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 | |
 |
|
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.
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.