3. Расчет режимов сварки
Расчет режимов контактной сварки. К параметрам режима контактной сварки в первую очередь относят: сварочный ток, время сварки и усилие сжатия электродов. При более сложной циклограмме процесса могут добавляться ковочные усилия, длительность и сила импульса подогревающего тока и т.д. Расчет в первую очередь основывается на законе Джоуля-Ленца, который определяет количество тепла, выделяющегося в проводнике при протекании тока. Преобразуя это выражение, можно получить формулу для вычисления сварочного тока
,
где m
– коэффициент, учитывающий неравномерности
нагрева. M=1,1
Материал Ст3
Толщина 0,8+0,8мм
Удельное
электросопротивление
=13
мкОм*см
Удельная
теплоемкость при
С a
= 0,15
Коэффициент
температуропроводности = 0,15
Плотность
при
С γ = 7850
= 7, 85
Температура
плавления
В начале расчета определяем характер режима сварки, учитывая, что жесткий режим рекомендуем для алюминиевых, магниевых сплавов и нержавеющих сталей. Для остальных предпочтителен мягкий режим
Для
мягкого режима
=
2 * s
= 2*0,08 = 0,16
Усилие сварки также определяется по простой эмпирической формуле.
Определим количество энергии, необходимое для формирования сварного соединения. Для этого используем уравнение теплового баланса.
,где
– энергия на
создание сварной точки
– энергия,
расходуемая на разогрев ЗТВ
– энергия,
расходуемая на теплоотвод в электроды.
и
– энергия на конвективные и радиационные
потери в окружающую среду
Энергии и в расчете весьма малы, поэтому ими в расчете пренебрегают.
Энергия
на расплавление цилиндрического столба
металла с основанием, равным диаметру
электрода
.
Подбираем диаметр электрода.
Поскольку,
вместо плоских чаще всего используют
сферические электроды, то определим
его радиус
.
см
2.ЗТВ представляет собой кольцо вокруг сварной точки,среднюю температуру которого считаем равной Тпл/4.
Где
- глубина прогрева ЗТВ которое вычисляеться
по формуле :
3.Энергия,расходуемая
на прогрев двух электродов на глубину
со средней температурой
.
=2*
=1,5
=0,38
=8,9
=1,05
=1,63
Q=
Расчёт электрического сопротивления зоны сварки
Для
определения сварочного тока используют
сопротивления в конце сварки, которое
фактически равно сопротивлению двух
деталей в горячем состоянии. Иллюстрируется
схемой (рис.6), где сопротивление
рассматривается как сумма двух участков
с удельными сопротивлениями
при
температурах
.
В формуле используется критерий Гельмана, который учитывает растекание тока по детали.
– размеры
зон при температуре
-
их удельные сопротивления,
К – коэффициент, К = 0,85
находиться
из соотношения
и
,где
=
=
+1,6*S
-диаметр пояска
=S-
=0,1+0,08 = 0,18
=0,7 + 1,6 * 0,2=1,02
=0,02
= 0,8
C
увеличением температуры удельное
электросопротивление увеличивается.
Его можно рассчитать, используя
коэффициент удельного электросопротивления
(
,
для сталей принять равный 0,004
для
сплавов и нержавеющих сплавов 0,002
Теперь, зная сопротивления, энергию и время определим сварочный ток.
Учитывая, что часть тока протекает через соседние, уже сваренные точки, что к вычисленному значению нужно прибавить ток шунтирования.
Ток шунтирования рассчитываем из условия, что точки полностью остыли, а шаг между ними равен минимальному (t =1,5 см)
Ток во вторичном контуре машины
|
|
|
|
60,48 |
0,46 |
8,82 |
|
,
мкОм
,
,
