Parametrii regimului de sudare in puncte

Parametrii regimului de sudare in puncte

1 Intensitatea curentului de sudare

Intensitatea curentului de sudare este parametrul principal care produce formarea punctului de sudura. Datorita efectului Joule - Lenz, cantitatea de caldura dezvoltata local prin trecerea curentului de sudare este proportionala cu:

W=I_s² ∙ R ∙ t ; (J), [28]

unde: R - complex de rezistente, R = 2R_p + 2R΄_c + R_c ;

I_s - intensitatea curentului de sudare (A);

T - timpul de trecere a curentului de sudare (sec.).

Timpul "t" si intensitatea curentului de sudare "l_s" se interactioneaza reciproc, respectiv, la o intensitate de curent data corespunde un timp determinat, existand o multime de posibilitati de combinatii care dau aceiasi valoare produsului R∙I²∙t si anume:

[29]

insa valoarea curentului "I" nu se poate micsora prea mult deoarece ar creste mult valoarea timpului "t".

Intensitatea de curent minima este aceea la care cantitatea de caldura produsa in zona de contact si in vecinatate sa fie superioara pierderilor de caldura prin conductie si radiatie prin componente, electrozi si in aer.

Pentru fiecare caz de sudare prin puncte se poate trasa o diagrama de sudabilitate (fig. 19), dand relatia intre intensitatea curentului de sudare (l_s) si timpul de sudare (t).

Fig. 19 Diagrama de sudabilitate la sudarea prin puncte.

Diagrama are trei zone caracteristice :

A  - zona sudarii imposibile

B  - zona de sudabilitate

C - zona de supraincalzire si de improscare de metal topit intre electrozi si componentele de sudat.

Pentru un curent /₁ inferior curentului l_min sudarea nu poate avea loc, oricat ar creste timpul t.

Pentru curentul I₂>I₁, la timpii t₁, t₂ nu ia nastere o topire in locul de imbinare.

Dupa timpul t₃, temperatura creste si punctul se formeaza, odata cu cresterea timpului de la t₃ la t₅.

Curentul de sudare poate sa varieze in diverse moduri in decursul formarii unui punct de sudura.

Cele mai des utilizate cicluri de variatie a intensitatii curentului de sudare sunt aratate in figura 20 .

Fig. 20 Cicluri de variatie a intensitatii curentului de sudare, la

sudarea prin puncte

In figura 20.a s-a reprezentat ciclul de sudare pentru sudarea cu intensitate constanta; in figura 20.b este un ciclu pentru sudarea cu preincalzire; in figura 2O.c avem sudare cu incalzire ulterioara (cu postancalzire); in figura 20.d avem o sudare cu impulsuri de curent.

Relatiile de calcul pentru curentul de sudare sunt date in tabelul 2.

2 Timpul de sudare

Timpul de sudare este un parametru care contribuie direct la procesul de formare a punctului de sudare, alaturi de intensitatea curentului de sudare (/_s).

Atingerea diametrului dorit a punctului de sudura se poate face intr-un timp mai scurt sau mai lung, in functie de valoarea nominala a curentului de sudare, asa cum reiese din diagrama ilustrata in figura 21 .

Fig. 21 Cresterea diametrului punctului de sudare pentru diverse valori

ale curentului de sudare: I₆> ls> U> h> h> U ', 9 = constant.

O reglare mai buna a timpului, corespunde punctelor aflate in zona de schimbare a curburii. Se evita timpii pe partea ascendenta a curbelor, unde o mica variatie a valorii timpului de sudare produce o variatie destul de mare a diametrului punctului de sudare. Relatiile pentru calculul timpului de sudare sunt date in tabelul 2.

3 Forta de apasare

Forta de apasare (de strangere ) a componentelor intre electrozii de contact joaca un rol bine definit in trei faze ale procesului de sudare : in timpul ce precede trecerea curentului de sudare (prinderea , acostarea componentelor); in timpul sudarii propriu-zise si in timpul racirii punctului de sudura, imediat dupa oprirea trecerii curentului de sudare.

Forta de strangere se opune tendintei metalului topit sa iasa din creuzetul format, prin proiectarea (scantei) in exterior.

In cazul sudarii a doua table din otel carbon de 1 mm grosime (l_s= 9000 A ; t = ; raza de sfericitate a electrodului  = 75 mm) se constata ca diametrul punctului de sudura scade cu cresterea fortei de strangere, asa dupa cum se vede in figura 22.

Fig. 22 Variatia diametrului punctului de sudura cu cresterea fortei de strangere

Pentru a evita improscarile de metal topit, presiunea aplicata electrozilor de contact trebuie sa creasca odata cu densitatea de curent electric .in figura 23 este ridicata curba de variatie a presiunii la sudare in functie de densitatea curentului, in cazul sudarii unor table din otel moale. Aceasta curba delimiteaza domeniile cu si fara improscari de metal (g = 1 mm; t=)

Fig.23. Variatia densitatii de curent in functie de presiunea aplicata electrozilor

In practica sudarii prin puncte, forta de apasare poate fi constanta pe toata perioada formarii punctului de sudura (fig.24) sau poate sa varieze dupa anumite cicluri impuse (fig.25)

Fig.24. Ciclul de variatie a fortei de strangere la sudarea prin puncte,

sudare cu forte de strangere constante

Fig.25. Sudarea cu variatia in timp a fortei de strangere

Sudarea cu forte de apasare constanta este cea mai des utilizata. Sudarea cu variatia fortei de apasare se caracterizeaza prin cresterea rapida a fortei de apasare la sfarsitul procesului de formare a punctului, inaintea intreruperii curentului de sudare sau chiar in momentul intreruperii. Aceasta forta suplimentara se numeste forta de forjare si valoarea ei este mai mare decat valoarea fortei de apasare la sudare:

P_f=(1,5.2)P_sud

Sudarea cu variatia fortei de apasare se utilizeaza la sudarea in puncte a tablelor groase si la sudarea aluminiului.

Relatiile de calcul pentru forta de apasare sunt date in tabelul 2.

4 Diametrul electrozilor de contact

Diametrul varfului electrozilor de contact influenteaza rezistenta punctului sudat prin aceea ca el determina densitatea de curent prin componente in locul sudarii, presiunea transmisa de la electrozi la componente si conditiile de racire ale pieselor care se sudeaza.

Pentru componentele cu grosimi mai mici de 3mm, valoarea orientativa pentru calculul diametrului varfului electrozilor se poate determina cu relatia:

d_e = 2s + 3 ; [mm ];

iar pentru componentele cu s >3 mm se utilizeaza relatia;

; [mm]

Relatiile de mai sus sunt valabile pentru compresiuni specifice p < 12 daN/mm².

Fig.26. Elementele geometrice ale electrodului de contact

Alegerea diametrului varfului electrodului 'd_e' in functie de grosimea 's' a componentelor de sudat este conform tabelului 2.

Tabel 2

Raza de sfericitate a varfului' R ' este, in cazul suprafetei active sferice de

50-150 mm (se recomanda aproximativ R = 10 d_e).

Unghiul la varf al electrodului ' , in general are valoarea 120° (putandu-se modifica pana la 90°) si influenteaza asupra uzurii electrodului.

Distanta ' h ' de la suprafata activa pana la orificiul de racire este cuprinsa intre 6 17 mm si se poate calcula cu relatia:

h = (23)d_e

O racire buna cu apa micsoreaza temperatura de incalzire a electrodului cu

Conicitatea partii de fixare este in mod obisnuit