38. Особенности выделения тепла при контактной сварке.

В общем случае при контактной сварке могут действовать 3 источника тепоты Qэ-э = Q_Дж + Q_П + Q_Т, где Q_Дж - теплота Джоуля-Ленца, Q_П - теплота Пельтье, Q_Т - теплота Томсона.

Теплота Пельтье - 2-й термоэлектрический эффект (1834.), при котором выделение или поглощение теплоты происходит тогда, когда средняя энергия электронов в одной среде от­личается от средней энергии электронов в контакте с другой средой. При этом если направление тока таково, что через контакт перемещаются электроны из среды с большей энер­гией, - происходит выделение теплоты, с меньшей энергией - по­глощение теплоты. Следовательно, в зависимости от направле­ния тока теплота Пельтье складывается или вычитается из теплоты Джоуля. Теплота Пельтье проявляется в контакте между электродом и деталью, на границе между жидким ядром и его твердой оболочкой только при постоянном токе.

Теплота Джоуля-Ленца – 3-й электротермический эффект (1841–1842), при котором выделение теплоты в проводнике происходит пропорционально квадрату силы тока, сопротивлению проводника и времени пропускания тока. Это основной источник теплоты при контактной сварке.

Теплота Томсона — 4-й термоэлектрический эффект (1856.).

Этот эффект возникает при перепаде температур по длине проводника с током. При прохождении потока электронов от горячего конца проводника к холодному они передают избыток энергии - происходит сложение теплоты Джоуля с теплотой Томсона. При обратном движении потока электронов от холодного конца к горячему происходит охлаждение проводника, т. е. потери теплоты Джоуля.

Термоэлектрическими явлениями 3 и 4 типа в общем случае при контактной сварке можно пренебречь. Их доля в общем балансе тепловыделения при контактной сварке не превышает 1%.

39. Параметры режима контактной сварки

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.

Классификация конструкторско-технологических признаков КС

Группа признаков КС	Подгруппа признаков
1. Род сварочного тока	Постоянный, переменный
2. Форма импульса тока	Неизменная, модулированная, программированная
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.