деформації при цьому виводиться не більше 60-70 % оксидів, що пояснює незначну пластичність таких з'єднань.

Об'ємна пластична деформація при стиковому зварюванні опором харак­теризується співвідношенням кінцевої 5_К та початкової 5_П площі деталей у місті з'єднання 5к/5_п до 4,0. Підвищення цього співвідношення призводить до втрати стійкості деталей або до зниження пластичності внаслідок скрив­лення волокон металопрокату.

Більш активно очищення стиків від оксидів відбувається при викорис­танні схеми зварювання з примусовим формуванням стику за допомогою спеціальних обтискуючих пристроїв у електродах, що локалізує деформацію та підвищує площу обновлення поверхонь стиків.

Ефективним засобом попередження окислення розігрітого металу є вико­ристання захисних газів (інертних до металу, що зварюють), якими напов­нюють камери навколо стиків.

Пристикова зона, де відбуваються суттєві зміни структури та інших влас­тивостей у металі деталей від термомеханічного циклу зварювання, має достатньо великі розміри, що обмежує працездатність стиків.

Протяжність цієї зони залежить від хімічного складу металу, попередньої термічної обробки та умов зварювання.

Місцеве вирівнювання структури, твердості у металі стиків та в зоні тер­мічного впливу здійснюється термічною обробкою деталей або у губках зварювальної машини чи у термічних печах.

Важливим етапом при стиковому зварюванні є процес рекристалізації, який проявляється у руйнуванні мікроскопічних зерен на поверхні нагрі­того металу з одночасним виникненням нових спільних зерен для обох деталей.

5.2. Технолопя стикового зварювання опором

Підготовка деталей до стикового зварювання полягає у наданні їх тор­цям визначеної форми і ретельній очистці їх поверхонь. Торцеві поверхні обробляють механічним різанням за допомогою ножиць, пилок, гарячим та холодним висадженням на пресах, на металорізальних верстатах, а та­кож газовим чи плазмовим різанням з наступним очищенням деталі від шлаку або хімічним травленням.

Струмопідвідні поверхні на торці заготовок можуть оброблятися також дробоструминними або піскоструминними приладами і апаратами.

З метою рівномірного нагрівання й однакового пластичного деформуван­ня під час осаджування торці деталі спеціально обробляють. Форма та роз­міри перерізу заготовок після обробки бажано щоб були однаковими. Діаме­три деталей в місці зварювання не повинні відрізнятися більше, ніж на 15 %, а товщини - відповідно на 10 %.

Циклограмма та орієнтовні параметри режимів зварювання опором де­яких деталей наведені у табл, 5.1 та на рис. 5.2.

Робочими параметрами режиму стикового зварювання є зусилля нагрівання або програма зміни зусилля під час зварювання, щільність струму або струм зварювання, тривалість нагрівання, встановлюваль­на довжина і зусилля затиску деталей у губках-електродах зварюваль­ної машини.

Орієнтовні параметри режимів зварювання опором заготовок з круглим та квадратним перерізом

із маловуглецевих сталей

Примітка. Тиск осаджування - 10-30 МПа. Використовують електродн-губки Ь бронзи типів БрНБТ й БрКН.

Кінці деталей випрямляють перед установленням у губках-електродах. Мінімальна встановлювальна довжина деталей компактного перерізу виби­рається згідно з величиною їх перерізу:

Переріз деталі 5, мм² 25 50 100 250

^{Встановлювальна довжина (/] + /(), мм 3 + 3 4 + 4 4 + 4 6 + 6}

Для підвищення стійкості деталей та локалізації деформації в зоні зварю­вання між губками машини використовують ізольовані вставки. Звичайно встановлювальна довжина деталі 1\ складає (0,8... 1,0) сі, де </- діаметр дета­лі, що зварюють, мм.

При стиковому зварюванні різнорідних металів з метою забезпечення рів­номірного нагрівання встановлювальна довжина кожної деталі є відмінною.

Для деталей із металу з більшою теплопровідністю встановлювальна дов­жина має бути більша.

Зусилля нагрівання вибирають з умови забезпечення оптимального по­ширення температур у деталях.

Зварювальний струм або його щільність визначають з урахуванням площі поперечного перерізу і властивостей металу, що зварюють.

Зусилля (тиск) осаджування визначає величину припуску на осадку - ве­личину пластичного деформування деталей, а також якість очищення стиків від оксидів.

Зусилля затискування деталей у губках зварювальної машини, щоб запо­бігти просковзуванню, має бути у 2-3 рази більшим, ніж зусилля осаджу­вання.

Деталі із різнорідних металів інколи зварюють через металокерамічні або біметалеві вставки, а з тугоплавких - через пасти з гідридів металів або ме­талевий порошок.

Деталі з перерізом, більшим за 300 мм², опором зварюють у вакуумі або в середовищі захисних газів. Орієнтовні витрати газу під час зварювання виробів з перерізом 500 мм² складають 800-1200 л/год. Газ має подаватися безперервно, щоб уникнути зміни складу газового середовища навколо деталей в зоні зварю­вання внаслідок вигоряння адсорбованих речовин. Для захисту використову­ються гази-відновники Н₂, СзН₈ та ИН₃, іноді Аг та И₂, які очищені від кисню й води, або суміші нейтральних газів з вуглеводами.

Під час стикового зварювання опором дроту за звичайною схемою не завжди можна забезпечити високі механічні властивості через перегрів металу, коли в зоні з'єднання утворюються великі зерна та мікротріщини (табл. 5.2),

Більш якісні з'єднання можуть бути отримані зварюванням опором з примусовим формуванням та з наступною термічною обробкою стику. При

цьому режимами зварювання є напруга холостого ходу зварювального трансформатора С^хх» зусилля нагрівання Р_и та осаджування Р^ загальний

припуск на зварювання Д_зв, припуск на підігрівання Д_пі_д й осаджування Д_ос-Припуск на осаджування включає припуск на осаджування під струмом

Дос. ст та на осаджування без струму Д _ос_ _б. _ст. Після вимикання струму зва­рювання, коли з'єднання ще знаходиться під дією зусилля осаджування, зону зварювання додатково нагрівають до температур ізотермічного гарту­вання або відпуску імпульсами струму /_під потрібної величини та тривалос­ті (залежно від марки сталі й діаметра дроту).

Таблиця 5.2

Орієнтовні параметри режимів стикового

^{зварювання дроту}

	Параметри режимів
Марка етапі	Припуск на зварювання Д*. мм	Припуск на підігрівання Д*» мм	Припуск на осаджування Дос, мм	Припуск на осаджування без струму Дос. б. сті мм	Тиск осаджування Рос» МПа
45	14.0	2.2	11,8	6,8	1,5
55	14.0	2,2	11.8	6.8	1,6
65	14,0	2,0	12.0	6,2	1,8
70	14.2	1.8	12,4	6,0	1.8
80	14,2	1,8	12,6	5,8	2.0
85	14,4	1,6	12.8	5,8	2,0
01X15	14.8	2.8	12.0	5.6	4,5
50ХФА	14,6	2,5	12,1	6,0	3,5

Цей спосіб відрізняє те, що деформуванню під час нагрівання та осаджу­вання підлягає весь метал на встановлювальній довжині, який витискується між робочими поверхнями формуючих проміжних пристроїв. На завершаль­ному етапі осаджування метал, що витиснеться, підрізається краями форму­ючих пристроїв і віддаляється. Внаслідок цього підігрівання зони зварюван­ня значно зменшується.

Орієнтовні параметри режимів стикового зварювання труб опором з при­мусовим формуванням стиків наведені у табл. 5.3.

Таблиця 5.3

Орієнтовні параметри режимів зварювання труб опором з примусовим формуванням стиків

Діаметр труби, мм	напруга холостого ходу <Л».в	Припуск на зварю­вання Дзв, мм	Припуск на підігрі­вання Дщд, мм	Припуск на оса­джування Дос, мм	Припуск на оса­джування без струму Дос в.ст. мм	Зусилля при підігрі­ванні г*Н	Зусилля осаджу­вання Рос. кН	Трива­лість зварю­вання с
6	1,73	6,0	2,0	4,0	3,5	80	4,0	0.25
8	2,08	6.5	2.0	4.5	3.5	100	6,0	0,28
10	2,08	7.0	2.5	4.5	4,0	120	7,2	0.3
12	2,45	7,5	2.5	5,0	4.0	120	8,5	0,35

Тонкостінні труби діаметром 120 мм та прутки з алюмінієвих сплавів (Д1, Діб, Д18 та В65) також добре з'єднуються стиковим зварюванням опором з примусовим формуванням і без наступної термічної обробки металу стиків (табл. 5.4, 5.5). З'єднання дротів з алюмінію можливе і на звичайному обладнан­ні. При цьому спочатку зварювання відбувається в традиційних режимах або на обладнанні для стикового зварювання опором. Далі зона знеміцнення розташо­вується між сталевими затискачами (машини для стикового холодного зварю­вання або потужної машини електричного контактного зварювання), що мають різальні краї на рухомих та нерухомих затискачах, та піддається деформуванню в осьовому напрямку до повного зближення різальних країв. Ґрат (облой) та стовщення після деформування легко усуваються. Параметри режиму зварю­вання за такою схемою наведені у табл. 5.5.

Таблиця 5.4

Орієнтовні параметри режимів стикового зварювання дроту та прутів з алюмінієвих сплавів з примусовим формуванням стиків

Параметри режимів стикового зварювання з наступним

^{холодним деформуванням}

Примітка. МСХС-5-3 - машина стикового холодного зварювання; а™*, о^- міцність ме­талу до та після зварювання.

З'єднання дротів із алюмінієвих та деяких інших сплавів можна виконува­ти опором з розплавленням металу стику при мінімальному стисненні торців деталей з наступним витисненням рідкого металу під час осаджування та де­формуванням знеміцненої зони у гарячому стані. Орієнтовні величини голов­них параметрів режиму зварювання за цією схемою наведені у табл. 5.6.

Таблиця 5.6

_{Орієнтовні величини головних параметрів режиму зварювання}

Матеріал

Відношення встановлювальної довжини /і, нм, до діаметра дроту 4, мм

Відношення мінімально­го струму Ь А, до діаметра дроту О", мм

Тиск при нагріванні Р*МПа

СП2Х18Н10Т Сталь Ст. З Сплав АМг-5 Сплав АБ Мідь М1

0,5-0,8 0,6-0,8 0,8-1,0 0,8-1.0 1,25-2,5

100 170 450 680 900

5-10

5. 10 3-5 3-5

6. 8