Вестник МГТУ, 2024, Т. 27, № 4.

Савчук В. С. и др. Адаптация параметров сварочного трансформатора. Аналогичные пределы допустимы для жаропрочных и титановых сталей и сплавов. В результате исследований установлено, что при сварке металлов из данных материалов брак наблюдается при отклонениях напряжения, превышающих 10 %. Отклонения напряжений аналогично влияют и на стыковую сварку сопротивлением. В процессе сварки с использованием сопротивления электрический ток проходит через предварительно сжатые концы, что приводит к нагреванию большой области металла. Сжатие концов происходит с постоянным или резким увеличением давления, которое в итоге снижается после выключения тока. Температура в стыке может быть рассчитана как результат совместного действия теплоты, выделяемой в свариваемых деталях и в контакте между ними: где К4 - вспомогательный коэффициент, учитывающий потери теплоты при лучеиспускании и через губки держателей деталей; X- длина волны при сварочном излучении, м; р д - мощность дуги, Вт; Fa - частота волны при сварочном излучении, Гц. Среднее количество теплоты, выделяемое в секунду в контакте между деталями, находится по формуле где К 1 - коэффициент, учитывающий изменение контактного сопротивления в процессе нагрева стыка, K ~ 0 , 4; Як - активное сопротивление контактов. При сварке изделий из определенного металла заданного сечения (Карасев и др., 2004) основными факторами, влияющими на температуру стыка, являются сварочный ток 1св и время сварки t^. Процесс сварки в сварочных машинах сопротивлением регулируется посредством систем автоматического управления замкнутого типа, основанных на принципе обратной связи и контролирующих продолжительность воздействия тепла. В этих системах при уменьшении (увеличении) сварочного тока разнонаправленно увеличивается (уменьшается) время сварки, так как при постоянном давлении, прикладываемом к свариваемым деталям, их осадка произойдет только при достижении на торцах определенной температуры, близкой к температуре плавления (Савчук и др., 2023). На основе уравнений (5)-(9) получим зависимости температур в месте стыка от тока сварки прутков различных диаметров из малоуглеродистой стали, свидетельствующие о том, что при отклонениях напряжения в пределах ±10 % напряжения, подобранного для качественной сварки, брака при сварке изделий из малоуглеродистой стали не наблюдается. Однако указанные отклонения приводят к изменению времени сварки и тем самым влияют на производительность сварочных машин, что было выявлено в ходе аттестации технологии сварки 20 изделий и анализа 500 заваренных образцов различных диаметров на базе производственной компании НПК "Эталон" (Ростовская область, г. Волгодонск). Сварка непрерывным оплавлением подвержена влиянию отклонений напряжения. При сварке оплавлением детали, на которые подается напряжение, испытывают небольшое давление на своих краях. В результате этого давления в отдельных точках возникают электрические контакты, которые имеют значительное сопротивление из-за отсутствия сжимающей силы. При прохождении большого сварочного тока через этот контакт металл быстро плавится, образуя жидкие соединения между торцами. Эти соединения взрывообразно разрушаются, выбрасывая металлические частицы из стыка. Образующиеся частицы и пары металла предотвращают окисление торцов. Тонкий слой расплавленного металла появляется на торцах и прогревает детали по всей длине; затем он сжимается силой вдоль оси (осаживается). В результате этого процесса расплавленный металл выходит из дугового зазора, а нагретый таким образом металл, находящийся ниже зазора, подвергается пластической деформации давлением и сваривается ( Решанов, 2018). Вольтамперные характеристики (ВАХ), играющие ключевую роль в управлении при автоматизированной сварке в среде защитных газов (инертных, активных), представлены на рис. 2. Для обеспечения стабильного процесса сварки изменение этих характеристик должно находиться в пределах 0,01-0,02 В/А. При этом отсутствие необходимости в высоком напряжении холостого хода является важным преимуществом. При таком процессе следует использовать ток короткого замыкания, приблизительно равный двукратному номинальному току (21ном) как для минимальной, так и для максимальной характеристик. Важно отметить, что режим короткого замыкания должен применяться кратковременно, например, при капельном коротком замыкании (струйном переносе) или при инициализации дуги в начале сварочного процесса. Определение значений напряжений Umin и Umax может быть осуществлено с помощью формулы и ном = 14 + 0,05512 или при обращении к таблице, касающейся контрольных режимов испытания сварочных свойств источников Ѳ —©j + Ѳ 2 , Q —(W Č U » ) /( у мСдF ), ( 10 ) ( 11 ) ( 12 ) 572