SU1722744A1

SU1722744A1 - Способ контактной точечной сварки разнотолщинных деталей

Info

Publication number: SU1722744A1
Application number: SU904805932A
Authority: SU
Inventors: Константин Рашадович Гафаров; Александр Леонидович Фомичев; Андрей Владимирович Дубовицкий; Владимир Александрович Сафонов
Original assignee: Производственное объединение "Машиностроительный завод"
Priority date: 1990-03-23
Filing date: 1990-03-23
Publication date: 1992-03-30

Abstract

Изобретение может быть использовано дл сварки деталей, различающихс по толщине , правильной геометрической формы, преимущественно цилиндрической. Сущность изобретени заключаетс в том, что детали устанавливают под любым заданным углом одна к другой, зажимают между сдвоенным электродом и дополнительным нижним электродом. Сдвоенный электрод располагают со стороны более толстой детали . Сравнивают отношение величины зазора между част ми сдвоенного электрода с толщиной детали, контактирующей с этим электродом. Регулируют величину зазора в соответствии с условием: Sa/Sg (0,5 - 1,0), где sa - величина зазора, мм; sg - толщина детали под сдвоенным электродом, мм. Величину регулируемого сопротивлени , через которое подвод т часть сварочного тока к части сдвоенного электрода, устанавливают из услови RC (1 - 2,5)Рэ - э, где Rc - сопротивление регулируемой цепи, мкОм; Рэ - э - сопротивление между верхним 1и нижним электродами с зажатыми сваривает мыми детал ми, мкОм. 1 ил. ел С

Description

Изобретение относитс к сварке, в частности к способам контактной точечной сварки деталей, различающихс по толщине , правильной геометрической формы, преимущественно цилиндрической, и может быть использовано дл приварки дистанци- онирующей проволоки к оболочке ТВЭЛа энергетических дерных реакторов типа БЫ, а также может быть использовано в радиоэлектронной промышленности и приборостроении дл приварки контактных выводов к контактным площадкам печатных плат.

В современном машиностроении дл контактной точечной сварки цилиндрических деталей используетс способ с двусторонним подводом тока к свариваемым детал м , при котором детали свариваютс по отдельному ограниченному участку касани (точке).

Также известен способ односторонней контактной точечной сварки, при котором сварочный ток подвод т со стороны (одной, обычно верхней) детали. Причем дл получени одной сварочной точки используют второй токоподвод щий электрод с увеличенным диаметром.

Известен способ регулировани плот.- . ности тока при контактной точечной сварке, при котором при односторонней сварке используют дополнительный электрод, контактирующий с деталью и св занный с

Ы hO

к VI

1

одним из электродов электрической цепью, содержащей регулируемое сопротивление.

Также известен способ контактной точечной сварки деталей, при котором дл формировани места контакта деталей сварку ведут несколькими импульсами, различающимис по мощности.

Наиболее близким по технической сущности вл етс способ контактной точечной сварки сдвоенным электродом, которым осуществл ют сварку деталей толщиной от нескольких микрон до 0,5 мм, При этом способе сварки сварочный ток и сварочное усилие подвод т к изолированным между .собой част м электрода. Сварное соедине- ние формируетс в виде одной точки.

Однако способ контактной точечной сварки сдвоенным электродом при использовании его дл сварки цилиндрических деталей толщиной более 0,5 мм не дает удовлетворительного качества сварного соединени . Это св зано с тем, что во врем сварки происходит шунтирование сварочного тока через деталь, контактирующую с электродом. Вследствие этого происходит нагрев и деформаци детали, нарушение симметрии электрического и теплового пол , уменьшаетс плотность тока вместе контакта деталей и соответственно размеры литого дра. Увеличение силы сварочного тока приводит к выплескам во врем сварки и по влению массопереноса.

Цель изобретени - получение.качественного сварного соединени деталей, различающихс по толщине правильной геометрической формы, преимущественно цилиндрической, расположенных под любым заданным углом одна к другой.

Поставленна цель достигаетс тем, что в способе контактной точечной сварки деталей ,.разливающихс по толщине, правильнойгеометрическойформы , преимущественно цилиндрической, при котором их устанавливают под любым задан- ным углом одна к другой, зажимают между сдвоенным электродом и дополнительным Нижним электродом, св занным с одной частью сдвоенного электрода через регулируемое сопротивление. При этом сварочный ток подвод т к нижнему электроду и второй половине сдвоенного электрода, и сваривают несколькими импульсами, увеличивающимис по мощности. Перед сваркой сдвоенный электрод располагают со сторо- ны более толстой детали, сравнивают отношение величины зазора между част ми сдвоенного электрода и толщиной детали, контактирующей с этим электродом, и путем регулировани величины зазора привод т это отношение в соответствие с условием

Sa/sg (0,5- 1,0),

где Sa величина зазора, мм; Sg - толщина детали под сдвоенным электродом, мм, а величину регулируемого сопротивлени , через которое подвод т часть сварочного тока к части сдвоенного электрода, устанавливают из услови Rc (1 - 2,5)Рэ-э, где RC- сопротивление регулируемой цепи, мкОм;

Ra-э - сопротивление между верхним и нижним электродами с зажатыми свариваемыми детал ми, мкОм,

При контактной точечной сварке разно- толщинных деталей большее вли ние на формирование сварного соединени оказывает равномерный взаимный нагрев свариваемых деталей. При невыполнении этого услови лита зона сварного соединени не размещаетс в более толстой детали. Дл предотвращени этого используетс сдвоенный электрод, регулиру величину зазора , между част ми которого обеспечиваетс большее тепловложение непосредственно в место контакта деталей. Зависимость sa/sg (0,5-1,0), где sa- величина зазора, мм; $д л

-толщина детали под сдвоенным электродом , мм, получена экспериментальным путем .

Дл сближени плоскости равновеси с плоскостью контакта деталь - деталь и получени симметричной зоны взаимного расположени сварочный ток подвод т к одной из половин сдвоенного электрода через регулируемое сопротивление. При этом величина его устанавливаетс из услови Rc (1

-2,5)Рэ-э, RC - сопротивление регулируемой цепи, мкОм, Рэ-э - сопротивление между верхним и нижним электродами с зажатыми свариваемыми детал ми, мкОм.

На чертеже изображена схема способа сварки.

На чертеже обозначены сварочный трансформатор 1, вторична обмотка которого подсоедин етс одним концом к одной из половин сдвоенного электрода 2, а вторым концом - к нижнему электроду 3 и к второй половине сдвоенного электрода через регулируемое сопротивление 4. Между электродами расположены свариваемые издели 5 и 6, а 7 - зазор между част ми сдвоенного электрода.

Предлагаемый способ контактной точечной сварки был реализован дл приварки дистанционирующей проволоки к ТВЭЛу.

В процессе опробывани были вы влены граничные параметры отношени величины зазора между част ми сдвоенного электрода и толщиной детали, контактирующей с ним. Также была вы влена зависимость между величиной регулируемого сопротивлени и величиной суммарного сопротивлени свариваемых деталей на участке верхний электрод - нижний электрод .

Экспериментально установлено, что при величине зазора между част ми сдвоенного электрода, превышающей толщину верхней детали, наблюдаетс недостаточный прогрев верхней детали и смещение дра в сторону нижней детали, а при величине зазора меньше 0,5 s детали наблюдали перегрев верхней детали и смещение литого дра в верхнюю деталь вплоть до полного отсутстви дра по линии раздела вследствие значительного шунтировани тока через верхнюю деталь. Эти влени наблюдаютс при условии, что сопротивление цепи дополнительного электрода находитс в пределах 1,0 - 2,5 суммарного сопротивлени свариваемых деталей на участке нижний электрод - верхний электрод .

При уменьшении указанного сопротивлени происходит перегрев верхней детали без образовани или уменьшени диаметра литого дра и деформации верхней детали больше допустимого значени , при увеличении - перегрев нижней детали, отсутствие литого дра, а при дальнейшем увеличении - разгерметизаци ТВЭЛа.

Предлагаемый способ контактной точечной сварки был реализован на сварочной установке МТМИ-2 дл приварки дистанци- онирущей проволоки диаметром 1,05 мм к загерметизированному ТВЭЛу с толщиной оболочки 0,4 мм без нарушени его герметичности .

Сварочна установка МТМИ-2 представл ет собой сварочную машину мощностью 50 кВА, имеющую трехфазный трансформатор и шкаф управлени , обеспечивающий шестиимпульсный режим сварки .

Сварку проводили по схеме, представленной на чертеже. Дл предотвращени деформации оболочки вследствие прилага емого сварочного усили зона сварки распо- лагалась над частью заглушки, наход щейс внутри оболочки.

ТВЭЛ с дистанционирующей проволокой помещали в приспособление, обеспечивающее предлагаемый способ сварки. К детал м прикладывалось посто нное усилие сварки Р 160 кг.

Сварочный ток пропускали четырьм импульсами продолжительностью 0,06 с

каждый. При этом пауза между импульсами составл ла 0,06 с.

Углы включени контактора дл каждого импульса задавали при помощи системы 5 управлени машины МТМИ-2, которые составл ли 70, 80, 85 и 95° соответственно. При этом первичные обмотки сварочного трансформатора были соединены в симметричную звезду.

0 Первые два импульса сварочного тока разогревали свариваемые детали и обеспечивали стабильный контакт между детал ми , а последующие два импульса формировали непосредственно сварное со5 единение.

Дл выравнивани плоскости теплового равновеси с плоскостью контакта деталь - деталь величину зазора между част ми сдвоенного электрода вычисл ли из соотно0 шени Sa/Sg (0,5 - 1,0) и устанавливали равной 0,8 мм.

Кроме того, измер ли сопротивление свариваемых деталей между верхним и нижним электродами сварочной машины с за5 жатыми свариваемыми детал ми при разомкнутом вторичном контуре машины микроомметром Ф 415, вычисл ли величину регулируемого сопротивлени из соотношени Rc (1 - 2,5)R3-3 и устанавливали это

0 сопротивление равным 600 мкОм.

Использование предлагаемого способа позволило получить сварное соединение разнотолщинных деталей - оболочки и проволоки . При этом формирование сварного

5 соединени происходит по линии раздела деталь - деталь с образованием литого дра .

Использование предлагаемого способа контактной точечной сварки позвол ет по0 высить качество сварного соединени дистанционирующей проволоки с оболочкой, устранить выплески при сварке, автоматизировать процесс изготовлени ТВЭЛа с меньшими трудозатратами, сваривать раз5 личные по толщине цилиндрические детали, пересекающиес под любым заданным углом друг к другу, с образованием качественного сварного соединени .

Ожидаемый технико-экономический эф0 фект - 10 тыс. руб.

Claims

Формула изобретени Способ контактной точечной сварки разнотолщинных деталей, при котором детали устанавливают под заданным углом од5 на к другой; зажимают между электродами, один из которых сдвоенный и соединен с другим электродом через регулируемое сопротивление , соедин ют электроды с источ- ником сварочного тока и сваривают несколькими импульсами, мощность которых увеличивают от импульса к импульсу, о jr ли чающийс тем, что, с целью повышени качества сварного соединени путем обеспечени равномерного нагрева места контакта деталей, устранени выплесков и формировани стабильного контакта между ними, перед сваркой сдвоенный электрод располагают со стороны более толстой детали, и устанавливают величину зазора между част ми электрода в зависи0

мости от толщины более толстой детали, исход из следующего соотношени Sa/Sg (0,5 - 1,0), где sa - величина зазора, мм. sg - толщина более толстой детали, мм, а величину Rc регулируемого сопротивлени уста- навливают в зависимости от R9 j сопротивлени между электродами с зажатыми свариваемыми детал ми, исход из следующего услови : Rc (1 - 2,5)R3.