Сопротивления, сосредоточенные в узкой области контак­тов деталь—деталь и электрод—деталь называют контактны­ми сопротивлениями.

Наличие контактных сопротивлений можно обнаружить, если через металлические детали, сжатые усилием F, пропустить не­большой ток и измерить падение напряжения на участках рав­ной длины в области контакта и самих деталей (рис. 1.5). При этом Дидц>Дид (Дпд=/г). При холодных деталях гк обычно со­ставляет значительную часть от тп. Поэтому, например, для оцен­ки качества состояния поверхности деталей измеряют гэз и ус­ловно отождествляют его со значением гк.

Наличие контактных сопротивлений связано с ограниченно- ■ стыо площади электрического контакта из-за неровной поверх­ности деталей и электродов, а также из-за различных неэлект — ропроводимых поверхностных образований: оксидных и гидро — ксвдных пленок, адсорбированной влаги, масел, продуктов коррозии, пыли и т. п. Поэтому фактическая пло­щадь контакта (S^) до нагрева дета­лей значительно меныйе контурной площади контакта. При точечной и шовной сварке контурная площадь контакта определяется диаметром электрода d3 или д иаметром пластичес­кого пояска dn; при рельефной—сече­нием рельефа; при стыковой — сече­нием свариваемых деталей.

В этих условиях происходит сгуще­ние силовых линий тока на отдельных Рис’ 1,5‘Распределение

тока в зоне контакта

электропроводных микровыступах. „(УТЯлей

Такой «ситовый» характер проводимости приводит к резкому увеличению плотности тока и интенсивному тепловыделению в зоне контакта.

Величина й характер изменения контактного сопротивления зависят от следующих факторов: 1) состояния поверхности де­тали; 2) усилия сжатия деталей; 3) рода материала; 4) темпера­туры в зоне контакта.

Влияние состояния поверхности деталей на контактное со­противление очень велико. В табл. 1Л приведены результаты из­мерения контактного сопротивления двух различно обработан­ных пластин из низкоуглеродистой стали толщиной 3 мм, сжа­тых электродами (rf, =10мм) с усилием 200даН [1J.

При увеличении усилия сжатия деталей контактное сопро­тивление уменьшается (рис.1.6), т. к. увеличивается Бф за счет смятия микровыступов, увеличения их числа и разрушения по­

Гистерезис при снятии Рсж объяс­няется пластическим деформировани­ем микровысгупов и необратимым раз­рушением окисных пленок.

Зависимость контактных сопро­тивлений холодных деталей от усилия сжатия можно оценить по эмпиричес­кой зависимости

(1,5)

гДет-^—значение контактного сопротивления при Рсж = 1 кгс, равный для стали (5-6)10’3 и алюминиевых сплавов (1-2)10’3; а — показатель степени, равный длястали 0,7 и алюминиевых сплавов 0,8.

, , Приведенная зависимость не учитывает состояния поверх­ности деталей, составлена в предположении, что гк не зависит от размеров деталей и может служить лишь для ориентировочных расчетов.

Зависимость контактного сопротивления от рода материала определяется в основном твердостью контактируемых материа­лов. При постоянном усилии деформирование микрорельефа выше в мягком материале. Так, в контакте твердого металла с электродом из мягкого сплава больше, а меньше, чем в контакте свариваемых деталей, где Зф меньше, а больше. При обжатии хорошо очищенных деталей из низкоуглеродис­той стали электродами с высокой электропроводимостью при­нимают

После включения сварочного тока микроконтакты быстро нагреваются, снижается сопротивление металла пластической деформации, облегчаются условия разрушения пленок, и при оп­ределенных критических температурах Т^, характерных дня данного металла, гк резко снижается до нуля (рис. 1.7). При этом г33 определяется в основном сопротивлением самих деталей. Зна­чения Ткрлдя сталей составляют 600-700°С, алюминиевых спла­вов 400-450 °С. При увеличении Fea Ткр несколько снижается.

Снижение гк от момента контакта и до исчезновения достига­ется за время (1 -3)-10"3 с для сталей и (5-6) • 1 О*3 с для алюминие­вых сплавов.

Рис. 1.7. Зависимости снижения г, в процессе нагрева

Экспериментально показано, что доля. теплоты, выделяемой на сопротивлении гк, обычно (при сварке деталей толщиной не более 1 мм) не превышает 5% общей энергии, генерируемой в зоне сварки. Несмотря на то, что гк существует относительно короткое время, оно может оказать влияние на последующий нагрев, особенно при сварке деталей малых толщин, где высота микрорельефа поверхности соизмерима с толщиной деталей. Первоначально нагретая зона контакта, обладающая повышен­ным сопротивлением, способствует большему тепловыделению. Однако при увеличении гм стабильность тепловыделения мала, а с ростом снижается стойкость электродов.