Особые случаи точечной сварки
Сварка деталей из разноименных металлов осложняется их различиями в физико-механических и химических свойствах. В результате в литом ядре образуется металл нового химического состава. Если у свариваемых металлов разные теплопроводность и электропроводность, то литое ядро смещается в сторону детали с меньшими значениями этих показателей. В таких случаях симметрию можно восстановить, регулируя отвод теплоты в электроды путем изменения диаметра рабочей поверхности электрода и подбора материала электрода с соответствующей тепло - и электропроводностью.
Однако хорошая свариваемость разнородных металлов не всегда возможна, особенно при резком различии их свойств. При сварке стали с алюминием возникают хрупкие интерметаллические фазы железа с алюминием, значительно снижающие механические показатели. При сварке оцинкованных листов алюминия прочность соединения существенно возрастает, так как легирование расплавленного алюминия цинком изменяет условия образования хрупких фаз. Для улучшения свариваемости разнородных сталей иногда целесообразно введение в контакт между деталью и электродами стальных прокладок (экранов), которые являются дополнительными источниками теплоты и одновременно уменьшают ОТЕ од теплоты в электроды.
При с )арке деталей неравной толщины усш ивается поток теплоты в электрод со стороны более тонкой детати, а на периферии контакта между деталями увеличивается плотность тока. Все это приводит к смещению литого ядра относительно плоскости соединена деталей в деталь большей толщины. Проплавление тонкой детали уменьшается и может привести к г одному непровару, что проя;уіяется при отношении толщин более 1:3 для стальных деталей е: 1:2 для деталей из легких сплавов, в особенности при сварке на. постоянном токе в результате эффе ста Пельтье и Томсона. Для предупреждения смещения литого яд ра в деталь большей толщинк можно использовать различные сг особы повышения температ /ры нагрева тонкой детали. На лракти ке для сварки таких соединений применяют жесткие режимы. Электрод, находящийся в контакте с тонкой деталью, изготавливают с м еньшей контактной поверхнсстью из металла с меньшей теплопроводностью по сравнению с электродом, контактирующего с толстой деталью. В результате снижается отвод теплоты в электрод от тонкой детали.
Иногда выполняют рельефы, которые увеличивают и стабилизируют плотность тока в контакте между детаїями. Тепловые экраны между тонкой деталью и электродами ел; жат надежной преградой на пути отвода теплоты в электрод. Изменяя толщину и металл экранов, можно смещать зону расплаї іления в требуемых пределах,
Обыч-ю используют сменные экраны из менее теплопроводного металла небольшой толщины (0,05...0,15 мм), который не должен свариваться с основным металлом.
Сварка деталей с защитными покрытиями широко используется в штампосварных конструкциях. Для покрыт та используют цинк, свинец, і олово, алюминий, хром и др. Покрытие изменяет контактное і и общее сопротивления в месте сварки, следовательно, меняются и условия нагрева. Если при сварке непокрытых сталей сварочное сопротивление Дэ э после кратковременного спада несколько: возрастает и достигает максимума в момент расплавления ядра, то при сварке металла с относительно легкоплавкими покрытиями максимальное сопротивление устанавливается позднее и имеет меньшее значение. Это объясняется большими размерами площадь: контакта электрод—деталь и особенно деталь—деталь. Для сварки таких материалов необходимо соответственно изменять параметры режима сварки.
Уел опия работы электродов при сварке материалов с покрытиями ухудшаются, так как металл покрытия частично переходит на поверхность электрода, плакируя ее, окисляясь и образуя новые сплавы. Механизм разрушения и переноса особенно легкоплавких покрытий — комплексный процесс, состоящий из холодного и горячего схватывания, термодиффузии, электропереноса и сублимации. Все это существенно увеличивает сопротивление в контакте электрод—деталь, приводит к частой зачистке рабочей поверхности электродов и снижает их стойкость.
В автомобилестроении и других отраслях промышленности применяют оцинкованную низкоуглеродистую сталь. Для ее сварки используют жесткие режимы сварки, увеличивая сварочный ток до 20 %, усилия на электродах — до 40 % и продолжительность импульса сварочного тока — до 90 % по сравнению с режимами сварки непокрытой стали. Для сохранения покрытия в месте контакта с электродами существенно увеличивают длительность проковки после выключения сварочного тока. В этот момент слой цинка, расплавленный при сварке, застывает и в меньшем количестве переходит на контактную поверхность электродов. При сварке оцинкованных сталей лучшую стойкость имеют электроды из сплава БрХДр. Важно обеспечить интенсивное охлаждение электродов, что достигается при расходе воды не менее 7 л/мин.
При сварке хромированных и ш келированных сталей в месте контакта возникает несколько увеличенное электрическое сопротивление. Сваривают также стали г а жестких режимах, увеличивая время прохождения тока и усилье сжатия на 20... 25 % по сравнению с этими же параметрами при сварке непокрытых сталей.
Для придания поверхности свар» ваемых деталей антикоррозионных свойств часто применяют неметаллические покрытия: защитные лаки, смеси лаков с метал; ическим порошком, фосфатные покрытия, полученные методом электроосаждения, и различные клеи. Покрытия такого типа не проводят электрический ток, поэтому они должны быть выдавлены из места контакта под действием усилия при сварке. Их выдавливание для обеспечения металлического контакта зависит от вязкости покрытия, шероховатости поверхности и скорости нарастания усилия сжатия. При предварительном нанесении этих покрытий сварку выполняют тогда, когда еще сохраняется их достаточная вязкость. При применении в качестве наполнителей металлических порошков (цинка или алюминия) создание металлического контакта возможно при меньшей вязкости покрытия. Дія лучшего выдавливания покрытия увеличивают сварочное усилие на 10...20% и снижают ток на 10... 15 %. При сварке по покрытию происходит частичное испарение покрытия, поэтому необходимо применение местной вытяжки и усиление общей вентиля ции.
В иггампосварных конструкциях применяют и клеесварные соединения. Клей одновременно повышает антикоррозионные свойства, придает герметичность точечны й соединениям и существенно повышает их прочность, особенно при динамическом нагружении. Сварку выполняют по клею до его полимеризации. Клей при
г|ом вылавливается из места свг. рки. Можно сварки специальным шприцем. Под деист укрытие проникает в зазор и залежно ге Сварка деталей малой толщины (0,01 ...0 {(значительным усилием сжатия и относи жДтельностыо сварочного импульса. С умен: ется усилие сжатия и контактные сопр Сотому усиливается чувствительность про е|рхности детали. Стойкость электродов з чечная и шовная сварки вед; йен на жесф: фверхностъ электродов сфери1 еская.
Сварка деталей большой тол щины (болеіе рачительной жесткостью деталей, низкой в при большой продолжительности ИМИ) используют мощные трехфавные машиг еняют с повышением усилия сжатия и пр среднего фронта импульсов нагрева. Для грева электродов с целью повышения их тогоим пульс ну ю сварку, Во время пауз зигаждаются вследствие более высокой те ериала.