ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Стыковая сварка оплавлением из "Сварка Резка Контроль Справочник Том1 " Сущность процесса изложена на гфимере сварки круглых стержней из одноименных металлов (рис. 5.7). [c.286] После зажатия деталей в электродных губках между их торцами должен оставаться минимально возможный зазор для устранения электрического контакта между деталями перед подачей на них напряжения от источника сварочного тока. Поэтому контактное сопротивление деталь - деталь / дд создается не перед пропусканием тока, как при точечной и шовной сварке, а в процессе его протекания. [c.286] Электрический контакт торцов деталей начинается с их легкого касания под давлением -0,01 МПа, которое сохраняется на таком уровне в течение всего времени оплавления. [c.286] Высокая плотность тока вызывает быстрое расплавление металла в зоне контакта и образование жидкого мостика или жидкой перемычки. Теплота, выделяющаяся в жидкой перемБйчке при протекании тока, частично отводится в торцы деталей, нагревая их, что необходимо для последующей деформации металла, а оставшаяся часть накапливается, вызывая дальнейший нагрев перемычки. [c.286] При нагреве металла до температуры кипения перемычка взрывообразно разрушается. Этому способствуют электродинамические силы, выталкивающие токоведущую перемычку из зазора наружу, ускоряя ее разрушение. Время существования жидкой перемычки составляет 0,001... 0,005 с. [c.287] При разрушении перемычки металл частично выбрасывается из зазора в виде пара и мелких высокотемпературных капель, а частично остается на торцах деталей. Давление паров металла в зазоре достигает 30 ати, а скорость разлета капель металла - до 60 м/с. [c.287] Из-за индуктивности сварочной цепи на месте разрушенной перемычки образуется дуговой разряд, горящий преимущественно в парах металла. Теплота от горения дуги частично расплавляет металл на торцах, а частично идет на нагрев торцов деталей в глубину, как и теплота от жидкой перемычки. [c.287] Дуга горит до образования нового твердого электрического контакта между торцами, так как подвижная деталь с момента начала оплавления продолжает перемещаться с определенной скоростью к неподвижной. [c.287] Новый контакт шунтирует дугу, которая гаснет, а на его месте повторяется процесс образования жидкой перемычки, ее взрыва, горения дуги и т.д. многократно по поверхностям торцов в течение времени оплавления. [c.288] Таким образом, сопротивление деталь -деталь Кдд имеет сложную физическую природу. По величине оно остается примерно постоянным в течение всего времени оплавления и создает своим действием источник нагрева преимущественно плоского характера. [c.288] Сопротивление детали 7 д, возрастающее по мере нагревания металла из-за увеличения удельного сопротивления, создает источник нагрева объемного характера, причем в пределах установочной длины больше теплоты выделяется в объеме, примыкающем к стыку, так как в нем более высокое удельное сопротивление металла. [c.288] Многократное повторение процессов образования жидких перемычек и дуг между торцами деталей приводит к созданию на них слоев жидкого металла, которые удерживаются на торцах от стекания силами поверхностного натяжения. [c.288] За время оплавления слои жидкого металла на торцах обновляются, что устраняет накопление на поверхности жидкого металла толстых оксидных пленок и в совокупности с защитой зоны стыка на стадии оплавления повышает качество соединения. Слой жидкого металла на торце необходим и для эффективного выдавливания из стыка оксидов на стадии осадки. Он должен быть равномерным по поверхности торца и без очагов кристаллизации. Это достигается непрерывным и интенсивным процессом оплавления. [c.288] Интенсивность оплавления зависит от изменения взаимосвязанных параметров /опл и Уопл- С их возрастанием, с одной стороны, повышается интенсивность оплавления и улучшается качество защиты, а с другой, увеличиваются потери металла и энергии, которая уносится из зоны стыка с высокотемпературными парами и каплями металла. [c.288] Таким образом, в конце стадии оплавления на торцах деталей должен образоваться слой расплавленного металла с минимальным окислением, торцы должны быть прогреты в глубину, а их поверхности выровнены. [c.288] Третья стадия процесса сварки - осадка - начинается с ускоренного перемещения подвижной детали. Вместе с повышенной скоростью осадки, примерно на порядок превышающей скорость оплавления, резко возрастает сила осадки. [c.288] Высокая скорость осадки позволяет быстро захлопнуть зазор между торцами, предупредив этим окисление и кристаллизацию расплавленного металла из-за прекращения процесса оплавления вследствие нарушения условия (5.5). [c.288] В первый момент осадки торцы соприкасаются через жидкий металл, что создает начальный физический контакт. Дальнейшее перемещение под действием возросшей силы осадки сопровождается пластической деформацией нагретого металла торцов. При осадке для дополнительного прогрева металла в глубину некоторое время продолжает протекать ток, называемый током осадки 1ос, который по величине в несколько раз больше тока оплавления /опл из-за прекращения действия сопротивления / д,. [c.288] При деформации металла из стыка вместе с жидким металлом легко вьщавливаются оксиды и загрязнения. [c.288] Оксидные пленки, если через них образовались межатомные связи, не позволяют получить хорошее соединение из-за их высокой твердости и хрупкости, что резко снижает прочность и пластичность соединения. [c.288] Вернуться к основной статье