3.4 Расчет величины тока шунтирования
Шунтирование тока проявляется в протекании части тока вне зоны сварки, например, через ранее сваренные точки (рис. 5) при двухсторонней точечной сварке или через одну из деталей при односторонней сварке. Шунтирование в значительной мере нарушает симметрию электрического поля и может при малом расстоянии или шаге между точками привести к уменьшению плотности тока и размеров литого ядра.
Рисунок 5 – Шунтирование тока при двухсторонней точечной сварке
Значение тока шунтирования можно оценить по формуле:
, (8)
где rш – электрическое сопротивление зоны сварки и шунта;
, (9)
где ρ0 – удельное электросопротивление материала при 0 оС (табл. 2); bпр = rэ – приведенная с учетом растекания тока ширина шунта; tш – шаг между точками (табл. 1); Кэ ≈ 0,4.
4. Пример расчета
Определить силу тока при точечной сварке листов из низкоуглеродистой стали толщиной δ = 4 мм медными электродами с диаметром рабочей поверхности Ø12 мм, временем сварки tсв = 1 с и шагом точек tш = 50 мм.
Температура ликвидуса стали Tпл = 1500 °К, удельная теплоемкость стали c = 0,67 кДж/(кг·К), медного электрода – сэ = 0,38 кДж/(кг·К), плотность стали γ = 7800 кг/м3, меди – γэ = 8900 кг/м3, температуропроводность стали – α = 9·10-6 м2/с, меди – α = 8·10-5 м2/с, удельное электросопротивление стали при 0 оС – ρ0 = 13 мкОм см. Сопротивление листов к концу процесса сварки = 58 мкОм. Произведем расчет в следующей последовательности:
Согласно выражению (4):
кДж.
Определим согласно формуле
(6) Q2
при k1 = 0,8
и х2 = 4
= 12·10
м.
Согласно
выражению (7) определим Q3
при k2 = 1,5
и х3 = 4
= 3,6·10
м.
кДж.
Тогда согласно формуле (3)
Qээ ≈ 7
+ 11,3 + 7,7 ≈ 26 кДж, а Iсв
согласно (2) Iсв = 
≈ 21 кА.
Для определения тока шунтирования согласно (9) находим:
Согласно (8) имеем:
Список Литературы
1. Фролов В.В. Теория сварочных процессов. – М.: Высш. школа, 1988 – 559 с.
2. Орлов Б.Д., Чакалев А.А., Дмитриев Ю.В. и др. Технология и оборудование контактной сварки. - М.: Машиностроение, 1986 – 352 с.
3. Сварка в машиностроении: Справочник в 4-х т. / Под ред. Н.А. Ольшанского. – М.: Машиностроение, 1978. – т.1. – 504 с.