РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ РЕЖИМА ТОЧЕЧНОЙ СВАРКИ

Выбор режима точечной сварки применительно к заданной толщине и марке материала заключается в подготовке электродов, поверхности свариваемых образцов и в нахождении оптимальных значений параметров режима сварки.

Подготовка электродов заключается в выборе и проверке диаметра их рабочей поверхности. В зависимости от толщины образцов (d) диаметр рабочей поверхности электрода (d_э) устанавливается, мм

К параметрам режима точечной сварки относятся: усилие сжатия (Р_сж), сварочный ток (I_св), время сварки (t_св).

Усилие сжатия оказывает существенное влияние на электрическое сопротивление сварочного контакта и условия деформирования металла. С увеличением усилия сжатия при неизменных остальных параметрах уменьшается сопротивление контакта, выделение в нем тепла и размеры сварной точки.

Величина усилия сжатия в зависимости от материала выбирается из соотношений, Н

Для малоуглеродистой стали

,

Для углеродистых и низколегированных сталей:

Для аустенитных сталей

Для жаропрочных сталей и сплавов

Для алюминиевых сплавов

Для медных сплавов

Для титановых сплавов

Усилие сжатия электродов зависит от давления в цилиндре контактной машины, которое устанавливается воздушным редуктором. В соответствии с рассчитанным усилием сжатия электродов по таблице, расположенной на корпусе или верхней консоли машины, определяется давление сжатого воздуха, которое отсчитывается по манометру.

Сварочный ток определяет характер разогрева металла. Величина сварочного тока зависит от усилия сжатия, материала и толщины свариваемых листов. Сварочный ток может быть подсчитан по формуле:

где d_э – диаметр рабочей поверхности электродов, м;

d - толщина одного свариваемого листа;

с,g - удельная теплоемкость, Дж/(кг ⁰С); плотность кг/м³

Т_пл- температура плавления свариваемого металла, ⁰С

Х – ширина кольца нагретого металла, окружающего ядро, м;

Для – малоуглеродистой стали: Х = 0,012Ö t_св         

          - аустенитных сталей      Х= 0,009Ö t_св

          - алюминиевых сплавов Х= 0,031Ö t_св

- медных сплавов           Х= 0,033Ö t_св

- титановых сплавов       Х = 0,0075Ö t_св

   К -  коэффициент формы электродов. Для плоских электродов К = 1,5, сферических – К = 2,0;

   Х_э = 0,036 Ö t_св – длина нагреваемого участка электродов, м; с_э = 376 Дж/(кг К) – удельная теплоемкость, g = 8900 кг/м³ - плотность металла электродов (допускается принять для температуры 20 ⁰С).

m_r – коэффициент, учитывающий сопротивление заготовок в процессе сварки. Для стали  m- 1,0-1,15; аустенитных сталей – 1,2; алюминиевых и магниевых сплавов 1,15; титановых сплавов – 1,4; медных сплавов – 1,2;

t_св - время сварки, с;

r_дк – среднее сопротивление нагретых пластин, Ом

где А_д – коэффициент, учитывающий характер электрического поля в свариваемых заготовках. При сварке деталей толщиной 0,8-3 мм А_д принимают равным 0,8.

 - температурный коэффициент электросопротивления.

Общая сила тока, протекающего через сварочный контур

,

где I_ш – ток шунтирования, А

,

где r_ш – активное сопротивление шунтирования,Ом

где m – коэффициент поверхностного эффекта, определяемый по табл. 6

Таблица 6

r_ш – удельное сопротивление металла на участке шунтирования, Ом м. Рассчитывается из условий нагрева до температуры 50 – 250 ⁰С;

а – шаг точек, м (принимается в пределах 0,03 – 0,08) м;

d - толщина листа, м;

h – ширина токопроводящей полосы, м

Время сварки – один из основных параметров режима точечной сварки, существенно влияющий на размеры сварной точки и ее прочность. Выбирается в зависимости от марки и толщины свариваемого металла по приближенным формулам

, мм – для жестких режимов

 , мм – для мягких режимов.