Контактная сварка стержней.

Нагрев стержней при контактной стыковой сварке осуществляется проходящим током плотностью J. Температуру нагрева ΔT можно представить (рис. 1) как сумму

Delta T= Delta T_1 + Delta T_2~~~~~~~~~~~(1)

где ΔT1 — равномерная составляющая, вызванная работой тока на удельном сопротивлении металла ρт;
T2 — неравномерная составляющая, вызванная контактным сопротивлением R. Равномерная составляющая

Delta T_1 = {1/beta} (e^{beta omega_o t} - 1),~~~~~~~~~(2)

где
omega_o = (rho_т / {c rho})_o j^2.~~~~~~~~~~~~~~~(3)

Значения т/ cρ)o и коэффициента В приведены в табл. 1.

Неравномерная составляющая ΔT2 рассчитывается по-разному в зависимости от способа контактной сварки.

Контактная сварка сопротивлением.

Контактная сварка сопротивлением. На стадии нагрева

Delta T_2 = {Q_2 / {c rho sqrt{4 pi at}}}e^{-{x^2 / 4at} + {beta omega_o t}},~~~(4)

где х — расстояний от стыка до сечения, в котором определяется температура.

Удельное количество теплоты, выделяющейся в стыке:

Q_2 = {k/j},

где k — коэффициент, зависящий от свойств металла и удельного давления (см. табл. 1). При большем удельном давлении коэффициент k меньше.

Температура сваривания металла (для стали 1520—1620 К) в стыке достигается при определенной продолжительности нагрева tn. Значения произведений j2tn приведены в табл. 1.

На стадии выравнивания температур после окончания нагрева при t >tn

Delta T_1 = {{Delta T_1} / 2} delim{lbrace}{Ф delim{[}{{x+l} / {sqrt{4a (t-t_h)}}}{]} -Ф delim{[}{{x-l} / {sqrt{4a (t-t_h)}}}{]}}{rbrace},

где ΔT1n — температура ΔT1 в момент окончания нагрева;
Ф — функция интеграла вероятности, берется по таблице в зависимости от величины аргумента:

Delta T_2 = {Q_2 / {c rho sqrt{4 pi at}}} e^{-{x^2 / 4at} + beta omega_o t_h}~~~~~(5)

Схема нагрева стержней при стыковой сварке
Рис. 1. Схема нагрева стержней при стыковой сварке

t — полное время с момента начала нагрева.

Контактная сварка с прерывистый подогревом и последующим оплавлением.

Контактная сварка с прерывистый подогревом и последующим оплавлением. Прерывистый подогрев рассматривают как непрерывный в течение времени tn током меньшей плотности

i_{э ф} = i {sqrt{{sigma t_в} / {t_h}}},

где ∑tв — суммарная длительность периодов включения тока плотностью j.

Материал
(rho_r / {c rho})_o * 10^2,{{{м м^4~ г р а д}~ {г р а д}}/ {A^2 ~ c}}

beta * 10^{-3}, {1 / {г р а д}}

{({j^2 t_h })* 10^{-3}}, {A^2 ~ c} / {м м^4}

k * 10^{-1}, {Д ж ~ А} / {м м^4}

Сталь 10 3,6 3,8 8,9 - 9,3 8 - 10
Сталь 45 5,25 3,0 7,2 - 7,5 7 - 9
Сталь 25Н3 5,6 2,23 7,5 - 7,8 9 - 10
Сталь Р18 12 0,64 12,4 7,5 - 9
Сталь нержавеющая (18-8) 16,7 0,28 6,2 3,8 - 5
Алюминий 1,35 2,33 25 7 - 7,5
Медь 0,53 2,8 85 - 88 5 - 5,5

Температуру ΔT1 определяют по формуле (8) с заменой j на jэф в формуле (9).

Неравномерная составляющая

Delta T_2 = {q_2} / {c rho sqrt{4 pi a}} int{o}{t_h}{e^{-{x^2} / {4at} + beta omega_o t}} dt / sqrt{t},~~~(6)

где q2= Uk jэф — мощность плоского источника теплоты.

Номограмма для определения температуры стержней при прерывистом подогреве
Рис. 2. Номограмма для определения температуры стержней при прерывистом подогреве

Параметр Uk= 0,4 ÷ 0,6 В (более высокие значения параметра соответствуют малым скоростям перемещения зажима машины и большим сечением стержней).

Численное определение ΔT2 производят по номограмме (рис. 2) через безразмерные параметры: температуру

Delta T_2 {sqrt{lambda c rho beta omega_o} / q_2}

время ω βo t

и расстояние

x sqrt{{beta omega_o} / a}

Контактная сварка с непрерывным, оплавлением.

Контактная сварка с непрерывным, оплавлением. При оплавлении с равномерно возрастающей скоростью температура в околоконтактной области

Delta T = T_{п л} exp delim{[}{-0,92 {(S / a^2)}^{1/3}x}{]},~~~~~(7)

где Тпл — температура плавления металла;
S — ускорение движения захвата.

Максимально допустимое ускорение

S_max =1,3 {a^2 / l{^3}{_o~c}} {(ln{T_{п л} / T_д})}^3,~~~~~~(8)

где Tд — температура пластического деформирования (для стали Tд= 770 ÷ 970 К);
lo.с — околоконтактная зона стержня, прогретая выше температуры Tд).

Температура стыка после выключения тока определяется по формуле

Delta T = T_{п л} exp (mt) erfc sqrt{mt},~~~~~~~~(9)

где t — время после выключения тока, Параметр

m = 0,85 {(S^2 / a)}^{1/3}






Навигация
Болты
Винты, шпильки, штифты, прокладки
Пружины
Заклепки
Шпонки
Гайки
Резьба
Валы
Муфты
Подшипники
Виды соединений
Передачи
Материал
Дополнительные материалы
Госты метизов
Сварка
Мы в соцсетях
podshipniki.moscow применяемость подшипников
Сортовой металлопрокат: str-steel.ru в Москве с доставкой.