ДИАМЕТРЫ ЯДЕР, |
РЕКОМЕНДУЕМЫЕ МИС |
ДЛЯ ТОЧЕЧНОЙ |
||||
|
И ШОВНОЙ |
СВАРКИ |
|
|
|
|
Свариваемый металл |
Толщина, мм |
Диаметр ядра, мм, для сплавов группы |
||||
А |
в |
1 |
с |
|||
|
|
|||||
Стали |
0,5+0,5 |
3,0/3,5 |
2,7/3,2 |
|
2,1/2,5 |
|
|
1,0+1,0 |
4,3/5,0 |
3,8/4,5 |
|
3,0/3,5 |
|
|
2,0+2,0 |
6,0/7,1 |
5,4/6,4 |
|
4,2/5,0 |
|
|
3,0+3,0 |
7,4/8,7 |
6,6/7,8 |
|
5,2/6,1 |
|
|
4,0+4,0 |
8,5/10,0 |
7,7/9,0 |
|
6,0/7,0 |
|
Алюминиевые сплавы |
5,0+5,0 |
9,5/11,2 |
8,6/10,1 |
|
6,7/7,8 |
|
0,5+0,5 |
2,8/3,5 |
2,5/3,2 |
|
2,0/2,5 |
||
|
1,0+1,0 |
4,0/4,5 |
3,6/4,5 |
|
2,8/3,5 |
|
|
2,0+2,0 |
5,7/7,1 |
5,1/6,4 |
|
4,0/5,0 |
|
|
3,0+3,0 |
6,9/8,7 |
6,2/7,8 |
|
4,8/6,1 |
|
|
4,0+4,0 |
8,0/10,0 |
7,2/9,0 |
|
5,6/7,0 |
|
|
5,0+5,0 |
9,0/11,2 |
8,0/10,1 |
|
6,3/7,8 |
|
П р и м е ч а н и е : В числителе — |
в знаменателе — dСр. |
|
|
|||
с одновременным увеличением количества точек, что дает воз можность снизить энергоемкость процесса, массу соединений за счет уменьшения ширины нахлестки, повысить циклическую прочность соединений и стойкость электродов и, следовательно, производительность процесса (ГОСТ 15878—79).
Международный институт сварки (1] предлагает стандарт, в котором предусмотрено три ряда dmin и ЙНоМ(табл. 20.5). При этом выделяются две группы — стали и алюминиевые сплавы, для которых tfmm и dcр (или </ном) меньше, так как для их сое динения требуются токи большей силы.
Следует |
также |
обратить |
внимание на то, что для сталей |
deр больше |
Idmin на |
15%, а |
для алюминиевых сплавов — при |
близительно на 25 %, что очевидно свидетельствует о меньшей стабильности процесса сварки сплавов алюминия из-за их вы сокой активности к кислороду, насыщению влагой и т. п.
Величина проплавления (относительная высота ядра) h/s должна находиться в пределах 20—80 % толщины каждой детали. Для титановых сплавов из-за их низкой теплопровод ности проплавление может достигать 95 %, а для большинства сплавов оно составляет ~50 %.
Глубина вмятины g (gi) должна быть меньше 20 % тол щины детали, и лишь при сварке деталей неравных толщин эта величина на тонкой детали может достигать 30 %.
Минимальное расстояние (шаг) /ш между центрами сосед них точек выбирается из условия ограничения шунтирования тока при сохранении высокой прочности шва.
Размеры сферических рельефов, формы пуансонов и матриц приведены на рис. 20.11. Для определения этих размеров (мм) обычно используют следующие формулы [5J:
= 2s + 0,75, Лр = 0,4s + 0,25, или dp = (0,54-0,7)s, Ар = (0,2-ь 0,25) dp.
в
Рнс. 20.11. Размеры рельефов:
а~~ сферические; б — удлиненные; в — кольцевые
Рис. 20.12. |
Размеры рельефов, |
рекомендуемые МИС: |
|||
Параметр |
|
0, мм |
|
||
1.0-1.3 |
1,4-1.8. |
1,8—2,5 |
|||
|
|
||||
D, |
мм |
3.0 |
3.3 |
4.8 |
|
А, мм |
0,9 |
1.0 |
1.1 |
||
г, |
мм |
1.6 |
1.8 |
2.0 |
|
Ь, |
мм |
1.3 |
1.4 |
1.6 |
|
а, |
мм |
3,5 |
4.1 |
4.7 |
|
РА ЗМ ЕРЫ С О ЕДИ Н ЕН И Й . В Ы П О Л Н ЕН Н Ы Х |
РЕ Л ЬЕ Ф Н О Й |
|
||||
|
|
СВАРКОЙ |
(5) |
|
|
|
|
Диаметр точки, мм |
|
Ширина |
Расстояние,' мм |
||
Толщина |
|
|
|
|
|
|
|
определенное |
нахлестки. |
|
между |
||
детали, мм |
|
от кромки |
||||
номинальный |
|
мм |
||||
|
отклонение |
|
точками |
|||
0,3 |
1,5 |
0,5 |
|
3 ,0 |
1,5 |
5 |
0 ,4 — 0 ,6 |
2,5 |
0 ,5 |
|
4 ,0 |
2 .0 |
7 |
0 ,7 — 0 ,8 |
3 ,0 |
1,0 |
|
5 ,5 |
2,75 |
9 |
0 ,9 — 1,1 |
4 ,0 |
1,0 |
|
7 ,0 |
3 ,5 |
10 |
1,2— 1,4 |
5,0 |
1,0 |
|
8,0 |
4 ,0 |
12 |
1,5— 1,6 |
6,0 |
1,0 |
|
10,0 |
5,0 |
15 |
1 ,8 - 2 ,2 |
7,0 |
1,5 |
|
12,0 |
6 ,0 |
18 |
2 ,5 — 2 ,8 |
8,0 |
1,5 |
|
14,0 |
7,0 |
23 |
3 ,0 — 3,2 |
9,0 |
1,5 |
|
17,0 |
8,5 |
27 |
3 ,5 — 3,8 |
10,0 |
2 ,0 |
|
20 ,0 |
10,0 |
30 |
4 ,0 |
11,0 |
2 ,0 |
|
22,0 |
11,0 |
34 |
4 ,5 |
12,0 |
2 ,0 |
|
2 4 ,0 |
12,0 |
38 |
5,0 |
13,0 |
2 ,0 |
|
26,0 |
13,0 |
42 |
5,5 |
14,0 |
2 ,0 |
|
28 ,0 |
14,0 |
46 |
6 ,0 |
15,0 |
2,0 |
|
3 0 ,0 |
15,0 |
50 |
При этом диаметр ядра обычно на 20—50 % больше dp. Допуски на высоту и диаметр рельефа составляют соответст
венно |
±0,05 и 0,1 мм при толщине детали ^ 1,25 мм и ±0,12 |
при |
толщине >1,25 мм. Размеры соединений приведены |
в табл. 20.6. |
|
МИС рекомендует для сварки малоуглеродистой стали |
|
рельефы, размеры которых приведены на рис. 20.12. |
|
20.2.2. Подготовка к сварке
Технологический процесс производства сварных узлов состоит из целого ряда отдельных операций, выполняемых в определен ной последовательности. Для получения соединений высокого качества важны подготовительные операции: подготовка по верхности, сборка и прихватка.
Подготовка поверхности деталей
Назначение этой операции состоит в удалении толстых, как правило, неравномерных по толщине, поверхностных, в част ности оксидных, пленок, после чего на поверхности металла остаются тонкие пленки с малым и стабильным электрическим сопротивлением.
Вначале проводят обезжиривание для удаления органиче ских загрязнений—масла, маркировочной краски в растворах
Na2C03 (для легированных сталей и сплавов титана), раство рах щелочи или органических растворителях (для сплавов алюминия и магния). Часто в массовом производстве мало углеродистую сталь не обезжиривают.
Удаляют оксидные пленки механическим или химическим способами.
Механическую обработку ведут чугунной или стальной дро бью (стальные детали и титановые сплавы с окалиной), вра щающимися стальными щетками для большинства сваривае мых металлов. Механические способы подготовки весьма универсальны, но сроки хранения деталей до сварки весьма ограничены из-за большой активности поверхности (например,
для алюминиевых и |
магниевых сплавов— 1—5 |
сут в зависи |
|
мости от условий |
хранения — температуры |
и |
влажности). |
Сроки хранения можно удлинять, используя |
консерванты (на |
||
пример, алеат натрия) или режимы с повышенными свароч ными усилиями или усилиями обжатия.
Химическая обработка используется для всех металлов и позволяет получить чистую и относительно малоактивную по верхность. В частности, сроки хранения деталей из сплавов алюминия и магния достигают 15—30 сут. Составы растворов для химической обработки приведены в [2].
Контролируют качество подготовки поверхности либо внеш ним осмотром, либо измеряя микроомметрами электрические сопротивления образцов (деталей), помещаемых между элект родами специального пресса или сварочной машины. Значения сопротивлений не должны превышать определенных величин, например 0,5 мОм для малоуглеродистых сталей.
Сборка
В ходе этой операции достигается взаимное расположение деталей в соответствии с чертежом при определенных (мини мальных) зазорах между ними. При отсутствии взаимозаменяе мости детали подгоняют в ходе предварительной сборки, после чего подготавливают поверхности и осуществляют окончатель ную сборку.
Большие зазоры повышают вероятность образования наи более опасных дефектов — непроваров и выплесков, общее коробление сварного узла. Допускаемые зазоры зависят от режима сварки (сварочного усилия), жесткости узла и длины участка с этими зазорами. При сварке стальных деталей тол щиной 1 мм на обычных режимах (см. разд. 20.2.3) зазоры не должны превышать 0,4 мм при длине 100 мм и 1,2 мм при длине 300 мм. При толщине детали 3 мм зазоры должны быть уменьшены соответственно до 0,3 и 0,9 мм. Сборку обычно ведут по разметке, по эталонному узлу и с применением шаб
20.2.3. Выбор режимов сварки
При точечной и шовной сварке возможности управления термо деформационным циклом разнообразны, например путем варь ирования режимов сварки на стадиях нагрева и охлаждения, что сведет к минимуму влияние сопутствующих процессов — изменения структуры и свойств исходного материала, образо вания остаточных напряжений, износа рабочей поверхности электродов и т. п. 12].
Основные параметры режима: на стадии нагрева — свароч ный ток, время его протекания и сварочное усилие; на стадии охлаждения — усилие проковки и время его приложения. Зна чения параметров могут оставаться постоянными или изменя
ться на каждой стадии по определенной программе |
и зависят |
в первую очередь от свойств свариваемого металла |
и его тол |
щины. В частности, при увеличении толщины деталей растут
диаметр ядра (ширина шва) (см. табл. 20.4) |
и, естественно, |
|
значения всех параметров также возрастают. |
и максимален |
|
Сварочный ток / св |
пропорционален (рг/ев)-0,5 |
|
при сварке металлов |
с низким удельным сопротивлением — |
|
сплавов на основе алюминия, меди и магния. |
На жестких ре |
жимах (малое /Св) /св больше, чем на мягких |
режимах (боль |
шое /св). В ряде случаев приводят среднюю плотность тока |
|
/=4/св/(ш/к2). Так, при сварке сталей / « 0,2ч-0,4 кА/мм2, алю миниевых сплавов 1,0—3,0 кА/мм2. Зависимость /св от s пред ставляется либо в форме /св= Л/7«0*5 {2] или lCh=ki"s [5]. Напри мер, для сталей б кА/см°>5, для сплавов алюминия — 25,5. Ориентировочно ток сварки может быть рассчитан по уравне нию теплового баланса [2] или в результате решения на ЭВМ обратной термодеформационной задачи при условии получения ядра заданных размеров.
Время сварки определяется теплопроводностью и сопротив лением деформации свариваемого металла. При сварке спла вов меди и алюминия — высокотеплопроводных металлов реко мендуются жесткие режимы при малой длительности импульса
тока. |
|
металлы, высокопрочные низколегированные |
|
Жаропрочные |
|||
стали |
сваривают |
при длительном прохождении тока (см. |
|
табл. |
20.10 и 20.12). Обычно |
/св—£<s [2], для малоуглероди |
|
стых |
сталей kt—0,084-0,15, |
для коррозионностойких сталей |
|
А(=0,1-т-0,15, для |
жаропрочных сталей kt —0,6-j-0,8 и для алю |
||
миниевых сплавов &<=0,044-0,1.
Сварочное усилие зависит от сопротивления пластической деформации металла. Особенно большие усилия необходимы при сварке низколегированных сталей и жаропрочных сплавов,
например, на |
никелевой |
основе. |
При |
этом |
давление |
р = 4 / св/ ( я ^ к 2) ^ 5 0 0 Н/мм2, |
тогда как |
при |
сварке |
малоугле |
|