Определение усилия, вызванного нагревом кольцевых изделий, при контактной стыковой сварке

• Main Authors: Молтасов, А.В., Гущин, К.В., Клочков, И.Н., Ткач, П.Н., Тарасенко, А.И.
• Format: Article
• Language: Russian
• Published: Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України 2015
• Series: Автоматическая сварка
• Subjects: Производственный раздел
• Online Access: http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/113271

При контактной стыковой сварке изделий замкнутой формы усилие, которое должна обеспечить сварочная машина для качественного формирования сварного соединения в твердой фазе, определяется не только усилием осадки, но и усилием, затрачиваемым на изгиб самой детали, а также усилием, вызванным нагревом шунтирующей части. Поэтому при выборе оборудования для сварки того или иного изделия замкнутой формы необходимо определить суммарное усилие, которое должна обеспечить сварочная машина. Проведены экспериментальные измерения температуры в различных характерных точках на конечной стадии процесса выполнения контактной стыковой сварки кольца из материала сталь 20 на машине К-724. Было установлено, что температура в шунтирующей части изменяется как по окружной, так и по радиальной координате. Поскольку определение силовых параметров контактной стыковой сварки основано на решении соответствующих задач теории упругости, необходимо задать температуру в виде непрерывной функции координат. При решении этих задач в полярных или цилиндрических координатах наиболее удобной для описания изменения температуры является четная часть ряда Фурье по окружной координате. Существующая методика описания температурного поля была усовершенствована таким образом, что при определении коэффициентов Фурье использовались не только экспериментальные данные, но и данные, полученные путем компьютерного моделирования. Это позволило использовать для описания температурного поля неограниченное количество членов аппроксимирующего ряда. На основании постулатов предложенной модели была получена функция общего вида, которая позволяет определить температуру в любой точке шунтирующей части при использовании неограниченного количества членов аппроксимирующего ряда. Приведено выражение для определения усилия, вызванного нагревом шунтирующей части. Проведен расчет силовых параметров контактной стыковой сварки пульсирующим оплавлением исследуемого кольца. В результате было установлено, что усилие, вызванное нагревом шунтирующей части, составило 9,1 % суммарного усилия, необходимого для качественного формирования соединения. Величина температурного усилия связана с величиной эквивалентного температурного перемещения. Расчетное значение этого перемещения, соответствующее предложенной модели, хорошо согласуется с результатами численного моделирования температурных перемещений в свариваемой заготовке.