Методика расчета сварочного тока при контактной точечной и шовной сварке

Общая хар-ка нагрева при контактной св-ке выраж-ся приведенной нами ранее ф-лой теплового баланса: Q_ээ = Q₁ + Q₂ + Q₃ + Q₄ , где Q_ээ - полное кол-во теплоты, затрач-е на образ-е св-й точки; Q₁ - полезная теплота, расходуемая на нагрев металла сварной точки (Q_ПОЛ); Q₂ – теплота, передаваемая теплопров-ю в окружающий зону соед-я металл; Q₃ – потеря теплоты в электроды; Q₄ – потери теплоты лучеиспусканием с пов-ти нагретых деталей и эл-дов.

В опр-х пределах Q_ПОЛ не зависит от τ_св. и предст-т собой теплоту, расход-ю на расплавление металла св-й точки. Остальные составляющие теплового баланса относят к потерям теплоты Q_ПОТ. Таким образом: Q_ЭЭ = Q_ПОЛ + Q_ПОТ

C увел-м продолжит-ти нагрева растет Q_пот. Ср-е кол-во теплоты, выделяемой в единицу времени при протекании св-го тока равно: q _ээ = Q_ээ /τ _св.

При высоких значениях q _ээ1 температура t _св достигается за время τ _min. С уменьшением q _ээ длительность нагрева увеличивается. При использовании машины малой мощности со средним количеством теплоты q _ээ3 < q _{ээ min} нагреть зону сварки до необходимой температуры невозможно. В этом случае выделяется недостаточное количество Q_ээ, и оно рассеивается в виде потерь. По этой причине при контактной сварке применяются мощные машины, позволяющие снизить время протекания тока, повысить производительность и снизить расход электроэнергии.

Теплота Q_ээ является основным показателем процесса, ее используют для расчета величины сварочного тока. Сварочный ток рассчитывают по закону Джоуля-Ленца:

;где Q_ээ – количество теплоты, рассчитанное по формулам 2.9, 2.10, 2.11, 2.12; 2 r _дк - сопротивление двух свариваемых деталей в момент выключения сварочного тока, k – коэффициент, учитывающий изменение r _ээ в процессе протекания сварочного тока; τ _св – время протекания сварочного тока; r _{ээ =} 2 r _дк - определяют по методике, изложенной в разделе 2.5. τ _св определяют по эмпирическим формулам или таблицам рекомендованных режимов сварки. Для низкоуглеродистых сталей k = 1, алюминиевых и магниевых сплавов 1,15, коррозионно-стойких сталей 1,2, сплавов титана 1,4.

Величина сварочного тока, определенная по формуле 3.6, для получения сварной точки заданного диаметра должна протекать только через зону сварки. При двухсторонней сварке и наличии ранее сваренных точек происходит протекание его через эти точки. Явление это называется шунтированием тока. При односторонней двухточечной сварке шунтирование происходит через одну из деталей (рис. 3.9).

Шунтирование в значительной мере нарушает симметрию электрического тока и при малом шаге между точками t _ш может привести к уменьшению плотности сварочного тока и размеров сварной точки.

Величину тока шунтирования можно определить по формулам, которые справедливы как для точечной, так и для шовной сварки I _ш = I _cв× r _ээ / r _ш ; I _ш = I _cв×δ / t _ш , (3.7)

где r _ээ и r _ш – электрическое сопротивление зоны сварки и шунта, δ - толщина свариваемого металла.

Вторичный кратковременный ток I _{2 кр} = I _cв +I _ш .

Изложенную методику расчета сварочного тока можно применить для контактной шовной сварки, рельефной и рельефно-точечной сварки листов внахлестку.