Главная ГЛАВНАЯ Технология сварки Точечная сварка - размеры сварных соединений

Точечная сварка - размеры сварных соединений

При точечной и роликовой сварке детали в большинстве случаев соединяются в нахлестку,однако возможны и другие типы соединений. Сваркой могут быть соединены детали и узлы, выполненные из листового и профильного проката, а также детали,изготовленные резанием с шероховатостью поверхности не ниже 4-го класса ГОСТ 2789-73. Сварка деталей,изготовленных методами литья и ковки, возможна при удовлетворительном качестве исходного материала (отсутствии трещин, пор, раковин, рыхлот, волосовин и т. п.).
Высокая эффективность точечных и роликовых соединений может быть получена только в том случае, если конструкция узла спроектирована с учетом специфических особенностей сварки. В связи с этим нельзя без соответствующих изменений переводить на сварку узлы, которые раньше выполнялись с использованием других соединений (клепки, болтовых соединений и др.).
При проектировании сварных узлов необходимо строго соблюдать требуемые размеры сварных соединений и, в первую очередь, величину нахлестки, которая устанавливается в зависимости от толщины и марки металла свариваемых деталей (таблица 1). Уменьшение нахлестки или чрезмерное увеличение размеров литой зоны соединений вызывает внутренний выплеск металла в зазор между деталями и раздавливание кромки нахлестки, что резко снижает прочность сварных соединений. При сварке мелких деталей (хомутиков, накладок, гаек с ушками и т. п.) размеры литой зоны соединений могут быть уменьшены на 20-30% по сравнению с данными таблицы 1. При этом нахлестка N=(2,5÷3)d. Некоторое уменьшение N может быть допущено также при сварке на жестких режимах, так как в этом случае диаметр пластического пояска вокруг ядра меньше, чем при мягком режиме. При значительном уменьшении размеров литой зоны снижается величина и стабильность прочности сварных соединений.

Размеры точечных и роликовых сварных соединений

Таблица 1
Параметры Значения параметров
Толщина детали 0,3 0,5 0,8 1,0 1,2 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0
Диаметр литого ядра точки 2,5-3,5 3,0-4,0 3,5-4,5 4,0-5,0 5,5-6,0 6,0-7,0 7,0-8,5 8,0-9,5 9,0-10,5 10,5-12,0 12,0-13,5
Ширина литой зоны роликового шва 2,0-3,0 2,5-3,5 3,0-4,0 3,5-4,5 4,5-5,5 5,5-6,5 6,5-8,0 7,5-9,0 8,0-9,5 9,0-10,5 10,0-11,5
Min нахлестка при однорядном шве 6,0 8,0 10,0 12,0 13,0 14,0 16,0 18,0 20,0 22,0 26,0
Расстояние оси шага от края нахлестки 3,0 4,0 5,0 6,0 6,5 7,0 8,0 9,0 10,0 11,0 13,0
Min
шаг
точек
Низко- и среднелегированные стали 7,0 10,0 11,0 12,0 13,0 16,0 19,0 22,0 26,0 30,0 34,0
Коррозионно-стойкие, жаропрочные стали и сплавы, титан 5,5 7,0 9,0 10,0 11,0 13,0 15,0 18,0 22,0 26,0 30,0
Медные сплавы 8,0 10,0 13,0 15,0 16,0 18,0 22,0 26,0 30,0 35,0 40,0


spot_ris.png

Рисунок 1. Соединения при точечной и роликовой сварке:

а - однорядный шов; б - двухрядный точечный шов; в - двухрядный роликовый шов с перекрытием; г - соединение листовых деталей; д - соединение листа с прессованным или фрезерованным профилем; е, ж - соединения трех деталей

Под нахлесткой N следует понимать величину плоской части сопрягаемых деталей без учета радиусов изгиба (рисунок 1). Кроме однорядных швов (рисунок 1а) могут применяться двухрядные швы с шахматным расположением сварных точек и соответственно увеличенной нахлесткой N' (рисунок 1б). Нахлестку, диаметр ядра точек, ширину литой зоны роликовых швов d и шаги t и tp устанавливают по тонкой детали, входящей в соединение!
На практике можно встретиться с необходимостью сварки трех и более деталей. Например, при сварке деталей толщиной 1+4+1 мм (рисунок 1е) образуются два литых ядра и нахлестку устанавливают по детали толщиной 1 мм. Для сварки деталей толщиной 1,5+3+1,5 мм (рисунок 1ж) нахлестка должна быть несколько увеличена по сравнению с нахлесткой для деталей толщиной 1,5 мм, так как в противном случае из-за значительных размеров общей литой зоны возможно раздавливание края толстой детали.
Минимальный шаг сварных точек, приведенный в таблице 3, выбран при условии, что его дальнейшее уменьшение требует (в целях сохранения размеров литой зоны) повышения Iсв для компенсации шунтирования тока в соседние точки. Этот шаг зависит от удельного электросопротивления металла и толщины соединяемых деталей и в некоторой степени от режима сварки (мягкий или жесткий). Шаг точек в сварных соединениях устанавливают,  исходя из необходимой прочности швов.
Проведенные исследования сварки точек с различным шагом [tт изменяли в пределах (1÷4)d] показали относительно неболь­шие изменения размеров литой зоны (рисунок 1). Причем размеры литой зоны стабилизируются, начиная с четвертой точки от начала шва с данным tт
(рисунок 1б). При сварке с малым tт=(1,5÷4)d диаметр точек в продольном сечении (по оси) шва несколько больше, чем в поперечном. Это можно объяснить дополнительным нагревом металла зоны сварки током шунтирования в соседнюю точку. В связи с этим продольное сечение точек имеет характерную форму с удлиненной литой зоной в каждом листе в сторону предыдущей точки (рисунок 1в). Установлено также, что минимальный tт мало зависит от жесткости режима сварки и для большинства рассматриваемых металлов независимо от их толщины равен (2,5÷3)d. При увеличении числа деталей (более двух) этот шаг увеличивают. Замечено также увеличение влияния шунтирования тока на d при сварке деталей с высоким Rээ.н; например, при сварке опескоструенной стали ЗОХГСА шунтирование больше, чем при сварке стали, защищенной абразивом.