тока в позиции рис. 2.22, а еще нет. Тем не менее в этом, пока еще только механическом контакте уже идут чисто электрические процессы. Удар, создав неравномерную деформацию в микроконтактах / и 2, тем самым вызвал сильную экзоэлектронную эмиссию, которая в малой мере существовала и до того в этих выступах, так же как в точках 3, 4 м других, за счет операции подготовки поверхности как механическими средствами, так и химической обработкой. Неравенство температурных вспышек в точках 1 и 2 даст неравенство и термоэлектронного эффекта. В механическом контакте на рис. 2.22, а уже циркулируют замкнутые электротоки К, плотности которых могут быть и непредвиденно значительными.

Если сварочный ток включился (рис. 2.22, б), то элементарные токи /i, /2 могут алгебраически суммироватьсяс круговыми токами и тем самым вносить свое дополнительное усложнение в расчетную формулу (1:79).

Остановимся еще некоторое время на первом мгновении включения тока и посмотрим, что должно происходить с сопротивлением контакта без учета замкнутых круговых токов.

На рис. 2.23 воспроизведена типовая кривая изменения полного сопротивления контакта Rt во времени, подобная той, что представлена на рис. 1.27, с той лишь разницей, что за первое мгновение после включения тока длительностью <д изменение сопротивления пирамид не показано. Это первое мгновение правильнее исследовать отдельно, с помощью нижеприведенных формул и рис. 2.24, а.

Изменение размеров микропирамиды во времени можно представить такими закономерностями:

/=A[l~4(t)]: (2-63)

y = y + {a~y){tltY. (2.64)

Температура единичных пирамид

Показатели степеней р, q, п могут быть различными, в зависимости от программы изменения давления электродов во времени. Удельное сопротивление микропирамид определяем по формуле

Рд = Ро

(1+УГд) 1 +е - . (2.65)

Учитывая соотношения(2.63), (2.64), на рис. 2.24, а построены вероятные кривые изменения размеров микропирамид в пределах времени длительностью t\. На основании формулы (1.76) построена кривая изменения сопротивления микропирамид, которую мы приближенно определяем как электрическое сопротивление микрошероховатого контакта г г (рис. 2.24, а). Как 4* 99

а) W

t/u 1-0

Рис. 2.23. Изменение во времени полного y? j (/) и геометрического Гп (5) сопротивления свариваемого контакта лри точечной сварке

OJB 0,h 0,2

Рнс. 2.24. Изменение электрического сопро-тивления контактирующей пирамиды в процессе ее нагрева и деформации в первые

мгновения после включения тока

ВИДНО, значение г г в момент t ~ ti, т. е. в точке Я, должно соответствовать этому же значению на рис. 2.23.

Представим, что сварочный ток через контакт нарастает по программе 1 или 2 (рис. 2.24, б). Из этого же рисунка видно, что квадрат тока по программе 1, умноженный на значение Гмг. в момент t = 10 мс даст эффект тепловыделения в шесть с лишним раз больше, чем ток по программе 2 в тот же момент времени. Такая интенсификация тепловыделения обязательно создает расплавленный диск, но не обязательно одинаковой толщины. Может иметь место и резкий перегрев в какой-то зоне и, как следствие, выплеск жидкого металла из этой зоны. Если же программа тока была подобрана правильной, то вместо смятых микропирамид, осуществлявших контактирование в плоскости свариваемого контакта создастся правильный круговой диск расплава.

Что же происходит с электрическим сопротивлением 2 (см. рис. 2.23). Для того чтобы выяснить, как изменяются все составляющие сопротивления в зоне контакта, снова сделаем количественное сравнение, используя те же данные для сварки стальных листов 4 -Ь 4 мм, которые были приведены в п. 1.3. Удельное сопротивление холодного металла Ро = 20 мкОм-м; расплавленного 100

= 140 мкОм-м. При с/А = 25, а/а, = 14 000/25 ООО рд = = 895 мкОм-м. При / = 35,35 мкм; X = 14 000/(85 000-2-1) = = 0,082

г (1-2)рД/ (12)895-35.35 . .q) мкОм

~ Лс к1-е- ~ 0,57.0.29-104--

Это сопротивление холодного контакта группы микропирамид. Но вот произошло их плавление и образовался расплавленный диск. Удельное сопротивление металла здесь стало == = 140 мкОм-н, а сопротивление самого диска

2 Др, 2-60> 140 - р, - ~ЗЛГ~ 3.0.57.10* ~

оказывается весьма малым. Вместе с тем, кривая показывает в момент /д сопротивление в десятки раз большее. Вот это и есть результат неотделимого от плоскости диска искривления линий электрического тока, пронизывающих расплавленный диск.

Если бы речь могла идти о статическом электрическом поле вокруг расплавленного диска, т. е. если не учитывать магнитного сжатия линий электрического тока, то сопротивление его прохождению оказывала бы составляющая

Ггто = P/d. (2.66)

Формула эта, как и многие другие, известна из теории заземлений, где допускают возможным рассчитывать сопротивления по уравнению Лапласа, а ие Максвелла, т. е. не учитывать эффект сжатия линий тока магнитным потоком. В формуле (2.66) р - удельное сопротивление расплава; d - диаметр диска.

Формула (2.66) имеет в виду, что две полубесконечные массы металла контактируют друг с другом только через расплавленный диск. Таким образом, линии тока, проходя из одной половины в другую и пронизывая диск, искривляются, что и фиксируется как добавочное к объемному электрическое сопротивление не только расчетом, но и измерением. Полагая, что в первое мгновение расплавленный диск окружен холодным металлом и его удельное сопротивление соответствует именно такому значению температуры, по формуле (2.66) находим

г о = 20/1.2 = 17 мкОм.

Этот результат следует считать для случая магнитного металла, вероятно, заниженным. Магнитный поток сожмет силовые линии тока и они примут вид скорее такой, как схематически показано по сечению нижнего листа на рис. 1.25, чем такой, как в верхнем листе того же рисунка.

Определим более достоверную форму области протекания тока, используя формулы (2.16), (2.17), (2.23) и (2.25).