Основы теории и технологии контактной точечной сварки
Методическое пособие - Разное
Другие методички по предмету Разное
Ж, К1 и К2
Мате
риалs
ммIСВ
кАtСВ
cFЭ
кНdЯdП2dПС?QЭЭ
кДж?K?КЖК1К2ммСплав
АМгб0,5330.042,044.93.70.240.122.862.270.1448.91,0420,064.056.75.30.620.162,802.120.3844.41,5460.085.067.86.21.080,192.772.090.6435.92,0550.107.079,57.51.880.212.742,050,9135.12,5650.129.0810,98.62.840,232.722.251.1836,53,0730.1612,0912.59.94,410.242.702.261.2835.54,0850,2016.01115.011,87,590,262.702,191.8233,0Сталь
12Х18Н10Т0,550.12.845.03.70.630.163.011.400,3620.81,060.164.556.65.01.530,223.291.531.4018,81,57.50.226.567.86.02.870.263.371.462.2919.92,08.50,2Ь8,579.47.24.840,303.331.383,4518,22,5100.3210.5810.58.17.070.323.581.454.3719.83,011.50.3613,0912.09.210.20.343.571,435.619,9Сталь
08кп0,670.11.044.83,40.810,159.370,930.2137,81,08.50.22.056.24.52.150.168,890.890.2939.11,510.50.343.567,95.84,960,178.220.920,3831.42,0120.485.079.56.99.020.187.900,440,4829,22,5130.66.5810,88.013.70,197,730.870.6125,8Примечание. Расчеты проводили при , Т0 = 273 K, ?Д1 = ?Т, ?t = tСВ.
Основным общим недостатком известных показателей жесткости режимов КТС, в частности К1 и К2, является то, что они отражают только одну сторону процесса формирования соединения выделение и перераспределение теплоты в зоне сварки. Вместе с тем, известно [16, 206], что устойчивое формирование соединения (без непроваров и выплесков) происходит в том случае, когда в течение всего процесса КТС обеспечивается определенное равновесное соотношение между нагревом и пластическим деформированием металла в зоне сварки. Его нарушение может привести к чрезмерно быстрому увеличению площадей контактов, уменьшению плотности тока, скорости нагрева и, в конечном итоге к непровару. Противоположное отклонение перечисленных параметров приводит к выплеску.
На основе математических моделей термодеформационных процессов, протекающих в зоне сварки, и методик математического моделирования процесса точечной сварки на стадии нагрева, описанных выше (см. р. 3, и п. 4.1), разработан критерий оценки жесткости режима контактной точечной сварки [259]. Он комплексно учитывает влияние на формирование точечного сварного соединения тепловых и деформационных процессов, а также параметров режима сварки.
Таблица 4.2
Теплофизические характеристики материалов
МатериалТПЛ,
С?,
сm,
?,
?0,
??,
?Т,
МПаСплав АМг662010082027800.0758?10-4150Сталь12Х18Н10Т14401646078000,756?10-4230Сталь 08 кп15306347078000.136?10-3180Бронза БрХ3604108230Обозначение: ?? температурный коэффициент увеличения ?Т.
Физическая сущность этого критерия жесткости режима контактной точечной сварки основана на теоретических и экспериментальных исследованиях процессов КТС, частично описанных выше, которые показали, что существуют взаимосвязи между изменениями параметров термодеформационных процессов, протекающих в зоне формирования соединения, и устойчивостью процесса КТС против образования выплесков и непроваров. В частности, установлено, что изменение отношения скорости нагрева к скорости пластического деформирования металла в зоне сварки коррелируется с изменением устойчивости процесса против образования непроваров и выплесков при различных сочетаниях параметров режима КТС. Поэтому количественное значение отношения этих параметров может служить показателем жесткости режима КТС при любых сочетаниях толщин и материалов свариваемых деталей. Кроме того, значения этого показателя при КТС деталей из материалов, относящихся к одной группе свариваемости [15, 16], относительно стабильны. Поэтому при таких условиях они могут использоваться в качестве критериев оптимизации при выборе параметров режима КТС. Такие выводы можно подтвердить следующим.
Поскольку известные критерии (см. п. 1.3.5), которые описывают соотношение параметров, характеризующих процессы формирования точечных сварных соединений, в подавляющем большинстве безразмерны, то и критерий жесткости режима должен быть таким же. Это позволит сопоставлять результаты оценки разных режимов сварки деталей различных сочетаниях толщин и материалов свариваемых деталей. Поэтому изменение параметров должно выражаться в относительных единицах.
Нагрев металла зоны сварки в процессе формирования точечного сварного соединения можно описать функцией изменения его относительной температуры, имеющей следующий вид
, (4.11)
где Т текущее значение средней температуры в зоне сварки; Т0 характерное неизменное значение температуры.
Изменение деформированного состояния металла в зоне сварки в процессе формирования соединения можно описать функцией отношения давления в контуре свариваемого контакта (уплотняющего пояска диаметром dП), выраженного сжимающими напряжениями в его площади ?, которое обусловлено внешним силовым воздействием на детали, к сопротивлению деформации металла в области уплотняющего пояска ?Д:
. (4.12)
Это оправдано тем, что в любой момент процесса КТС, как это следует из уравнений термодеформационного равновесия (3.11) и (3.17), в свариваемом контакте среднее значение давления ?, обусловленного внешним силовым воздействием, уравновешивается противоположно направленными контактными напряжениями ?Z, а также (после начала плавления металла) давлением РЯ расплавленного металла в ядре [218]. Величина ?Z и РЯ, как это следует из зависимостей (3.51) и (3.59), пропорциональны сопротивлению деформации металла ?Д. В силу этого и изменение функции , пропорциональное ?Д, пропорционально также изменению площади свариваемого контакта. Поэтому можно считать, что изменение функции адекватно отражает изменение деформиро?/p>