Контактная сварка. Источники теплоты при сварке. Контактные сопротивления. Собственное сопротивление деталей

Первый период (I) характеризуется резким спадом r_ээ за счет снижения r_дд и 2 r_эд, которое не компенсируется повышением 2 r_д за счет увеличения ρ. В течение второго периода (II) r_ээ практически определяется собственным сопротивлением деталей 2 r_д (так как r_дд =0, а 2 r_эд невелико). Небольшой спад r_ээ  определяется на этом участке увеличением площади электричеких контактов, диаметры которых к концу нагрева r_ээ.к достигают значений d_э и d_п.

Сопоставляя кинетические кривые изменения r_ээ, а также конечные значения r_{ээ к} (при сварке одних и тех же деталей), можно в первом приближении судить об изменениях плотности тока j и общей стабильности процесса сварки.

В общем случае характер изменения r_ээ зависит от свойств металла, толщины деталей, режима сварки, формы импульса тока, размеров ядра, формы рабочей поверхности электродов и т. п. Например, за цикл точечной сварки стали 08кп ρ увеличивается в 5— 7 раз, что в значительной степени компенсирует увеличение площади контакта, и поэтому значение r_ээ мало изменяется в процессе сварки. При соединении стали 12Х18Н10Т, сплавов Д16 и ОТ4 имеет место более значительное снижение r_ээ в области II (рис. 1.10, б), так как ρ увеличивается за время сварки всего в 1,5—2 раза (рис. 1.11).

Значение r_ээ меньше для сплавов с более низким удельным электросопротивлением (сплавы на основе меди и алюминия). С ростом толщины деталей общее сопротивление за счет увеличения площади контакта в процессе сварки и конечное его значение (r_{ээ к}.) заметно снижаются  (см.  табл. 1.2).

Увеличение диаметра ядра (s = const), которое достигается повышением силы тока и времени сварки приводит, как правило, к снижению r_ээ и r_{ээ к}. В частности, r_ээ при d, равном 4, 6 и 8 мм, составляет соответственно 200, 150 и 80 мкОм (сталь 12Х18Н10Т толщиной 1,5+1,5 мм).

Изменение параметров режима точечной сварки оказывает заметное влияние на r_ээ (рис. 1.12) в соответствии с изменением теплового состояния металла (ρ) и площади контактов. Так, увеличение Fсв, Iсв приводит к росту диаметра контактов и снижению r_ээ.

Переход к режимам с большим временем сварки при сохранении  одного и того же диаметра ядра вызывает .некоторое снижение r_ээ,., и r_ээ.к за счет уменьшения сопротивления пластической деформации и роста размеров контактов.

При точечной сварке используются электроды со сферической и плоской рабочей поверхностью.

Сварка электродами со сферической рабочей поверхностью отличается меньшими размерами контакта на первом этапе (см. рис. 1.13), соответственно большей плотностью тока и большей скоростью тепловыделения. Зона расплавления возникает раньше, чем при сварке электродами с плоской рабочей поверхностью, и поэтому область I на рис. 1.10, б характерна меньшей протяженностью и значения r_ээ в этой области заметно выше (рис. 1.13). При этом скорость повышения r_ээ возрастает с уменьшением радиуса сферы. Характер изменения r_ээ в области II для обоих типов электродов примерно одинаков. Однако в течение всего цикла сварки среднее значение r_ээ на 10—15 % выше для электродов со сферической рабочей., поверхностью. В то же время среднее значение Iсв и конечный диаметр ядра изменяются незначительно; чем больше z_к.з. сварочной машины, тем меньше эта разница. В процессе сварки на сферической поверхности постепенно появляется почти плоская площадка (сферическая поверхность превращается в плоскую), и начальное r_ээ заметно уменьшается.

При рельефной сварке кинетика r_ээ в значительной мере отличается от предыдущего случая. В области I (рис. 1.14) происходит резкое падение сопротивления из-за быстрой деформации нагреваемого выступа. Далее в области II значение r_ээ стабилизируется, а затем (область III) вновь уменьшается в связи с расширением контактов при образовании ядра. На конечной стадии диаметры контактов и тепловое состояние металла