Технология и оборудование контактной сварки, страница 4

1. Получить практические навыки по определению величины сопротивления зоны сварки.

2. Изучить зависимость сопротивления холодных листов от их толщины, свойств материала,  состояния поверхности и усилия на электродах.

Общие положения

Источником нагрева при электрической контактной сварке является сопротивление зоны сварки между двумя токоподводящими электродами. Это сопротивление складывается из трех составляющих:

а) собственного сопротивления материала изделия  ;

б) контактного сопротивления между свариваемыми деталями ;

в) контактных сопротивлений между поверхностью электрода и поверхностью изделия;

т.е. оно представляет собой сумму сопротивлений:

                                (5)

Распределение тепла между электродами зависит от относительной величины и взаимного расположения этих сопротивлений. Величина каждого из сопротивлений непостоянна и зависит от многих факторов. Так сопротивление материала изделия зависит от химического состава, структурного состояния металла или сплава и от температуры. Чем больше примесей в металле, тем выше его удельное сопротивление, а следовательно, и общее. Металл (или сплав), находящийся в состоянии наклепа или закалки, имеет большее сопротивление, чем отожженный или нормализованный. Собственное сопротивление свариваемых деталей возрастает с увеличением температуры.

Величину собственного сопротивления  принято определять, как сопротивление цилиндра, высотой, равной толщине листов, и диаметром, равным диаметру рабочей поверхности электрода. При прохождении тока от электрода к электроду наблюдается растекание тока за пределы указанного столбика. Это приводит к тому, что фактическая величина собственного сопротивления несколько ниже сопротивления условного цилиндрика под электродами.

Величина контактного сопротивления между деталями определяется наличием неровностей на соприкасающихся поверхностях свариваемых деталей, наличием различного рода загрязнений окисных пленок и искривлением линий тока. Чем больше неровностей и загрязнений, тем больше искривление линий тока, тем больше величина контактного сопротивления.

Контактное сопротивление зависит также от усилия, приложенного к электродам, температуры контакта и свойств свариваемых металлов (химсостава, механических и др.). Величина контактного сопротивления уменьшается с ростом температуры. С ростом усилия на электродах величина контактных сопротивлений уменьшается и стабилизируется независимо от состояния соприкасающихся поверхностей. Чем выше электропроводимость и пластичность свариваемых металлов и чем меньше их сродство к кислороду, тем меньше величина контактного сопротивления.

Сопротивление между поверхностью электрода и поверхностью изделия – это такое же контактное сопротивление, но только между разнородными металлами, и находится оно как среднее арифметическое из контактных сопротивлений одного и другого металлов. Например, между медью и железом.

Оборудование и приборы

1. Пресс с прибором для измерения усилия сжатия.

2. Источник постоянного тока (сварочный генератор или сварочный выпрямитель).

3. Амперметр до 300 А.

4. Милливольтметр (МП-08, М4-2, M-106 или др.).

5. Реостат на ток до 300 А.

6. Наждачное полотно.

7. Набор пластин из низкоуглеродистой стали, алюминия, латуни, нержавеющей стали и оцинкованной стали толщиной 1, 2, 3 мм.

8. Набор пластин из низкоуглеродистой стали, алюминия, латуни, нержавеющей стали, низкоуглеродистой стали, оцинкованной стали, покрытой ржавчиной, толщиной 2 мм (два комплекта).

Порядок выполнения работы

1. Составить и собрать схему для измерения сопротивления методом ампервольтметра между двумя токоподводящими электродами. Предъявить ее преподавателю.

2. С помощью реостата установить выбранное значение тока короткого замыкания (100–150 А).

3. Замерить падение напряжения и величину тока при пяти различных давлениях, начиная с минимального, для одиночных пластин из низкоуглеродистой стали, алюминия, латуни и нержавеющей стали толщиной 1, 2, 3 мм. Каждый замер производить не менее трех раз. Расчетами определить сопротивление между электродами.