Ролики создают последовательность соединений
Шовная контактная сварка развивает принцип точечной сварки: вращающиеся роликовые электроды сжимают листы и подводят ток вдоль линии соединения. В импульсном варианте последовательные сварные ядра могут перекрываться, образуя непрерывный соединённый участок. Однако герметичность нельзя вывести только из видимой непрерывности следа ролика. Нужны достаточное сплавление и предусмотренная проверка утечек, а для нагруженного изделия — также подтверждение механических свойств.
Движение может быть непрерывным или согласованным с токовыми импульсами по специальной схеме. Скорость перемещения, частота импульсов и длительность каждого импульса выполняют разные функции. Частота задаёт число событий в секунду, время тока — нагрев в каждом событии, а скорость — расстояние между ними. Их нельзя объединять в один условный «режим роликов» без указания единиц и последовательности.
Кинематические и тепловые параметры
| Величина | Единицы | Что означает |
|---|---|---|
| Скорость v | мм/с | Продольное перемещение детали относительно роликов |
| Частота f | Гц, то есть 1/с | Число сварочных импульсов за секунду |
| Шаг p = v/f | мм | Расстояние между центрами последовательных событий |
| Длина ядра l | мм | Размер вдоль направления шва по сечению |
| Время тока tвкл | с | Длительность нагрева за один импульс |
| Доля включения f·tвкл | Безразмерная | Доля времени с током для одиночных неперекрывающихся импульсов |
Таблицу можно прокручивать по горизонтали →
Условный пример перекрытия
Пусть деталь движется со скоростью 30 мм/с, а частота импульсов равна 10 Гц. Шаг центров составляет p = 30/10 = 3 мм. Если на пробном шве измерена продольная длина ядра 4 мм, геометрическое перекрытие равно 4 − 3 = 1 мм. Относительное перекрытие по принятому определению равно (4 − 3)/4 × 100 = 25%. Это иллюстрация геометрии, а не норматив герметичного шва.
При условном времени тока 0,04 с доля включения будет 10 × 0,04 = 0,40, или 40%. Период равен 0,10 с, поэтому пауза между импульсами составляет 0,06 с. Частоту не следует путать с частотой сети: 10 Гц в примере означает повторение сварочных событий. Для программ с группами импульсов определяют частоту именно той последовательности, которая соответствует формированию отдельных ядер.
Формула перекрытия предполагает регулярный шаг и одинаковую длину ядер вдоль шва. Если p больше l, модель даёт зазор между ядрами; отрицательное значение не называют фактическим перекрытием. Начало и конец шва, ускорения, проскальзывание ролика и изменение нагрева нарушают эту регулярность. Поперечная ширина отпечатка ролика не заменяет измерение продольной длины ядра.
Ролики, охлаждение и токовые пути
Контактная поверхность роликов изнашивается и загрязняется покрытием листов. Изменения профиля влияют на усилие, плотность тока и формирование шва. Проверяют биение, совмещение роликов и предусмотренное охлаждение. При длительной работе накопление теплоты может изменить результат относительно короткого пробного образца; оценку проводят также после выхода оборудования на производственное состояние.
Ранее сформированный участок шва создаёт обходной токовый путь, поэтому электрическое и тепловое взаимодействие последовательных ядер входит в настройку процесса. Отдельная точка с тем же током и временем не полностью моделирует роликовый шов. Для соединений с покрытием применяют подходящие варианты оборудования; например, расходная медная проволока между роликом и изделием обеспечивает обновляемую контактную поверхность, но требует собственной технологии.
На квалификационном образце изучают сечения вдоль и поперёк шва, проверяют начало, установившийся участок и выход. Если изделие должно быть герметичным, задают метод проверки и допустимую утечку по его назначению. Производственный контроль синхронизирует фактическую скорость, токовые события и усилие. При изменении частоты или скорости повторно подтверждают результат, поскольку одинаковая средняя мощность не гарантирует одинаковое перекрытие и качество.