Параметры режима точечной сварки
Выходными данными для определения перечисленных параметров есть физико-механические свойства металла и толщина свариваемых деталей. Режимы можно установить расчетно-экспериментальным методом или экспериментально. В зависимости от свойств материалов для точечной сварки рекомендуют так называемые мягкие или жесткие режимы. Мягкие режимы - небольшой ток сварки и большое время сварки; жесткий режим – большой ток сварки, небольшое время сварки. Есть много рекомендаций по поводу режимов (в виде таблиц, номограмм, графиков). Эти режимы ориентировочны и нуждаются в проверке перед сваркой и часто корректируются с учетом условий подготовки поверхности, сборки, состава оборудования и др. Корректировку проводят на образцах-свидетелях с использованием зависимости параметров литого ядра от параметров режима (рис.6). Например, если диаметр недостаточный, увеличивают сварочный ток Iсв Во избежание выплесков увеличивают Fпр, dэ, Rэ. Если ядро имеет трещины, увеличивают Fпр приближая его увеличение по времени к моменту выключения тока, а также замедляют кристаллизацию, модулируя задний фронт тока. Усилия прикладывают до прохождения сплава через ТИК; tпр увеличивают при увеличении толщины и уменьшении теплопроводности свариваемых металлов (на жестких режимах и высоких скоростях кристаллизации его уменьшают). Качество и, в частности, прочность сварочного соединения зависят от размеров литого ядра (hя, dя), а также состояния металла, степени снижения его прочности в шве и зоне термического влияния, вида нагрузок, уровня дефектов. Параметры режима имеют разное влияние на диаметр ядра и, соответственно, на прочность (рис. 6). С увеличением Iсв или tсв, когда другие параметры постоянны, прочность увеличивается сначала быстро, потом медленнее, с образованием ядра. Но при чрезмерных Iсв и tсв размеры ядра начинают уменьшаться вследствие усиления внутренних выплесков, появления разных дефектов. С увеличением Fсв и dэ прочность также сначала увеличивается в связи с увеличением диаметра ядра, а потом начинает уменьшаться из-за резкого увеличения площади контактов, уменьшения плотности тока. С уменьшением толщин деталей плотность сварочного тока увеличивается. Для материалов с низким удельным сопротивлением требуется ток больше, чем для материалов с высоким удельным сопротивлением. При высокой теплопроводности и температуропроводности металла сварку проводят на жестких режимах, то есть уменьшают время прохождения сварочного тока и увеличивают его силу.
Рисунок 7 – Влияние на формирование сварочной точки при Если сваривают детали разной толщины, рабочие параметры режима выбирают по самой тонкой из них. Сварка деталей с разной толщиной (при соотношении толщин >1:3) затруднена (рис. 7, а) из-за отсутствия надежного проплавления более тонкой детали (s1<s2).
При сварке деталей из различных материалов (рис. 7.б) из-за неодинакового выделения тепла диаметр ядра и глубина проплавления увеличиваются в деталях с более высоким удельным сопротивлением и меньшим коэффициентом теплопроводности (деталь 2).
Состояние поверхности (контактное сопротивление) деталей существенно влияет на распределение тепла при сварке (рис. 9) и, как следствие, на размеры и прочность точек. Для обеспечения стабильности контактного сопротивления детали перед сваркой обычно зачищают (травлением или механической обработкой) или покрывают тонкой пленкой оксидов с небольшим и постоянным по величине сопротивлением. Типовой технологический процесс производства сварочных узлов и изготовления точечной сварки состоит с таких операций: изготовления деталей-заготовок, подготовка их поверхностей к сварке, сборка, прихватка, сварка, исправление, механическая обработка и антикоррозионная защита. Для точечной сварки применяют разные типы машин: переменного тока, низкочастотные, постоянного тока, конденсаторные. Мощность машин - от 5 до 1000 кВт. Машины переменного тока наиболее распространены во всех областях машиностроения, они проще и дешевле других машин.
|
Основными параметрами режима точечной сварки являются сварочный ток Iсв (амплитудный или действующее значение), продолжительность или время прохождения тока tсв, усилие сжатия деталей электродами Fсв, усилия и продолжительность проковки Fпр, tпр, диаметр рабочей поверхности электрода dэ или радиус сферической поверхности электрода Rэ.
Чтобы избежать этого, рекомендуются жесткие режимы сварки (рис.8) или со стороны тонкой детали использовать электроды с меньшим сечением или эти электроды изготавливают из металла с меньшей теплопроводностью, чем со стороны толстой детали.
При сварке деталей с применением электродов различных размеров и формы контактирующих поверхностей (рис. 7, в) ядро смещается к электроду с меньшей контактной поверхностью (электрод 2), где больше плотность тока.
