Смекни!
smekni.com

Основы теории и технологии контактной точечной сварки (стр. 41 из 44)

Характеристики материалов, при которых проводили расчеты показателей жесткости режимов КТС, в частности, показателей К1 и К2, приведены в табл. 4.6.

Таблица 4.5

Результаты расчетов при сравнении режимов сварки по критериям
их жесткости КЖ, К1и К2

Мате
риал

s мм

IСВ кА

tСВ c

FЭ
кН

dЯ

dП2

dПС

ΔQЭЭ кДж

η

Kσ

КЖ

К1

К2

мм

Сплав

АМгб

0,5

33

0.04

2,0

4

4.9

3.7

0.24

0.12

2.86

2.27

0.14

48.9

1,0

42

0,06

4.0

5

6.7

5.3

0.62

0.16

2,80

2.12

0.38

44.4

1,5

46

0.08

5.0

6

7.8

6.2

1.08

0,19

2.77

2.09

0.64

35.9

2,0

55

0.10

7.0

7

9,5

7.5

1.88

0.21

2.74

2,05

0,91

35.1

2,5

65

0.12

9.0

8

10,9

8.6

2.84

0,23

2.72

2.25

1.18

36,5

3,0

73

0.16

12,0

9

12.5

9.9

4,41

0.24

2.70

2.26

1.28

35.5

4,0

85

0,20

16.0

11

15.0

11,8

7,59

0,26

2.70

2,19

1.82

33,0

Сталь

12Х18Н10Т

0,5

5

0.1

2.8

4

5.0

3.7

0.63

0.16

3.01

1.40

0,36

20.8

1,0

6

0.16

4.5

5

6.6

5.0

1.53

0,22

3.29

1.53

1.40

18,8

1,5

7.5

0.22

6.5

6

7.8

6.0

2.87

0.26

3.37

1.46

2.29

19.9

2,0

8.5

0,2Ь

8,5

7

9.4

7.2

4.84

0,30

3.33

1.38

3,45

18,2

2,5

10

0.32

10.5

8

10.5

8.1

7.07

0.32

3.58

1.45

4.37

19.8

3,0

11.5

0.36

13,0

9

12.0

9.2

10.2

0.34

3.57

1,43

5.6

19,9

Сталь

08кп

0,6

7

0.1

1.0

4

4.8

3,4

0.81

0,15

9.37

0,93

0.21

37,8

1,0

8.5

0.2

2.0

5

6.2

4.5

2.15

0.16

8,89

0.89

0.29

39.1

1,5

10.5

0.34

3.5

6

7,9

5.8

4,96

0,17

8.22

0.92

0,38

31.4

2,0

12

0.48

5.0

7

9.5

6.9

9.02

0.18

7.90

0,44

0,48

29,2

2,5

13

0.6

6.5

8

10,8

8.0

13.7

0,19

7,73

0.87

0.61

25,8

Примечание. Расчеты проводили при

, Т0 = 273 K, σД1 = σТ, Δt = tСВ.

Основным общим недостатком известных показателей жесткости режимов КТС, в частности К1 и К2, является то, что они отражают только одну сторону процесса формирования соединения — выделение и перераспределение теплоты в зоне сварки. Вместе с тем, известно [16, 206], что устойчивое формирование соединения (без непроваров и выплесков) происходит в том случае, когда в течение всего процесса КТС обеспечивается определенное равновесное соотношение между нагревом и пластическим деформированием металла в зоне сварки. Его нарушение может привести к чрезмерно быстрому увеличению площадей контактов, уменьшению плотности тока, скорости нагрева и, в конечном итоге — к непровару. Противоположное отклонение перечисленных параметров приводит к выплеску.

На основе математических моделей термодеформационных процессов, протекающих в зоне сварки, и методик математического моделирования процесса точечной сварки на стадии нагрева, описанных выше (см. р. 3, и п. 4.1), разработан критерий оценки жесткости режима контактной точечной сварки [259]. Он комплексно учитывает влияние на формирование точечного сварного соединения тепловых и деформационных процессов, а также параметров режима сварки.

Таблица 4.2

Теплофизические характеристики материалов

Материал

ТПЛ,
°С

λ,

сm,

γ,

ρ0,

αρ,

σТ,
МПа

Сплав АМг6

620

100

820

2780

0.075

8·10-4

150

Сталь12Х18Н10Т

1440

16

460

7800

0,75

6·10-4

230

Сталь 08 кп

1530

63

470

7800

0.13

6·10-3

180

Бронза БрХ

360

410

8230

Обозначение: αρ — температурный коэффициент увеличения ρТ.

Физическая сущность этого критерия жесткости режима контактной точечной сварки основана на теоретических и экспериментальных исследованиях процессов КТС, частично описанных выше, которые показали, что существуют взаимосвязи между изменениями параметров термодеформационных процессов, протекающих в зоне формирования соединения, и устойчивостью процесса КТС против образования выплесков и непроваров. В частности, установлено, что изменение отношения скорости нагрева к скорости пластического деформирования металла в зоне сварки коррелируется с изменением устойчивости процесса против образования непроваров и выплесков при различных сочетаниях параметров режима КТС. Поэтому количественное значение отношения этих параметров может служить показателем жесткости режима КТС при любых сочетаниях толщин и материалов свариваемых деталей. Кроме того, значения этого показателя при КТС деталей из материалов, относящихся к одной группе свариваемости [15, 16], относительно стабильны. Поэтому при таких условиях они могут использоваться в качестве критериев оптимизации при выборе параметров режима КТС. Такие выводы можно подтвердить следующим.