UA127384C2 - Спосіб зварювання для виготовлення збірної конструкції, збірна конструкція і застосування збірної конструкції - Google Patents

Abstract

Винахід стосується способу виготовлення збірної конструкції з щонайменше двох металічних підкладок, з’єднаних з використанням контактного точкового зварювання через щонайменше один стик, утворений з використанням контактного точкового зварювання, при цьому такий спосіб включає дві стадії. Також винахід стосується збірної конструкції, одержаної відповідно за цим способом, і використання цієї збірної конструкції для виготовлення механічного транспортного засобу. 1

Description

Винахід стосується способу виготовлення збірної конструкції з щонайменше двох металічних підкладок і збірної конструкції. Винахід є особливо добре придатним для використання у виготовленні механічних транспортних засобів.

Як це відомо, з урахуванням економії маси транспортних засобів використовують високоміцні листові сталі для досягнення одержання полегшених за масою кузовів транспортних засобів і покращення безпеки при зіткненні. Для зменшення маси транспортних засобів також в значній мірі використовують зміцнені деталі. Дійсно, границя міцності на розтяг для цих сталей становить як мінімум 1200 МпПа і може доходити аж до 2500 МПа. На зміцнені деталі може бути нанесене покриття на алюмінієвій основі або на цинковій основі, яке володіє хорошою антикорозійною стійкістю і термічними властивостями.

Зазвичай спосіб виготовлення зміцненої деталі з нанесеним покриттям включає такі стадії:

А) одержання листової сталі з наперед нанесеним покриттям, яке є звичайним покриттям на основі алюмінію або цинку,

В) різання листової сталі з нанесеним покриттям для одержання заготовки,

С) термічну обробку заготовки при високій температурі для одержання в сталі повністю аустенітної мікроструктури, р) перенесення заготовки у пресовий штамп,

Е) термоформування заготовки для одержання деталі,

Е) охолодження деталі, одержаної на стадії Е), для одержання в сталі мікроструктури, яка є мартенситною або мартенситно-бейнітною або утвореною з щонайменше 75 95 рівновісьного фериту, від 5 до 20 95 мартенситу і бейніту у кількості, меншій або рівній 10 95.

Далі в загальному випадку слідує зварювання двох зміцнених деталей з нанесеними покриттями або однієї зміцненої деталі з нанесеним покриттям із ще однією металічною підкладкою. Зварювання зміцнених деталей з нанесеним покриттям на алюмінієвій або цинковій основі є дуже важкоздійсненним внаслідок наявності твердого і товстого покриття.

У патентній заявці ЕР 3020499 розкривається спосіб контактного точкового зварювання опором, який включає: технологічний процес пульсації, який полягає в затисканні листової збірної конструкції з двох і більше перекриваних листових сталей, яка включає щонайменше одну листову сталь, яка характеризується високою границею міцності на розтяг, з використанням пари зварювальних електродів, які приєднуються до джерела живлення для контактного точкового зварювання, використовують спосіб постійного струму від інвертора, і реалізації множини повторень пропускання струму і припинення пропускання струму при одночасному стисканні листових сталей з використанням зварювальних електродів; і технологічний процес безперервного пропускання струму, при якому після технологічного процесу пульсації струм пропускають безперервно протягом більш тривалого періоду часу, ніж час пропускання максимального струму в ході технологічного процесу пульсації при одночасному стисканні листових сталей з використанням зварювальних електродів.

Однак, цей спосіб призначений лише для гарячештампованих листових сталей з нанесеними звичайними покриттями на цинковій основі і покриттям на алюмінієвій основі.

Дійсно, у прикладах цей спосіб випробовували стосовно гарячештампованих листових сталей з нанесеними алюмінієвими покриттями, відповідних 1500 МПа, гарячештампованої листової сталі з відпаленим покриттям, нанесеним в результаті гарячого цинкування, марки, що відповідає 1500 МПа, і гарячештампованої листової сталі з нанесеним покриттям з АЇ, підданих обробці скоринкою з 7пО, марки, що відповідає 1500 МПа. В цю патентну заявку не включаються конкретні покриття на основі алюмінію або цинку, які містять інші елементи.

У патентній заявці ЕР 3085485 розкривається спосіб контактного точкового зварювання опором, який полягає в зварюванні множини листових сталей, який включає накладену листову сталь, яка характеризується високою границею міцності на розтяг, причому при згаданому способі контактного точкового зварювання опором система провідності являє собою пульсуючу провідність, яка використовує джерело живлення для зварювання постійного струму від інвертора, і в множині імпульсів струму, які формують імпульсну провідність, при відповідних імпульсах струму, які змінним чином контролюють час провідності, інтервали між імпульсами струму, які визначаються як час відсутності провідності, і зварювальні струми, підводяться з використанням імпульсів струму.

Однак, цей спосіб призначений для гарячештампованих листових сталей, які містять на своїй поверхні твердий розчин з інтерметалічних з'єднань і заліза в результаті проходження реакції легування між звичайним покриттям на цинковій основі (2п в чистому вигляді, 2п-Ее, 2п-

Мі, 2п-АЇ, 2п-Мо, 2п-Ма-АЇ! тощо) або звичайного покриття на алюмінієвій основі (АІ-5і тощо) і бо сталлю матеріалу основи. Ці поверхні формуються оксидним шаром, в основному утвореному з цинку або алюмінію. Крім того, іноді поверхня покриття, в основному утвореного з інтерметалічних сполук заліза і алюмінію, формується плівкою, в основному утвореною з оксиду цинку. У прикладах цей спосіб випробовували стосовно гарячештампованих листових сталей з нанесеним легованим алюмінієвим покриттям, яке містить 9 95 (мас.) 5і і Ге і дуже маленьку кількість 2п, і гарячештампованих листових сталей з відпаленим покриттям, нанесеним в результаті гарячого цинкування. Зазвичай чистий оксидний шар цих покриттів має товщину в діапазоні між 10 і 100 нм. При осадженні тонкого шару 2пО на зміцненій деталі з нанесеним покриттям на алюмінієвій основі до аустенізації відбувається сплавлення 7пО і покриття на алюмінієвій основі. Внаслідок осадження на покриття на алюмінієвій основі дуже тонкого шару 4пО чистий оксид, в основному утворений з алюмінію, є все ще дуже тонким після аустенізації, тобто, відповідає діапазону 10-100 нм, що призводить до легкого проведення зварювання. До цієї патентної заявки не включаються конкретні покриття на основі алюмінію або цинку, які містять інші елементи.

У патентній заявці ЗВ 2468011 розкривається спосіб підведення струму для зварювання опором пластинчастої збірної конструкції, в якому матеріал щонайменше однієї пластини є матеріалом, що характеризується високою границею міцності на розтяг, при цьому спосіб включає: першу стадію, яка полягає в безперервному наданні першого амперного навантаження величиною, яка розм'якшує поверхню розташування з'єднання матеріалу, який характеризується високою границею міцності на розтяг, протягом першої наперед визначеної тривалості часу; другу стадію після проходження першої наперед визначеної тривалості часу, яка полягає в перемиканні величини живлення енергією від першого амперного навантаження до другого амперного навантаження, що призводить до зростання ядра зварної точки в місці розташування з'єднання; і третю стадію, яка полягає в безперервному наданні другого амперного навантаження протягом другої наперед визначеної тривалості часу.

Цей спосіб призначений для матеріалу, який характеризується високою границею міцності на розтяг, або гарячештампованого матеріалу. На гарячештампований матеріал може бути

Зо нанесене покриття шару металізації. Однак, природа шару металізації не вказується. На додаток до цього, на першій стадії прикладають низьке амперне навантаження для розм'якшення поверхні розташування з'єднання, а на другій стадії прикладають високе амперне навантаження для стимулювання зростання ядра зварної точки у місці розташування з'єднання матеріалів, які характеризуються високою границею міцності на розтяг. Проте, низьке амперне навантаження на першій стадії є недостатнім для зварювання конкретних гарячештампованих деталей з нанесеними покриттями, якщо покриття містять елементи, відмінні від цинку або алюмінію.

Нещодавно для термоформованних листових сталей були розроблені нові покриття. У патентній заявці М/О 2017017521 розкривається фосфатована зміцнена деталь з нанесеним легованим покриттям, яке містить від 0,4 до 20,0 95 (мас.) цинку, від 1,0 до 3,5 95 (мас.) кремнію, необов'язково від 1,0 до 4,0 95 (мас.) магнію, в якому відношення 2п/5і знаходиться в діапазоні між 3,2 і 8,0. У патентній заявці УМО2017/017514 розкривається зміцнена деталь з нанесеним легованим покриттям, яке містить від 2,0 до 24,0 95 (мас.) цинку, від 1,1 до 7,0 95 (мас.) кремнію і необов'язково від 1,1 до 8,0 95 (мас.) магнію, при цьому решта являє собою алюміній, в якому відношення АЇ/2п становить більш, ніж 2,9 для покращення стійкості до рідиннометалічного окрихчування (РМО). У патентній заявці УМО 2017/017513 розкривається листова сталь з нанесеним жертовним покриттям, яке містить від 2,0 до 24 95 (мас.) цинку, від 7,1 до 12,0 95 кремнію, необов'язково від 1,1 до 8,0 95 (мас.) магнію, при цьому решта являє собою алюміній, в якому відношення АЇ/2п становить більш, ніж 2,9, і зміцнена деталь з нанесеним жертовним покриттям, одержана після здійснення способу загартування під пресом. Ці конкретні покриття мають чистий оксидний шар мікрометричної товщини. Внаслідок товщини і твердості чистого оксидного шару ці покриття є дуже складно зварювальними.

Тим не менш, не було розроблено жодного способу зварювання цих конкретних зміцнених деталей з нанесеними покриттями.

Отже, мета цього винаходу полягає в пропозиції простого у втіленні способу зварювання для виготовлення зміцнених деталей з нанесеними конкретними нещодавно розробленими покриттями на основі алюмінію або цинку. Зокрема, для виробничих технологічних ліній ця мета полягає в одержанні границь регулювання зварювального струму для таких конкретних зміцнених деталей з нанесеними покриттями, який дорівнює або перевищує 1 кА.

Досягнення цієї мети домагаються в результаті пропозиції способу зварювання для виготовлення цієї збірної конструкції, відповідного п. 1 формули винаходу. Спосіб зварювання також може включати характеристики з пп. 2-10 формули винаходу.

Досягнення ще однієї мети домагаються в результаті пропозиції збірної конструкції, що відповідає п. 11 формули винаходу. Збірна конструкція також може включати будь-які характеристики з пп. 12-20 формули винаходу.

На закінчення, також досягнення ще однієї мети домагаються в результаті пропозиції використання збірної конструкції, що відповідає п. 21 формули винаходу.

На підставі подальшого докладного опису винаходу очевидними стануть і інші характеристики і переваги винаходу.

Для ілюстрування винаходу будуть описуватися різні варіанти здійснення і пробні зразки з необмежувальних прикладів, зокрема, при зверненні до наступних фігур:

Фіг. 1 ілюструє один варіант здійснення, відповідний цьому винаходу;

Фіг. 2-5 ілюструють приклади циклу контактного точкового зварювання, відповідні цьому винаходу.

На підставі подальшого докладного опису винаходу стануть очевидними і інші характеристики і переваги винаходу.

Термін "зміцнена сталева деталь" має на увазі гарячеформовану або гарячештамповану листову сталь, яка характеризується границею міцності на розтяг, яка доходить аж до 2500

МПа, а більш переважно аж до 2000 МПа. Наприклад, границя міцності на розтяг є більшою або рівною 500 МПа, у вигідному випадку більшою або рівною 1200 МПа, переважно більшою або рівною 1500 МПа.

Винахід відноситься до способу зварювання для виготовлення збірної конструкції, який включає наступні далі стадії:

А. одержання щонайменше двох металічних підкладок, в якому перша металічна підкладка являє собою зміцнену сталеву деталь з нанесеним: легованим покриттям, яке містить цинк, кремній, необов'язково магній, при цьому решта являє собою алюміній, і яке має безпосередньо поверх себе чистий оксидний шар, що містить 7п0О і необов'язково МаО,

Зо В. прикладання циклу контактного точкового зварювання з використанням машини для контактного точкового зварювання, яка має зварювальні електроди і джерело живлення для контактного точкового зварювання, яка використовує постійний струм від інвертора, через щонайменше дві металічні підкладки зі стадії А), при цьому згаданий цикл контактного точкового зварювання включає такі підетапи: і. одна пульсація, що характеризується струмом пульсації (Ср), підведеним через зазначені щонайменше дві металічні підкладки, з'єднані один з одною з використанням зварювальних електродів, приєднаних до джерела живлення для контактного точкового зварювання, і безпосередньо після цього іі. стадія зварювання, яка характеризується зварювальним струмом (См) через щонайменше дві металічні підкладки, і в якому зварювальне зусилля під час циклу контактного точкового зварювання знаходиться в діапазоні між 50 і 350 дан, струм Ср відрізняється від струму См, і тривалість часу пульсації є меншою, ніж тривалість часу зварювання.

Як це можна собі уявити без бажання пов'язувати себе будь-якою теорією, відповідний цьому винаходу спосіб зварювання, здійснюваний стосовно двох металічних підкладок, які включають щонайменше зміцнену сталеву деталь з нанесеним конкретним покриттям, яке містить цинк, кремній, необов'язково магній, при цьому решта являє собою алюміній, що забезпечує можливість досягнення границь регулювання зварювального струму, рівних або більших 1 кА, і зменшення розбризкування покриття на поверхні збірної конструкції. Дійсно, як це можна собі уявити, 7пО і необов'язково Мо9О природним чином присутні на поверхні зміцненої сталевої деталі внаслідок окиснення зміцненої сталі під впливом повітря. Можна вважати, що пульсація розриває щонайменше частину оксидного шару з 2пО і необов'язково

МУО і/або легованого покриття, яке присутнє на зміцненій сталевій деталі з нанесеним покриттям, відкриваючи шлях зварювальному струму. На додаток до цього, як це можна собі уявити, відповідний цьому винаходу спосіб, який включає одну пульсацію, є легко впроваджуваним у промисловому масштабі. На закінчення, як це можна собі уявити, зварювальне зусилля знаходиться в діапазоні між 50 і 350 дан, що покращує зварювання, оскільки струм є більш локалізованим по центру електрода, що призводить до кращого витіснення легованого покриття і/або оксидного шару. Однак, якщо зварювальне зусилля бо знаходиться поза границями обсягу цього винаходу, тобто, більше ніж 350 дан, має місце ризик того, що на поверхні розділу між щонайменше двома металічними підкладками ядро зварної точки не сформується, оскільки струм поширюється на більшій поверхні зміцнених деталей з нанесеним покриттям.

Як це проілюстровано на Фіг. 1, використовують машину для контактного точкового зварювання (не показана), яка включає зварювальні електроди 1, 1" і джерело живлення для контактного точкового зварювання 2. В цьому прикладі електроди допускають з'єднання двох зміцнених сталевих деталей 3, 3' з нанесеним покриттям, відповідним винаходу 4, 4", 4". Під час зварювання між двома зміцненими сталевими деталями в результаті дифундування формується ядро зварної точки 5. Ядро зварної точки являє собою сплав залишкових покриттів і сталевих деталей. Як це можна вважати, завдяки циклу контактного точкового зварювання, відповідному цьому винаходу, в ядрі зварної точки видаляється щонайменше частина покриття.

Крім цього, як це можна вважати, поверх утвореного з використанням контактного точкового зварювання стику 6, 6' відсутня щонайменше частина чистого оксидного шару і/або легованого покриття. Дійсно, як це можна собі уявити щонайменше одна пульсація розриває чистий оксидний шар і починає зварювання між двома зміцненими сталевими деталями з нанесеними покриттями в результаті розплавлення і видалення покриттів поверх утвореного з використанням контактного точкового зварювання стику і в ядрі зварної точки. Тобто, струм може протікати через дві зміцнені сталеві деталі, що забезпечує можливість покращення зварювання. На закінчення, як це можна собі уявити, між щонайменше однією пульсацією і стадією зварювання не потрібно будь-якого охолодження. Дійсно, у випадку проведення охолодження між цими стадіями має місце ризик того, що формування ядра зварної точки між двома зміцненими зварними деталями припиниться, оскільки сталеві деталі починають тверднути. Навпаки, як це можна собі уявити, у разі не проведення будь-якого охолодження сталеві деталі залишаються в рідкій формі і легко можуть бути з'єднані одна з одною.

Переважно на стадії В.ї) струм пульсації (Ср) знаходиться в діапазоні між 0,1 ї 30 кА, переважно між 0,1 і 20 кА, більш переважно між 8,0 і 20 кА, а у вигідному випадку між 8,0 і 15 кА.

У вигідному випадку, на стадії В.ї) тривалість часу пульсації знаходиться в діапазоні від 5 до 60 мс, переважно від 4 до 30 мс.

Переважно на стадії В.її) зварювальний струм (См/) знаходиться в діапазоні між 0,1 ї 30 кА, переважно між 0,1 і 20 кА, більш переважно між 0,1 і 10, а у вигідному випадку між 1 і 7, 5 кА.

У вигідному випадку, на стадії В.іїї) тривалість часу зварювання знаходиться в діапазоні від 150 до 500 мс, а більш переважно, від 250 до 400 мс.

В одному переважному варіанті здійснення струм Ср є меншим, ніж струм См.

У ще одному переважному варіанті здійснення струм Ср є більшим, ніж струм См/. Дійсно, як це встановили автори без бажання пов'язувати себе будь-якою теорією, при величині Ср, більшій, ніж См, границі регулювання зварювального струму додатково покращуються.

Переважно зварювальне зусилля в ході циклу контактного точкового зварювання знаходиться в діапазоні між 100 дан і 250 дан, більш переважно між 150 і 250 дан.

Переважно частота зварювального струму знаходиться в діапазоні між 500 і 5000 Гц, більш переважно між 500 і 3000 Гц і, наприклад, між 800 ї 1200 Гц.

Переважно стадія зварювання В.її) включає множину імпульсів, при цьому за щонайменше однією пульсацією В.ї безпосередньо слідує перший імпульс стадії зварювання. В цьому випадку між пульсацією і першим імпульсом відсутнє будь-яке охолодження. За першим імпульсом слідують один або кілька імпульсів, при цьому між кожними послідовними імпульсами має місце тривалість часу розриву. Переважно тривалість часу розриву знаходиться в діапазоні від 20 до 80 мс, а переважно від 30 до 60 мс.

Цикл контактного точкового зварювання, відповідний цьому винаходу, може характеризуватися різним профілем. На Фіг. 2 проілюстрований один переважний варіант здійснення, в якому цикл контактного точкового зварювання 21 характеризується прямокутним профілем, який включає прямокутний пік пульсації 22 і прямокутний пік зварювання 23. На Фіг. З проілюстрований ще один переважний варіант здійснення, в якому цикл контактного точкового зварювання 31 характеризується параболічним профілем, який включає параболічний пік пульсації 32 і параболічний пік зварювання 33. На Фіг. 4 проілюстрований ще один переважний варіант здійснення, в якому цикл контактного точкового зварювання 41 характеризується трикутним профілем, який включає трикутний пік пульсації 42 і трикутний пік зварювання 43.

Відповідно з іншими варіантами здійснення цикл контактного точкового зварювання характеризується параболічним і прямокутним профілем, який включає параболічний пік пульсації і прямокутний пік зварювання, або трикутним і прямокутним профілем, який включає трикутний пік пульсації і прямокутний пік зварювання.

На Фіг. 5 проілюстрований один переважний варіант здійснення, в якому цикл контактного точкового зварювання включає одну пульсацію В.ї, за якою безпосередньо слідує перший імпульс стадії зварювання. В цьому прикладі цикл контактного точкового зварювання 51 характеризується прямокутним профілем, який включає прямокутний пік пульсації 52 і три прямокутних піки зварювання 53, 53", 53".

Винахід також відноситься до збірної конструкції із щонайменше двох металічних підкладок, зварних з використанням контактного точкового зварювання одна з одною через щонайменше один, утворений з використанням контактного точкового зварювання стик, який одержується з використанням способу, відповідного цьому винаходу, при цьому згадана збірна конструкція включає: першу металічну підкладку, яка являє собою зміцнену сталеву деталь з нанесеним: легованим покриттям, яке містить цинк, кремній, необов'язково магній, при цьому решта являє собою алюміній, і яке має безпосередньо поверх себе чистий оксидний шар, що містить 2п0О і необов'язково МОО, згаданий утворений з використанням контактного точкового зварювання стик, який включає ядро зварної точки, і при цьому згаданий стик, утворений з використанням контактного точкового зварювання, є таким, що поверх нього відсутня щонайменше частина чистого оксидного шару і/або легованого покриття.

Як це можна собі уявити без бажання пов'язувати себе будь-якою теорією, при включенні в збірну конструкцію вищезгаданого конкретного покриття на зміцненій деталі, зварній з використанням способу зварювання, відповідного цьому винаходу, границі регулювання зварювального струму є рівними або більшими 1 кА. Дійсно, як це можна собі уявити, незважаючи на товщину чистого оксидного шару, більшу, ніж товщина покриттів попереднього рівня техніки, спосіб зварювання, відповідний цьому винаходу, забезпечує розривання чистого оксидного шару і видалення щонайменше частини чистого оксидного шару і/або легованого покриття, що забезпечує можливість досягнення хорошої зварюваності збірної конструкції.

Переважно леговане покриття зміцненої сталевої деталі містить від 0,1 до 40,0 95 (мас.) цинку, більш переважно від 0,1 до 20,0 95 (мас.) цинку, а у вигідному випадку від 5,0 до 14 95 (мас.) цинку і, наприклад, від 7,0 до 12,0 95 (мабс.).

Переважно леговане покриття зміцненої сталевої деталі містить від 0,1 до 20,0 95 (мас.) кремнію, більш переважно від 0,1 до 12,0 95 (мас.) кремнію, а у вигідному випадку від 0,1 до 6,

О 95 (мас.) кремнію і, наприклад, від 2,0 до 6,0 95 (мас.) кремнію.

Переважно леговане покриття зміцненої сталевої деталі містить від 0,1 до 20,0 95 (мас.) магнію, від 0,1 до 10,0 95 (мас.) магнію, переважно від 0,1 до 4,0 95 (мас.) магнію.

Необов'язково покриття містить додаткові елементи, які обираються з числа 5г, 56, РБ, Ті,

Са, Мп, 5п, Га, Се, Ст, 7г або Ві, при цьому рівень масового вмісту кожного додаткового елемента менше 0,3 95 (мас.), і необов'язково залишкові елементи від підживлення зливків або від проходження сталевої підкладки плавильною ванною, яка містить залізо. Наприклад, кількість заліза доходить аж до 5 95 (мабс.).

В одному переважному варіанті здійснення друга металічна підкладка є сталевою підкладкою або алюмінієвою підкладкою. Переважно друга сталева підкладка є зміцненою сталевою деталлю, відповідною цьому винаходу.

У ще одному переважному варіанті здійснення збірна конструкція включає третю металічну листову підкладку, яка є сталевою підкладкою або алюмінієвою підкладкою. В цьому випадку присутні два або кілька стиків, утворених з використанням контактного точкового зварювання.

На закінчення, винахід відноситься до використання збірної конструкції, яка відповідає цьому винаходу, для виготовлення механічного транспортного засобу.

Тепер винахід буде пояснений на пробних зразках, реалізованих лише для інформації. Вони не є обмежувальними.

Приклади

Приклад 1. Випробування на гомогенне зварювання

На пробні зразки від 1 до 18, які являють собою листові сталі ОвірогФ 1500, в результаті занурення в розплав наносили покриття, яке містить З 905 (мас.) кремнію, 2 95 (мас.) магнію, 12 95 (мас.) цинку, при цьому решта являє собою алюміній. На пробний зразок 19, який являє собою листові сталі Овірогю 1500, в результаті занурення в розплав наносили покриття, яке містить

З 96 (мас.) кремнію, 2 95 (мас.) магнію, 1095 (мас.) цинку, при цьому решта являє собою алюміній. Після цього листові сталі піддавали загартуванню під пресом при температурі аустенізації в діапазоні між 880 і 9502 протягом 3-7 хв.

Потім для кожного пробного зразка зварювали одна з одною дві ідентичні деталі, піддані бо загартуванню під пресом.

Границі регулювання зварювального струму визначали відповідно до нормативу ЗЕР 1220- 2. Випробування на зварювання починалося від З кА, і на кожні дві зварні точки для контактного точкового зварювання робили збільшення на 0,2 кА. При виникненні при одному і тому самому рівні струму двох послідовних розбризкувань встановлювали граничну величину розбризкування. При досягненні граничної величини для розбризкування зварювальний струм зменшували з кроком в 0,1 кА до одержання трьох послідовних зварних зразків при одному і тому самому рівні струму за відсутності витискання. Цей рівень струму визначається як верхня гранична величина при зварюванні для діапазону струму: Ітах.

Після цього встановлювали нижню граничну величину Ітіп. Пошук величини Ітіп проводили з використанням критеріїв 4, де ї є товщиною листа. Цей критерій визначає величину мінімального прийнятного діаметра, яка гарантувала якість і міцність зварної точки. Для підтвердження одержували п'ять послідовних зварних зразків при кращому діаметрі зварювання, ніж мінімальний діаметр зварювання.

Для пробних зразків від 1 до 12 і від 17 до 19 цикл зварювання включає необов'язково одну пульсацію, яка характеризується струмом пульсації Ср, і одну стадію зварювання, яка характеризується струмом зварювання См, визначеним за значеннями Ітіп і Ітах відповідно до нормативу 5ЕР 1220-2. Для пробних зразків від 13 до 16 цикл зварювання включає одну пульсацію, яка характеризується струмом пульсації Ср, і три або чотири стадії зварювання, які характеризуються струмом зварювання См/, визначеним за значеннями Ітійп і Ітах відповідно до нормативу 5ЕР 1220-2, при цьому між кожними стадіями зварювання проводять тимчасову зупинку.

Частота становила 1000 Гу. Одержані величини Ітіп, Ітах і границі регулювання зварювального струму представлені в наступній таблиці 1.

Таблиця 1

Аустенізаційна п : З Грани й бробка ульсація варювальні! р й

Проб| /ПРО- шо регул ні центного Зварюваль Кількість Три- зу- юван зразк вмісту Температу Ча|не зусилля - 0. Триваліс| Стру стадій валість | пинка : ня

Й цинку в ра с (дан) Кількісті ть М зва- (мс) (мо) Ітіп | Ітах | звар покритті о (хв ь рювання (КА) | (кА) | ювал (95 (мас.)) Со) ) (мс) (кА) ьнОго струм

У (КА) 17, 712 | 880 15| 200 | 1 | 20 |ло! 1 | зю | - /445| 586| 14 2 | 12 | 880 151 450 | 1 | 20 |! 1 | зю | - /4451 5081 063) 3 | 712 | 880 Щ|8| 200 | 1 | го |лої| 1 | зю | - /445| 546 | 1,01 4| 12 | 880 18| 450 | 1 | 20 |ло! 1 | зю | - /445| 4851 04 51 12 | 900 |5| 200 | 0 | - |-/ 1 | - | - 1 - | - | о 6 | 12 | 900 151 450 | 0 | - | -Ї 1 | - | - 71 -ї! - | о 77 712 1 98900 Щ|5| 200 | 1 | 20 |лої 1 | з | - 225 546 | 1.21 8 12 | 900 151 з00 | 1 | 20 |ло! 1 | зю | - /44| 54 | 1 9 | 12 | 900 151 450 | 1 | 20 |! 1 | зю | - /425| 5061081 ло, 12 | 900 |5| 600 | 1 | го |ло| 1 | зю | - /46| 5 | 04 11, 712 | 900 15 800 | 1 | 2г0о |! 1 | - | - 71 -! - | о 712, 12 | 900 Щ|5| 7000 | 1 | го |лої 1 | - | - 1 - | - | о 13 | 12 | 900 151 450 | 1 | 80 |л0| з | 160 | 40 56 61 | так/ 14, 12 | 900 15| 450 | 1 | 120 | ло з | 160 | 40 49 54 | так/ 7151 712 | 900 Щ|5| 450 | 1 | 160 | ло з | 160 | 40 / 45) 46 | так 16| 12 | 900 151 450 | 1 | 160 | ло 4 | 160 | «ю | - | - | 0 177, 712 1 98900 Щ|7| 200 | 1 | го |ло| 1 | зю | - | 44|5и|101 18, 12 | 900 17| 450 | 1 | 20 |! 1 | зю | - 462 523| 03 гл5и7| ло | 900 |5| 200 | 1 | го |ло| 1 | зю | - | 4 | 52 | 12 х: відповідні цьому винаходу

Пробні зразки 5, 6, 11, 12 і 16 були незварювальними, тобто, не досягалися критерії за Ітіп і

Ітах, визначені в нормативі 5ЕР 1220-2. Пробні зразки, відповідні цьому винаходу, характеризуються границями регулювання зварювального струму, рівними або більшими 1 кА.

Приклад 2. Випробування на гетерогенне зварювання

Зо На листові сталі Овірогю 1500 в результаті занурення в розплав наносили покриття, яке містить З 95 (мас.) кремнію, 2 95 (мас.) магнію, 12 95 (мас.) цинку, при цьому решта являє собою алюміній. Після цього листові сталі піддавали загартуванню під пресом при температурі аустенізації 9002С протягом 5 хв. Їх зварювали зі сталлю марки ОРБбОО (С: 0,14 95 (мас.), Мп: 2,195 (мас.) і 5і: 0,495 (мас.)) з нанесеним цинковим покриттям. Границі регулювання зварювального струму визначали так само, як і у прикладі 1. Частота становила 1000 Гц.

Одержані величини Ітіп, Ітах і границі регулювання зварювального струму представлені в наступній таблиці 2.

Таблиця 2

Пульсація Границі

ІЗварювальне . струм регулюван

Пробні зусилля Тривалість ня зразки (дан) 2. Тривалість) Зупинка| Струм зварювання Ітіп | Ітах зварюваль

Кількість (мо) (ме) (кА) (мс) (кА) (кА) ного струму (кА) 20, 200 | 1 1 20 | - | ло | з40 |48| 66 78 21 | з00 | 1 1 20 | - | ло | з |52| 64 72 22 | 800 | 1 1 20 | - | ло! - | -!- 1 о х: відповідні цьому винаходу

Пробний зразок 22 був не зварювальним. Пробні зразки, відповідні цьому винаходу, характеризуються границями регулювання зварювального струму, рівними або більшими 1 кА.

Приклад 3. Випробування на термін служби електродів

Термін служби електродів визначається як останній номер зварювальної точки на смужці для випробувань до досягнення більш, ніж двох зварювальних точок з восьми при менш, ніж визначеному мінімальному діаметрі зварювальної точки. Мінімальний діаметр зварювальної точки становив 4,7 мм.

Дві зміцнені сталеві деталі з нанесеними покриттями, одержані в якості пробного зразка 7, зварювали одна з одною з використанням відповідного цьому винаходу способу зварювання, який включає одну пульсацію і стадію зварювання. Струм пульсації становив 10 кА протягом 10 мс. Струм зварювання становив величину Ітах, визначену для пробного зразка 7 у прикладі 1.

З використанням електродів відносно двох зміцнених деталей з нанесеними покриттями реалізували множину зварних точок, утворених з використанням контактного точкового зварювання, і для кожної зварної точки, утвореної з використанням контактного точкового зварювання, вимірювали діаметр зварної точки. Результати представлені в наступній Таблиці 3.

Таблиця З

Кількість зварних точок, утворених з . . - Діаметр зварної точки зварювання т 60011115 х: відповідні цьому винаходу

Діаметр зварної точки завжди був більшим, ніж мінімальний діаметр зварної точки з використанням пробного зразка 7, відповідного цьому винаходу.

Claims (23)

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. Спосіб зварювання для виготовлення збірної конструкції, який включає такі стадії:

А) одержання щонайменше двох металічних підкладок (3, 3), причому перша металічна підкладка (3) є зміцненою сталевою деталлю, яка має леговане покриття (4), яке містить цинк, кремній, при цьому рештою є алюміній, і має безпосередньо поверх себе природний оксидний шар, який містить 2п0, В) здійснення циклу контактного точкового зварювання за допомогою машини для контактного точкового зварювання, яка містить зварювальні електроди (1, 1) і джерело живлення (2) для контактного точкового зварювання, яке подає постійний струм від інвертора через щонайменше дві металічні підкладки, одержані на стадії А), при цьому зазначений цикл контактного точкового зварювання (21, 31, 41, 51) включає такі підстадії: ї) одна пульсація (22, 32, 42, 52), яка характеризується струмом пульсації (Ср), підведеним через зазначені щонайменше дві металічні підкладки, з'єднані одна з одною, з використанням зварювальних електродів, приєднаних до джерела живлення для контактного точкового зварювання, і безпосередньо після цього і) підстадія зварювання (23, 33, 43, 53), яка характеризується зварювальним струмом (См/), який проходить через щонайменше дві металічні підкладки, при цьому зварювальне зусилля під час циклу контактного точкового зварювання знаходиться в діапазоні між 50 ї 350 дан, струм пульсації Ср відрізняється від зварювального струму См, а тривалість часу пульсації є меншою, ніж тривалість часу зварювання.

2. Спосіб за п. 1, в якому леговане покриття (4) додатково містить магній, а природний оксидний шар додатково містить МоО.

3. Спосіб за п. 1 або 2, в якому на підстадії В.ї) струм пульсації (Ср) знаходиться в діапазоні між 0,11 30,0 кА.

4. Спосіб за будь-яким з пп. 1-3, в якому на підстадії В.ї) тривалість часу пульсації знаходиться в діапазоні від 5 до 60 мс.

5. Спосіб за будь-яким з пп. 1-4, в якому на підстадії В.її) струм зварювання (См) знаходиться в діапазоні міжб,1 ї 30 кА.

б. Спосіб за будь-яким з пп. 1-5, в якому на підстадії В.її) тривалість часу зварювання знаходиться в діапазоні від 150 до 500 мс.

7. Спосіб за будь-яким з пп. 1-6, в якому зварювальне зусилля в ході циклу контактного точкового зварювання знаходиться в діапазоні від 100 до 250 дан.

8. Спосіб за п. 7, в якому значення Ср є меншим або більшим, ніж значення См.

9. Спосіб за будь-яким з пп. 1-8, в якому частота зварювального струму знаходиться в діапазоні 500-5000 Гц.

10. Спосіб за п. 9, в якому підстадія зварювання В.ії) включає множину імпульсів, при цьому за щонайменше однією пульсацією на підстадії В.ї) безпосередньо йде перший імпульс підстадії зварювання.

11. Спосіб за будь-яким з пп. 1-10, в якому профіль циклу контактного точкового зварювання (21, 31, 41, 51) вибирають з: - прямокутної форми, яка включає прямокутний пік пульсації (22) і прямокутний пік зварювання (23), - параболічної форми, яка включає параболічний пік пульсації (32) і параболічний пік зварювання (33), - трикутної форми, яка включає трикутний пік пульсації (42) і трикутний пік зварювання (43), - параболічного і прямокутного профілів, які включають параболічний пік пульсації і прямокутний пік зварювання, і - трикутного і прямокутного профілів, які включають трикутний пік пульсації і прямокутний пік зварювання.

12. Збірна конструкція з щонайменше двох металічних підкладок (3, 3), з'єднаних одна з одною за допомогою контактного точкового зварювання з утворенням щонайменше одного точкового зварного з'єднання, одержана способом за будь-яким з пп. 1-11, при цьому зазначена збірна конструкція містить: першу металічну підкладку (3), яка є зміцненою сталевою деталлю з нанесеним легованим покриттям (4), яке містить цинк, кремній, при цьому решту складає алюміній, і яке має безпосередньо поверх себе природний оксидний шар, що містить 2п0О, і щонайменше одне точкове зварне з'єднання, що одержано контактним точковим зварюванням і має ядро зварної точки (5); при цьому зазначене точкове зварне з'єднання є таким, що на його вершині (6) відсутня щонайменше частина природного оксидного шару і/або легованого покриття.

13. Збірна конструкція за п. 12, в якій леговане покриття (4) додатково містить магній, а 60 природний оксидний шар додатково містить МоО.

14. Збірна конструкція за п. 12 або 13, в якій леговане покриття зміцненої сталевої деталі містить від 0,1 до 40,0 95 (мас.) цинку.

15. Збірна конструкція за будь-яким з пп. 12-14, в якій леговане покриття зміцненої сталевої деталі містить від 0,1 до 20,0 95 (мас.) цинку.

16. Збірна конструкція за будь-яким з пп. 12-15, в якій леговане покриття зміцненої сталевої деталі містить від 0,1 до 20,0 95 (мас.) кремнію.

17. Збірна конструкція за п. 16, в якій леговане покриття зміцненої сталевої деталі містить від 0,1 до 15,0 95 (мас.) кремнію.

18. Збірна конструкція за будь-яким з пп. 12-17, в якій леговане покриття зміцненої сталевої деталі містить від 0,1 до 20,0 95 (мас.) магнію.

19. Збірна конструкція за п. 18, в якій леговане покриття зміцненої сталевої деталі містить від 0,1 до 10,0 95 (мас.) магнію.

20. Збірна конструкція за будь-яким з пп. 12-19, в якій друга металічна підкладка є сталевою підкладкою або алюмінієвою підкладкою.

21. Збірна конструкція за п. 20, в якій друга сталева підкладка є зміцненою сталевою деталлю, охарактеризованою у будь-якому з пп. 12-19.

22. Збірна конструкція за будь-яким з пп. 12-21, яка включає третю металічну листову підкладку, яка є сталевою підкладкою або алюмінієвою підкладкою.

23. Застосування збірної конструкції за будь-яким з пп. 12-22 або збірної конструкції, одержаної способом за будь-яким з пп. 1-11, для виготовлення механічного транспортного засобу. і з м ко нн нс г: / і ча а ЕЕ о . К с

«» . о тут Ки как ріг. 1