ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 27 № 3 2025 8 ТЕХНОЛОГИЯ точек. Размер сварной точки является критическим параметром, определяющим несущую способность соединения. В процессе RSW существует прямая корреляция между тепловыделением и размером формирующейся сварной точки. На тепловыделение и, как следствие, на размер сварной точки оказывают влияние следующие основные факторы: контактное сопротивление между свариваемыми поверхностями, плотность сварочного тока, длительность сварки и толщина свариваемых листов. Особенностью контактной точечной сварки является отсутствие необходимости в присадочных материалах и флюсах. Это основная причина, по которой RSW широко используется в настоящее время. Конкурентным преимуществом RSW по сравнению с альтернативными методами соединения металлов, такими как сварка плавлением в защитных газах (например, GMAW, GTAW) и клепка, является возможность полной автоматизации процесса и его интеграции в роботизированные производственные линии. К основным проблемам, ограничивающим применение контактной точечной сварки для соединения алюминиевых сплавов, относятся следующие: 1) ограниченный ресурс контактных электродов. Поверхность алюминиевых сплавов характеризуется наличием оксидной пленки (Al2O3), обладающей высоким электрическим сопротивлением и неоднородной толщиной [1, 2, 12–16]. При сжатии свариваемых листов электродами оксидная пленка деформируется неравномерно, что приводит к концентрации тока в локальных участках контакта. В результате высокой плотности тока в этих областях происходит интенсивный нагрев, локальное плавление и сплавление меди (электрода) и алюминия, что вызывает эрозионный износ рабочей поверхности электрода [1, 2]. Изменение геометрии и состава рабочей поверхности электрода в процессе эксплуатации приводит к нестабильности параметров сварки и снижению прочности сварного соединения [12–15]; 2) высокие требования к сварочному току. Для обеспечения формирования качественного сварного соединения при сварке алюминиевых сплавов методом RSW требуется применение значительно более высоких значений сварочного тока, чем для сталей. Этот факт нивелирует потенциальные преимущества алюминиевых сплавов с точки зрения энергоэффективности, связанные с их более низкой плотностью по сравнению со сталями [3, 4, 17, 18]. Существующие исследования контактной точечной сварки алюминиевых сплавов преимущественно ориентированы на материалы большой толщины [19–21]. Тонколистовые алюминиевые сплавы требуют отдельного рассмотрения, поскольку различия в площадях контакта, тепловых режимах и электрических характеристиках обусловливают необходимость корректировки параметров сварки, включая прижимающее усилие и плотность тока [1, 2, 20–22]. Для RSW применяются источники питания постоянного (DC) и переменного (AC) тока с различной частотой [1, 2, 23–29], влияющие на режимы передачи энергии и оптимальную длительность сварки как для стационарных, так и для мобильных установок [1–3, 22, 28, 30, 31, 31–36]. Качество сварки существенно зависит и от внешних факторов, таких как состояние поверхности (шероховатость, загрязнение) [2–8], точность сборки [9], состояние электродов (износ) [9–14], а также точность позиционирования свариваемых деталей (осевое и угловое смещение) [20–22]. Алюминиевые сплавы отличаются высокой чувствительностью к окислению под воздействием окружающей среды. Образующаяся на поверхности оксидная пленка (Al2O3) характеризуется высоким электрическим сопротивлением, что приводит к повышенному тепловыделению в зоне контакта при сварке. Недостаточная подготовка поверхности, направленная на удаление оксидной пленки, может привести к адгезии алюминия к материалу электродов, к ускоренной деградации электродов и формированию некачественных сварных соединений [1–5, 36–38]. Некоторые исследования посвящены изучению характеристик поверхности сварных соединений алюминиевых сплавов, полученных методом RSW [3–8], однако лишь в немногих работах сообщается о значительном снижении твердости в зоне сварного шва [1–4] для различных марок алюминиевых сплавов. Ряд работ посвящен изучению снижения прочности сварного соединения по сравнению с основным металлом, а также анализу характера разрушения в центральной зоне сварной точки [29, 39].
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1