При сварке оплавлением детали, закрепленные в зажи­мах, при включенном напряжении сближаются до соприкоснове­ния. Торцовые поверхности начинают соприкасаться в отдельных точках, образуя перемычки, через которые проходит ток большой плотности. Перемычки нагреваются, расплавляются н взрыЕОсб -

разно разрушаются с выбросом паров и окисленных частиц металла. Во время оплавления торцы деталей постепенно оплавляются, выравниваются и прогреваются на необходимую глубину. Процесс заканчивается осадкой, при которой выдавливаемся расплавленный металл, покрывающий торцы, п развивается пластическая дефор­мация в зоне соединения.

Оплавление должно быть непрерывным, для чего скорость по­дачи детали 1»опл должна быть согласована со скоростью расплагле - , ни я перемычек. Если скорость расплавления недостаточная, то пло­щадь контакта быстро увеличивается п наступает короткое замы­кание сварочной цепи.

Длительность существования контактных перемычек между тор­цами, их число, площадь, характер разрушения зависят от многих причин (материала, размеров сечения, параметров электрической цепи сварочной машины и др ). Вначале в контакт вступают поверх­ности твердого металла. По мере возникновения пленки расплавлен­ного металла контакты образуются между расплавленными уча­стками торцовых поверхностей. И і контактные перемычки дей­ствуют несколько сил. Поверхностное натяжение F, ur (рис. 22, а) стремится увеличить диаметр перемычек, а электромагнитные силы Еэ. м, пропорциональные квадраіу тока, стремятся сжать и разо­рвать перемычку. Стягивание ее под действием электромагнитных сил увеличивает плотность тока и ускоряет разрушение перемычки. В результате взаимодействия тока в перемычке с магнитным полем сварочного контура возникает электромагнитная сила FK, под действием которой перемычка перемещается и выталкивается из контура (рис. 22, б). Аіежду перемычками, расположенными рядом, возникают электромагнитные силы взаимодействия Е, м С, сбли­жающие н объединяющие перемычки.

Плотность тока в перемычке достигает 3000 А/мм2, а давление паров при ее взрыве — сотен мегапаскалей при температуре (6-5-8) Х| X 10:* °С. Время существования перемычки при сварке тонкого металла 0,001—0,005 с.

Во время оплавления между торцами обычно возникает несколько контактов и проходящий ток распределяется между ними.*В моменты полного разрыва перемычек создаются благоприятные условия для образования кратковременного дугового разряда. Этому способ­ствуют ионизированные пары металла и накопление электромагнит­ной энергии в сварочном трансформаторе и вторичном контуре.

При образовании и разрушении контактных перемычек изме­няется сопротивление во вторичном контуре, что приводит к харак­терным пульсациям тока и напряжения (до 500 в 1 с).

При оплавлении деталей большой толщины контактные пере­мычки имеют площадь более 50 мм - и существуют в течение несколь­ких полупернодов тока промышленной частоты. Основанием каждой перемычки является кратер, который представляет собой массу расплавленного металла в твердой поверхности торца. Глубина и площадь кратера определяются размером перемычек. При сгарке деталей с большими сечениями глубина достигает нескольких мил­лиметров.

Чтобы оплавление не прерывалось, мгновенная скорость сбли­жения. деталей должна соответствовать скорости их фактического укорочения.

По мере оплавления детален температура их торцов повышается и скорость оплавления растет. В последнее время для сварки дета­лей больших сечений применяют импульсное оплавление. На основ­ную скорость движения при оплавлении накладываются колеба­тельные движения с амплитудой 0,3—1 мм и частотой 3—35 Гц. Периодическое повышение 1>(1ПЛ увеличивает длительность существо­вания контактов в твердом состоянии, вызывая их частичное поверх­ностное плавление, а снижение этой скорости ускоряет выброо расплавленного металла без образования глубоких краіеров и больших потерь теплоты с выброшенным металлом. Импульсное оплавление локализует нагрев, расширяет высокотемпературную зону и предупреждает быструю кристаллизацию расплава. В ре­зультате существенно снижаются ток оплавления, мощность машины, припуск на оплавление и повышается производиіельность.

Устойчивость процесса оплавления зависит от температуры на­грева торцов детали. В начале процесса, когда концы детали холод­ные, оплавление неустойчиво. При повышении температуры про­цесс оплавления стабилизируется. Поэтому при циклах сварки с пред­варительным подогревом процесо оплавления возбуждается и под­держивается легче

Для возбуждения процесса устойчивого оплавления необходим ток короткого замыкания /„. э достаточной силы. Его значение определяют отношением /«.а^/опл» которое для тонкостенных развитых сечений составляет 2,5—3, для компактных ^5. На устой­чивость оплавления влияет также характер сопротивления корот*

кого замыкания Стыковые машины с низким сопротивлением ко­роткого замыкания обеспечивают более устойчивый процесс оплав­ления.

Большое влияние на качество сварки оказывает защитное дей­ствие паров металла. Избыточное их давление затрудняет прони­кание воздуха в зазор между торцами деталей во время оплавления. Интенсивное окисление паров и капель металла одновременно связывает кислород, что способствует улучшению защиты торцов от окисления.

Температура торцовой поверхности детален в начале процесса неравномерна, а по мере оплавления выравнивается. На поверх­ности постепенно образуется слой расплавленного металла. На стальных деталях небольшого сечения толщина этого слоя 0,1 — 0,3 мм. С увеличением сечения толщина расплавленного слоя уве­личивается.