ITTO940694A1

ITTO940694A1 - Procedimento per il trattamento successivo di una giunzione saldata per punti.

Info

Publication number: ITTO940694A1
Application number: IT94TO000694A
Authority: IT
Inventors: Atsushi Amataka; Bumei Yokota
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1993-09-01
Filing date: 1994-08-31
Publication date: 1996-03-02
Also published as: JP3320515B2; ITTO940694A0; FR2709436A1; IT1266745B1; JPH0768388A; FR2709436B1; ES2096522B1; ES2096522A1

Abstract

Un procedimento per il trattamento successivo di una giunzione saldata per punti comprende un procedimento di addolcimento in cui la zona influenzata dal calore del pezzo saldato per punti viene riscaldata mediante calore Joule adducendo una corrente attraverso elettrodi a punta. Il procedimento di addolcimento ripete alternativamente e periodicamente cicli di adduzione della corrente e cicli di interruzione dell'adduzione di corrente.La zona influenzata dal calore può venire facilmente riscaldata alla temperatura voluta ripetendo i cicli di adduzione della corrente e i cicli di interruzione di adduzione della corrente, e la corrente immessa e il tempo di adduzione della corrente non devono venire controllati con precisione.Fig. 2.

Description

Descrizione dell'invenzione industriale dal titolo: ‘Procedimento per il trattamento successivo dì una giunzione saldata per punti".

La presente invenzione riguarda un procedimento per il trattamento successivo di una giunzione saldata per punti.

In un tradizionale procedimento di saldatura per punti, piastre dì acciaio vengono trattenute tra una coppia di elettrodi a punta, un'alta tensione viene applicata attraverso gli elettrodi a punta per saldare per punti le piastre di acciaio tramite il calore Joule generato nelle piastre di acciaio

Quando pezzi costituiti di acciaio ad alto tenore di carbonio o di acciaio legato ad alto tenore di carbonio vengono saldati per punti, si forma una porzione avente elevata durezza a causa dell'auto-indurimento che comporta il peggioramento delle caratteristiche di resilienza.

Sebbene tale indesiderabile proprietà del pezzo indurito possa venire migliorata temprando il pezzo indurito in un forno di tempra, la tempra del pezzo indurito aumenta i procedimenti e il fastidioso trasporto del pezzo, il che aumenta il costo del prodotto.

Procedimenti e un'apparecchiatura per risolvere tali problemi sono descritti nelle pubblicazioni brevettuali giapponesi (Kokai) Numeri 47-38714 (Automatic Temporary Annealing Apparatus for Annealing Butt-resistance-welded Wires) e 55-81089 (Resistance Welding Method).

L'invenzione descritta nella pubblicazione brevettuale giapponese (Kokai) No. 47-38714 fornisce una corrente di bassa intensità alla giunzione saldata immediatamente dopo la formazione della giunzione saldata mediante saldatura di testa a resistenza per far sì che la temperatura della giunzione saldata diminuisca a basso ritmo in modo tale che la giunzione saldata venga ricotta.

L'invenzione descritta della pubblicazione brevettuale giapponese (Kokai) No. 55-81089 comprende le fasi sequenziali di stampa dei pezzi, adduzione di corrente ai pezzi stampati per una saldatura a resistenza (saldatura), ribaditura, interruzione del rifornimento di corrente, rapido raffreddaménto utilizzando un mezzo di raffreddamento (indurimento), e tempra fornendo corrente ai pezzi.

Le suddette tecniche note adducono corrente solo una volta alla giunzione saldata per rettificare la giunzione saldata tramite ricottura o tempra.

Di conseguenza, l'intensità della corrente e la durata dell'adduzione di corrente devono venire accuratamente stabiliti e l'accurata determinazione dell'intensità di corrente e la durata dell'adduzione di corrente richiede l'accumulo di minuziosi dati.

Tuttavia, quando il modello e/o il progetto di un prodotto vengono variati, le dimensioni ed il materiale del pezzo vengono conseguentemente variate e quindi il modo di controllo della corrente deve venire cambiato ogni volta che le dimensioni ed il materiale del pezzo vengono variati, cosa che aumenta la quantità di lavoro nella gestione del procedimento di saldatura.

Di conseguenza, è uno scopo della presente invenzione realizzare tecniche capaci dì realizzare facilmente i procedimenti di rettifica.

In vista del precedente scopo, la presente invenzione realizza un procedimento di addolcimento che ripete periodicamente l'adduzione di corrente ad una giunzione saldata.

In uno procedimento di addolcimento secondo un aspetto della presente invenzione, una corrente viene addotta ripetutamente e periodicamente alla zona di un pezzo influenzata dal calore in modo tale che la temperatura della zona influenzata dal calore vari tra una temperatura superiore alla temperatura di trasformazione di 723 °C alla quale varia l'ordine atomico degli acciai carboniosi, cioè, la temperatura di trasformazione dell'Al, e una temperatura inferiore alla temperatura di trasformazione.

In un procedimento di addolcimento in un secondo aspetto della presente invenzione, un modulo di immissione di calore corrispondente al prodotto dell'intensità di corrente e del tempo di adduzione della corrente viene variato a intermittenza.

Forme di realizzazione preferite della presente invenzione verranno descritte nel seguito con riferimento ai disegni allegati, in cui:

la figura 1 è un diagramma circuitale di un'apparecchiatura di saldatura per punti per realizzare la presente invenzione;

la figura 2 è un diagramma ausiliario per la spiegazione di un procedimento di trattamento successivo di una giunzione saldata per punti, in una prima forma di realizzazione secondo la presente invenzione:

la figura 3 è un grafico che illustra la variazione stimata della temperatura di una zona influenzata dal calore termotrattata secondo la presente invenzione;

la figura 4 è un diagramma ausiliario per spiegare un procedimento dì trattamento successivo di una giunzione saldata per punti, in una seconda forma di realizzazione secondo la presente invenzione:

la figura 5 è un diagramma ausiliario per spiegare un procedimento di trattamento successivo di una giunzione saldata per punti, in una terza forma di realizzazione secondo la presente invenzione.

I disegni devono venire osservati nelle direzioni dei tracciati.

Riferendosi ala figura 1 che illustra un'apparecchiatura di saldatura per punti in un diagramma circuitale, due pezzi sovrapposti 1 e 2 vengono trattenuti tra elettrodi a punta 3 e 4, ed una corrente viene addotta agli elettrodi a punta 3 e 4 tramite un trasformatore in corrente continua 5 e un'unità di commutazione 6. Porzioni dei pezzi 1 e 2 trattenute tra gli elettrodi a punta 3 e 4 vengono fuse tramite calore Joule e saldate assieme per formare una massa di saldatura 7. Una zona influenzata dal calore 8 si forma attorno alla massa di saldatura 7.

Questa apparecchiatura di saldatura per punti è caratterizzata dall'interruzione dell'adduzione di corrente per brevi periodi tramite l'unità di commutazione 6

Un procedimento di trattamento successivo di una giunzione saldata per punti, in una forma di realizzazione preferita secondo la presente invenzione verrà descritto principalmente in termini di funzionamento dell'unità di commutazione 6.

In questa forma di realizzazione, il pezzo 1 è una piastra spessa 5,2 mm dì S48C (JIS Structural Carbon Steels, contenente lo 0.45 fino allo 0.51 % dì carbonio), ed il pezzo 2 è una piastra spessa 1.0 mm di SS41 (JIS Structural Mild Steels, con un carico di rottura alla trazione di 41 fino a 52 kg/mm ).

La figura 2 è un diagramma ausiliario per spiegare un procedimento di trattamento successivo di una giunzione saldata per punti, in una prima forma di realizzazione secondo la presente invenzione, in cui il numero di cicli di riscaldamento sono tracciati sull'asse orizzontale, e l'intensità di corrente viene misurata sull'asse verticale.

Dapprima, una corrente di 10kA viene addotta per 10 cicli (1/6 sec.) per una saldatura per punti, l'adduzione di corrente viene interrotta per cinque cicli (1/12 sec.), e poi viene addotta una corrente di 9 kA per sei cicli (1/10 sec.) per scaldare la massa di saldatura 7 e la zona influenzata dal calore 8 mediante calore Joule.

Poiché si forma un sottile strato d'aria tra i pezzi 1 e 2 durante il primo ciclo di adduzione di corrente (saldatura), la resistenza del percorso della corrente è relativamente elevata e perciò viene generato un gran quantitativo di calore Joule sufficiente a fondere il metallo. Nel secondo ciclo di adduzione di corrente (riscaldamento), poiché i pezzi 1 e 2 sono giuntati in corrispondenza della massa di saldatura 7, la resistenza della corrente è relativamente bassa e perciò viene generato solo un quantitativo di calore Joule sufficiente a riscaldare i pezzi 1 e 2.

Successivamente, il terzo ed il quarto ciclo di adduzione di corrente di riscaldamento vengono effettuati con cinque cicli (1/12 sec.) di interruzione di adduzione corrente tra di essi. Poiché i pezzi 1 e 2 si raffreddano spontaneamente col tempo ed è necessario un aumentato calore per riscaldare i pezzi 1 e Z, il tempo di adduzione di corrente viene aumentato per i successivi cicli di adduzione di corrente per generare una maggiore quantità di calore.

La figura 3 è un grafico che illustra la variazione di temperatura stimata nella zona influenzata dal calore, in cui le correnti addotte ai pezzi mostrate nella figura 2 sono indicate da linee spezzate.

I pezzi 1 e 2 ad una temperatura ordinaria vengono scaldati mediante calore Joule e la temperatura dei pezzi 1 e 2 inizia ad aumentare in corrispondenza del punto A e raggiunge il punto di fusione in corrispondenza del punto 8 in breve tempo. La temperatura continua ad aumentare per fondere porzioni dei pezzi 1 e 2 corrispondenti alla massa di fusione 7. Dopo interruzione dell'adduzione di corrente, i pezzi 1 e 2 iniziano a raffreddarsi e la temperatura si abbassa attraverso il punto C fino a puntò D. Durante il periodo tra i punti C e D, le porzioni fuse dei pezzi 1 e 2 solidificano, si raffreddano e induriscono.

In corrispondenza del punto D, viene iniziato il secondo ciclo di adduzione di corrente, cioè, il primo ciclo di riscaldamento, e poi la massa di saldatura 7 e la zona influenzata dal calore 8 vengono riscaldate fino ad una temperatura corrispondente al punto E.

Successivamente, vengono ripetuti alternativamente molte volte il ciclo di interruzione dell'adduzione di corrente (raffreddamento) e il ciclo di adduzione di corrente (riscaldamento) in modo tale che la temperatura della massa di saldatura 7 e della zona influenzata dal calore 8 vari tra una temperatura superiore alla temperatura di trasformazione dell Al (723 °C) ed una temperatura inferiore alla temperatura di trasformazione dell Al per addolcire la massa di saldatura 7 e la zona influenzata dal calore 8.

In questo modo, la zona influenzata dal calore 8 è stata efficacemente rettificata e la durezza di Vickers della zona influenzata dal calore 8 è stata ridotta fino ad un valore compreso nell'intervallo da 400 a 500 mentre il valore della durezza di Vickers compreso nell'intervallo da 750 a 800 raggiunto nel suddetto procedimento di addolcimento non è stato ottenuto.

C'è da aspettarsi ohe la trasformazione della martensìte non si verifichi a causa del ritmo di raffreddamento eccessivamente lento quando i pezzi 1 e 2 vengono raffreddati ad aria. In questo caso, la zona influenzata dal calore 8 viene mantenuta ad una temperatura prossima alla temperatura di trasformazione di 723 °C per eliminare lo stress da saldatura e per addolcire la zona indurita influenzata dal calore mediante ricottura.

Com'è generalmente noto, è molto difficile stimare il trasferimento di calore in uno stato variabile. Come precedentemente menzionato nella descrizione della tecnica in questione, l'intensità di corrente e il tempo di adduzione della corrente devono venire determinati sulla base di minuziosi dati per completare il procedimento di addolcimento tramite un singolo ciclo di adduzione di corrente e, anche se le condizioni di addolcimento vengono determinate correttamente, in alcuni casi, non può venire ottenuto un addolcimento soddisfacente.

Poiché la presente invenzione controlla la temperatura della sona influenzata dal calore semplicemente in modo tale che la temperatura della zona influenzata dal calore vari tra una temperatura superiore ad una temperatura prestabilita alla quale l'ordine atomico degli acciai carboniosi varia, per esempio, la temperatura di trasformazione di 723 °C, ed una temperatura inferiore alla temperatura prestabilita, l'intensità di corrente e il ritmo di adduzione della corrente non devono venire controllati accuratamente· Poiché la durata del procedimento di addolcimento può venire a scelta stabilita, i pezzi possono venire termotrattati in modo simile al trattamento termico dei medesimi in un forno di riscaldo.

Se i pezzi sono costituiti di un materiale altamente temprabile, i pezzi devono venire temprati durante il procedimento di addolcimento. La zona influenzata dal calore 8 può venire temprata mantenendo la temperatura della zona influenzata dal calore 8 in un intervallo di temperatura vicino ad una temperatura (per esempio 600 C) inferiore alla temperatura di trasformazione di 723 “C.

La figura 4 è un diagramma ausiliario per spiegare un procedimento di trattamento successivo dì una giunzione saldata per punti, in una seconda forma di realizzazione delle presente invenzione. Questo procedimento omette i cicli di interruzione dell'adduzione di corrente e impiega moduli di immissione del calore di saldatura HI, H2 e H3, ciascuno essendo il prodotto della corrente (kA) e del tempo di adduzione della corrente (il numero di cicli), per il procedimento di addolcimento. I moduli di immissione del calore di saldatura HI = 8x10 = 80, H2 = 7x10 : 70 e H3 = 5x10 r 50 decrescenti in detto ordine vengono applicati rispettivamente al primo ciclo di riscaldamento, al secondo ciclo di riscaldamento e al terzo ciclo di riscaldamento.

I differenti moduli di immissione del calore di saldatura HI, H2 e H3 vengono applicati al procedimento di addolcimento per mantenere la temperatura della zona influenzata dal calore 8 ad una temperatura voluta.

Questo procedimento è caratterizzato dall'impiego dei differenti moduli di immissione del calore di saldatura HI, H2 e H3 in combinazione, e la corrente e il tempo di adduzione della corrente di ciascun modulo di immissione del calore di saldatura non devono venire controllati con grande precisione, poiché errori in ciascuno della molteplicità di moduli di immissione del calore di saldatura non influenzano il risultato del procedimento di addolcimento.

La figura 5 è un diagramma ausiliario per spiegare un procedimento di trattamento successivo di una giunzione saldata per punti, in una terza forma di realizzazione secondo la presente invenzione. Questo procedimento illustrato nella figura 5, in modo simile al procedimento della seconda forma di realizzazione mostrato nella figura 2, omette i cicli di interruzione di adduzione di corrente e utilizza moduli di immissione del calore di saldatura hi, h2 e h3. Il modulo di immissione del calore di saldatura hi = 9x6 = 54, il modulo di immissione del calore di saldatura h2 = 7x8 = 56 ed il modulo di immissione del calore di saldatura h3 = 5x10 = 50 differenti l'uno dall'altro vengono applicati rispettivamente al primo ciclo di riscaldamento, al secondo ciclo di riscaldamento e al terzo ciclo dì riscaldamento.

In concreto, il pezzo 1 costituito di S48C è una parte di macchina che deve venire indurita, come un rocchetto, un ingranaggio, una puleggia e così via, ed il pezzo 2 costituito di SS41 è una parte di macchina, come un coperchio protettivo, una staffa e così via. Di conseguenza, la presente invenzione è efficacemente applicabile a una zona da saldare a macchina, particolarmente, una zona di saldatura a macchina per veicoli.

Com'è evidente dalla precedente descrizione, il procedimento di trattamento successivo di una giunzione saldata per punti, in accordo con la presente invenzione permette di termotrattare una zona influenzata dal calore ripetendo alternativamente cicli di adduzione di corrente e cicli di interruzione dell'adduzione di corrente. Di conseguenza, la zona influenzata dal calore può facilmente venire riscaldata ad una temperatura voluta, l'immissione di corrente e il tempo di adduzione della corrente non deve venire controllato con precisione, ed il trattamento successivo della giunzione saldata per punti può venire effettuati molto facilmente.

Inoltre, durante il procedimento di addolcimento della giunzione saldata per punti, i differenti moduli di immissione del calore di saldatura, ciascuno essendo il prodotto della corrente (kA) e del tempo di adduzione della corrente (il numero di cicli), vengono applicati successivamente al procedimento di addolcimento, e la corrente ed il tempo di adduzione della corrente definendo ciascun modulo di immissione del calore di saldatura non devono venire controllati con precisione, cosa che facilita il controllo del procedimento di addolcimento.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Procedimento per il trattamento successivo di una giunzione saldata per punti di un pezzo, detto procedimento comprendendo l'adduzione di corrente attraverso elettrodi dopo la formazione della giunzione saldata per punti per ricuocere la zona influenzata dal calore di una giunzione saldata per punti riscaldando il pezzo mediante calore Joule, caratterizzato dal fatto che ì cicli di adduzione della corrente vengono ripetuti periodicamente.
2. Procedimento per il trattamento successivo di una giunzione saldata per punti di un pezzo secondo la rivendicazione 1, in cui i cicli di adduzione di corrente vengono ripetuti periodicamente in modo tale che la temperatura della zona influenzata dal calore della giunzione saldata per punti vari tra una temperatura superiore alla temperatura di trasformazione di 723 “C alla quale l'ordine atomico degli acciai carboniosi varia ed una temperatura inferiore alla temperatura di trasformazione.
3. Procedimento per il trattamento successivo di una giunzione saldata per punti di un pezzo, detto procedimento comprendendo l'adduzione di corrente attraverso elettrodi dopo la formazione della giunzione saldata per unti per ricuocere la zona influenzata dalla temperatura della giunzione saldata per punti riscaldando il pezzo mediante calore Joule, caratterizzato dal fatto che differenti moduli di immissione del calore di saldatura, ciascuno essendo il prodotto dell'intensità di corrente e del tempo di adduzione della corrente, vengono applicati successivamente al procedimento di ricottura.