3.4 Расчет величины тока шунтирования и общей силы тока во вторичной цепи

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 Iш шунтирования можно оценить по формуле:

, (12)

где r_ш – электрическое сопротивление зоны сварки и шунта, которое определют по формуле

, (13)

где ρ₀ – удельное электросопротивление материала при 20 ^оС (табл. 2); b_пр ≈ d_э – ширина шунта; t_ш – шаг между точками (табл. 1); К_э ≈ 0,4.

Общую силу тока I2 во вторичной цепи определяют по формуле

I2 = Iсв + Iш (14)

4. Пример расчета

Определить параметры режима точечной контактной сварки деталей из листовой холоднокатанной малоуглеродистой стали толщиной 2 + 2 мм. Шаг между точками 50 мм.

Для определения параметров режима точечной контактной сварки в следующей последовательности находим :

1. продолжительность включения сварочного тока

tсв = (0,1- 0,3) δ = 0,2 ∙ 2 = 0,4 с;

2. усилие на электродах

Рсв = 175 δ = 175∙2 = 350 кгс;

3. диаметр рабочей части электрода

dэ = 2δ + 3 = 2∙2 + 3 = 7мм;

4. энергию, которая расходуется на нагрев металла до температуры плавления

=(3,14∙0,49/4) ∙2∙0 2∙0,67∙7,85∙10 ∙1803 = 1,45 кДж

5. ширину кольца х₂, окружающего литое ядро

= 4 = 0,76см;

6. энергию, которая расходуется на нагрев металла , окружающего литое ядро

= 0,8∙3,14∙ 0,76(0,7+ 0,76)∙ ∙2∙02∙0,67∙7,85∙10 ∙1803/4 = 2,64 кДж;

7. высоту х₃ условного цилиндра в электродах

х₃ = 3,3 = 3,3 = 2,11см;

8. энергию, которая расходуется на нагрев электродов

= 2∙1,5(3,14∙0,49/4)∙2,11∙0,38∙8,9∙10 ∙1803/8 = 1,83 кДж;

9.общее количество теплоты , затрачиваемой на образование соединения

Q_ээ = Q₁ + Q₂ + Q₃ = 1,45 + 2,64 + 1,83 = 5,92 кДж ;

10. электрическое сопротивление деталей к концу нагрева

= 0,85∙0,85∙0,2(120 + 130)/0,38 = 95 мкОм;

11. сварочный ток

= = 12,45кА;

12. электрическое сопротивление зоны сварки и шунта

= 0,4∙2∙13∙5,0/0,2∙0,7 = 371,4 мкОм;

13. значение тока шунтирования

= 12,45∙95/371,4= 3,18кА;

14.общую силу тока I2 во вторичной цепи

I2 = Iсв + Iш = 12,45 + 3,18 = 15,63кА..

Список Литературы

1. Орлов Б.Д., Чакалев А.А., Дмитриев Ю.В. и др. Технология и оборудование контактной сварки. - М.: Машиностроение, 1986 – 352 с.

2.Чулошников П.П. Точечная и роликовая электросварка легированных сталей и сплавов.- М. : Машиностроение, 1988 – 200 с.

3. Сварка в машиностроении: Справочник в 4-х т. / Под ред. Н.А. Ольшанского. – М.: Машиностроение, 1978. – т.1. – 504 с.