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 К_Ж, 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.