Собственное сопротивление деталей

Собственное сопротивление распределено определенным образом в объеме деталей. На собственном сопротивлении г_л при прохождении через него электрического тока выделяется основное количество теплоты — второй член уравнения (2.3) для теплоты Q_n. До включения тока (холодное состояние контакта) фактическая плошадь 5_Ф и диаметр контакта d_t. и соответственно уровень сопротивления г_л неопределенны, так как отсутствует однозначная зависимость 5_Ф, d_K от сварочного усилия F_CB и состояния поверхности. При расчете тепловых процессов удобно рассматривать сопротивление деталей в конце их нагрева г_ж (горячее состояние контакта). Для упрощения расчета 2г_ж (при сварке двух деталей одинаковой толщины л) используют условную схему термодеформационного состояния металла зоны сварки (рис. 2.6, а). В частности, считают, что d_K= d" (где d_n < 1,2d — диаметр уплотняющего пояска), а контактные сопротивления r_txl и 2г_эд равны нулю и 5_Ф = 5_К.

Рассматриваемое сопротивление представляют как сумму сопротивлений двух условных пластин I и 2 одинаковой толщины, каждая из которых нагрета до некоторой средней температуры Г, и Г, (рис. 2.6, б). Тогда искомое сопротивление определяется следующей формулой:

Рис. 2.6. Реальное соотношение размеров и температур (а) и расчетная схема электрического сопротивления к концу цикла сварки (б).

Удельные электросопротивления деталей р, и р₂ зависят:

• • от рода металла;
• • вида его термомеханической обработки;
• • температуры.

Значения р, и р₂ определяют соответственно для температур Г, и Т₂. При сварке деталей из низкоуглеродистых сталей Г, и Т₂ принимают равными 1200 и 1500 °C, а для алюминиевых сплавов — 450 и 630 °C. Коэффициент к_р учитывает неравномерность нагрева деталей: для сталей к_р — 0,85, для алюминиевых и магниевых сплавов — 0,9.

Коэффициент, А равен отношению rj г_и, где г_и — электрическое сопротивление цилиндра между электродами высотой s и диаметром d_y За счет шунтирования тока в массу детали сопротивление г_д всегда меньше сопротивления /•", а следовательно, коэффициент, А < 1. Кроме того, коэффициент, А зависит от отношения djs (рис. 2.7). Чем меньше это отношение, тем меньше А, тем больше разница междуг, и г_ц. При сварке деталей толщиной 0,8−3 мм, А 0,8.

Расчетные значения сопротивлений, как правило, не превышают пределов инженерной ошибки и хорошо согласуются с экспериментальными данными.

Рис. 2.7. Зависимость коэффициента, А от соотношения d.Js.