Собственное сопротивление деталей при точечной, шовной и рельефной сварке

Собственное сопротивление — сопротивление, распределенное определенным образом в объеме деталей. На этом сопротивлении при прохождении через него электрического тока выделяется основное количество теплоты.

До включения тока (холодное состояние контакта) ,  и соответственно  неопределенны, так как отсутствует общая зависимость ,  от  и состояния поверхности. При расчете тепловых процессов удобно рассматривать сопротивление деталей в конце нагрева деталей (горячее состояние контакта) . Для упрощения расчета  (при сварке двух деталей одинаковой толщины) используют условную схему термодеформационного состояния металла зоны сварки. В частности, учитывая, что в контакте электрод—деталь , а в контакте деталь—деталь  и то, что  мало отличается от , условно принимают  (где  — диаметр пластического пояска). Принимают также, что  и  равны нулю и .

Рассматриваемое сопротивление представляют как сумму сопротивлений двух условных пластин 1 и 2 одинаковой толщины, каждая из которых нагрета до некоторой средней температуры  и  (рис. 1). Тогда искомое сопротивление определяется следующей формулой:

.

Рис. 1. Схема расчета электрического сопротивления к концу, цикла сварки

Удельные электросопротивления деталей  и  зависят от рода металла (табл. 1), вида его термомеханической обработки и температуры (рис. 2). Значения и  определяют соответственно для температур  и . При сварке деталей из низкоуглеродистых сталей  и принимают равными 1200 и 1500 °С, а для алюминиевых сплавов 450 и 630 °С. Коэффициент  учитывает неравномерность нагрева деталей. Для сталей  = 0,85, для алюминиевых и магниевых сплавов 0,9. Коэффициент  равен отношению  ( — электрическое сопротивление цилиндрического столбика металла длиной  и диаметром ). За счет шунтирования тока в массу детали  всегда меньше , а коэффициент . Кроме того,  зависит от отношения  (рис. 3). Чем меньше это отношение, тем меньше , тем больше разница между  и . При сварке деталей толщиной 0,8…3 мм .

Таблица 1. Теплофизические свойства некоторых металлов и сплавов

Рис. 2. Коэффициенты удельного электросопротивления некоторых металлов в зависимости от температуры нагрева

Рис. 3. Зависимость коэффициента  от отношения

Расчетные значения сопротивлений, как правило, приближаются к экспериментальным данным (табл. 2).

Таблица 2. Общее сопротивление () в конце процесса сварки в мкОм *

* Данные приведены для соединений с минимальными размерами  для двух деталей одинаковой толщины.

Это интересно

Широкое распространение железа в природе обуславливает его наличие в водоносных горизонтах пресных вод. Очень часто его концентрация превышает в воде, используемой для питья допустимые нормы. Известно, что употребление воды длительное время с концентрацией более 0,3 мг/л может привести к инфарктам, заболеваниям печени, негативно воздействовать на нервную систему и репродуктивную функцию человека. Кроме того, вода приобретает бурую окраску, имеет неприятный вкус и запах, вызывает зарастание водопроводных сетей, является причиной брака в текстильной, пищевой, бумажной и косметической и других отраслях промышленности. Поэтому обезжелезивание воды должно являться одним из основных мероприятий при производстве питьевой воды. Для этих целей разработаны специальные станции обезжелезивания воды и удаления марганца RFM b. Они могут применяться в различных отраслях потребителях воды (металлургия, нефтехимия, пищевая промышленность, котельные объекты, парфюмерия и пр.). Удаление железа и марганца в таких станциях осуществляется за счет каталитического действия специального высококачественного гранулированного фильтрующего материала путем их перехода в нерастворимую форму и выпадения в осадок.