Основы теории и технологии контактной точечной сварки
Методическое пособие - Разное
Другие методички по предмету Разное
/2. Причем, значение координаты области пластических деформаций, выраженной зависимостью (3.58), практически совпадает с координатой, полученной при экспериментальных исследованиях пластических деформаций металла в зоне формирования соединения при КТС (см. п. 2.5.2).
С учетом сказанного выше зависимость (3.57) для расчета давления расплавленного металла в ядре РЯt в любой момент времени t процесса формирования соединений при КТС можно преобразовать к следующему окончательному виду:
, (3.59)
где для момента времени t, РЯt давление расплавленного металла в ядре; ?Дt сопротивление пластической деформации металла в области уплотняющего пояска; dЯt и dПt диаметры, соответственно, ядра и уплотняющего пояска.
Из формулы (3.59) следует, что давление расплавленного металла в ядре прямо пропорционально сопротивлению пластической деформации металла и логарифму отношения диаметра уплотняющего пояска к диаметру ядра. Поэтому давление расплавленного металла в ядре в процессе его формирования может только уменьшаться, поскольку всегда уменьшается как сопротивление деформации металла ?Дt, так и отношение dПt/dЯt. Очевидно, что при при уменьшении ширины уплотняющего пояска, то есть разности , давление в ядре, как средние значения напряжений ?СРt, стремятся к минимальному значению: .
Проверить точность расчетной методики прямым измерением давления расплавленного металла в ядре пока не представляется возможным. Поэтому экспериментальную оценку точности зависимостей для расчета давления в ядре РЯt (3.59) и средних значений нормальных напряжений ?СРt (3.51) производили косвенно. Такую экспериментальную оценку, пример которой показан на рис. 3.25, осуществляли следующим образом.
Сваривали образцы деталей, последовательно прерывая процесс сварки на различных его стадиях (через 0,02 с). При этом для моментов прерывания измеряли текущие значения (показаны круглыми точками) диаметров уплотняющего пояска (свариваемого контакта) dП и ядра dЯ (после начала плавления металла). По ним определяли экспериментальные значения среднего давления по площади свариваемого контакта (показаны треугольными точками). Кроме того, для этих же моментов процесса сварки, используя измеренные значения dЯ и dП, рассчитывали РЯ и ?СР по зависимостям (3.59) и (3.51), а также значения среднего давления по площади свариваемого контакта по зависимости: (значения сопротивления деформации металла ?Дt в зависимостях (3.59) и (3.51) определяли по методике, описанной ниже в разделе 3.5).
Очевидно, что до начала плавления металла (~ 0,375 tСВ) значения РСР и ?СР совпадают (показаны сплошной линией). После начала плавления металла значения ?СР меньше, чем значения РСР (показаны пунктирной линией), так часть усилия сжатия уравновешивается давлением РЯ расплавленного металла в ядре.
Об адекватности расчетных значений РЯ и ?СР и их значений в реальном процессе КТС судили по расхождению значений и для различных условий сварки (они не превышают 10...20 %). Это, по-видимому, можно считать вполне приемлемым для приближенных методик расчета.
Таким образом, разработанные модели силового взаимодействия деталей в площади свариваемого контакта позволяют в любой момент процесса сварки рассчитать давление расплавленного металла в ядре и величину нормальных напряжений в площади свариваемого контакта. Однако для этого необходимо в любой момент процесса иметь возможность определять сопротивление пластической деформации металла в зоне сварки, величина которого входит в зависимости (3.51) и (3.59).
3.5. Методики определения параметров термодеформационных процессов в условиях формирования точечного сварного соединения
Количественное определение сопротивления пластической деформации (СПД) металла в зоне сварки ?Дt, по-видимому, является наиболее ответственным, так как в основном определяет точность расчётов ?СРt и РЯt по зависимостям (3.51) и (3.59), и сложным элементом при решении технологических задач по уравнениям (3.11) и (3.17) термодеформационного равновесия процессов КТС. В то же время это понятие применительно к условиям точечной сварки в теории КТС является весьма неопределенным. Так, предложенное в работах [3, 80] понятие условного сопротивления пластической деформации, определяемое как отношение усилия сжатия электродов FЭ к площади контакта детальдеталь , по сути представляет собой, описанное выше, среднее давление в свариваемом контакте. Причем определяется оно только экспериментально и не может быть использовано в расчетных методиках
Ниже изложена методика количественного определения сопротивления пластической деформации металла в зоне формирования точечного сварного соединения, которая адаптирована к условиям КТС и позволяет рассчитать его количественные значения в любой момент процесса сварки на стадии нагрева [203, 206, 210, 215… 217].
3.5.1. Сопротивление пластической деформации металла в условиях деформирования при повышенных температурах
Под сопротивлением пластической деформации металла понимается интенсивность напряжений, достаточная для осуществления в теле или его части пластической деформации (ПД) при заданных термомеханических условиях деформирования [221, 226…230].
На величину СПД мета?/p>