Режим сварки определяет внешний вид, размеры ли­той зоны и прочность соединения. Важной характери­стикой режима контактной сварки является его жест­кость, которая зависит от длительности протекания тока, а также от толщины и температуропроводности свариваемого металла. При одинаковой длительности протекания тока более жестким будет режим, применя­емый при сварке металла большей толщины или метал­ла с меньшей температуропроводностью. Например, при одной и той же длительности тока режим. сварки низко­углеродистой стали будет более жестким, чем алюмини­евого сплава.

Форма и расположение зоны расплавления металла в месте сварки определяются тепловыделением и тепло­отводом в электроды и детали. С изменением длитель­ности тока (изменением жесткости режима) влияние тепловыделения и теплоотвода на формирование со­единений меняется.

При точечной, рельефной и шовной сварке на же­стких режимах форма и расположение литой зоны обу­словливаются распределением плотности тока в кон­такте деталь — деталь. Плотность тока зависит от тол­щины свариваемых деталей и размеров рабочей поверх­ности электродов. В связи с тем, что сварка ведется при малых длительностях тока, теплоотвод практически не влияет на формирование зоны расплавления.

При сварке на мягком режиме форма и расположе­ние литой зоны зависят от теплоотвода в электроды и свариваемые детали. Литое ядро располагается прак­тически на равном удалении от наружных поверхностей Деталей (рис. 38,а), поэтому в случае сварки деталей

неравной толщины оно смещено в деталь боль­шей ТОЛЩИНЫ. В СВЯЗИ С

большей длительностью нагрева при использова­нии мягких режимов раз­меры зоны термического влияния (штриховые ли­нии) и пластического поя­са больше, чем в случае жестких режимов.

При сварке на жест­ком режиме литое Ядро расположено более сим­метрично относительно плоскости соединения де­талей (рис. 38,6). Незна­чительный теплоотвод в электроды при еварке на жест­ких режимах деталей равной толщины позволяет полу­чить большую высоту литой зоны.

Наряду с преимуществами (экономичность, произво­дительность, небольшие вмятины от электродов, высокая стойкость электродов) жесткие режимы требуют повы­шенных усилий электродов из-за опасности выплесков металла и более стабильную длительность протекания тока. Это ограничивает использование жестких режи­мов при сварке деталей сложной формы на фигурных электродах, имеющих малые сечения.

При стыковой сварке сопротивлением форма свар­ного соединения также зависит от жесткости режима. При жестком режиме с малой длительностью тока и высоком контактном сопротивлении размеры зоны на­грева и пластической деформации значительно меньше, чем при мягком. Различное контактное сопротивление получают изменением усилия осадки.

В связи с тем, что расчетные методы определения режимов сварки разработаны недостаточно полно, ре­жимы сварки новых сочетаний толщин и марок метал­лов определяют опытным путем. Для этого используют общие требования к режимам сварки металлов опреде­ленной группы и опытные данные по сварке металлов, близких по своим свойствам к свариваемому металлу.

Производственным опытом установлено, что при то­чечной, рельефной и шовной сварке зависимость основ­

ных параметров ре­жима (Дв, tCB, F св) от толщины металла. носит практически линейный характер (рис. 39). Это су­щественно упрощает определение режи­мов сварки. Напри­мер, зная режимы сварки металла ми­нимальной и макси­мальной толщины, можно, построив за­висимость основных параметров от тол­щины, определить ориентировочные па­раметры режимов сварки промежуточ­ных толщин металлов. Подробно выбор режима сварки рассмотрен в гл. VI.

В табл. 12—21 приведены ориентировочные режимы сварки наиболее распространенных металлов, обеспечи­вающие получение сварных соединений размерами, ука­занными в табл. 1, 2. Режимы даны применительно к сварке деталей с отношением толщин до 2:1. При боль­шем отношении толщины режимы должны быть соответ­ствующим образом изменены. В режимах приведены максимальные действующие значения тока /св. д для машин переменного тока и максимальные (амплитуд­ные) значения тока /св. м для машин низкочастотных, конденсаторных и постоянного тока.

Для точечной сварки низкоуглеродистой стали мо­жет быть использован широкий диапазон режимов по жесткости (табл. 12). При точечной сварке сталей 10, 20 на жестких режимах (табл. 12) в зоне термического влияния возможно образование структур закалки, что придает хрупкость сварным точкам. Для устранения этого явления увеличивают длительность тока в 1,5— 2 раза или сваренные детали подвергают термической обработке непосредственно в машине путем повторного включения тока.

При точечной сварке закаливающихся низколегнро-

Режимы точечкой сваркк кизкоуглеродкстых сталей *

Толщина деталей, мм

ТоК Wfl*

кА

Длительность тока

Ав — 0

Усилие электро — дов FCB, иго

Жесткие режимы

0,5

5,5—6

0,08—0,1

120—180

0,8

6,5—7

0,1—0,14

200—250

1

7,5—8

0,12—0,16

250—300

1,2

9—10

0,14—0,18

300—400

1,5

10,5—11,5

0,16—0,22

400—500

2

13—15

0,18—0,24

600—700

3

18—20

0,24—0,3

900—1000

3,5

20—22

0,3—0,4

1100—1200

4

23—20

0,4—0,56

1300—1500

Мягкие режимы

0,6

3,5

0,2

80

0,8

4

0,3

120

1

5

0,4

150

1,2

5,5

0,5

200

1,5

6,5

0,6

220

1,8

7

0,7

300

2

7,5

0,8

350

2,5

9,5

1

400

3

12

1,3

500

* Здесь и далее

приведены режимы сварки на машинах переменного тока

без указания их типа.

ванных сталей (типа ЗОХГСА) также необходима тер­мическая обработка. Пауза, чтобы зафиксировать структуру закалки, tu= (1,1-М,4)/Св — Длительность тер­мической обработки — отпуска ^ДОп= (1,5-=-1,8)_/Св# а ток /Доп= (0,7-ь0,8)/св (см. рис. 11,в).

Режимы рельефной сварки низкоуглеродистой стали близки к режимам точечной сварки с теми же разме­рами литой зоны (табл. 13). Для устранения всплесков обеспечивают плавное нарастание сварочного тока при /ц —0,3 tCB (см. рис. 11,6).

Шовная сварка низкоуглеродистой стали выполняет­ся на жестких режимах (табл. 14). В связи с меньши­ми tCB и некоторым шунтированием тока в ранее сфор­мированные литые зоны шва сварочные токи на 40— 50% больше, чем при точечной сварке.

Коррозионно-стойкие (нержавеющие) стали из-за высокого коэффициента теплового расширения и де-

Режимы рельефной сварки низкоуглеродистой стали

Толщина деталей, мм

Ток ‘св. д.-

кА

Длительность тока *СВ’ с

Усилие электродов

Дв’ кгс

0,5

5

0,08

80

0,8

6,5

0,1

100

1

7,5

0,16

150

1,5

10,5

0,26

250

2

12

0,4

350

2,5

14

0,54

450

3

16

0,74

600

4

20

1,2

950

Таблица 14

Режимы шовной сварки низкоуглеродистых сталей

Толщина

деталей,

мм

Ток W д’

кА

Длительность, с

Усилие

роликов

Дв — кгс

Скорость

сварки,

м/мин*

тока ґсв

паузы tn

0,5

7—8

0,02—0,04

0,04—0,06

150—200

1,2—1,6

0,8

8,5—10

0,04—0,06

0,04—0,08

200—300

1-1,4

1

10,5—12

0,06—0,08

0,08—0,1

300—400

0,8—0,9

1,2

12—13

0,08—0,1

0,1—0,12

400—500

0,7—0,9

1,5

13—14,5

0,12—0,14

0,12—0,14

500—600

0,6—0,7

2

15,5—17

0,16—0,18

0,18-0,22

700—800

0,5—0,6

3

18—22

0,24—0,32

0,28—0,34

1000—1100

0,4—0,5

* Большие скорости сварки достигают при уменьшении tCB, (п и повышении Грв. д-

формаций сварных узлов сваривают на жестких режи­мах с повышенными усилиями (табл. 15, 16). Для сварки титановых сплавов используют усилия, на 30— 40% меньшие, чем при сварке коррозионно-стойких сталей, и практически такие же токи.

Точечную и шовную сварку жаропрочных сплавов на никелевой основе выполняют при высоких усилиях и большой длительности протекания сварочного тока (соответственно в 1,8—2 и в 2—3 раза больших, чем при сварке стали 12Х18И9Т). Для устранения дефек­тов (пор и трещин) шовную сварку ведут на малой скорости.

Режимы точечной ссарки коррозионно-стойких сталей типа 12Х18Н9Т

Толщина деталей, мм

Ток 7СВ. Д*

кА

Длительность тока fCB, с

Усилие электродов

"FCB• кгс

0,3

5—5,5

0,06—0,08

150—200

0,5

4,5—5

0,08—0,12

250—300

0,8

4,5-5

0,12—0,16

300—400

1

5—5,5

0,16—0,18

350—450

1,2

5,5—6

0,18—0,2

450—550

1,5

6—7,5

6,2—0,24

500—650

2

7,5—8,5

0,24—0,3

800—S00

2,5

9—10

0,3—0,34

1000—1100

3

10-11

0,34—0,38

1200—1400

Таблица 16

Режимы шовной сварки коррозионно-стойхих сталей типа 12XI8H9T

Толщина

деталей,

мм

Длительность, с

Усилие

роликов

гсв, кгс

Скорость

сварки,

м/мин

Ток 7св. д.

кА

тока ґсв

паузы /

0,3

4,5—6

0,02

0,04—0,06

200—250

0,8—1,4

0,5

5—7

0,02—0,04

0,06—0,08

300—350

0,6—1,3

0,8

7—9

0,04—0,06

0,08—0,12

400—500

0,5—1

1

9—11

0,06—0,08

0,12—0,16

500—650

0,5—0,8

1.2

10—12

0,06—0,08

0,14—0,18

600—700

0,5—0,8

1.5

11,5—13

0,08—0,1

0,16—0,2

700—900

0,4—0,7

2

12—16

0,12—0 16

0,24—0,32

1000—1300

0,3—0,6

2,5

13—17

0,16—0,2

0,32—0,4

1100—1400

0,3—0,5

3

14—18

0,2—0,3

0,6—0,7

1300—1600

0,2—0,4

В связи с высокой теплоэлектропроводностью и низ­кой прочностью при нагреве точечная и шовная сварка цветных сплавов выполняется на жестких режимах. Мягкие режимы сварки вызывают интенсивное загряз­нение рабочей поверхности электродов, особенно при сварке пластичных алюминиевых и магниевых сплавов. Высокое качество сварных соединений цветных сплавов получают при сварке на машинах конденсаторных, низ­кочастотных, постоянного тока. При точечной сварке высокопрочных алюминиевых и магниевых сплавов для 94

устранения пор и трещин используют переменный гра­фик усилия с FK (см. рис. 11 ,а, б).

Машины переменного тока можно использовать для сварки деталей из цветных сплавов толщиной до 1,5 мм. Сварка деталей большей толщины ограничена из-за значительной установочной мощности машины. При

Таблица 17

Ориентировочные режимы точечной сварки цветных сплавов

| Толщина деталей, | мм

Усилие электродов,

кгс

Начало ковочного усилия f, с

Параметры Тока

к

и

CJ

*св

*сп

сварочное

•^СВ

ковочное

С

Алюминиевые сплавы

типа Д16АТ

0,5

220

23

_

0,08

200

24

0,04

0,08

0,08

0,8

350

27

0,1

300

26

0,04

0,1

0,1

1

450

28

0,12

350

27

0,04

0,12

0,12

1,5

650

■———————-

34

—— і

0,16

550

33

0,06

0,16

0,16

450

1000

0,24

31

0,06

0,16

0,16

450

1200

0,18

32

0,16

Алюминиевые сплавы типа АМгАМ

0,5

130

22

0,04

0,8

190

26

0,04

1

250

30

0,06

1,5

350

34

0,08

2

500

‘—

38

0,1

Магниевые сплавы

0,8

300

20

0,1

1

400

24

0,12

1,5

500

27

0,14

2

700

*-

30

0,18

Медные сплавы типа Л62

0,5

120

_______________

15

0,1

0,8

170

————————

17

0,14

— ‘

1

200

19

0,16

1,5

300

——

24

0,2

2

400

’—*

30

0,24

сварке на машинах переменного тока применяют плав­ное нарастание тока для уменьшения загрязнения электродов и вероятности выплесков металла и плавное снижение тока (см. рис. 11,6) для исключения обра­зования пор и трещин в литом ядре точек—(табл. 17). Однако качество получаемых сварных соединений ни­же, чем при сварке на машинах с непрерывным током (конденсаторных, низкочастотных и постоянного тока). Достаточно плавные нарастания и спад тока в указан^ ных машинах создают благоприятные условия для сварки легких сплавов.

Мягкие алюминиевые сплавы (АМг, АМц), имеющие низкую прочность, сваривают на пониженных усилиях и с использованием электродов с меньшей сферой ра­бочей поверхности (на 25—30%), чем при сварке вы­сокопрочных алюминиевых сплавов (Д16Т, АМгб).

Наиболее жесткие режимы применяют при сварке алюминиевых сплавов на конденсаторных машинах. Благоприятная для сварки форма импульса тока и относительно небольшая длительность позволяют полу­чить на конденсаторных машинах очень высокую стой­кость электродов (200—250 точек при сварке металла толщиной 1-{—1 мм).

Шовную сварку цветных сплавов толщиной до

1,5 мм можно выполнять при непрерывном вращении роликов (см. рис. 11,6) на машинах переменного тока (табл. 18). Прерывистое (шаговое) вращение роликов с остановкой на время включения тока (см. рис. 11, в) применяют для уменьшения загрязнения рабочей по­верхности роликов и лучшего обжатия металла шва.

При шовной сварке алюминиевых сплавов на маши­нах низкочастотных и постоянного тока используют более мягкие режимы сварки, чем при точечной. Пре­рывистое перемещение свариваемых деталей может быть применено при сварке отдельными точками на шовной машине вместо точечной сварки.

Наряду с электрическими и механическими пара­метрами процесса стыковой сварки важное значение имеет установочная длина деталей. При малой устано­вочной длине теплота интенсивно отводится в губки и нагрев металла в зоне стыка недостаточен для получе­ния качественного сварного соединения. При большой установочной длине возможен перегрев деталей и уве­личение длины деформируемого участка металла около

стыка, а также перекос и смещение торцов. Устано­вочная длина зависит от теплоэлектропроводности свариваемого металла и увеличивается с ее повы­шением (рис. 40). При сварке разноименных ме­таллов установочную дли­ну выбирают различной для каждой из деталей.

С увеличением сече­ния деталей применяют более мягкие режимы сварки сопротивлением с меньшими плотностью то­ка и усилием осадки и большей длительностью протекания тока (табл.

19). При повышении теп­лоэлектропроводности ме­талла режим сварки уже­сточают. При небольших сечениях деталей (до 50 мм2) сварка сопротивлением дает возможность получать ка-

Таблица 18

Ориентировочные режимы шовной сварки цветных сплавов

чественные соединения большинства легированных ста­лей и цветных сплавов. Для уменьшения окисления при нагреве, и получения качественных соединений при не­большой деформации сварку сопротивлением иногда вы­полняют в защитной газовой среде или вакууме.

Стыковая сварка оплавлением низкоуглеродистых сталей обеспечивает получение соединений высокого качества в широком диапазоне сечений деталей (20— 20 000 мм2). При сварке стержней используют, умерен­ные параметры режима (табл. 20). Стержни диаметром до 50 мм сваривают непрерывным оплавлением, а боль-

Таблица 19

Режимы стыковой сварки сопротивлением стержней из углеродистой стали

? Площадь поперечного сечения, мм*

Установочная

длина,

мм

Давление

осадки,

кгс/мм*

Плотность

тока,

А/мм1

Длитель­ность тока, с

Припуск

иа осадку, мм

10

6

2—4

250

0,3

2

25

8

2—4

200

0,6

2,5

50

10

1—3

160

0,8

2,7

100

12

1—3

140

1

3

250

16

Г—3

100

1,5

4

500

24

1—2

60

2,5

6

Пр — имечания: 1. Припуск на осадку под током составляет 60—70% об­щего припуска. __

2. Установочная длина дана на обе детали.

ших диаметров — только оплавлением е подогревом. Стержни квадратного и прямоугольного сечений свари­ваются хуже из-за затрудненной деформации металла в углах. Применение подогрева’ позволяет сваривать детали относительно больших сечений на машинах ма­лой мощности.

Сварку оплавлением выполняют с относительно большими усилиями осадки, которые могут вызвать проскальзывание деталей в губках машины. Усилие зажатия должно обеспечивать надежный электрический контакт и исключать проскальзывание. Усилие зажатия круглых стержней из низкоуглеродистой стали в 1,4— 1,7 раза больше усилия осадки.

Стыковую сварку оплавлением с подогревом широ­ко используют при изготовлении режущего инструмен-

режимы стыковой сваркй оплавлением низкоуглеродистой стали (припуски даны на две детали)

Площадь попереч­ного сечения, мм*

Припуск при сварке непрерывным оплавлением, мм

Припуск при сварке оплавлением с подогре­вом, мм

иа оплав­ление

на осадку

на подог­рев

иа оплавле­ние

на осадку

75

5—5,5

2—3

2,5

4,5

3,5

100

5,5—6,5

2,4-3

‘3

5

3,5

200

• 7—7,5

‘ 3—3,5

4

5,5

3,5

300

9—10

3,5—4

4

7

4

600

11—12,5

4—4,5 .

4

7

4

1000

14—17,5

4,5—5,5

4

10

4

1250

17—20

5—5,5

4

11

4

1500

18—22

5,5—6,5

4,5

11,5

4.5

2000

20—25

6—6,5

5

12

5

Параметры режимов. Плотность тока при оплавлении 10—15 Д/мм2, при осадке 20—30 Д/мм2. Давление осадки при сварке оплавлением 6— 10 ktq/mm2, при сварке оплавлением с подогревом 4—6 кгс/мм2. Скорость осад­ки 50—70 мм/с. Установочная длина одной детали равна 0,7—0.9d, где d — диаметр стержней,

тя (сверл,, разверток и т. п.). Рабочую часть инструмен­та изготовляют из быстрорежущей стали, а хвосто­вую — из углеродистой стали. При сварке инструмен­та подогрев перед оплавлением должен обеспечивать температуру концов заготовок на длине 5—10 мм в пре­делах 1100—1200°С. Из-за разных теплоэяектропровод — ностей свариваемых металлов установочная длина заго­товки из углеродистой стали в 1,3—1,5 раза больше, чем заготовки из быстрорежущей стали. Для преду­преждения образования хрупких структур закалки и трещин заготовки сразу после сварки следует подвер­гать термической обработке.