2,6
5
0,08
42
2,1
6
0,10
37
1,2
7
3 + 3
0,16
20,0
76
10,0
4,0
8
0,24
18,0
63
3,0
9
0,30
17,0
57
2,1
10
4 + 4
0,20
28,0
85
13,0
5,1
11
0,26
77
3,9
12
0,32
65
2,3
13
АМц
1 + 1
0,06
2,5
34
5,0
1,25
14
0,08
26
1,0
15
0,10
21
0,6
16
2 + 2
0,10
7,0
51
8,0
2,7
17
0,14
6,0
37
2,2
18
0,18
5,5
32
1,3
19
3 + 3
0,12
10,0
78
10,0
4,1
20
0,16
62
3,2
21
0,20
51
2,1
22
4 + 4
0,16
18,5
82
13,0
4,9
23
0,20
16,0
73
4,1
24
0,24
19,0
61
2,8
Температура деформируемого металла ТДt в зоне сварки является основным фактором, определяющим его сопротивление пластической деформации σДt. Многочисленные расчеты показали, что нагрев деформируемого объема металла в зоне сварки во время импульса сварочного тока протекает неравномерно (рис. 4.6, б, рис. 4.7, б). За первые 10…20 % от времени сварки tСВ он нагревается до температуры, которая составляет 65...85 % от конечных ее значений. Затем рост его температуры замедляется. При этом, в случае сварки электродами со сферической рабочей поверхностью рост температуры деформируемого металла наблюдается в течение всего периода действия импульса сварочного тока (рис. 4.6, б), то при сварке электродами с плоской рабочей поверхностью и, в особенности, с обжатием периферийной зоны соединений увеличение температуры деформируемого металла во второй половине периода их нагрева весьма ограничено (рис. 4.7, б).
Такое неравномерное увеличение температуры деформируемого металла (рис. 4.8) характерно для любых условий точечной сварки [203, 206, 214…216]. Это в дальнейшем было подтверждено и более точными тепловыми расчетами с решением дифференциальных уравнений, например, в работе [168].
Причинами такого изменения
температуры являются, с одной стороны, радиальное перемещение от оси электродов
границ деформируемого объема металла из-за
увеличения диаметров уплотняющего пояска dПt и ядра
расплавленного металла dЯt (см. рис. 4.4, 4.6, а, 4.7, а),
а с другой — изменения условий процессов выделения и распространения теплоты.
Во-первых, увеличение в процессе сварки площадей контактов деталь–деталь и
электрод–деталь приводит к уменьшению электрического сопротивления зоны сварки (см. п. 2.3) и, как
следствие—к уменьшению тепловыделения. Во-вторых, увеличение площадей контактов
электрод–деталь приводит и к увеличению теплоотвода из зоны сварки. Кроме
того, замедление увеличения температуры происходит из-за плавления металла в ядре, так как
на это затрачивается часть вводимой энергии (см. п. 2.4).
Максимальная температура деформируемого объема металла, которой он достигает в конце процесса формирования соединения, в зависимости от условий сварки изменяется в относительно широких пределах, составляющих 60…95 % от температуры плавления ТПЛ свариваемого металла.
Изменение толщины свариваемых деталей в пределах 1…4 мм приводит к изменению температуры деформируемого металла, примерно на 5…15 % от ТПЛ. Причем, с увеличением толщины деталей она возрастает (рис. 4.8), что в основном объясняется уменьшением ее градиента в направлении координаты r.
Изменение времени сварки влияет на максимальную температуру металла в большей степени (рис. 4.9), чем изменение толщины деталей. Так, изменение времени сварки в пределах, применяемых в практике КТС режимов, приводит к изменению температуры металла на 10…25 % от ТПЛ. При этом с увеличением времени сварки (уменьшением жесткости режимов) она возрастает. Это обусловлено некоторым уменьшением градиента температуры в металле зоны сварки, прилегающем к ядру.
Такие результаты расчетов температуры металла в зоне сварки вполне согласуются с существующими представлениями, результатами экспериментальных и теоретических исследований процессов выделения и перераспределения теплоты в условиях формирования точечных сварных соединений.
Степень пластической деформации металла в зоне сварки монотонно увеличивается в течение всего процесса его нагрева, т. е. в течение длительности действия импульса сварочного тока при любых условиях точечной сварки. Причем, во время формирования соединения степень деформации увеличивается неравномерно (рис. 4.10). За первые 5…20 % от времени tСВ действия импульса сварочного тока она достигает значений, составляющих 25…40 % от конечных. После этого степень деформации металла в зоне сварки увеличивается практически линейно.
Динамика изменения степени пластической деформации металла в зоне сварки и ее величина определяются в основном его температурным расширением. Так, характер изменения εt в процессе формирования соединения определяется в основном ее приращением за счет температурного расширения εt1, (первое слагаемое в зависимости 3.78), плавления металла в ядре εt2 (второе слагаемое) и вдавливания электродов в поверхности деталей εt3 (третье слагаемое). В момент выключения тока при t = tСВ приращение степени пластической деформации за счет температурного расширения металла εt1, составляет 55…65 % от всей ее конечной величины εt, за счет вдавливания электродов в поверхности деталей εt2 — 20…30 %, за счет приращения объема металла ядра при его расплавлении εt3 — 8…17 %.
К моменту окончания импульса сварочного тока при t = tСВ степень пластической деформации металла в зоне сварки может достигать значений 12…15 %. При
проплавлении деталей на 40…60 %,
которое наиболее характерно для большинства соединений в практике точечной
сварки, конечная степень деформации составляет
9…12 %.
При сварке на жестких режимах с меньшей длительностью импульса сварочного тока степень деформации на 5…12 % меньше, чем на мягких (рис. 4.11). Это объясняется большим градиентом температуры металла в зоне сварки и большей зоной его нагрева.
С увеличением толщины свариваемых деталей от 1 до 4 мм степень пластической деформации металла в зоне сварки также уменьшается на 8…14 % (рис. 4.12), что объясняется в основном увеличением зоны нагрева при формировании точеного сварного соединения.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37
