Физические свойства материалов

Таблица 4

	Темпе-ратура плавле-ния	Удель-ный вес	Тепло-ёмкость при 20°С	Темпера-туропро-водность	Тепло-провод-ность при 20°С	Скрытая теплота плавле-ния	Удельное электро-сопро-тивление при 20°С
Обозначение	T	g	Сср	aср	lср	m	rср
Размерность	°C	г/ см	кал/г °С	см2/с			Ом×см×10-6
Алюминиевый сплав		2,8	0,22	0,25	0,25
Сталь 10		7,8	0,15	0,08	0,06
Х18Н9Т		7,9	0,12	0,03	0,03
Медь		8,9	0,09	0,83	0,8
Титан ОТ4		4,5	0,14	0,02	0,02

 

4. Рассчитывают термический КПД- h_т

Для проплавления в пределах £ 0,25 S₁ - h_т =

Для проплавления 0,5S₁ hт=

где а_э- температуропроводность электродов, а_d- температуропроводность деталей

 

5. Определяют действующее значение сварочного тока с учетом глубины проплавления через термический КПД.

,

где r_ср - усредненное значение удельного сопротивления в Ом×см (табл.4)

 

6. При точечной и двухсторонней сварке ток шунтирования: I_ш=I_св .

При точечной односторонней сварке: I_ш=2I_св ,

где t- шаг между точками, мм; S_m- толщина более толстого листа, мм

.

7. Определяют расчетный вторичный ток: I_2р=I_св+I_ш.

8. Конструктивно вычерчивают в масштабе схему сварочного (вторичного) контура, включая все его элементы, а также вторичный виток, максимально приближая его к размерам детали, которая в этом случае полностью вводится в контур так, как необходимо по условиям сварки.(рис.5)

 

 

Рис 5. К расчесу вторичного контура

 

9. По габаритам сварочного контура определяют H и l- условные стороны квадрата, вписанного в площадь, охватывающюю вторичный контур, при этом l-перпендикулярен окну магнитопровода, а Н-параллелен ему, простым замером по схеме.

10. Определяют диаметр силового жесткого элемента контура из условий допустимых плотностей токовых нагрузок (см. приложение 2) и его механической прочности на изгиб. По ГОСТу 297-73 прогиб сварочных консолей в среднем не должен превышать 1мм, допустимая плотность тока для медных массивных неохлаждаемых водой элементов вторичного контура равна 3А/ мм .

Отсюда

 

где i- плотность тока, А/ мм ; P_n-усилие привода сжатия, кг

Е- модуль продольной упругости материала вторичного контура,

кГс/ мм (для меди Е= (1,1... 1,3)×10 кГс/ мм );

f_п - допустимый прогиб элементов вторичного контура по ГОСТу 297-73.

l_к -неподкрепленный вылет электродов.

Уточняют диаметр, полученный по токовой нагрузке с учетом поверхностного эффекта: d_ф=d_т , мм. К_ф=1...2

 

Окончательно выбирают диаметр жесткости силового элемента вторичного контура, исходя из условия наибольшего диаметра:

Если вторичный контур не испытывает усилий на прогиб, например, при одностороннем подходе, расчеты на d_п не приводятся.

12. Рассчитывают сечения основных элементов вторичного контура:

F_{1... n}= , где ПВ_пр- продолжительность процесса (например 20%),

i- допустимая плотность тока А/ мм² для данного сечения(см. приложение 2)

13. Находят активное сопротивление вторичного контура, включая вторичный виток сварочного трансформатора

, Ом,

где l,l,l- длина элементов вторичного контура, включая длину вторичного витка трансформатора, см; r_ср –среднее удельное сопротивление меди, Ом×см×10^-6

F,F,F- сечение этих элементов, см².

14. Находят индуктивное сопротивлене вторичного контура: включая вторичный виток сварочного трансформатора,

Х₂ = 2 πƒL =2 πƒℓ , мкОм

где f- частота тока, гц; L- индуктивность, мк гн;

l- вылет электродов, м; H- усреднённый раствор электродов, м.

15. Рассчитывают полное сопротивление сварочного контура:

, Ом,

где R_э-э=R_d+R_к+2R_э-d,

где R_d- среднее сопротивление материала деталей в процессе сварки =r_ср2S/d_э²

R_к- контактное сопротивление между деталями;(~ 20мкОм)

R_э-d- сопротивление в контакте электрод - деталь;(~10мкОм).

где R₁^² - активное сопротивление первичной обмотки, приведенное ко вторичной

(=40... 80 мкОм);

X₁^² - индуктивное сопротивление первичной обмотки, приведенное ко вторичной (=80... 100 мкОм при одном вторичном витке и = 400... 500 мкОм при двух вторичных витках).

16. Находят вторичное номинальное напряжение сварочного трансформатора:

U_2н=I_2р×Z, В

17. Определяют потребную номинальную мощность сварочного трансформатора:

P_2н=U_2н×I_2р, кВ·А.

18. Находят коэффициент мощности машины в процессе сварки:

.

19. Составляют сводную таблицу найденных параметров режима сварки.