2.3 Обоснование выбора термодеформационного цикла сварки
Для сварки в данной курсовой работе в соответствии с рекомендациями ([1]Страница 77,85) применяем циклограмму процесса контактной точечной сварки c постоянным усилием сжатия и предварительным импульсом тока (Рис 1).
Рисунок 1 –Циклограмма контактной точечной сварки с повышенным ковочным усилием.
2.4 Расчет параметров режима сварки
Сварочный ток рассчитываем по закону Джоуля – Ленца:
,
где Qээ – общее количество теплоты, затраченной на образование соединения;
m –коэффициент, учитывающий изменение сопротивления во время сварки, для низкоуглеродистых и низколегированных сталей m=1, алюминиевых сплавов- 1,15 , коррозионно-стойких 1,2 , сплавов титана-1,4;
RД.КОН – суммарное сопротивление деталей к концу процесса сварки;
СВ - время протекания сварочного тока, с.
Определяем Iсв для металла толщиной δ=2,5мм.
Для сварки данной толщины, исходя из циклограммы и таблицы выборов режима точечной сварки, задаемся временными параметрами[1].
с
Рассчитываем диаметр литого ядра по формуле:
мм
Определяем общее количество теплоты при помощи уравнения теплового баланса:
,
где Q1 – энергия, затраченная на плавление металла ядра;
Q2 - тепловые потери в свариваемый металл от расплавленного ядра;
Q3 - тепловые потери в электроды;
Q1 рассчитываем по формуле:
,
где dэ – диаметр электрода;
δ – толщина свариваемых изделий;
с – теплоемкость металла свариваемых изделий;
-
плотность металла свариваемых изделий;
Тпл – температура плавления металла свариваемых изделий.
Q2 рассчитываем по формуле:
,
где k1 – коэффициент, близкий к 0,8, учитывает, что средняя температура кольца несколько ниже средней температуры Тпл/4 в связи со сложным распределением температуры по ширине этого кольца, т.к. наиболее интенсивно нагретые участки расположены у внутренней поверхности кольца,
x2
- расстояние от границы ядра на котором
наблюдается заметное повышение
температуры.
0.59
Q3 рассчитываем по формуле:
,
где k2 – коэффициент, учитывающий форму электрода, при коническом электроде k2 =1,5.
X3
– длина нагреваемого участка электрода.
Для среднеуглеродистой стали
1.8
сэ – теплоемкость металла электрода (таблица 3.1[1])
-
плотность металла электрода (для бронзы
=8,23
г/
Тпл – температура плавления металла.
Определяем общее количество теплоты:
Выбираем сопротивления зоны сварки к концу процесса сварки по таблице 2 и 3 методических указаний
=
89(мкОм)
Определяем силу сварочного тока для металла толщиной δ=3 мм:
Рассчитаем ток шунтирования по формуле:
где tш =20 мм – шаг свариваемых точек
Вторичный кратковременный ток рассчитываем по формуле:
,
Рассчитываем длительный вторичный ток по формуле:
,
где ПВ – продолжительность включения в процентах.
Продолжительность включения рассчитываем по формуле:
,
где
- время цикла. Для сварки данной стали
рассчитывается по формуле:
Рассчитываем продолжительность включения:
Тогда длительный вторичный ток будет равен:
Уточняем
по ГОСТ 297-80 значение
и примем
=4500А