РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ РЕЖИМА СТЫКОВОЙ СВАРКИ СОПРОТИВЛЕНИЕМ

Стыковая сварка сопротивлением обычно применяется при сварке сталей небольших поперечных сечений (300 мм²), цветных металлов и сплавов.

К основным параметрам режима стыковой сварки сопротивлением относятся: сварочный ток (Iсв), время сварки (tсв), величина усилия осадки (Fос), установочная длина (lуст), припуск на осадку (lос), напряжение холостого хода трансформатора (U₂₀).

Один из главных параметров, определяющих прочность сварного соединения, сварочный ток рассчитывается по формуле

,

где Т_ст -  температура стыка, принимается равной температуре плавления металла (для стали = 1530 ⁰С);

к -  коэффициент потерь (для углеродистой стали = 0,75);

r_t – среднее удельное сопротивление свариваемого металла (для стали = 0,5 Ом мм²/ м);

t_св – время сварки, с;

m – коэффициент изменения сопротивления, равный для малоуглеродистой стали 0,4;

 сопротивление свариваемых заготовок на участке между электродами машины, Ом;

l_уст – установочная длина, м;

F -  площадь свариваемых заготовок, м²;

с; g; l - удельная теплоемкость, плотность, удельная теплопроводность свариваемого металла (для м/у стали с = 710 Дж/кГ ⁰С, g = 7850 кг/м³, l = 37,6 Вт/м ⁰С). Физические свойства других металлов приведены в прил.1.

При сварке заготовок из малоуглеродистой стали время сварки выбирается в зависимости от площади сечения свариваемых заготовок по табл.1.

                                                                                                  Таблица 1.

Усилие осадки выбирают в зависимости от площади поперечного сечения, температуры нагрева и марки материала. При недостаточном давлении образуется непровар, а при чрезмерном давлении возможно образование трещин.

Усилие осадки находится как произведение площади сечения свариваемых изделий на удельное давление осадки, которое для малоуглеродистой стали составляет 20 МПа, для низколегированной стали – 30 МПа.

Установочная длина влияет на нагрев деталей и их пластическую деформацию. При малой установочной длине детали значительно охлаждаются за счет теплоотвода в губки. При чрезмерной установочной длине возможно искривление деталей при осадке. Установочная длина определяется соотношением

,

где d –диаметр заготовки, мм.

Припуск на осадку определяется степенью деформации торцов. При увеличении припуска на осадку улучшаются условия удаления окислов из стыка. Однако чрезмерная осадка может ухудшить свойства соединения в результате значительного искривления волокон в зоне, прилегающей к стыку. Для деталей из малоуглеродистой стали припуск на осадку выбирается по табл. 2.

Таблица 2.

Напряжение холостого хода трансформатора определяется током вторичного контура сварочной машины и полным сопротивлением сварочного контура.

Для стыковой машины МС-502 при сварке стержней напряжение можно с достаточной для расчетов точностью определить по формуле

,

где U₂₀ -  имеет размерность В, Iсв – A, Rсв -  Ом.

Полученное значение напряжения U₂₀ – необходимо округлить до ближайшего значения таблицы U₂₀ машины.

Для настройки пружинного механизма осадки на выбранное усилие Pос необходимо рассчитать осевое перемещение пружин l, обеспечивающее это усилие.

,

где D – средний диаметр пружины; i – число рабочих витков пружины; G – модуль упругости (для стали 65Г= 8 10¹⁰ Па); d -  диаметр проволоки пружины, м.