Материал: Сварка и свариваемые материалы. Технология и оборудование

чения соединений используют термин «сварка сопротивлением», который также подразумевает нагрев металла импульсным про­ ходящим током — за счет действия внутренних источников теп­ лоты. Как и при большинстве других наиболее распространен­ ных способах сварки, например дуговой, металл нагревают до расплавления (точечная сварка, стыковая сварка оплавлением и т. п.), что гарантирует удаление поверхностных пленок и об­ разование физического контакта по заданной площади.

Значительная пластическая деформация зоны сварки позво­ ляет получать высокие механические свойства соединений раз­ ных конструкционных металлов, обеспечивает надежный элек­ трический контакт между деталями, устойчивость процесса расплавления металла и защиту его от взаимодействия с ок­ ружающей средой (контактная точечная и шовная сварка).

Известные способы сварки классифицируются по ряду тех­ нических и технологических признаков (ГОСТ 19521—74):

1) по технологическому способу (форме) соединений — то­ чечная, шовная, стыковая;

2) по конструкции соединения: виду сборки деталей — нахлесточные и стыковые (торцевые) соединения, предусмотрен­

срасплавлением металла и без расплавления;

4)по числу одновременно выполняемых соединений (швов)— одно- и многоточечная, сварка одним или сразу не­

сколькими швами, одновременная сварка одного или несколь­ ких стыков;

5) по способу подвода и роду сварочного тока — наиболее распространенные способы с кондукционным (контактным) под­ водом тока или с индукционным нагревом, характерным в ос­ новном для стыковой сварки; сварка импульсом переменного тока или униполярным импульсом (изменяющийся во времени ток одной полярности);

6) по применению дополнительных защитных или связую­ щих компонентов (грунтов, эмалей, клеев, припоев) — сварка по слою грунта, клеесварные и сварнопаяные конструкции.

Глава 20 ТОЧЕЧНАЯ И ШОВНАЯ СВАРКА 20.1. Общие сведения

собами в разных отраслях современной промышленности, так как в них наи­ более ярко проявляю тся преимущ ества контактной сварки, приведенные пыше.

Рис. 20.1. Схемы основных процессов контактной сварки

20.1.2. Физические основы образования соединений

Эксплуатационные свойства соединений (механические харак­ теристики, плотность и т. д.), выполненных контактной точечной и шовной сваркой, определяются условиями формирования этих соединений. Эти условия достигаются в результате двух процес­ сов— нагрева (расплавления) металла и его пластической де­ формации. Сочетание их параметров (например, усилия и тем­ пературы) обеспечивает получение определенного термодефор­ мационного цикла. Оптимальная программа этого цикла дает возможность получить соединение с высокими эксплуатацион­ ными свойствами.

Необходимый и достаточный признак качественного соедине­ ния при точечной и шовной сварке — обеспечение заданных размеров зоны расплавления (ядра).

Нагрев и расплавление свариваемого металла

Нагрев металла (размеры ядра) зависит от количества теплоты ( Q B . в ) , вы­ деляемой в зоне соединения, которое определяется законом Джоуля — Ленца в интегральной форме:

В случае сварки двух деталей одинаковой толщины и из одного и того же металла формула имеет вид:

гэ. э = 2гэ. д + 2гд + гд. д.

Контактные сопротивления связаны с ограниченностью фактического кон­ такта из-за наличия на поверхности реальных тел, микронеровностей и повышенного сопротивления поверхностных (в основном оксидных) пленок. Поскольку окисление в ряде случаев носит избирательный характер, контакт­ ные сопротивления весьма нестабильны и, следовательно, колеблется тепло­ выделение. Это особенно проявляется при сварке на малых усилиях и хими­ чески активных металлов, например алюминиевых и магниевых сплавов. Поэтому роль этих сопротивлений стараются ограничить, применяя предва­ рительную подготовку свариваемых поверхностей.

Если доля 2гэ. д+ гд. д от гв. а в начале нагрева оценивается в 50%, то к концу процесса сварки она снижается до 3—5 % и практически не оказы­ вает влияния на размеры ядра и свойства соединений, так как нагретый металл микронеровностей быстро деформируется, а поверхностные пленки разрушаются, что приводит к резкому росту площади фактического кон­ такта.