РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ РЕЖИМА ШОВНОЙ СВАРКИ

Выбор режима шовной сварки применительно к заданной толщине и марке металла заключается в подготовке роликов, поверхности свариваемых деталей и в нахождении оптимальных значений параметров режима сварки. В зависимости от толщины образца ширина рабочей поверхности роликов (в), устанавливается по зависимости

, мм

Режим шовной сварки определяется следующими параметрами: шагом точек (а); усилием сжатия (Р_сж); временем сварки (t_св); коэффициентом цикла сварки (е), скоростью сварки (V_св); силой тока (I_св).

Шаг точек определяет герметичность шва и принимается по соотношению

,

где d - толщина образца, мм

к – коэффициент, равный для:

малоуглеродистых сталей = 3,0;

аустенитных сталей = 2,6;

медных сплавов = 2,2.

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.

Для малоуглеродистой и низколегированной сталей, медных и титановых сплавов

;

для аустенитных сталей

;

где d - толщина свариваемого листа, мм,

Р_сж – усилие сжатия, Н.

Время сварки – один из основных параметров режима шовной сварки, существенно влияющий на размеры сварной точки и ее прочность Время сварки выбирается в зависимости от марки и толщины свариваемого металла. Значительное увеличение времени сварки может привести к выплескам металла.

Для малоуглеродистых и низколегированных сталей:

 .

Для аустенитной стали:

 .

Для медных сплавов:

 .

Для титановых сплавов:

 ,

где t_св- в сек, d - в м.

Рассчитанное по формулам время необходимо округлить до значений, кратных 0,02.

Коэффициент цикла сварки (е) определяется свойствами свариваемого материала. С увеличением тепло – и электропроводности материала он уменьшается.

,

где t_п - время паузы.

Для малоуглеродистой стали е = 0,5; для низколегированной, аустенитной стали и титановых сплавов е = 0,4; для медных сплавов е = 0,25. Время паузы для различных металлов может быть определено как:

 .

Скорость сварки определяется условиями кристаллизации металла в расплавленном ядре. С увеличением толщины свариваемых деталей скорость сварки уменьшается. С увеличением скорости сварки до определенных значений, кристаллизация металла в расплавленном ядре может завершиться в пределах зоны пластического деформирования от усилия сжатия роликов, что вызовет образование в шве значительных усадочных дефектов. Скорость сварки рассчитывают по формуле

 .

Сила тока влияет на нагрев металла и зависит от усилия сжатия, толщины свариваемых листов и шага точек и рассчитывается по формулам:

Для малоуглеродистой и низколегированной стали

 .

Для аустенитной стали и титановых сплавов

.

Для медных сплавов

,

где d_к – диаметр контакта к концу нагрева;

,

где Р_сж – усилия сжатия деталей, s_д  - сопротивление деформации металла к концу нагрева. Для малоуглеродистых и низколегированных сталей σ_д  = 50 н/мм², для сталей аустенитного класса - σ_д  = 90 н/мм²

t_T- время, приходящееся на образование участка шва диаметром d_к, который определяется также, как и при точечной сварке

.

Общая сила тока сварочной машины определяется

,

где I_ш – ток, шунтирующийся через соседнюю, только что сваренную точку

 .