4. Основная развернутая формула контактной сварки

Для условий контактной сварки, когда через свариваемые детали проходит синусоидальный переменный ток, количество теплоты, генери¬руемого между электродами за время сварки, может быть найдено в общем случае по закону Джоуля-Ленца.

Однако, во всех технологических и инженерных расчетах ориентируются на действующее (эффективное) значение сварочного тока - I (для синусоидального тока действующее значение равно: I = , где Iа - амплитудное значение) и вместо переменных величин I, Rэ-э, меняющихся в зависимости от температуры ядра точки, в расчетах пользуются ус¬редненной величиной, и закон Джоуля-Ленца для контактной сварки при¬нимает следующий вид:

Qэ-э = I2срRэ-э(ср)τсв

Из выражения следует, что нагрев деталей прямо пропор¬ционален сварочному току, активному сопротивлению деталей и времени сварки. Попытаемся ответить на вопрос, какую роль играют ток и время сварки при нагреве деталей, когда Rэ-э(ср)→ const.

5. Анализ с-образной кривой зависимости тока от времени при контактной сварки

Эта зависимость представлена двумя гиперболами, ограничивающими области ми¬нимального и максимального проплавления. Горизонтальные и вертикальные участки гипербол асимптотически приближа¬ются к осям Х и Y . Из графика можно сделать три существенных вывода:

1. Процесс контактной сварки может протекать в одной из трех характерных областей: в области провара (П), в области непровара (Н) и в области выплеска (В).

2. При КС в области провара можно выделить три характерных зоны режимов:

Зону жестких режимов (Ж) (большие токи и малое время сварки), при которых на глубину проплавления влияет только время сварки. Увеличение тока не дает увеличения провара, но требует неоправданного

увеличения мощности машины. Эта зона составляет примерно 10% от общей области сварки с проваром.

Зону оптимальных (средних) режимов (С), при которых глубину проплавления можно регулировать как изменением тока, так и изменением времени сварки в широком диапазоне значений.

Эта зона составляет 80% от общей области сварки с прова¬ром.

Зону мягких режимов (М ) (малые токи, большое время сварки), при которых глубина про¬плавления изменяется только за счет изменения тока в очень узком диапазоне значений. Повышение времени сварки не приводит ни к увеличению проплавления, ни к увеличению диаметра ядра точки, но зато снижает производительность труда, увеличивает расход электроэнергии, приводит к пе¬регреву или пережогу металла ядра. Эта зона составляет 10% от общей области сварки с проваром.

6.Понятие об оптимальных параметрах режима контактной сварки

Наибольшую сложность при разработке технологии сварки представляет выбор конкретных конструкторско-технологических признаков способа сварки данных деталей, так как на чертеже детали указывается только вид (Кт, Кш, Кс), а оптимальность технологии зависит от грамотного выбора способа сварки. Для облегчения такого выбора удобно руководствоваться классификацией, представленной в табл.5.

Т а б л и ц а 5

Классификация конструкторско-технологических признаков КС

Группа признаков КС Подгруппа признаков

1. Род сварочного тока Постоянный, переменный

2. Форма импульса тока Неизменная, модулированная, програм-мированная

3. Место подвода тока Одностороннее, двухстороннее, смешанное

4. Количество импульсов тока Один, несколько, много

5. Количество одновременно свариваемых точек Одна, две, много

6. Характер нагрева металла До пластичности, до расплавления, смешанное

7. Характер сжатия Постоянный, с проковкой, программный

8. Степень деформации Нормативная, бесследная

9. Подготовка поверхности Без подготовки, с подготовкой, рельефная

10. Жесткость режима Жесткий, средний, мягкий

С позиций приведенной классификации способ контактной сварки, как обоснованный технологический процесс, представляет собой сочетание вида КС и всех конструкторско-технологический признаков. Поиск и выбор оптимального способа КС данных деталей начинается с анализа и критики базового способа, т.е. способа, наиболее широко применяемого в производстве для сварки данных деталей на момент анализа. Затем каждая подгруппа признаков проверяется на техническую осуществимость. Из всех возможных способов выбирается тот, который при условии обеспечения качества сварки обладает наиболее высоким положительным эффектом, по сравнению с базовым. Например, для крепления ушка к корпусу алюминиевого ведра с толщиной стенки в 1 мм предназначенного для бытовых целей, учитывая сложности сварки алюминиевых сплавов, вместо клепки был выбран следующий способ: соединение производится контактной точечно-рельефной сваркой на постоянном токе, с модулированием его переднего и заднего фронта, одним импульсом, без предварительной подготовки поверхности, с двухсторонним подводом тока, при постоянном сжатии, одновременной сварке трёх точек-рельефов, на жёстком режиме, с введением ультразвуковой энергии под электроды для зачистки сжатых ими деталей непосредственно перед импульсом сварки.