OBRABOTKAMETALLOV Vol. 27 No. 3 2025 13 TECHNOLOGY Рис. 7. Значения микротвердости сварного шва по номеру эксперимента Fig. 7. Values of microhardness of the weld versus experiment number Для характеристики механических свойств сварного соединения определяли микротвердость по Виккерсу в зоне сварки (рис. 7). Установлено, что микротвердость в зоне сплавления увеличивается с ростом сварочного тока и длительности сварки. Максимальные значения твердости составили 110 и 107 HV. Средние значения твердости в зоне сплавления превышали твердость основного металла (рис. 7, красная линия), что свидетельствует о снижении пластичности сварного соединения по сравнению с основным материалом. Контактная точечная сварка представляет собой термомеханический процесс соединения, в котором тепло играет ключевую роль в формировании соединения между свариваемыми элементами. Согласно закону Джоуля – Ленца, количество теплоты, выделяющейся при контактной точечной сварке, определяется сварочным током, длительностью сварки и электрическим сопротивлением материалов. Таким образом, сварочный ток, длительность сварки и прижимающее усилие являются основными параметрами, определяющими процесс сварки и, как следствие, качество сварного соединения (рис. 2). Циклограмма процесса RSW, как правило, отражает изменение этих трех параметров во времени и позволяет определить оптимальные диапазоны их значений для достижения требуемых характеристик сварного соединения [1–7]. Известно, что недостаточное значение сварочного тока может привести к реализации холодной сварки, в то время как чрезмерное увеличение сварочного тока может вызвать эффект выброса металла из зоны сплавления, а также формирование внутренней пористости или трещин в литой структуре. Недостаточное прижимающее усилие может способствовать растеканию жидкого металла по границе сплавления, в то время как избыточное прижимающее усилие может снизить эффективность тепловыделения из-за уменьшения контактного сопротивления [1]. В процессе сварки по мере повышения температуры металла происходит увеличение его электрического сопротивления. Общее сопротивление в сварочном контуре (включая сопротивление сварочной машины, электродов и свариваемых деталей) определяет величину сварочного тока. Для формирования литой зоны при контактной точечной сварке необходимо обеспечить определенное значение суммарного электрического сопротивления в контуре, складывающегося из сопротивлений на каждом участке прохождения тока через свариваемые заготовки [1, 2]. Более высокое значение суммарного сопротивления обеспечивает лучшую свариваемость [1]. Величина суммарного сопротивления зависит от состояния поверхности свариваемых материалов и электродов, геометрии поверхности электродов и прижимающего усилия. Максимальное тепловыделение происходит в зоне контакта между свариваемыми деталями, где сосредоточено основное электрическое сопротивление. При этом высокая теплопроводность медных электродов и их интенсивное водяное охлаждение предотвращают достижение температуры плавления на поверхности основного металла. По мере увеличения температуры в зоне максимального электрического сопротивления происходит плавление металла и образование литой зоны (ядро сварного соединения). Одновременно с этим происходит утонение свариваемых листов, а расстояние между электродами уменьшается под действием прижимающего усилия, что приводит к снижению общего динамического сопротивления. Если объем жидкого металла в месте сварного соединения становится настолько велик, что окружающий твердый металл не способен его удержать под действием прижимающего усилия, то происходит вытеснение жидкого металла из зоны сварки. Увеличение прижимающего усилия приводит к уменьшению
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1