Точкове зварювання (продовження)

1.1 Формування зварної точки.

1.2 Якість точки

1.3 Міцність з’єднання

1.1 Формування зварної точки

Формування зварної точки залежить від розподілу струму, форми електрода, режиму зварювання, матеріалів, які зварюються, їх товщини.

Якщо електрод має сферичну поверхню, то основний струм тече через центр контакту.

При плоскій поверхні струм тече по периферії, що у деталей з малою товщиною на початку нагрівання дає кільце розплаву.

При зварюванні тонкої деталі з більш товстою ядро збільшується в товсту деталь (Рисунок 1).

Рисунок 1 Рисунок 2

При зварюванні на м’якому режимі електродами різного діаметра, ядро зміщується в бік більш тонкого електрода (Рисунок 2).

При зварюванні трьох деталей ядро спочатку з’являється на площинах їх контакту, а потім обидва ядра зливаються.

У деталей з співвідношенням товщин 1:3 із-за більшої густини струму на периферії контакту, нерівномірного тепловідводу в електроди та різної жорсткості деталей, проплавлення тонкої деталі відбувається з великими технологічними труднощами, або ж не відбувається зовсім.

Збільшення проплавлення на м’яких режимах забезпечується зменшенням тепло відводу від тонкої деталі (наприклад тепловими електродами). Але кращі результати дає обтискання точок втулкою.

На жорсткому режимі для деталей нерівної товщини, виплеск можна попередити пластичними прокладками (Al товщиною δ=0,08мм для сталі). На м’яких режимах обтискання втулкою тонкої деталі обмежує тепловідвід в електрод, а на жорстких – внутрішній виплеск.

1.2 Якість точки

Якість точки оцінюють зусиллям зрізу Р_зр, відношенням ; діаметром ядра та іншими показниками. Частіше міцність точки пов’язують з діаметром ядра.

Для мало вуглецевих та низьколегованих сталей неоднакової товщини діаметр ядра оберають по тоншій деталі зі збільшенням на 5…25%. Допуск на діаметр задається в бік збільшення. Крок із-за шунтування також дещо збільшується. Так при мінімальний крок S_т збільшується на 15…20%. Глибина проплавлення більш тонкої деталі не повинна бути меншою ніж 0,15…0,20δ.

Мінімальний крок S_т та допустимий напуск у деталей із нержавіючої сталі відповідно на 15…20% менший, а у деталей із алюмінію та електропровідних сплавів на 25…35% більший.

Розміри ядра регулюються струмом зварювання І_з, часом зварювання t_с і силою навантаження на електрод Р_з. Зі збільшенням струму діаметр ядра збільшується, але при t_з = const та Р_з = const існує критичне значення струму І_з, при якому проходить виплеск.

Аналогічно при І_з = const та Р_з = const. При збільшенні часу зварювання діаметр ядра також збільшується, а при збільшенні сили навантаження діаметр ядра зменшується.

1.3 Міцність з’єднання.

Міцність з’єднання залежить від матеріалу та товщини деталей, а також від кількості точок та їх розташування. Допустимий крок S_т обирається з урахуванням струму шунтування І_ш, який збільшується зі зменшенням S_т, збільшенням товщини δ і зменшенням густини ρ.

Струм може шунтуватися через заусенці деталей, пристосування, заземлені вузли машини при їхньому контакті з деталлю та при дуже щільному з’єднанні деталей.

Зменшення діаметру ядра на 55% понижує максимальне навантаження при статичному зрізі на 18%, а енергію руйнування на 81% при статичному і на 87% при динамічному зрізі.

Так для розуміння порядку міцності зварного з’єднання і при d_я = 10мм можливе статичне навантаження 25кН, чи пульсуюче 3,6кН.

СРС:

Лекція №

Тема лекції:

Рельєфне зварювання

План

1. Сутність рельєфного зварювання.

2. Різновиди рельєфного зварювання.

3. Формування з’єднання та його міцність.

4. Вибір устаткування та режимів зварювання.

1. Сутність рельєфного зварювання.

Рельєфне зварювання – це спосіб точкового контактного зварювання, при якому розташування точок визначається за раніше підготовленими виступами в заготовці.

При рельєфному зварюванні заготовки 2 та 4 затискаються між плоскими електродами 5 та 1 (контактними плитами). Зварювання проходить в точках 3, які визначаються штампованими виступами в одній заготовці.

При вмиканні струму верхній електрод стискає заготовки.

Рельєфи сприяють руйнуванню оксидних плівок і концентрують нагрів, дозволяючи зварювати деталі з співвідношенням товщин 1:6 та більше.

2. Різновиди рельєфного зварювання.

а) внапусток за рельєфом. З’єднують листи.

б) навхрест – стержні, труби.

в) Т-подібне зварювання – приварюють стержні деталі кріплення, втулки, заглушки та інше.

Зварюють по одному чи декількох штампованих виступах:

- за висадженим, чи рельєфом, що закладається, а також за природним рельєфом (навхрест);

- за гострою кільцевою кромкою при Т-подібному зварюванні, конусу з притупленою вершиною;

3. Формування з’єднання та його міцність.

Формування з’єднання залежить від форми рельєфу. Електрод при цьому суттєво не впливає на з’єднання. Порівняно з точковим з’єднанням різниця в формуванні з’єднання полягає у високому початковому опорі контакту R_к, який залежить від розмірів та форми рельєфу, його попередньою деформацією.

Процес зварювання може завершуватись кристалізацією розплаву чи з’єднання без розплавлення, а також при одночасному розплавленні з’єднання. Більш стабільні результати отримують при розплавленні, при цьому іноді застосовують проковування. Деталі з гострою кромкою зазвичай з’єднують без розплавлення.

Якість з’єднання залежить від І_з, t_з , P_з. З підвищенням P_з рельєф сильніше зминається по висоті h, площа його контакту збільшується, а нагрівання стабілізується. Оптимальне зменшення висоти, при товщині δ=1…2мм близько до 80%, а діаметр контакту 6…8мм. Після такої деформації опір R_к більш стабільний і струм розподіляється за рельєфом рівномірно.

При виборі рельєфу приймають до уваги його форму, розміри, пластичність матеріалу, конструкцію деталі, потужність машини.

Для низьковугцевих листових деталей застосовують рельєф

При δ=1,0…1,3

D=3,0; h=0,9; R=1,3; b=1,3; a=3,5

Для алюмінієвих – конусоподібні рельєфи з висотою конуса 1,4 та 1,5мм при δ=1 та 1,5мм відповідно при вершині 120 та 100˚, діаметрі на поверхні D=5 та 4,5мм (~2…3δ).

Також алюмінієві сплави зварюють і по рельєфах без заглиблень, в електродах з виїмками.

В більшості випадків рельєфи отримують пресуванням, іноді висадкою. На листах товщиною 0,6…0,7мм доцільні продовгуваті та кільцеві рельєфи. Їх висота та діаметр для листів δ=0,3…0,45мм близькі до 0,4…1,8мм. Проміжні вставки закладають при неможливості виготовлення рельєфу.

Так при деформації на (0,6…0,7)h контакт діаметром d₁ збільшується до d₂, з’являється кільце, яке не дає розвиватись пластичній течії. При малому t_з та окисленості поверхні площа, що розплавляється обмежується діаметрами d₁, d₂.

Чим менша площа рельєфу, тим раніше закінчиться ріст кільця. Зі збільшенням t_з площа з’єднання збільшується всередині та назовні кільця. Торкання деталей не по рельєфу не дає збільшенню розміру рельєфу. Інтенсивність нагрівання залежить від співвідношення . При зменшенні R_к на початку нагрівання вплив гарячого металу рельєфу на концентрацію тепловипромінювання збільшується.

Зварювання з розплавленням потребує оптимальної енергії, яка залежить від І_з, t_з , v_з.

4. Вибір устаткування та режиму зварювання.

Процес зварювання можливий при різних режимах. Так зусилля зрізу на м’яких режимах зменшується не більше ніж на 5…20% в порівнянні з жорстким.

Параметри режиму обираються, виходячи з товщини деталі чи довжини рельєфу (при гострій кромці).

Орієнтовно при зварюванні на м’яких режимах:

- одного рельєфу – ;

- по гострій кромці –

Зусилля Р_с(Н) визначається, виходячи із струму (для плоских деталей) чи товщині листів та l (при гострій кромці).

Ці залежності стримані з урахуванням рівноміцного з’єднання листів з деталями, які мають гостру кромку (гайки, втулки та інше) при ширині з’єднання 1,5δ, тиску р=70…100МПа, І_з=0,3…0,5кА/мм².

Струм І_з та зусилля Р_с збільшується пропорційно числу рельєфів чи довжиною кромки.

Зусилля проковування Р_К прикладається перед вмиканням струму.

Дата добавления: 2014-01-11