Термопластические деформации при стыковой сварке
При стыковой сварке сопротивлением термопластические деформации необходимы для создания электрического контакт между торцами свариваемых деталей Дк и осадки в завершающе н стадии Дос.
Деформация Дь. относительно невелика и создается при денстви н умеренного напряжения, обеспечивающего нагрев без расилавлс - е ний металла. Это напряжение при осадке низкоуглероднстых сталі & достигает 20—40 АШа. Деформация во время осадки Д(,с боле) значительна, так как действующее усилие воспринимается ух ь. нагретым металлом.
Пластическая деформация обеспечивает образование физич - э ского контакта, выравнивание рельефа и удаление оксидов изстык".б В зависимости от положения в сгыке металл деформируется i lor разным схемам (рис. 24). В точке А он сжат со всех сторон, в точке с находится в состоянии двустороннего сжатия и растиженш, к в точке В — под действием двустороннего сжатия. Осевое и радиал1 *-<: ное (оА, аг) напряжения снижаются но мере приближения к пері - т ферии, оставаясь отрицательными (сжимающими), а тангенциальш tx' напряжение Ох на определенном расстоянии от оси образца сіан вится положительным (растягивающим). Это приводит к раскрыти і стыка при осади:.
Рио. 24. Схема деформац, стыка:
°х’ ”, и °j “ эпюры осевь. ,*■ радиальных и таигенцнальи m напряжения
При стыкопой сварке сопротивлением и оплавлением деформированный металл имеет различные очертания (рис. 25).
Несмотря на значительную степень деформации (k„ £>4), при стыковой сварке сопротивлением не удается разрушить и удалить все оксиды, и площадь физического контакта в стыке не превышает 50—70 %. Дальнейшее увеличение коэффициента площади может привести к потере устойчивости деталей и снижению пластичности соединений, главным образом из-за искривления волокон металлопроката.
При стыковой сварке оплавлением деформация для создания электрического контакта Д,, мала. Она необходима только для создания первоначального контакта. В первой сталии осадки вначале выдавливается расплавленный металл, в затем осуществляется
Рис. 25. Макросіруктура соединений низкоуглеродистой стали, выполненных стыковой сваркой: |
а — сопротивлением* Х2; б — оплавлением, Х2; в — искривление волокон в зоне стыка при стыковой свїГрке оплавлением. X ІП
термопластическая деформация, размер которой определяется глубиной кратеров, познпкающих при оплавлении. Значение Дог возрастает с увеличением глубины кратеров и обычно превышает ее. Величина осадки зависит от давления рос и скорости деформации vir. Для снижения давления осадки повышают иос или выполняют осадку под током (на 20—30 % Д,.с), чю облегчает термопластическую деформацию.
Скорость осадки оказывает значительное влияние на формирование сварных соединений. При малой скорости увеличивается время закрытия зазора между деталями, место сварки быстрее охлаждается и это затрудняет разрушение и удаление оксидных пленок. Скорость осадки высокотеплопроводных металлов, склонных к окислению, должна быть особенно высокой.
Сварочный ток при осадке необходимо своевременно выключать. Его выключение до закрытия зазора недопустимо, так как приводит к образованию оксидов. Поэтому его выключают в течение первой половины осадки (на 20—30 % Дпс). Задержка выключения приводит к перегреву металла вследствие значительного увеличения силы тока.
Внешний вид деформированного металла стыка имеет иное очертание, чем при сварке сопротивлением (рис. 25, б). Основная масса выдавленного металла расположена под большим углом к оси детали Выдавленные при осадке ■ оксиды и металл (грат) удаляются при обработке стыка.