Зварювальний струм /_зв для підвищення продуктивності збільшують від­носно до мінімального значення струму /₀. Наприклад, для чорних металів це відношення 3-4, для кольорових металів - 1,5-2,0. Максимальне значення струму зварювання залежить від теплофізичних властивостей металу. Три­валість зварювання та швидкість деформування визначаються згідно з вели­чиною зварювального струму.

Припуски на зварювання для алюмінієвого дроту мають бути (0,5-0,8)*/, для міді - (0,3—0,5)с?. Найбільша встановлювальна довжина обмежується ве­личиною (1,8-2,0)6' для алюмінію, (1,8-2,3)*/ для міді. Зусилля затиснення дроту має в 2-3 рази перевищувати зусилля осаджування.

Після зварювання стик термообробляеться пропусканням крізь нього до­даткового струму/_т = (0,6-0,9)/_зв. У деяких випадках з метою покращення

мікроструктури металу до стику прикладають зусилля осаджування в 5-10 разів більші від звичайного.

5.3. Принципова схема та сутність процесу стикового зварювання оплавленням

Зварювання оплавленням - стикове зварювання, що відбувається з розі­грівом металу стиків до оплавлення і наступним осаджуванням. Зварювання відбувається за наступною схемою.

Деталі спочатку затискують у електродах-губках, потім на них подається напруга від зварювального трансформатора і тільки після цього повільно переміщують одну з деталей назустріч іншій з потрібною швидкістю для їх зіткнення (рис. 5.3).

_{а б}

Рис. 5.3. Схема стикового зварювання безперервним оплавленням: а - стик під час оплавлення, 6- стик після осаджування; / - слектроди-губки; 2 - деталі, шо зварюються; 3 — ґрат; 4 — перемичка рідка; Г- трансформатор зварювальний; Г_ж - зусилля осаджування; у_к - швидкість осаджування;

^{Ьапд - швидкість оплавлення; £і - встановлювальна довжина; /ісч> - струм іскри;}

^{До™, Дос - припуски на оплавлення та осаджування}

В момент виникнення первісного контакту в окремих точках торців крізь нього (при незначному зусиллі стиснення) проходить струм високої густини. В результаті цього метал контактів-перемичок миттєво розігрівається до темпера­тури кипіння та випарювання і вибухоподібно руйнується. Під час вибуху час­тина металу перемичок викидається із стику у вигляді іскор та бризок.

Процес виникнення рідких перемичок та їх руйнування проходить безпе­рервно до виникнення на торцевих поверхнях деталей рівномірного шару розплавленого металу.

Метал деталей нагрівається поступово внаслідок передачі тепла від іс­крового зазору.

Контактний опір деталь-деталь при зварюванні оплавленням називається опором оплавлення. Величина його залежить від розмірів та кількості рідких перемичок, властивостей оксидних плівок на їх поверхні, величини перерізу деталей, від властивостей металу, що зварюють і т. ін.

На опорі оплавлення генерується до 85-90 % тепла із загального, що виділя­ється між електродами. На кінцевій стадії оплавлення кількість рідких переми­чок зростає і збільшується їх провідність. Власний опір деталей на встановлю­вальній довжині під час зварювання монотонно зростає. Тому тільки на кінцевій стадії опір металу деталей може помітно впливати на процес тепловиділення.

Після прогріву деталей на потрібну глибину при оплавленні і наявності шару рідкого металу на всій площині торців деталей їх стискують з підвищеною шви­дкістю осаджування зусиллям осадки. При осаджуванні рідкий метал разом із оксидами і іншими забрудненнями витискуються із стику у ґрат.

Таким чином металеві зв'язки у з'єднанні починають формуватися у рід­кій фазі, а закінчують у твердій.

Внаслідок використання відносно жорстких режимів зварювання якісні з'єднання виникають при відношенні кінцевої площі перерізу стику 5_К до площі деталей до зварювання 5_П : 5_К / 5„ < 2, при якому обновлення повер­хонь торців наближується майже до 100 %.

З'єднання деталей більших перерізів, коли виявляються недостатніми електрична та механічна потужності обладнання, здійснюється зварюванням оплавленням з попереднім підігріванням.

Кінці деталей при цьому способі спочатку підігрівають аналогічно зварю­ванню опором - їх періодично стискують невеликим осьовим зусиллям і вми­кають струм, що викликає виділення тепла у контакті деталь-деталь, та роз­микають і розводять. Після підігрівання стиків до потрібної температури ви­конується з'єднання безперервним оплавленням за схемою зварювання оплав­ленням. Закінчується процес осаджуванням. Осадка потрібна для витіснення із стику розплавленого та перегрітого твердого металу, що є забрудненим окси­дами, та для виникнення металевих зв'язків між деталями. При осаджуванні деформація металу допомагає реалізуватися процесу рекристалізації.

Для зварювання деталей з великим перерізом науковцями ІЕЗ ім. Є. О. Пагона НАН України розроблено два способи, що роблять більш ефективним підігрів під час оплавлення: зварювання з імпульсним оплавленням і з програмним регу-ванням напруги зварювання під час оплавлення.

При імпульсному оплавленні на головне поступове переміщення рухомої плити зварювальної машини накладаються додаткові механічні коливання з частотою 3-45 Гц і амплітудою 0,1-0,8 мм. Імпульсне оплавлення локалізує нагрівання, розширює зону високих температур в деталях, запобігає швидкій кристалізації рідкого металу, зменшує потужність, що споживається під час зварювання, припуск та тривалість оплавлення в 3-4 рази та підвищує швид­кість оплавлення.

Зварювання з програмуванням напруги (при незмінній швидкості оплав­лення) потребує підвищеної початкової напруги для збудження оплавлення. Після виникнення стійкого оплавлення напругу зменшують до мінімально можливих значень, які можуть забезпечити стійке оплавлення.

У кінці оплавлення перед осадкою напругу холостого ходу зварювально­го трансформатора на деякий час підвищують для збільшення локальної стійкості процесу.

При програмному регулюванні напруги у 3-5 разів знижується потуж­ність зварювання та в 1,5-2 рази - тривалість зварювання.