Если силу сжатия увеличить до 125 кН, а силу сварочного тока до 50 кА, то при том же значении критерия К = 36 время сварки придется увеличить до 19,4 с.

Для сварки листов больших толщин необходимо сделать некоторые дополнительные замечания. Дело в том, что современные точечные машины больших мощностей работают по сложным циклам подогрев + сварка и сварочное давление + проковка. Необходимо выяснить, как скажутся на критериальных числах эти усложненные режимы нагрева металла. Для этой цели обратимся к опытным данным, но одновременно вспомним физический смысл критерия К. Как было показано ранее, критерий К - это отношение количества теплоты, необходимой для создания расплавленного ядра, к тепловым потерям в массу металла, окружающую ядро, в момент выключения тока, т. е. в момент сформирования расплавленного ядра.

Исходя из этого положения следует задуматься: значительно ли изменяется это отношение от того, что мы будем вкладывать теплоту в ядро с помощью разных по величине токов при разных давлениях, но за какой-то суммарный промежуток времени, равный и времени подогрева, и времени собственно сварки?

Если учесть, что и при непрерывном нагреве критерий К колеблется в заметных пределах от минимума до максимума, то есть основания полагать, что эти пределы вряд ли сильно изменятся и при цикле с подогревом. Рассмотрим в связи с этим конкретные опытные данные.

Для стали СтЗ толщиной 5 + 5 мм (От = 250 МПа) получены опытные данные: / д = Ю кА; пд = 1.2 с; ох = 0,25 с; /св = = 14,5 кА; toB = 1.25 с; = 1.6 см; Р = 10 кН.

Рассчитываем критерий К так, как будто существовал процесс непрерывного включения длительностью t = 1,2 + 0,25 + 1,25 = = 2,7 с при [св = 14,5 кА. Тогда при Л/6 = 1

210-Юб-140-10-6 t/ 2J-гбООО! ос о ~ 1,6-2140-10000 -

Имеются данные по сварке листов стали SAE 4340 (близкая по свойствам к стали 40 или 45) толщиной 9,5 + 9,5 мм. При От = 430 МПа; / д = 3,9 с; 1щ = 14 кА; св = 3,8 с; /св = = 22,3 кА; = 2,5 см; Рдд = 82,2 кН; Рев = 49,3 кН критерий К = 32.

Еще одно измерение для образцов стали СтЗ толщиной 16 + + 16 мм: /пд == 25 кА; = 6 с; /св = 41,5 кА; св = 6 с;

= 4,7 см; Ров = 49,5 кН, в этом случае К = 42.

Во всех этих примерах высота ядра принята (измерений нет) А/6 = 1.

Как видно, практические расчеты сложных циклов с подогревом и проковкой можно действительно рассчитать так, как будто дело идет о цикле непрерывного нагрева. При этом вычислении критерия учитывают сваривающий ток, давление, действующее 180

во время протекания тока, а время следует считать равным сумме времени подогрева и сварки.

В современной практике сварочного производства уже встречаются примеры применения точечной сварки для тройных толщин. Например, существуют следующие опытные данные ВНИИЭСО для листов из стали СтЗ толщиной 20 + 20 мм. При сварке по циклу без подогрева использовались режимы: / = = 52+71 кА; Р - 1004-125 кН; = 334-50 мм; / = 204-15 с.

Прежде чем рассчитать значения критерия К, обратим внимание на то, что при сварке тройной толщины по физическому смыслу этого критерия он должен получаться большим приблизительно в 1,33 раза, чем для двух листов тех же толщин. Действительно, для сварки двух листов

К26 = Q/(29m)-

При сварке трех листов получаются два расплавленных ядра. Следовательно, при том же токе необходимо выделить теплоты уже 2Q, а потери теплоты вместо 29 станут равными Зм. Отсюда и К для трех листов

Кзб = = т-() = 1.33= 1,33 Кбм-

Проверяя это по опытным данным, получаем

(b2f 106 140 10- J/-20 2400 1 -

3,3-2140 10 000 -о .

Для нормальной сварки двух листов при том же режиме Кгв = = 43.

Для максимального предела тока

Кзб = 47; Каб = 35.

Все рассмотренные здесь примеры показывают, что колебания числа К для современных режимов точечной сварки действительно могут приниматься в пределах 25-50 или в среднем около 36. Все это относится не только к большим, но и к малым толщинам.

Приведенные расчетные примеры относились к условиям хорошо зачищенных листов вообще, без учета способа зачистки. Для того чтобы выяснить, в какой мере различными будут условия тепловыделения, например, для холодного проката и горячекатаного с зачисткой наждачным кругом, рассмотрим следующий пример.

Горячекатаная пластина из СтЗ толщиной 3 мм после зачистки наждачным кругом до блеска имеет размер 2,5 мм. Диаметр точки dr = 9 мм, Ла = я/4 = 0,636 cм Р = 6 кН. Предел текучести От = 250 МПа; А = 80 мкм; а = 800 мкм; а/А = 10; 6 = 2 (см. табл. 5 приложения). Критерий для холодного контакта [см. формулу (1.10)]

4-6000-1 0,32

~ ЗЛс2500

По формуле (1.8) для = 0,636 см находим: Ас = 0,375 см, do = 0,69 см.

Давление в холодном контакте

р = р/Ас = 160 МПа.

Отношение р/о. = 160/250 = 0,64, и, соответственно е * = = 1,9.

Для грубой обработки

Стт26 2-2 По формулам (1.77), (1.80) находим:

е-А- 0,85; /1 е- = 0,39;

f = 2-0.85 + 0.39 = 52 МКМ. Удельное сопротивление шероховатости по формуле (1.78) Рд = 20 (1 + 10-1,9) = 400 мкОм-см;

2-400-52 = 0,375-0,39-10 =

Это составляющая полного сопротивления холодного контакта, определяемая шероховатостью двух поверхностей, обработанных наждачным кругом.

Найдем ту же составляющую для холоднокатаных листов. Для них примем: толщина 2,5 + 2,5 мм; Д = 3 мм; а = 900 мкм; а/А = 300; Ь = 6;

Рд = 20 (1 + 300-1,9) = И 420 мкОм-см; о; 0,64

СТтб ~ 6

ч сх=-:; = = 0,106;

е-- = 0,89; /1 ~ е- = 0,33;

=2=0Ждаз= 2.08 мкм;

2-11420-2,08 оо о 0,33-0,375-10* =

Как видно, начальное сопротивление холодного контакта для холодного проката, т. е. гладких поверхностей, больше, чем для гр убообр абота иных.

Определим полное сопротивление холодного контакта. Примем силу сварочного тока / = 12,5 кА для обоих случаев.

Среднее значение напряженности магнитного поля в металле вокруг свариваемой точки (см. рис. 2.4)

лф -do) л (10-0.69)