При стыковой сварке оплавлением контакт между деталями осуществляется перемычками жидкогр металла, его сопротив­ление определяется количеством и сечением одновременно су­ществующих перемычек.

Количество перемычек, существующих одновременно, тем больше, чем больше сечение свариваемых деталей, скорость оп­лавления и плотность тока при оплавлении. Сечение перемычек тем больше, чем больше скорость оплавления.

В процессе образования и разрушения перемычек, электри­ческое сопротивление контакта изменяется от минимального (максимальное количество одновременно существующих пере­мычек) до бесконечности (все перемычки разрушены).

Значение контактного сопротивления при оплавлении мож­но определить по эмпирической зависимости

9500 ■ к, _ ,,

Г°™ ..2/3 ^ 1/3 ■

где F— сечение свариваемых деталей, см2; Vori7—скорость оп­лавления, см/с; }опя — плотность тока при оплавлении, А/мм2:; к1 — коэффициент, учитывающий свойства оплавляемого мате­риала (к,= 1 — низколегированные, малоуглеродистые сталщ К/ = 1,1 — аустенитные стали). . .

Среднее значение гтл при сварке сталей составляет 100-ь 1500 мкОм.

Электрическое сопротивление холодных деталей при стыко­вой сварке определяется по формуле

їв

гдхоя Ро р * 0-Т)

где р 0—удельное электрическое сопротивление детали, ОмЧсм; h— расстояние от торца детали до. контакта токопроводящей губки (установочная длина), см; F-— площадь поперечного се­чения детали, см2.

При нагреве собственное сопротивление детали увеличива­ется, так как растет р0. Удельное сопротивление при росте тем­пературы увеличивается до среднего значения.

Ртср =Ро(ї+а7’сД (1.8)

где а—коэффициент температурного расширения; Тср-—сред­няя температура неравномерно нагретых деталей на длине /0 (для

сварки сопротивлением Тср = 0,ЗЗГсв t тев =1200-1300°С; для

Сварки оплавлением Тср = 0,257^).

Собственное сопротивление детали в горячем состоянии:

(1.9)

При точечной и шовной сварке электрический ток к холодной дета­ли толщиной 60 подводится через два контакта диаметром d0 (рис.1.8). Линии тока за счет цитирования тока в металл располагаются не в объеме столба детали, ограниченно­го диаметром d0, а растекаются по объему, условно ограниченному ли­ниями, проведенными под углом 45° от границы контакта. Поэтому со­противление детали гд будет меньше сопротивления столбика металла^

г 3 Щ

дайной б0 и диаметром d0. Тогда гд = Агц. Коэффициент А зави­сит от степени растекания тока.

Степень растекания тока тем больше, чем меньше отношение

4Л-

С уменьшением толщины §fl растекание тока уменьшается и гд приближается к гц. Экспериментальная зависимость Л ~f(d^>0) представлена на рис. 1.9.

Таким образом, собственное сопротивление детали можно определить

Ъ = А-р q-^-, (1.10)

4

Одпако в условиях контактаой сварки поле линий тока отли­чается от рассмотренного случая, так как диаметр контакта элек­трод-деталь и деталь-деталь не равны. Кроме того, детали не­равномерно нагреты по толщине. Их температуры непрерывно меняются по мере увеличения времени прохождения тока.

Ток к пластинке подводится через два неравных по диаметру контакта: первый из них равен диаметру электрода d^, другой— диаметру контакта между деталями dK (рис. 1.10). —

Диаметр контактной поверхности электрода зависит от тол­щины свариваемых деталей и определяется

Рис Л. 10. Схема поля тока в свариваемой детали (для стали Т,=Ш0° С, Т2=1500 ”Q

d3 = 28+3 приd < 2мм;

d„ = 1,55+5 при d> 2мм.

Диаметр контакта между деталями к концу нагрева dK — d5 +а6 . Коэффициент а зависит от усилия сжатия. При сварке стали на мягких режимах (при относительно малом Fce) а ~-1,0, а при сварке на жестких режимах (при большом FJ) а = 1,5+1,7.

При dK > d3 схема линий тока имеет несимметричную форму По толщине детали. Собственное электрическое сопротивление пластины 5,, толщиной 5 = 54-5", неравномерно нагретой в ус­ловиях контактной сварки с контактами неодинакового’диамет­ра, можно рассматривать как Суммусопротивленийдвухплас — тинок толщинами 5′ и 5 ".

5’ 5"

гі>гор=А-к‘Рт<—^Г+А2’к-Ртг—7Г’ (1П)

ШЩ 1Щ_

4 4

где к—коэффициент, учитывающий неравномерн ость наїрева де­тали (для стали принимается 0,8 и 0,9 для алюминиевых сплавов).

При условной схеме термодеформационного цикла сварки когда d3=dK

+Pr,) (U2J

^ mi;jА ‘

Сопротивление на участке электрической цепи меікду элект­родами при точечной сварке в начальный момент определяется в основном контактным сопротивлением (рис. 1Л1, а). Собствен­ное сопротивление холодных деталей относительно невелико. При дальнейшем нагреве контактные сопротивления резко сни­жаются а собственное сопротивление деталей вначале растет вследствие увеличения удельного сопротивления р„ а затем не­сколько снижается, в результате увеличения площади электри­ческих контактов. Степень снижения сопротивления зависит от сжимающего усилия и с его повышением уменьшается. Общее сопротивление зоны сварки г„ к концу нагрева определяется в основном собственным сопротивлением двух деталей.

Основная доля тепла при точечной сварке выделяется в ос­новном за счет собственного сопротивления деталей. Доля теп­ла, выделяемая та контактных сопротивлениях не превышает 10% в общем тепловом балансе. Однако при сварки деталей малых толщин (до 1 мм) на жестких режимах (при кратковремен­ном нагреве) роль контактных сопротивлений возрастает. Так при конденсаторной сварке основным источником тепла являет­ся контактное сопротивление, что дает возможность сваривать детали с разнотолщиносгю 1:100 и выше.

При рельефной сварке распределение гэз более неравномер­но. Высокое значениегэзв начальный момент обусловлено зна­чительным контактным сопротивлением рельефа. На первом участке (рис. 1.11,6) резкое падение сопротивления происходит из-за быстрой деформации выступов рельефа, после чего стаби­лизируется (участок II), а затем вновь уменьшается (участок III) в связи с расширением контактов при образовании ядра.

При шовной сварке вследствие достаточно высокой началь­ной температуры последующих точек заметно снижается роль контактного сопротивления и изменение гээ происходит более равномерно, чем при точечной сварке (рис Л. 11, в).

Характер изменения общего сопротивления в случаи сты­ковой сварки сопротивлением практически аналогичен точеч­ной сварке (рис.1.11, г). После исчезновения контактного со­противления общее сопротивление определяется длиной выс­тупающих из зажимных губок деталей с учетом: неравномерности их нагрева.

«)

Рис.1.11. Характер изменения
электрических сопротивлений
при сварке:

а) точечной; б)рельефной; в) шов­ной; г) стыковой сопротивлением; д) стыковой оплавлением

При стыковой сварке непрерывным оплавлением сопротив­ление деталей в начальный момент оплавления значительно мень­ше Сопротивления жидкого контакта и сравнительно мало влия­ет на нагрев деталей (рис. 1.11 д). При дальнейшем сближении деталей (при повышении скорости оплавления вследствие уве­личения числаконтактов—перемычек и их сечения) гтп замет-

но снижается и в момент осадки исчезает. Суммарное сопротив­ление к концу оплавления снижается; а при осадке становит­ся равным 2 гд.

Общее сопротивление при стыковой сварке оплавлением зна­чительно выше, чем при стыковой сопротивлением, и основная доля тепла выделяется за счет контактного сопротивления rOJLI.

По изменению сопротивления зоны сварки гзэ можно судить об изменении плотности тока и стабильности процесса тепловы­деления при сварке. В общем случае характер изменения r3S за­висит от свойств свариваемого металла, толщины деталей, ре­жимов сварки, формы импульса тока, формы рабочей поверхно­сти электрода. Значение rss меньше для сплавов с низким р0 (сплавы на основе меди, магния и алюминия). С увеличением толщины деталей общее сопротивление снижается за счет уве­личения площади контакта.

Изменение параметров режима сваркир общем случае при­водит к изменению теплового состояния металла и площади кон­тактов. Так, увеличение^ и /С8 при точечной сварке приводит к росту диаметров контактов и снижению гэу