1. Двухточечная сварка:

В случае с двухточечной сваркой с токоведущей подкладкой ток шунтирования пойдёт по двум напрвлениям, причём ток, шунтирования проходящий по токоведущей подкладке будет иметь туже величину, что и по свариваемому металлу:

I_ш'= I_ш.=2,7 кА.

Пересчитаем новые значения I₂ и R_экв для двухточечной сварки, с учётом того, что распределение токов аналогично параллельной схеме соединения проводников:

I₂*= I₂+ I_ш+ I_ш'=7,6+2,7+2,7=13 кА

= ;

где = 200 мкОм.

Тогда: = 52,3 мкОм.

Значение напряжения на вторичной обмотке трансформатора

для двухточечной сварки:

U₂* = I₂*·R*_экв=13·10³ ·52,3·10^-6=0,68В

Рассчитанные значения параметров режима двухточечной сварки:

Параметр	Iсв; кА	Fсв; кН	tсв; сек	Iш.; кА	Rш; мкОм	Rэкв.; мкОм	I2; кА	U2; В
Значения	4,9	5	0,78	2,7	200	52,3	13	0,68

Задача №2

Расчитать параметры режима стыковой сварки оплавлением и стыковой сварки сопративлением круга Ø 20 мм.

РАСЧЁТ:

Основными параметрами режима ССО (с непрерывным оплавлением): являются

Пара-метр

Iсв; кА

Рос; кПа

tсв; сек

Рзаж.; кПа

l, мм

∆ос; мм

∆опл; мм

tос; сек

tопл; сек

Vопл; мм/с

Vпер.ос; мм/с

Вычислим площадь поперечного сечения свариваемого круга:

F=π·r²=3,14·0,0001²=0,785·0,02²=0,00020096=314·10^-6 м².

Установочная длина круглого сечения определяется по следующей формуле:

l₁+ l₂=(0,75…1,0)·d;

2· l = 0,9· d;

l =0,9·d/2; где l-установочная длина одной детали;

d - диаметр свариваемого круга;

l=0,95·20·10^-3/2 = 9,5 · 10^-3 м

Припуск на сварку ∆_св определяем по справочным данным исходя из площади поперечного сечения свариваемой трубы:

∆_св =17·10^-3м.

Соответственно, припуски на осадку и оплавление найдём по формулам:

∆_ос.= (0,2…0,3)·∆_св=0,2·17·10^-3=3,4·10^-3м - припуск на осадку;

∆_опл=(0,7…0,8) ·∆_св=0,7·17·10^-3=12·10^-3м - припуск на оплавление.

Средняя скорость оплавления V_опл, скорость оплавления перед осадкой V_пер.ос и начальная скорость осадки V_нач.ос, определяются по справочным данным в зависимости от материала свариваемых деталей:

V_опл = 2,5·10^-3 м/с

V_пер.ос= 5,0·10^-3 м/с

V_нач.ос=30,0·10^-3 м/с

Средняя скорость осадки определяется по следующему выражению:

V_св=0,75·V_нач.ос=0,75·30·10^-3=22,5 м/с;

Продолжительность оплавления t_опл и осадки t_ос рассчитываются по формулам соответственно:

t_опл = = = 4,8 сек;

t_ос= = 0,15 сек;

Определяем длительность сварки:

t_св= t_опл+ t_ос= 4,8+0,15=4,95 сек;

Находим усилие осадки:

Р_ос= ρ·F;

где ρ =70·10^-6 Па - удельное давление осадки, берётся из справочной литературы в зависимости от свариваемого материала:

Р_осадки= 70·10⁶ · 201·10^-6 =14 070 Па =14кН;

Усилие зажатия деталей в губках Р_заж., рассчитаем из следующей формулы:

Р_заж.= k_заж. · Р_осадки;

где k_заж=2,5 –коэффициент зажатия, который берётся в зависимости от формы сечения сварочного образца табл. 3.4 Приложения

Р_заж.=2,5·14=35 кН

Сварочный ток определим из уравнения тепловой мощности:

Q_опл= R_опл·I²_св;

I_св= ;

где Q_опл – тепло, выделяемое на торцах при оплавлении;

R_опл - сопротивление зоны оплавления.

Тепло, выделяемое на торцах при оплавлении определяем по следующей формуле:

Q_опл= k· V_опл · F ·с·γ·(Т_пл –Т₁) + m_о· V_опл· F·γ· +2·λ· F· Дж/с

где k = 0,7 коэффициент, учитывающий выброс металла в виде капель;

V_опл = 2,5·10^-3 м/с- средняя скорость оплавления;

F=201·10^-6 м² - площадь сечения;

с = 462 Дж/кгº·С - удельная теплоёмкость металла;

γ =7900 кг/м³-плотность металла;

Т _пл=1800ºС –температура плавления металла;

Т₁=20ºС – начальная температура поверхности в момент контакта

Т_опл=1997ºС – температура в месте контакта;

m_о=272·10 ³ – удельная скрытая теплота плавления;

λ=18 Вт/м ·ºС- теплопроводность металла (табл.П.1)

Т_п= 20ºС - температура предварительного подогрева стали 12Х18Н10Т

(без подогрева)

= 4,5·10⁵ ºС·м- градиент температур

Тогда с учётом всех параметров определяем значение теплоты:

Q_опл.= 0,7 · 2,5·10^-3·201·10^-6· 462·7900·(1800-20) +

+

1800

272·10³· 2,5·10^-3 ·201·10^-6·7900· +18·201·10^-6·4,5·10⁵ =

1935 Дж =1,93кДж

Определяем величину сопротивления зоны сварки:

R_опл.= ;

где j=16·10⁶ А/м² плотность сварочного тока (рис.3.2 прилож)

R_опл= = 14264531 Ом = 14,2 мкОм

Определяем сварочный ток:

I_св= 12,5 кА

Рассчитанные параметры режима ССО (с непрерывным оплавлением)

Пара-метр	Iсв; кА	Рос; кН	tсв; сек	Рзаж.; кН	l, мм	∆ос; мм	∆опл; мм	tос; сек	tопл; сек	Vопл; мм/с	Vпер.ос; мм/с
Значение	12,5	14	4,95	35	7,6	3,4	12	0,15	4,8	2,5	5,0