Электрическое сопротивление контакта
Если через металлические проводники пропустить ток и замерить падение напряжения на двух участках равной длины (рис. 8), то всегда АЕ/1 < AU2 вследствие контактного сопротивления в месте стыка.
В месте контакта из-за касания проводников по отдельным микровыступам резко уменьшается сечение, что приводит к искривлению и локальному сгущению линий электрического тока («ситовой» характер проводимости). Шероховатость, оксиды и различные загрязнения затрудняют образование металлического контакта через микровыстуиы.
При измерении сопротивления двух холодных пластин из низко - углеродистой стали толщиной (3 4- 3) мм и усилии сжатия 2000 Н но схеме амперметр — вольтметр значение изменяется от
100 {шлифованная поверхность) до 80 000 мкОм (ржавчина и окалина на поверхности), при этом Ra <5 Ra. a + 2R3.a-
Увеличение усилия сжатия FeB приводит к пластическим деформациям, разрушению оксидных пленок и снижению /?s. s (рис. 9). При снятии усилия контактное сопротивление оказывается ниже первоначального, что свидетельствует о своеобразном гистерезисе контактного сопротивления. Оксидные пленки и загрязнения способствуют увеличению сопротивления R3.a, что видно на рис. 9. На стальных образцах /?э. д « 0,5/?д. я. При сварке происходит изменение контактной поверхности электрода (окисление, загрязнение, изменение химического состава и др.) и контактное сопротивление существенно увеличивается.
При нагреве места сварки развиваются процессы пластической деформации микровыступов, оксидные пленки разрушаются и кон - тактиые-сопротивлення быстро (несколько миллисекунд) снижаются практически до нуля. При сварке сталей это происходит уже при температуре около 600 °С, а при сварке алюминиевых сплавов — около 350 °С.
Контактное сопротивление/?д. д при стыковой сварке сопротивлением аналогично контактному сопротивлению при точечной и шовной сварке.
В общем балансе теплота, выделяемая в контакте, не превышает 15 %. Однако после быстрого исчезновения контактного сопротивления в этом месте остается зона нагретого металла, которая продолжает усиленно генерировать теплоту. Влияние контактного сопротивления на нагрев в зоне сварки возрастает с увеличением жесткости режима, так как время существования контактного сопротивления относительно общего времени прохождения сварочного тока существенно увеличивается.
При стыковой сварке оплавлением контактное сопротивление /?СШ1 имеет другую природу. Между торнами свариваемых деталей образуются контактные перемычки расплавленного металла, которые и создают сопротивление. Их размеры растут с увеличением сечения свариваемых детален и скорости оплавления. Контактное сопротивление (мкОм) рассчитывают по эмпирической формуле
/?опл = 9500*,/(S’/,t’onV)»
где /?і — коэффициент, учитывающий свойства стали, для углеродистых и низколегированных сталей k = 1, для аустенитных сталей /?! = !,!; S — сечение свариваемых деталей, см2; vcnn —скорость оплавления, см/с; / — плотность тока, рассчитанная на все сечения, А/мм2.
Это контактное сопротивление по значению больше, чем при других способах, оно составляет 100—2500 мкОм и существует почти в течение всего процесса сварки.