13.3.5. Режимы сварки оплавлением.

Основными параметрами стыковой сварки оплавлением являются (рис. 13.11 и 13.13 б): сварочный ток I_СВ или плотность тока, скорость оплавления, время оплавления t_ОПЛ, скорость осадки, время осадки t_ОС, время осадки под током t_OC.T, усилие осадки Р_ОС, припуск на оплавление _ОПЛ, припуск на осадку _ОС , установочные длины свариваемых деталей l₁ и l₂.

Сварочный ток обеспечивает процесс устойчивого оплавления торцов свариваемых деталей, а в момент осадки сила сварочного тока резко возрастает в 23 раза.

Для подбора режима стыковой сварки непрерывным оплавлением деталей из малоуглеродистых сталей можно воспользоваться следующими ориентировочными данными:

Удельная мощность, кВ А/мм² 0,20,4

Плотность тока при оплавлении, А/мм² 820

То же при осадке, А/мм² 4060

Скорость оплавления (средняя), мм/с 12,5

Скорость осадки (средняя), мм/с 2030 (до 60)

Усилие осадки, МПа 50100

Общий припуск на оплавление и осадку

(70-80% - на оплавление, 20-30% - на осадку), мм..........(0,81)Д

время сварки (оплавления и осадки), с ........................(0,41)Д.

При сварке прерывистым оплавлением (сварка с подогревом) кроме указанных выше параметров задают дополнительно температуру подогрева Т_ПОД, длительность подогрева t_ПОД, число импульсов подогрева и их длительность t_ИМП, припуски на подогрев _ПОД которые устанавливают в зависимости от формы и свойств металла, свариваемых деталей. При сварке конструкционных сталей температура подогрева составляет обычно 8001000°С и возрастает до 10001200°С при сварке деталей сечением 10000 – 20000 мм². Время подогрева соответственно возрастает от нескольких секунд до нескольких минут. Длительность импульсов подогрева составляет 18 с, а припуск на подогрев 112 мм.

Сварка прерывистым оплавлением (с подогревом) позволяет избежать закалки свариваемых деталей и получить более пластичное соединение. При этой технологии снижается потребляемая мощность машин, расход металла на оплавление, но увеличивается время сварки и снижается производительность.

После выполнения сварки оплавлением необходимо производить трудоемкую операцию по удалению грата – вручную срубывать зубилами или механическими устройствами – гратоснимателями.

Сварку арматурных сталей – высокоуглеродистых и низколегированных –наиболее целесообразно выполнять способом прерывистого оплавления. Механические свойства сварных соединений в этом случае ввиду выгорания С, Mn, Si и др. и насыщения металла кислородом могут быть пониженными.

13.4. Технология контактной точечной сварки

13.4.1. Образование соединений при сварке.

Процесс получения сварной точки характеризуется очень малым временем сварки при значительных значениях сварочного тока I_СВ и усилий сдавливания (Р_Н (Р_СВ) и Р_ОС (Р_К)). При этом необходимым условием получения сварной точки является образование общей зоны расплавления - ядра сварной точки. Протекание процесса происходит в три этапа (рис. 13.14).

Первый этап: электроды сварочной машины обжимают свариваемые детали с некоторым начальным давлением Р_Н, в результате чего пластически деформируются все поверхностные неровности (выступы) в местах контактов электрод - деталь и деталь - деталь. Следующее за тем включение сварочного тока нагревает металл деталей; продолжается дальнейшая деформация выступов, разрушаются поверхностные пленки оксидов; существенно увеличивается физический и электрический контакт.

Рис. 13.14. Этапы образования соединения при точечной сварке

1- свариваемые детали; 2 – электроды; 3 – ядро точки; I_СВ – сварочный ток; P_Н (Р_СВ) – начальное усилие сдавливания; Р_ОС – осадочное (ковочное Р_К) усилие; t – время сварки

Второй этап: металл в месте контакта деталь - деталь расплавляется, образуя литое ядро, которое увеличивается по мере прохождения сварочного тока до требуемых размеров - диаметра d_Т и высоты h. В этот период также происходит перемешивание расплавленного металла, удаление поверхностных оксидных пленок и образование металлических связей металла в жидком состоянии.

Третий этап: после выключения тока давление доводят до осадочного - Р_ОС, металл охлаждается и кристаллизуется, образуя литое ядро сварной точки. При охлаждении объем металла уменьшается, возникают остаточные сварочные напряжения. Для их снижения и предотвращения и требуется значительное осадочное давление.

Таким же образом последовательно выполняют все остальные сварные точки.

Получение качественной сварной точки обуславливается четким выполнением заданных значений тока и усилий сдавливания на всех трех этапах, взаимоувязанных во времени. Существенно влияют также формы рабочих частей электродов, качество подготовки поверхностей изделий, качество сборки и некоторые другие факторы.