Теоретические основы точечной сварки

Точечная сварка

Цель работы: изучить сущность процесса, технологию и оборудование электрической контактной точечной сварки и применение ее в авторемонтном производстве.

Задачи работы

- Ознакомиться с физической сущностью и технологическими особенностями электрической контактной точечной сварки.

- Изучить параметры режима точечной сварки и влияние их на качество сварного соединения.

- Подобрать технологические режимы для точечной сварки внахлест листов заданной толщины и материала.

- Настроить установку на выбранный режим и выполнить сварку листовых образцов.

- Испытать сваренный образец на срез и оценить прочность и качество полученного сварного соединения.

Теоретические основы точечной сварки

Электрической контактной точечной сваркой называют технологический процесс получения неразъемных соединений в отдельных точках с помощью местного нагрева и плавления металла деталей проходящим током в сопровождении давления. На рис. 16 представлена схема процесса электрической контактной точечной сварки [5].

Заготовки 3 из листовой стали собирают внахлест, устанавливают между электродами 2 и сдавливают с усилием Р. При этом создается надежный контакт между свариваемыми заготовками в зоне сжатия и между торцами электродов и поверхностью заготовок, что обеспечивает лучший токоподвод. При включении сварочного тока, который от сварочного трансформатора проходит через токоподводящие шипы, медные электроды и заготовки, происходит нагрев заготовок в месте их контакта между электродами. Тепло Q, выделяющееся в месте этого контакта, определяется по формуле Джоуля – Ленца [5]

Q = , (35)

где – сварочный ток, протекающий через заготовки, А;

– оммическое сопротивление, Ом;

– время протекания тока, с.

Наибольшее количество тепла при прохождении тока по сварочной цепи выделяется там, где больше оммическое сопротивление . Наибольшее будет в

	Рис. 16. Схема процесса электрической контактной точечной сварки: 1 – сварочный трансформатор; 2 – электроды; 3 – свариваемые заготовки; 4 – сварная точка; Р – давление, приложенное к электродам; dт – диаметр сварной точки

месте контакта между листами (заготовками). Известно [5], что

, (36)

где – удельное сопротивление проводника, ;

– длина проводника, ;

– поперечное сечение проводника, м².

Окисные пленки на поверхности заготовок имеют более высокое удельное сопротивление , чем металл заготовок, а микронеровности на поверхности заготовок снижают площадь контакта , что является причиной роста омического сопротивления и, как следствие, большего выделения джоулевой теплоты в месте контакта между деталями.

Так же известно [5], что с ростом температуры металла его удельное сопротивление увеличивается

, (37)

где – удельное сопротивление проводника при 0^ºС, ;

– температурный коэффициент сопротивления, ;

Т – температура металла проводника, ^ºС.

С ростом температуры металла увеличиваются и , что приводит к увеличению джоулевой теплоты Q и температуры металла, а это вновь увеличивает и и так по замкнутому кругу. Благодаря этому за десятые …сотые доли секунды металл в зоне контакта между заготовками нагревается до температуры плавления и образуется ванна жидкого металла в виде ядра из расплавленного металла обоих заготовок. Давление Р, приложенное к электродам, после отключения тока еще некоторое время сохраняется для полной кристаллизации жидкого металла и образования литой точки. Поверхности заготовок в месте сварной точки сближаются до межмолекулярных расстояний, чем достигается неразрывность соединения.

Промышленность выпускает серийно стационарные машины и переносные клещи для точечной сварки. В массовом производстве применяются многоточечные сварные машины, которые обеспечивают одновременную сварку до 20 точек (например, при сварке кузовов легковых машин).

Конструктивные особенности машин для точечной сварки рассмотрим на примере машины МТ-601, схема устройства которой представлена на рис. 17.