Разработка технологических параметров стыковой сварки сопротивлением

Плотность тока при сварке зависит от площади поперечного сечения. Для низкоуглеродистой стали эта зависимость имеет следующий характер:

, мм^2
j, А/мм^2

 

Удельное давление зависит от содержания углерода в стали и равно 30...50 МПа – для деталей, содержащих углерода менее 0,2 и 60...80 МПа – с большим содержанием. При увеличении давления температура процесса стыковой сварки уменьшается от 1500 до 1100 °С.

Время нагрева можно определить по формуле:

для (2.2)

и для (2.3)

Установочная длина – вылет из губок машины концов деталей в начале сварки включает в себя припуски на пластическое размягчение , и на их осадку .

Для углеродистой стали: (2.4)

Расчет мощности сварочного трансформатора для сварки сопротивлением и оплавлением определяется по формуле:

(2.5)

где – удельная мощность, кВт/мм²

- площадь сечения, мм².

Удельная мощность для сварки сопротивлением

.

Разработка технологических параметров стыковой сварки оплавлением

Суммарная установочная длина

где – конечная длина; припуски на оплавление и осадку.

Обычно при сварке круглых стержней, труб и плит выбирают , где D – диаметр стержня.

При сварке труб и плит:

(2.6)

где – площадь сечения свариваемого металла.

Сварочный ток и скорость оплавления принимаются в зависимости от толщины листа или диаметра стержня, а также способа сварки.

Плотность тока при оплавлении с подогревом для углеродистых сталей составляет 3 А/мм² для сечения ~1000 мм² и 15 А/мм² ~ для сечения ~ 4000 мм².

При непрерывном оплавлении для , .

Удельная мощность и при непрерывном оплавлении равна 0,2...0,3кВт/мм², а с подогревом – 0,1...0,2 кВт/мм². Средняя скорость оплавления для малоуглеродистых сталей составляет Х...2,5 мм/с, а при подогрева – 2,5...4,5 мм/с. Скорость осадки при жестких режимах – 100 мм/с, а при мягких – 30 мм/с. Давление осадки в начале сварки 10...20 МПа, а в конце увеличивается до 220 МПа, т.е. в 11 раз.

Усилие сжатия заготовки губками машины:

(2.7)

где – максимальное давление осадки;

– коэффициенты трения между губками и деталью.

Технология точечной сварки

Точечная сварка представляет собой вид контактной сварки, при которой заготовки соединяются внахлест в отдельных точках. Свариваемые заготовки 1, собранные внахлест, зажимают между неподвижным 2 и подвижным 3 электродами, подсоединенными к обмотке трансформатора 4 (рис. 2.3).

Рис. 2.3. Схема точечной сварки:

Одновременно можно сваривать одну или несколько точек. Точечная сварка швов широко применяется в автомобильной, радиотехнической, судостроительной и приборостроительной промышленности, легко автоматизируется, является весьма производительным видом сварки. Качественная сварка получается при толщине металла от 0 до 5 мм. Расстояние между точками с целью исключения шунтирования выбирают равным , где – диаметр точки.

Сила сварочного тока зависит от толщины свариваемого металла и его природы и определяется по формуле: , где – плотность тока, – площадь точки.

Диаметр точки для сварки деталей с толщиной ≤ 3 мм определяется по формуле: , (2.8)

а в случае мм, , (2.9)

тогда площадь точки:

Выбор правильного режима зависит от правильного выбора плотности тока. При мягких режимах = 80... 160 A/мм², при жестких – 200...500 А/мм². Мягкие режимы характеризуются плавным нагревом и большей продолжительностью, уменьшенной мощностью. Они применяются для сварки углеродистых, низкоуглеродистых сталей, а также сталей, склонных к закалке.

Жесткие режимы характеризуются малым временем сварки, малой зоной термического влияния и повышенной производительностью. Они применяются для сварки нержавеющих сталей, алюминия, меди, медных сплавов, а также очень тонких листов (менее 0,1 мм). Длительность протекания тока зависит от толщины свариваемых деталей и их теплофизических свойств. Для низкоуглеродистых и низколегированных сталей для нержавеющих , для алюминиевых сплавов типа АМг и АМц , а Д16, В95

Усилие сжатия электродов , где – удельное давление. Для низкоуглеродистых сталей F=50...120 МПа, для нержавеющих сталей и титановых сплавов F=90...180 МПа. Мощность сварочного трансформатора для точечной сварки ориентировочно можно определить по формуле:

(2.10)

где = 8...16 кВт/мм – для низкоуглеродистых сталей; – толщина более тонкой заготовки, мм. При сварке высоколегированных сталей мощность. увеличивается вдвое.

Технология шовной сварки

Шовная сварка является разновидностью точечной. Сварное соединение образуется в результате перекрещивания близко лежащих. точек. Схема установки показана на рис. 2.4.

Рис. 2.4. Схема шовной сварки

Размеры точки определяются шириной или радиусом закругления рабочей части медного электрода (ролика) и скоростью перемещения детали. Обычно точка имеет удлиненную форму. Шаг точки и диаметр связаны зависимостью . При соотношении толщины свариваемых деталей более 2:1 формирование шва ухудшается. Режимы шовной сварки рассчитываются аналогично точечной. Для расчета силы тока необходимо ток, рассчитанный по жесткому режиму точечной сварки, увеличить в два раза. Удельное давление увеличивают на 10-30 %. Увеличивается в два раза и мощность трансформатора.