Параметры режимов — факторы регулирования процесса точечной сварки

Режимы точечной сварки конкретного соединения (марка металла и сочетание толщин деталей) определяются совокупностью параметров, из которых основными являются: сила I_СВ импульса сварочного тока; длительность t_СВ импульса сварочного тока (время сварки); усилие сжатия электродов F_СВ; форма и размеры рабочих поверхностей электродов (d_Э — при плоской и R_Э — при сферической).

Режимы КТС принято подразделять на два типа: «жесткие» режимы, характеризующиеся малым t_СВ и большим I_СВ, и «мягкие» режимы с относительно большим t_СВ и малым I_СВ [2…4, 7...11, 13…17].

Известны предложения, по которым можно количественно оценивать жесткость режимов, например, по отношению отдельных параметров режима КТС: , по показателям, представляющим собой различные интерпретации критерия Фурье [71, 72], среди которых наиболее распространен критерий А.С. Гельмана [10]:

, (1.7)

где s — толщина свариваемых деталей; a — коэффициент температуропроводности их материала;

а также по критерию технологического подобия [13]:

, (1.8)

где Q_Н — энергия, выделившаяся в объеме ядра; Q_М — тепловые потери в массу свариваемых деталей; ρ_ПЛ — удельное электрическое сопротивление металла при температуре плавления Т_ПЛ; d_Я и h_Я — диаметр и высота ядра расплавленного металла; σ_Т — предел текучести свариваемого металла в холодном состоянии; F_Э — усилие сжатия электродов. a — коэффициент теплопроводности; γ — плотность; c_m — удельная массовая теплоемкость.

При увеличении жесткости режимов увеличивается мощность источников теплоты и уменьшается роль теплоотвода в формировании температурного поля, вследствие чего увеличивается проплавление деталей. Вместе с этим возрастает и склонность процесса КТС к образованию выплесков. Поэтому при сварке на жестких режимах применяют большие усилия сжатия электродов, чем при сварке на мягких режимах. [3, 15]

Энергетическое и силовое воздействие на металл зоны формирования соединения при КТС обеспечивается конкретным сочетанием параметров режима. При этом изменение каждого из них приводит к интенсификации или, наоборот, подавлению отдельных термодеформационных процессов, протекающих на отдельных или всех этапах процесса сварки. В конечном итоге, это сказывается на устойчивости процесса формирования соединения и размерах ядра (рис. 1.9).

Время сварки

В теории и практике КТС под термином «время сварки» понимается длительность t_СВ импульса сварочного тока I_СВ. При неизменной силе сварочного тока I_СВ время сварки t_СВ определяет количество теплоты Q_ЭЭ, которое в этом случае выделяется в зоне формирования соединения пропорционально длительности импульса тока. Поэтому с увеличением времени сварки растет проплавление деталей А и, в большей мере, диаметр d_Я ядра расплавленного металла (рис. 1.9, а).

Вместе с этим при увеличении t_СВ возрастает и влияние теплоотвода на характер распределения температуры в зоне сварки, которое сопровождается большим разогревом деталей и увеличением деформаций. Кроме того, при увеличении t_СВ все большая часть Q_ЭЭ отводится в окружающий зону сварки металл Q₂ и в электроды Q₃, что приводит к уменьшению энергетического КПД процесса КТС (см. п. 2.4). При некотором t_СВ может наступить состояние теплового равновесия, при котором вся выделившаяся теплота отводится из зоны сварки, то есть , а количество теплоты в зоне сварки Q₁ не изменяется. Это приводит к тому, что ядро (А и d_Я) расплавленного металла перестаёт расти. Следовательно, увеличение t_СВ дальше момента теплового равновесия и энергетически, и технологически нецелесообразно потому, что ни к чему кроме увеличения разогрева деталей не приводит.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: