тепловые потери в массу свариваемых деталей 9 = 4тГ я S УТ Полагая S = 3x,26, перепишем

ди = 8тпТа УЦс УТ. (2.82)

Рассмотрим отношение энергий (2.80) к (2.82)

Из этого отношения можно получить критерий технологического подобия, если учесть несомненную пропорциональность Р = Old?, в которой Р - сила сжатия электродов. Тогда:

= Ki УШ = К; (2.83)

dTjVlycbP

Из рис. 2.26 видно, что при точечной сварке имеются еще два очага тепловыделения, это контакты электродов с деталями Qsm-Очаги эти весьма своеобразны. Прежде всего энергия Qsm регулируема. Интенсивность тепловыделения в этих несваривающихся контактах зависит от формы и размера электродов, металла электродов, состояния поверхности. Эти же факторы определяют и отвод теплоты в массу охлаждаемого электрода э-

Температура поверхности металла под электродом

Тпм всегда

больше температуры поверхности электрода Тд. Разность Тди - -Тд может доходить до 200-300°, если наконечники электрода недостаточно часто подвергают зачистке или же поверхность свариваемого металла покрыта заметным слоем оксидов.

Если записать в общем виде тепловой баланс точечной сварки, то можно ограничиться таким равенством:

Qk + 2<3эм = <7то + + 29э. (2.85)

Здесь, как уже неоднократно отмечалось, только слагаемое Qk представляет собой, с точки зрения расчета, наиболее стабильную величину. Все остальные вносят, каждое по-своему, в тепловой баланс иногда значительную неопределенность. Борьба с этими неопределенностями и с нестабильностью всех переменных и является целью при разработке технологии контактной точечной сварки.

На рис. 2.26 изображена классическая схема точечной сварки. Однако в реальной действительности создаются такие конструктивные сочетания, как, например, показанные на рис. 2.27, для которых форма расплавленного ядра - совсем не цилиндр. Ра-

Рнс. 2.27. Некоторые типы рельефно-сварных соединений

зумеется, в случаях такого рода тепловой баланс (2.85) может быть весьма своеобразным и формулы тепловыделения, если только такие формулы нужны, будут отличаться от (2.80). Конструктивные сочетания типов, приведенных на рис. 2.27, принято относить к разряду рельефной сварки, поскольку в каждом варианте свариваемый контакт отличается рельефным выступом той или иной формы. Выступы такого рода играют заметную роль концентраторов энерговыделения, за счет чего и удается осуществлять расплавление ядра разной формы. Это обусловливается не только конструкцией свариваемых деталей. Более существенное значение имеет распределение сварочного тока в процессе нагрева свариваемого (да и не только свариваемого) контакта.

Форма свариваемых деталей, магнитность или немагнитность металла, резкие изменения токопроводящих сечений проводника -- все эти вещи, вместе взятые, создают иногда весьма сложную картину распределения тока в свариваемых деталях. Во многих случаях оно оказывается подобным тому, которое характерно для распределения механических напряжений по растягиваемым или сжимаемым деталям разной формы, с разными концентраторами напряж:ений.

Этот факт в некоторой мере поясняют модели, приведенные на рис. 2.28. На первой нз них (рис. 2.28, а) показаны эпюры распределения сварочного тока по плоскостям 2-2 свариваемого и / несвариваемого контактов. При сильном эффекте шунтирования тока в соседнее ядро (рис. 2.28, б) эпюры токов резко меняют свою форму. На рис. 2.28, г показана разная степень концентрации тока относительно разной формы надрезов и изгибов проводящей шины. При окончательном формировании контакта (рис. 2.28, д) характерно уменьшение концентрационных пиков тока в тех плоскостях 2-3, где плотности тока вообще весьма велики по сравнению с плоскостями /-

Рис. 2.28. Схемы возможных концентраций сварочного тока при одноточечном (а) и многоточечном (б) сварном соединении; при надрезах различной формы (в); при искривленных проводниках (г) и в плоскости контакта в момент включения тока (д)

2.5. Особенности нагрева металла при шовной сварке

Шовно-сварные соединения представляют практический интерес, если необходима не только определенная прочность, но и достаточная плотность или даже полная герметичность. Такого рода соединения могут быть получены заменой электродов точечных машин вращающимися роликами (рис. 2.29, здесь диаметр ролика показан значительно преуменьшенным по сравнению с толщиной свариваемых листов, кроме того, изображен только один верхний ролик). Рис. 2.29 иллюстрирует процесс сварки так называемым шаговым швом, когда при неподвижном ролике включается импульс сварочного тока, за счет которого происходит формирование единичной сварной точки. Сваривающий ролик поворачивается на некоторый угол (от штрихового изображения) и останавливается для постановки следующей точки. Линейное перемещение ролика осуществляется на такой шаг, чтобы получалось перекрытие предьщущей точки каждой последующей на размер k. Минимальный размер перекрытия k, согласно ГОСТ 15878-79, должен быть не менее V4 от длины литого ядра, если толщина по