Стикове зварювання оплавленням

Стикове зварювання (продовження)

ЗВАРЮВАННЯ ТИСКОМ

Тема лекції:

План лекції

1.1 Стикове зварювання з безперервним оплавленням

1.1.1 Сутність процесу стикового зварювання оплавленням

Заготовки підводяться одна до одноі при включеній напрузізі . Між ними в окремих точках виникають окремі контакти (перемички), які швидко плавяться і руйнуються під час вибуху, які супроводжуються з викидом часток оплавлення металу окисів зони стику. На торцях залишаються невеликі ділянки (кратери) з розплавленним металом. Площа перемичок не перевищує 3-4% від площі торця.

Рисунок 5. 1

Кожна перемичка в середній частині після розплавлення стискається силою Р_ст і розтягується силою Р_р, яка створюється змінним струмом, що проходить через цю перемичку (рис.1). Ще діє Р_к , яка намагається збільшити зварний контур і направлена від трансформатора в сторону підводів. Сила тяжіння практично не впливає на форму перемички, а сила опору пересування перемички, діє тільки до створення сплаву.

Взаємодія струмів при малих зазорах проявляється повільно. Таким чином форма перемички на торцях визначається змінними силами Р_к та Р_ст і майже незмінною . Р_к та Р_ст приймають найбільше значення при амплітудному струмі, а при його переході через нуль, форма перемички визначається поверхневим натягом .

Стискання перемички в її середній частині, при великій густині струму (кілька 100 А/мм²), призводить до перегріву металу та внутрішньому кипінню (наслідок розчинених газів), яке супроводжується вибухоподібним руйнуванням, з появою на торцях розплавленого шару товщиною 0,5-1,5 мм, який покриває поверхню торців.

При кипінні металу, тиск в середній частині перемички сягає 5-7 МПа. Під дією Р_к перемички зміщуються по торцю і можуть розриватися вже біля поверхні, а іноді і без вибуху. Внаслідок цього на поверхні деталі з протилежним підводом струму накопичується розплавлення. Іноді можливе сплющення та руйнування перемичок.

По мірі нагрівання кількість перемичок збільшується, а їх розміри зменшуються. При цьому утворюється рівномірний шар розплаву, без глибоких кратерів. З прогрівом деталей в глибину, перемички нагріваються до оплавлення швидше, з меншими витратами енергії, що дозволяє підвищити швидкість оплавлення від 2-8 мм/с, а іноді до 10-20 мм/с.

Зі збільшенням кількості перемичок і прискоренням їхнього нагріву та вибухоподібного нагрівання, збільшується кількість розплавлених часток та парів, які обмежують доступ повітря до торців. Одночасно перемички частіше повертаються на попереднє місце, що запобігає кристалізації розплаву.

Рисунок 5.2

R_ее= 2R_д + R_к + 2R_ед,

де R_ее – електрод-електрод;

R_д – опір деталі;

R_k – опір контакту;

R_ед – опір електродної деталі.

При зварюванні плавленням, не дивлячись на зростання величини 2R_д, опір R_ее з початку зменшується за рахунок зменшення опору R_k (рис.5.3). Це зменшення залежить від напруги U_хх = 20В і від перерізу деталі F та швидкості оплавлення .

Рисунок 5.3

Залежність між та R_опл буде такою:

- сумарний опір всіх перемичок;

К_т – коефіцієнт, який залежить від типу нагрівання деталей;

- напруга холостого ходу.

Якщо = const, то - збільшується.

Вибух перемичок викликає іонізацію проміжків між деталями та може супроводжуватися короткочасним дуговим розрядом. Якщо підвищується напруга до 15-25 В, то дугоутворення підсилюється, а температура досягає 4000-5000 ⁰С.

В реальному процесі, напруга, яка досягає 5-10 В мало впливає на нагрів сталі. Повне руйнування контактів - типове для кольорових металів, або тонких деталей із сталі. Середній тиск між торцями приблизно 15 МПа.

Оплавлення на максимальній потужності нестійке і часто зупиняється після закорочування торців. Для усунення цього на основне пересування накладають коливання деталей з частотою 3…25Гц та амплітудою 0,3…1,0мм. Це зменшує розміри ділянок та перемичок, що вибухають, вирівнює торці і дозволяє нагрівати деталі при менших припусках на оплавлення. Одночасно вібрація полегшує збуджує оплавлення на холодних торцях. Одиничні прицеси в залежності від особливостей оплавлення та нагріву деталей протікають з частотою 50…500Гц.

СРС:

Лекція № 6

З дисципліни ТЕХНОЛОГІЯ ТА УСТАТКУВАННЯ

Дата добавления: 2014-01-11