6 Общее сопротивление в зоне сварки

В течение нагрева выделение теплоты в зоне сварки происходит на сопротивлении R_э.э участка между электродами.

Для случая точечной сварки это сопротивление (рис. 11) в первый период быстро уменьшается вследствие снижения контактных сопротивлений. Степень снижения зависит от сжимающего усилия и с его повышением уменьшается.

Рис. 11. Изменение электрических сопротивлений в процессе точечной (а) и стыковой (б) сварки ( - сопротивлением; - оплавлением )

Собственное сопротивление пакета из двух листов толщиной  можно оценить с помощью формулы

где 2^.R_д - электрическое сопротивление реальной цепи с учетом растекания тока вне цилиндра диаметром d_э.д; А_д - коэффициент сопротивления детали, А_д = 2^.R_д/R_ц; - электрическое сопротивление цилиндра диаметромd_э.д и высотой 2^..

Степень растекания тока и А_д зависят от отношения d_э.д/ (рис. 12). С увеличением толщины пластины  (d_э.д = соnst) различие между 2R_д и R_ц возрастает. Сопротивление R_д обычно вычисляют для конечной стадии процесса (к концу нагрева) и полученное значение используют для определения сварочного тока.

Рис. 12. Схема зоны нагрева с плоской и сферической рабочей поверхностью электрода (а) и зависимость D_д = R_д/R_ц от d_э.д/. Наиболее распространенная область заштрихована (б)

При плоской поверхности электрода ее диаметр и есть d_э.д в конце нагрева (рис. 12, а). При сферической заточке этот диаметр определяют по формуле , где_д - условное сопротивление пластической деформации.

В конце нагрева для сталей _д 200 МПа, для алюминиевых сплавов_д 100 МПа. Тогда эта формула принимает вид

,

где к_н - коэффициент, учитывающий неравномерность нагрева пластин, для сталей к_н = 0,85; d_к.кон - диаметр контакта к концу нагрева; ₁ и ₂ - удельные сопротивления соответственно для температур t₁ и t₂ нагрева листов пакета; для сталей принимают t₁ = 1200 °С и t₂ = 1500 °С.

При стыковой сварке сопротивлением схема изменения R_э.э в течение нагрева аналогична схеме изменения этого сопротивления при точечной сварке.

При стыковой сварке оплавлением (рис. 12, б) суммарное сопротивление R_э.э изменяется по другому закону. Контактное сопротивление R_опл существует в течение всего процесса оплавления, несколько снижаясь к концу периода в связи с повышением скорости оплавления вследствие увеличения числа контактов-перемычек и их сечения. Во время осадки это сопротивление исчезает и R_э.э становится близким к 2^.R_д.

При стыковой сварке сопротивлением после исчезновения кон­тактного сопротивления общее сопротивление определяется длиной выступающих из зажимных губок деталей с учетом неравномерности их нагрева. При сварке оплавлением эта неравномерность зависит также от предварительного подогрева перед оплавлением.

На каждом участке электросопротивление приближенно определяется по общей формуле

R_д = m^._t^.l/S,

где m – коэффициент поверхностного эффекта, который до температур ферромагнитного превращения (для стали 768 °С) растет для деталей из углеродистой стали диаметром более 20 мм; _t - удельное электросопротивление при температуре нагрева; l- длина участка с равной температурой.