Сварка в машиностроении.Том 1 (1041435), страница 76
Текст из файла (страница 76)
Относительная площадь физического контакта близка к 100%. При осадке стержней из низкоуглеродистой стали давление осадки р, = 6 —: 8 кгсlмме, Лк = = 4 —: 5 мм (диаметр стержней 20 мм). Величина Ло, тесно связана с ро, и р Она возрастает с увеличением глубины кратеров и степени окисления торцов при оплавлении. Рост Л, обычно сопровождается увеличением о~д и р . Для снижеос' ния величины и давления осадки повышают о, или производят осадку под током (на 20 — 30% от Л,), что облегчает деформацию.
Помимо этого, рекомендуется использовать оплавление на повышенных скоростях, особенно непосредственно перед осадкой, с целью выравнивания рельефа и температур на торцах деталей. 1уластическая деформания металла яра сварке При точечной и шовной сваркерольпластической деформации ограничен а созданием электрического контакта, уплотняющего ядро пояска, и про" пло а и о динения при охлаждении. Высокое значение относительнои щ д изического контакта (до !00%) достигается в результате плавления мета лла и удаления пленок под действием электродинамических сил. Общая степень пластической деформации, определяемая глубиной вмятины (Лв„), составляет обычно 10 — 20от олщины детали и в соответствии с указанными выше этапами Л геЛ,Л иЛ состоит из следующихсоставляющих: Л,„= Лк+ Лт+ Л„р„где к у и степень деформации, необходимая соответственно для формирования электрического контакта на 1 этапе, уплотняющего пояса на 11 этапе и проковки (уплотнения) Наиболее активно развивается пластическая деформация на 11 этапе.
о мере нагрева металла током его сопротивление деформации уменьшается. Значения для различных легких сплавов приведены в табл. 2. ад. кои 2. начение д. кои. . 3 е и при точечной сварке различных металлов =О,! с; г „=-000 кгс; Л„= б мм) 'св М лл «нтенсивно течет в увеличивающиеся при тепловом расширении заета в ю кой зоры. гост этих зазор в ов оказывает благоприятное влияние на сохранение вь о плотности тока в зоне сварки за счет образования своеобразного рельефа и ограничения площади контактов. Образующийся в результате направленной пластической деформации уплотняющий поясок удерживает жидкий металл в ядре ка.
Величина Л повышается с ростом усилия и времени сварки. Поэтому для обеспечения необходимой деформации металла при р таллов целесообразно использовать мягкие режимы при значительных усилиях. ткие ежимы соп овождается В пределах одной группы материалов переход на жест р л повышением усилия. Наличие мягких прослоек к в онтакте нап име цинка на поверхности деталей, значительно облегчает деформацию металла.
Шовная сварка по сравнению с точечной, ос енн р о п и малых ско остях отличается повышенным теплосодержанием мет м талла и малыми значениями ае. Поэтому шовную сварку можно производить при относительно небольших усилиях на жестких режимах. Л ограничено по отношению к Л, так как при проковке металл . начение „р о чем к начал 11 этапа, вслед- охлаждается, а напряжения значительно меньше, чем на у ствие увеличения площади контакта. Степень деформ ц а ии на этом этапе может ыть повышена проковкой под током за счет дополните льного имп льса или модуляу ции (плавного спада) тока.
к кон 11 этапа при тоДля о иентировочных расчетов сварочного усилия к концу этап пр чечной сварке и усилия осадки при стыково свар е ля орие й сва ке оплавлением можно использовать соотношение где о — площадь сечения деталей при сварке оплавлением; кои прн 1= 1с, при точечной сварке. 310 Контактная сварка 3Н а) рис. 26. Виды выплесков при точечной (рельефной) и шовнои сварке а — наружный выплеск при перекосе деталей; б — начальный выплеск; г — конечный внутренний выплеск„' г — конечный наружный вы- плеск г.) д) Величину д» кон можно связать с с(з,ион: дк.ко„= йкг(„.„. При этом к я. ном для легких сплавов йк = 1,2 —: 1,4, для низкоуглеродистой и жаропрочной стали и сплавов соответственно 1,1 — 1,3 и 1,05 — 1,1.
При определении Рос принимают, что о„* „„= я о (о — предел текучести при средней температуре Т зоныдеформации; йд = 1,2 —: 1,3). ДЕФЕКТЫ СВАРКИ И ПРИЧИНЫ ИХ ОБРАЗОВАНИЯ Получение соединений с оптимальными свойствами определяют соответствующими условиями протекания основных процессов. Для этого расчетным или экспериментальным путем устанавливают необходимую программу нагрева и давления. Отклонение от нее вследствие действия различного рода возмущений связан х б как с ра отой оборудования, так и с технологическими факторами, вызывает нарушение условий протекания основных и неблагоприятное развитие сопутствующих процессов (возникновение значительных остаточных напряжений, диффузии металлов в контакте электрод — деталь, взаимодействие металлов с атмосферой, ая.нагт Рис.
25. Виды непроваров при точечной сварке: о — полное отсутствие соединения; б — непровар в виде «склейкиеа г — ма. лые размеры ядра (а„< ая ио„); г — недостаточный диаметр зоны взаимного расплавления (г ); д — полное отсутствие взаимного расплавления резкое изменение свойств металла шва и околошовной зоны и др,), что может привести к образованию дефектов. Наиболее опасным дефектом является непровар (рис. 25), который характеризуется отсутствием или малыми размерами области металлической связи. Наря. ду с этим устанавливаются в зависимости от метода сварки и свойств свариваемых от материалов количественные показатели (прочность, пластичность соединени ) тклонения от которых расцениваются как непровар.
Для стыковой сварки характерен тип непровара, связанный с отсутствием металлической связи между отдельными участками и сохранением окисной пленки в стыке. Подобные соединения отличаются пониженной пластичностью. Аналогичный дефект — «склейка» наблюдается при точечной и шовной сварке. В этом случае литая зона отсутствует, и соединение деталей происходит в твердой фазе по ограниченной площади. Прочность таких соединений на срез вполне удовлетворительна, но они быстро разрушаются при действии отрывающих и знакопеременных нагрузок. К другим видам непровара следует отнести уменьшение размеров ядра (рис, 25, в) ниже установленных номинальных значений, а также своеобразный Дефекты сварки и причины их образования вид непровара, связанный с уменьшением или полным отсутствием общего ядра.
Обычно этот дефект наблюдается при наличии на поверхности жаропрочных металлов окисной пленки или толстого слон плакировки на поверхности алюминиевых сплавов (рис. 25, г, д). Ограниченная площадь зоны взаимного расплавления уменьшает прочность точки. Общие рекомендации по предупреждению этих дефектов предусматривают соблюдение постоянства параметров режима (величины тока и усилий, скорости оплавления), состояния поверхностей деталей и электродов, качества сборки и т. д. В ы п л е с к и (рис. 26) — весьма распространенный дефект точечной и шовной сварки. Он проявляется в выбросе части металла из зоны соединения.
Выплески обычно разделяют на наружные (из зоны контакта электрод — деталь), внутренние (между деталями), начальные (на 1 этапе) и конечные (к концу 11 этапа). Причиной появления этого дефекта является отставание скорости деформации от скорости нагрева. Возникновение выплеска связано с ограниченностью электрического контакта при снижении усилия, перекосе электродов, неудовлетворительном состоянии поверхностей, что приводит к увеличению плотности тока и температуры (скорости ее нарастания) в контакте, Наружный выплеск снижает стойкость электродов и ухудшает внешний вид изделий.
Образование конечного выплеска объясняется локальным раскрытием зазора между деталями при тепловом расширении металла, при относительно высоком значении оз, снижении усилия и малом времени сварки, плохой подготовке поверхности и т. д. Скорость деформации может оказаться недостаточной для заполнения зазора, и возникает выплеск. Для характеристики чувствительности сплава и режима сварки к конечным выплескам используется понятие о критическом (максимальном) диаметре ядра, который можно получить без выплеска (рис. 27).
Этот диаметр мало зависит от толщины деталей. Конечный выплеск, как и начальный, приводит к засорению магистралей и емкостей. При этом в ядре часто образуются трещины и рыхлоты. Для предотвращения выплесков необходимо повысить скорость и степень деформации.
Это достигается также при использовании мягких режимов, повышении гс (предварительном обжатии), плавном нарастании тока, применении пред- 312 313 Контактная сварка Основы выбора режимов сварки варительного подогрева током, введении пластичных прокладок в зону контактов и т. и. Рост зазоров может быть ограничен дополнительным механическим обжатием периферии ядра специальными электродами. Режим сварки стараются выбрать таким, чтобы при возможных изменениях параметров диаметр ядра был фка,мм 10 Рис.
27. Критический диаметр ядра при точечной сварке различных металлов (Г„= 0,1 с; г„= 500 кгс; 6 = 1,5 + 1,5 мм) меньше критического. При д(„, «Р ~ (1,2 —: 1,3)е(„. „,„конечный выплеск, как и авило, не наблюдается. ыплеск, как пра- Трещины, рыхлоты и усадочные раковины характерны в основном для точечной и шовной сварки. Трещины образуются в температурУсы Т е ива ном интервале хрупкости (ТИХ) под дейр 'Й сгвием растягивающих напряжений, возникаю- щих при охлаждении и кристаллизации ме- 4~ галла (рис. 28).
Наибольшей чувствительностью к трещинам обладают сплавы с широким г~ ТИХ, например АМгб, Д!б, углеродистая сталь. Чаще всего эти дефекты возникают Ракооина в ядре и распространяются от центра ядра к поверхности деталеи. Трещины образуются 28 Характер располо обычнори сварке на малы.)силиЯхде алей жения трещин и усов в зоне большой толшины (> 2 мм), котла объем соединения ядра значителен, при внутреннем выплеске и связанном с ним «зависании» электрода и снижении давления на кристаллизующийся металл. В ядре иногда наблюдаются рыхлоты и раковины, в основном усадочного происхождения.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
