Формирование соединения при стыковой сварке

Образование соединения при стыковой сварке как оплавлением, так и сопротивлением происходит в результате совместной пластической деформации при осадке нагретых электрическим током торцов деталей. Физические процессы, протекающие при образовании соединения, во многом аналогичны процессам, протекающим при точечной сварке. Но существует и ряд достаточно важных особенностей, определяющих процессы образования металлических связей.

Общая схема формирования соединения при стыковой сварке

Стыковая сварка сопротивлением и оплавлением происходит по единой схеме, состоящей из двух этапов:

• • нагрева торцов деталей;
• • осадки (рис. 3.1).

Первый этап:

• • при стыковой сварке сопротивлением (рис. 3.1, а) по характеру процессов аналогичен первому этапу при точечной сварке до момента расплавления металла в контакте деталь-деталь: предварительное сжатие с усилием F_H (начальное усилие), нагрев контактной площадки при протекании сварочного тока, снижение сопротивления пластическим деформациям, деформация приконтактной области и снижение сопротивления контакта деталь—деталь;
• • при стыковой сварке оплавлением (рис. 3.1,6) нагрев приконтактной области происходит в результате расплавления и разрушения локальных перемычек, образующихся при определенной скорости смыкания контактных поверхностей деталей (соприкосновения микронеровностей в зазоре Д , — между деталями), вплоть до образования на торцах слоя расплавленного металла толщиной 5_Ж.

Второй этап как при сварке сопротивлением, так и оплавлением сопровождается значительной деформацией нагретых поверхностей в результате резкого увеличения усилия сжатия F_oc соединяемых поверхностей, т. е. осадкой.

Условия формирования межатомных связей на втором этапе в результате пластических деформаций при осадке для сварки сопротивлением и оплавлением различны и определяются состоянием контактирующих поверхностей.

Рис. 3.1. Этапы образования соединений при стыковой сварке: а — сопротивлением; б — оплавлением При сварке сопротивлением нагрев торцевых поверхностей происходит практически до температур солидуса, но температуры плавления не достигает. При обычных условиях поверхности соединяемых деталей покрыты оксидными пленками, которые в результате пластических деформаций разрушаются и в процессе осадки удаляются в грат. Полного удаления оксидных пленок из зоны соединения может не произойти из-за относительно малых деформаций. Формирование металлических связей происходит в процессе сдвиговой пластической деформации металла в твердом состоянии.

При сварке оплавлением оксидные пленки находятся на поверхности тонкого слоя расплавленного металла, и при сжатии контактных поверхностей деталей они вместе с расплавом вытесняются в грат. Формирование связей происходит преимущественно в твердом состоянии и частично — в жидком.