свариваемых элементов представлена на рис. 7 и 8. Свариваемые элементы,
показанные на рис. 8, с, имеют одинаковые геометрические размеры и материал и
расположены симметрично относительно вертикальной плоскости. При симметричном
подводе тока к свариваемым элементам обеспечивается полная идентичность нагрева.
Такую схему будем называть симметричной. Когда свариваемые элементы имеют
неодинаковую геометрию (рис. 8, б), даже при симметричном подводе тока к
элементам плотность тока на них неодинакова. Различны и условия теплоотвода.
Обеспечить одинаковый нагрев обоих элементов без принятия специальных мер
невозможно. Такую схему будем называть несимметричной. При сварке элементов с
различными теплофизическими свой-
Рис. 7. Схема процесса сварки Рис. 8. Схемы свариваемых элемен-
давлением с оплавлением: тов: с — симметричная; б — несим-
/ — место подвода тока; 2 — свари- метричная
Еаемые элементы
В рассматриваемых схемах оба элемента сходятся под углом а, на некотором
расстоянии от места схождения к элементам подается ток с помощью контактной или
индукционной систем, кромки разогреваются и оплавляются, в месте их схождения
происходит осадка. Нагрев и деформация свариваемых элементов происходят
последовательно. Для осуществления сварки необходимы физический контакт между
поверхностями, создание на них активных центров и предупреждение возможности
разрушения образовавшихся узлов схватывания после снятия давления осадки [5].
Нагрев активно влияет на все стадии процесса, и поэтому целесообразно
рассмотреть его подробно.
Расстояние от места токоподвода до места схождения кромок обычно лежит в
пределах от 25 до 300 мм. На этом отрезке осуществляется нагрев свариваемых
элементов до заданной температуры. Возможны три варианта нагрева.
1. Участки свариваемых элементов до места схождения нагреваются до
температуры ниже Тпл, а вследствие электромагнитных явлений, описанных в гл. I,
наибольшая концентрация тока достигается в месте схождения свариваемых
элементов, где они оплавляются. Температура в этом месте может достигать (1,1 -ь
1,2) Тпл.
2. Участки свариваемых элементов оплавляются до места схождения.
Воздействием механических сил электромагнитного ноля расплавленный металл
удаляется с поверхности нагреваемых элементов. На расстоянии от места выброса
расплавленного металла до места схождения элементов происходит дальнейший их
нагрев, а в месте перехода с одного элемента на другой — повторное оплавление.
Как и в первом варианте, температура п месте перехода может достигать (1,11,2)
Гпл.
3. Свариваемые элементы нагреваются на всем протяжении ниже Тпл, включая
и место схождения.
В рассматриваемом процессе нагрев снижает сопротивление пластической
деформации, повышает пластичность металла и облегчает удаление окислов со
свариваемых поверхностей. Сопротивление пластической деформа-
Р 11 Li
Рис. 9. Оплавление свариваемых
поверхностей при стыковой сварке:
/ — перемычка; 2 — оплавленные поверхности
ции растет с увеличением ее скорости при всех температурах и зависит от ее
абсолютной величины. При определенных условиях это оказывает существенное
влияние на усилия осадки.
Как было показано выше, при высоких градиентах температурного поля нагрев
носит чисто поверхностный характер, однако он осуществляется за счет пропускания
тока по свариваемым элементам. Плотность тока равномерна по сечению, а глубина
прогрева регулируется частотой тока источника питания, расстоянием между
свариваемыми элементами (эффект близости) и временем нагрева. В этом отношении
условия высокочастотного нагрева значительно отличаются от условий нагрева при
стыковой сварке оплавлением, которая по существующей классификации относится к
виду сварки давлением с оплавлением [5]. При стыковой сварке оплавлением
нагреваются свариваемые поверхности за счет тепловыделения в контактных
перемычках (85—90% тепла), в результате чего получается неравномерный нагрев
свариваемых поверхностей. Выравнивание температуры происходит во времени при
росте количества перемычек, пока свариваемые поверхности не покроются слоем
расплавленного металла (рис. 9).
Весьма существенную роль в рассматриваемых схемах нагрева играет удаление со
свариваемых поверхностей окислов, образовав-
Карта
|
