CC BY
35
Секция «Сварка летательньш аппаратов и родственнее технологии»
---------
А . - А 1 ■ !У3
_^ ;
1 \ V
1 1 1 1 1 \ 1 \
1 1 1 1 • А
Рис. 2. Зависимость диаметра ядра ¿я от величины зазора 5 при сварке деталей из сплава МА2-1: 1- 5 = 1+1 мм, 1СВ = 26,0 кА, ГСВ = 0.04 с, РСВ = 4,0 кН, Г = 30 мм, и = 10 мм;
2 - 5 = 2+2 мм, 1СВ = 34,5 кА, ГСВ = 0,08 с,
FСВ = 7,0 кН, Г = 50 мм, и = 13 мм;
3 - 5 = 3+3 мм, 1СВ = 42,0 кА, ГСВ = 0,14 с,
FСВ = 9,05 кН, Г = 70 мм, и = 15 мм
4 5, мм
0
1
2
3
¿я, ,
мм
8
6
4 2 0
первую очередь, при отсутствии регулирования параметров режима в процессе сварки, увеличение величины зазоров 5 при любых сочетаниях 5, Г, и и в исследуемом диапазоне их изменений всегда приводит к уменьшения размеров ядра вплоть до полного непровара (рис. 2).
При относительно небольшом увеличении зазора уменьшение диаметра идет монотонно, а после некоторого значения величины зазора и определенном сочетании толщины деталей и расстояния между точками размеры ядра резко уменьшаются. Высота ядра при увеличении зазора вначале уменьшается значительно быстрее его диаметра, при этом уменьшение ее от начальных значений до непровара идет монотонно.
На отклонение диаметра йя и высоты Ня ядра значимо влияет не только величина зазора 5, толщина деталей 5, шаг между точками Г и расстояние от кромки нахлестки до места сварки и, но и усилие сжатия электродов Так, с увеличением а также с
уменьшением Г и и отклонения ¿я, Ья при той же величине 5 увеличиваются. Кроме того, с уменьшением сопротивления пластической деформации металла или жесткости режима сварки отклонения йя, Ня, при той же величине 5, также увеличиваются.
Вывод. Установлено, что наличие зазоров между свариваемыми деталями при точечной сварке без корректирования параметров режима приводит к уменьшению размеров ядра вплоть до полго непровара и поэтому не может являться причиной образования выплесков.
Библиографические ссылки
1. Зайчик Л. В., Орлов Б. Д., Чулошников П. Л. Электросварка легких сплавов. М. : Машгиз. 1963. 219 с.
2. Пустыльник Е. И. Статистические методы анализа и обработки наблюдений. М. : Мир, 1975. 312 с.
© Шепетун В. В., Тимофеева Н. С., 2012
УДК 621.791.763
В. В. Шепетун, Н. С. Тимофеева Научный руководитель - С. Н. Козловский Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск
РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МЕРОПРИЯТИЙ ПОВЫШЕНИЯ СТАБИЛЬНОСТИ ПРОЦЕССА ТОЧЕЧНОЙ СВАРКИ ПРИ НАЛИЧИИ ЗАЗОРОВ
Определены сочетания величины зазора, толщины деталей и расстояния между точками, при которых диаметр ядра уменьшается на 5 % и 10 %, которые обычно допускаются в технологиях точечной сварки. Кроме того, разработан способ регулирования режима точечной сварки, который позволяет повысить стабильность диаметра ядра.
Общеизвестно, что непровары относятся к наиболее часто встречающимся и опасным дефектам точечных сварных соединений, трудно прогнозируемым и предотвращаемым, которые в наибольшей степени снижают качество соединений. Поэтому в данной работе рассмотрены основные технологические приемы, направленные на предупреждение их возникновения при различных технологиях точечной контактной сварки (ТКС).
Общей для любых условий КТС причиной образования непроваров, является уменьшение нагрева металла в зоне формирования соединения, его теплосо-
держания. Это является следствием либо уменьшения тепловыделения в зоне сварки, либо увеличения теп-лоотвода в электроды, либо комплексного воздействия того и другого факторов, при условии, что время сварки не изменяется, а следовательно стабилен отвод теплоты из зоны сварки [1].
В силу высокой надежности работы современных машин для ТКС отклонения параметров режима сварки причинами образования непроваров становятся относительно редко. Поэтому, одно из старейших мероприятий, направленных на предупреждение образования непроваров, которое заключается в повы-
Актуальные проблемы авиации и космонавтики. Технические науки
Fcв,r 1свг ¿Я, мм
кН 16
14
12 10
кА - 80
- 60
- 40
- 20
1СВ
йЯ
"6_о
йЯ тах йЯ ном йЯ тт
8 0 и 0
0 1 2 3 о, мм
Технология точечной контактной сварки с корректированием усилия сжатия электродов РСВ* и силы сварочного тока 1СВ пропорционально величине зазора 5. АМг6, 2 + 2 мм, ГСВ = 0,1 с (сплошными линиями показаны значения йЯ , 1СВ , и FСВ при сварке с корректированием режима, а штриховыми - йЯ, 1СВ и FСВ при сварке без корректирования режима
шении стабильности параметров режима сварки, хоть и не потеряло своей актуальности, но перестало быть одним из наиболее значимых.
Снижение тепловыделения в зоне сварки из-за увеличения усилия сжатия электродов Fcв встречается относительно редко. Чаще всего оно является следствием влияния факторов технологических, например, таких как искривление поверхностей деталей в месте сварки, которое происходит при их сжатии электродами, если между ними имеются зазоры.
Последние, как показывает практика ТКС, имеют место всегда. Поэтому величину зазоров следует регламентировать. Например, проведенными исследованиями установлены сочетания величины зазора, толщины деталей и расстояния между точками, при которых диаметр ядра уменьшается при сварке соединений «лист + лист» одинаковой жесткости в пределах 5... 10 %, обычно допускаемых при сварке, которые показаны в таблице.
Однако в практике точечной сварки изделий ответственного назначения, к которым предъявляются высокие требования по стабильности размеров соединений, часто встречаются случаи, например, сварки обечаек большого диаметра с набором, когда в процессе сборки и прихватки величину зазоров не удается уменьшить до значений, существенно влияющих на размеры ядра. В этом случае, для стабилизации размеров соединений необходимо применять специально разработанные технологические мероприятия, которые позволяют получать соединения заданных размеров и при величине зазоров большей, чем показано в таблице.
В частности, повышение стабильности диаметра ядра может быть достигнуто применением, разработанной в данной работе, технологии регулирования процесса ТКС. Сущность ее заключается в том, что до начала сварки каждой точки в месте сварки измеряют исходную величину зазора между деталями 5, а затем, до цикла сварки, силу сварочного тока 1СВ и усилие сжатия электродов Fcв, которые задают из условия получения номинального диаметра ядра йЯ ном при отсутствии зазора, т. е. при 5 = 0, корректируют. При этом скорректированные значения силы сварочного тока 1СВ и усилия сжатия электродов Fcв задают
пропорционально измеренной величине зазора 5 по зависимостям
^СВ к1р 1СВ
Р = к 8 Р
1 СВ «-2 и.1 св >
где к\ и к2 - коэффициенты, определяемые экспериментально.
Сочетания величины зазора, толщины деталей и расстояния между точками, при которых диаметр ядра уменьшается на 5 % (числитель) и 10 % (знаменатель)
Толщина Расстояние между точками, мм
деталей, 30 50 70 100 150 200
мм Величина зазора, мм
0,5. 1,5 1,25 15 22 45
2,75 4,0 4,5 8,75
1,5. 2,5 06 1,25 2,0 30
1,25 2,25 3,9 4,5
2,5. 3,5 08 12 2,0 20
1,2 2,25 2,9 3,5
Это позволяет увеличить тепловыделение в зоне формирования соединения и предупредить образование выплеска. Пример применения этого способа сварки показан на рис. 1. Как видно из примера, можно получать ядро заданных размеров даже при величине зазора 5 = 3 мм, которая при сварке без корректирования параметров режима приводит к непровару. Применение данного способа сварки позволяет существенно повысить качество соединений при сварке изделий, у которых трудно гарантировать стабильность величины зазора и ее соответствие пределам допусков.
В связи с тем, что операции измерения зазора вручную (щупом) весьма трудоемки и требуют обязательного доступа к месту сварки, что в практике сварки не всегда может быть обеспечено, эту операцию, а также операции корректирования режима, рационально выполнять в автоматическом режиме.
Библиографическая ссылка
1. Технология и оборудование контактной сварки /Б. Д. Орлов, Ю. В. Дмитриев, А. А. Чакалев и др. М. : Машиностроение, 1986. 352 с.
© Шепетун В. В., Тимофеева Н. С., 2012
6
