used primarily for joining parts with large transverse cross sections to be welded.

Целью изобретени вл етс повышение энергетических показателей процесса оплавлени и производительности сварки.The aim of the invention is to improve the energy performance of the reflow process and the productivity of welding.

Суть способа заключаетс в следующем .The essence of the method is as follows.

В начале оплавлени , когда между детал ми существует зазор, подвижной плите сообщают поступательное движение с посто нной скоростью, заведомо большей максимально возможной скорости оплавлени . При сближении деталей происходит образование контактных перемычек, по детал м начинает протекать сварочный ток, который по мере их сближени увеличиваетс . При возрастании тока оплавлени до величины , составл ющей 0,7 - 0,9 значени тока короткого замыкани свариваемых деталей , осуществл ют останов подвижной плиты. В момент прекращени поступательного движени подвижной колонны площадь образовавшихс междуторцами свариваемых деталей перемычек достаточно велика. Поэтому дл перегрева металла и взрыва таких перемычек требуетс сравнительно большее врем , чем при использовании способа по прототипу. Кроме того, при токах, составл ющих 0,7 - 0,9 значени тока короткого замыкани свариваемых деталей, непосредственно в стыке (на линии контактировани деталей) выдел етс меньшее количество тепла, чем в точке экстремума. При этЪм значительна часть развиваемой сварочной машиной электрической мощности идет на нагрев более глубоких слоев металON Ю VI 00 00At the beginning of the reflow, when there is a gap between the parts, the moving plate is reported to move forward at a constant speed, which is obviously greater than the maximum possible reflow rate. When parts approach each other, contact jumpers form, the welding current begins to flow in detail, which increases as they come closer. With an increase in the flashing current to a value of 0.7–0.9 times the value of the short-circuit current of the parts to be welded, the movable plate is stopped. At the time of the termination of the translational motion of the movable column, the area of welded parts of the jumpers, which are interdivided, is rather large. Therefore, a relatively long time is required to overheat the metal and explode such bridges than when using the prototype method. In addition, at currents of 0.7 - 0.9 times the short-circuit current of the parts to be welded, less heat is generated directly at the junction (on the line of contact of the parts) than at the extremum point. At this time, a significant part of the electric power developed by the welding machine is used to heat the deeper layers of metal.

ла, примыкающих к контактирующим поверхност м .la adjacent to the contacting surfaces.

Во врем останова под действием выдел ющегос в стыке тепла начинаетс сравнительно плавное расплавление контактных перемычек. В результате происходит уменьшение их площади,увеличение сопротивлени искрового промежутка, а еле- довательно.снижение величины сварочного тока. При этом на пути фронта плавлени перемычек происходит передача тепла от расплавленного металла вглубь деталей, т, е. режим работы системы постепенно смещаетс в сторону экстремума кривой мощности , выдел ющейс в стыке. В момент выхода системы в точку экстремума на линии контактировани выдел етс максимальное количество тепла и происходит взрыв уменьшающихс и уже достаточно нагретых контактных перемычек. Одновременно возобновл етс поступательное движение подвижной плиты сварочной машины, вновь образуютс контактные перемычки , и описанный цикл многократно повтор етс .During shutdown, the heat released at the junction starts a relatively smooth melting of the contact bridges. As a result, a reduction in their area, an increase in the resistance of the spark gap, and a positive decrease in the magnitude of the welding current occur. In this case, the heat transfer from the molten metal to the depths of the parts occurs in the path of the melting front of the bridges, i.e., the mode of operation of the system gradually shifts towards the extremum of the power curve released in the joint. At the moment when the system reaches the point of extremum, the maximum amount of heat is released on the contact line and an explosion occurs that decreases and already sufficiently heated contact bridges. At the same time, the translational movement of the movable plate of the welding machine is resumed, the contact jumpers are formed again, and the described cycle is repeated many times.

Оплавление деталей при использовании предлагаемого способа представл ет собой своего рода пульсации, длительность которых определ етс динамикой нагрева и разрушени контактных перемычек. Осцил- лографирование параметров оплавлени во врем сварки показало, что продолжительность циклов нагрева контактных перемычек (продолжительность остановов) может достигать 0,2 - 0,6 с, а максимальна длительность перерывов в протекании тока во врем оплавлени не превышает 0,01 - 0,02 с.Melting of parts using the proposed method is a kind of pulsation, the duration of which is determined by the dynamics of heating and destruction of contact bridges. Oscillography of the parameters of the reflow during welding showed that the duration of the heating cycles of the contact jumpers (duration of stops) can reach 0.2–0.6 s, and the maximum duration of interruptions in the flow of current during the reflow does not exceed 0.01–0.02 with.

Таким образом, применение предлагаемого способа контактной стыковой сварки оплавлением позвол ет сократить потери тепла с выбрасываемым из зоны сварки металлом взрывающихс контактных перемычек , увеличить интенсивность разогрева торцов вглубь деталей, практически исключить перерывы в протекании сварочного тока. Это приводит к повышению энергетических показателей процесса оплавлени , что также выражаетс в повышении производительности сварки.Thus, the application of the proposed method of flash butt welding allows to reduce heat losses from exploding contact bridges ejected from the welding zone, increase the heating intensity of the ends deep into the parts, virtually eliminate interruptions in the flow of welding current. This leads to an increase in the energy performance of the reflow process, which is also reflected in an increase in welding productivity.

Пример. Целесообразность использовани способа была проведена на специально созданной лабораторной установке на базе серийно выпускаемой стыкосвароч- ной машины К-190П. Гидропривод оплавлени и осадки машины содержит электрогидравлический усилитель типа УЭГ.С-200, который предназначен дл управлени потоком рабочей жидкости пропорционально входному электрическомуExample. The expediency of using the method was carried out on a specially created laboratory setup based on the commercially available K-190P butt-welding machine. The hydraulic drive for reflowing and draining the machine contains an UEG.S-200 type electrohydraulic amplifier, which is designed to control the flow of the working fluid in proportion to the electrical input

сигналу. Наличие отрицательной обратной св зи по величине сварочного тока позвол ет управл ть движением подвижной плиты в зависимости от изменени провадимости искрового промежутка. Сваривались образцы круглого сечени из стали 35. Осадка производилась после достижени требуемого дл получени качествен- него сварного соединени разогреваsignal. The presence of negative feedback on the magnitude of the welding current makes it possible to control the movement of the movable plate depending on the change in the sensitivity of the spark gap. Samples of circular section of steel 35 were welded. Sludge was produced after the required heating was achieved to obtain a quality welded joint.

оплавл емых деталей.melted parts.

Вторичное напр жение холостого хода сварочных трансформаторов составл ло 6,8 В. Величина сварочного тока, соответствующего экстремуму электрической мощности,The secondary no-load voltage of welding transformers was 6.8 V. The magnitude of the welding current corresponding to the extremum of electrical power,

выдел ющейс в стыке, определ лась из семейства кривых мощности, построенных дл данной сварочной машины. Дл сварочного напр жени 6,8 В величина тока экстремума составл ет 28000 А.emitted at the junction, determined from a family of power curves constructed for a given welding machine. For a welding voltage of 6.8 V, the extremum current is 28,000 A.

Перва парти образцов была сварена с использованием способа-прототипа к предлагаемому изобретению, т. е, в процессе оплавлени производили остановы подвижной плиты при достижении сварочнымThe first batch of samples was welded using the prototype method of the present invention, i.e., during the fusion process, the movable plate was stopped when the welding

током значени , соответствующего экстремуму электрической мощности. В данном случае останов производили при достижении током значени 28000 А.current value corresponding to the extremum of electric power. In this case, the shutdown was performed when the current reached 28,000 A.

Образцы последующих партий сваривали с использованием предлагаемого способа . Перед началом сварки первого стыка партии детали были установлены в сварочную машину, приведены в соприкосновение и сжаты при рабочем давлении в гидросистеме 8 МПа. При этом включали сварочное напр жение и измер ли значение тока при коротком замыкании. Величина тока при коротком замыкании была 52000 А.Samples of subsequent batches were welded using the proposed method. Before the start of welding the first joint of the batch, the parts were installed in a welding machine, brought into contact and compressed at a working pressure in the hydraulic system of 8 MPa. In so doing, the welding voltage was turned on and the current value was measured during a short circuit. The magnitude of the current during a short circuit was 52,000 A.

В процессе оплавлени производилисьIn the process of melting produced

остановы подвижной плиты при достижении сварочным током величины 52000 А 0,8 41600 А. После снижени сварочного тока до величины 28000 А подачу подвижной плиты возобновл ли. Среднее врем сваркиstopping of the movable plate when the welding current reaches the value of 52000 A, 0.8 41600 A. After reducing the welding current to a value of 28000 A, the supply of the movable plate was resumed. Average welding time

дл образцов первой партии составл ло 180 с, а дл второй партии 130 с. При сварке образцов третьей партии остановы подвижной плиты производили в моменты достижени сварочным током величины 52000 А -0,7for samples of the first batch, 180 seconds; for the second batch, 130 seconds. When welding samples of the third batch, the movable plate was stopped at the time when the welding current reached a value of 52000 A -0.7

36400 А. После снижени сварочного тока до величины 28000 А подачу подвижной плиты возобновл ли. 36400 A. After reducing the welding current to a value of 28000 A, the supply of the movable plate was resumed.

Среднее врем сварки дл образцов третьей партии составило 130 с.The average welding time for samples of the third batch was 130 s.

При сварке образцов четвертой партии остановы подвижной плиты производили в моменты достижени сварочным током величины 52000 А -0,65 33800 А. После снижени сварочного тока до величины 28000 АWhen welding the fourth batch of samples, the movable plate was stopped at the time when the welding current reached a value of 52000 A -0.65 33800 A. After the welding current was reduced to 28000 A

подачу подвижной плиты возобновл ли. Среднее врем сварки дл образцов четвертой партии составило 160 с.the flow of the movable plate was resumed. The average welding time for samples of the fourth batch was 160 seconds.

При сварке образцов п той партии остановы подвижной плиты производили в моменты достижени сварочным током величины 52000 А -0,9 46800 А. После снижени сварочного тока до величины 28000 А подачу подвижной плиты возобновл ли. Среднее врем сварки дл образцов п той партии составило 130 с.When welding samples of the fifth batch, the moving plate was stopped at a time when the welding current reached a value of 52000 A -0.9 46800 A. After reducing the welding current to a value of 28000 A, the supply of the moving plate was resumed. The average welding time for samples of the fifth batch was 130 s.

При сварке образцов шестой партии остановы подвижной плиты производили в моменты достижени сварочным током величины 52000 А 0,95 49400 А. После снижени сварочного тока до величины 28000 А подачу подвижной плиты возобновл ли . Среднее врем сварки дл образцов шестой партии составило 170 с.When welding the samples of the sixth batch, the moving plate was stopped at the time when the welding current reached a value of 52000 A 0.95 49400 A. After reducing the welding current to a value of 28000 A, the supply of the moving plate was resumed. The average welding time for samples of the sixth batch was 170 s.

Применение предлагаемого изобретени позвол ет повысить энергетические показатели процесса оплавлени , результатом чего вл етс повышение производительности сварки на 28%.The application of the present invention allows an increase in the energy performance of the reflow process, which results in an increase in welding productivity by 28%.

Claims

Claims The method of controlling the flash butt welding process, in which the moving plate stops the moving plate at a predetermined value of the flashing current, and when the flashing current decreases during the stop, the feed of the moving plate is renewed, in order to increase the energy performance the fusion process and welding productivity, the stopping of the movable plate is carried out with an increase in the fusion current to a value of 0.7-0.9% of the current for short Addi ctive welded components, and reflowing during the stop when the current to

the magnitude corresponding to the extremum of electrical power released at the junction, the supply of the movable plate is resumed