Расчет сварочного тока при точечной сварке

Сварочный ток рассчитывают по закону Джоуля — Ленца

,

где -  — общее количество теплоты, затрачиваемой на образование соединения;  — коэффициент, учитывающий изменение  в процессе сварки.

Для низкоуглеродистых сталей , для алюминиевых и магниевых сплавов 1,15, коррозионно-стойких сталей 1,2, сплавов титана 1,4.

В свою очередь  определяется по уравнению теплового баланса:  — энергия, затрачиваемая на нагрев до  столбика металла высотой  и диаметром основания  ();  — теплота, расходуемая на нагрев металла в виде кольца шириной  окружающего ядро; среднюю температуру кольца принимают равной , достигаемой на его внутренней поверхности в контакте деталей;  — потери теплоты в электроды, которые учитываются нагревом условного цилиндра в электродах высотой  до средней температуры . Считая, что температуры на контактной поверхности , а , можно принять, что  (см рис.).

Рис. Схема расчета сварочного тока

Энергия  расходуется на нагрев до  объема металла большего, чем объем ядра, что дает возможность учесть скрытую теплоту плавления металла:

.

При расчете  принимаем, что заметное повышение температуры наблюдается на расстоянии  от границы ядра. Значение  определяется временем сварки и температуропроводностью металла:

.

Для низкоуглеродистых сталей , алюминиевых сплавов  и меди .

Если площадь кольца  и высота , средняя температура нагрева , то ориентировочно

где —  коэффициент, близкий к 0,8, учитывает, что средняя температура кольца несколько ниже средней температуры  в связи со сложным распределением температуры по ширине этого кольца, так как наиболее интенсивно нагретые участки расположены у внутренней поверхности кольца.

Потери теплоты в электроды  можно оценить, принимая, что за счет теплопроводности нагревается участок электрода длиной  и объемом  до , Коэффициент  учитывает форму электрода; для цилиндрического электрода , электрода с конической рабочей частью и плоской рабочей поверхностью , для электрода со сферической рабочей поверхностью , Тогда

,

где  и  — теплоемкость и плотность металла электрода.

Зная составляющие теплового баланса определяем . Далее, приняв технологически целесообразное время сварки  можно рассчитать действующее значение сварочного тока.

Это интересно

Считается, что первый бытовой холодильник, работающий по принципу теплового насоса, появился в 1913 году. Поначалу в холодильной технике в качестве хладагента использовались очень токсичные вещества, с 1930-го года в холодильных установках начали использовать фреон. В нашей стране первые образцы холодильного оборудования и холодильной техники появились только в 1937 г., а уже в 1939 был налажен их серийный выпуск. В настоящее время по принципу действия разделяют четыре типа холодильных агрегатов: абсорбционный, с вихревыми охладителями, компрессионный и термоэлектрический. Наибольшее распространение получили компрессионный и абсорбционный тип.