Часть тока идёт по обходному пути
Шунтирование при точечной сварке возникает, когда ток между электродами проходит не только через место новой точки, но и по альтернативному проводящему пути. Такой путь часто образуют листы и ранее сваренное ядро рядом с новой точкой. Ток источника в этом случае больше тока, непосредственно проходящего через формируемое соединение. Уменьшение локального нагрева может сократить ядро даже при неизменном показании сварочного контроллера.
Влияние зависит от шага точек, толщины и сопротивления листов, размера прежнего ядра и геометрии токовых путей. Несколько готовых точек образуют более сложную сеть, чем одна соседняя. Электропроводная оснастка также способна создать обходной путь. Поэтому контроль только расстояния между центрами без учёта конструкции и порядка сварки недостаточен. Универсального минимального шага для всех материалов и пакетов нет.
Как читать упрощённую схему
| Обозначение | Смысл | Граница применимости |
|---|---|---|
| Rн | Сопротивление ветви новой точки | Включает оговорённые участки её пути |
| Rш | Сопротивление обходной ветви | Листы, готовое ядро и соединения |
| Iобщ | Суммарный ток до разветвления | Не обязательно ток новой точки |
| Iн, Iш | Токи соответствующих ветвей | Сумма равна Iобщ в модели |
| U | Общее напряжение параллельных ветвей | Не всё напряжение вторичной цепи |
Таблицу можно прокручивать по горизонтали →
Условное распределение тока
Рассмотрим две чисто резистивные параллельные ветви с постоянными сопротивлениями Rн = 200 мкОм и Rш = 300 мкОм. Источник условно поддерживает суммарный ток 10000 А. Тогда ток новой точки равен Iн = Iобщ × Rш/(Rн + Rш) = 6000 А, а ток шунта — 4000 А. Обе ветви имеют напряжение 1,2 В. Сопротивления включают весь оговорённый путь каждой ветви, а не только межлистовой контакт.
Если ток действует 0,10 с, энергия во всей ветви новой точки будет 6000² × 200 × 10⁻⁶ × 0,10 = 720 Дж. При отсутствии шунта и том же заданном суммарном токе эта условная ветвь получила бы 2000 Дж. Доля равна 36%, то есть квадрату отношения токов 0,6. Полученная энергия не равна энергии только будущего ядра: для её разделения нужны сопротивления отдельных участков ветви.
Если источник вместо суммарного тока поддерживает одинаковое напряжение непосредственно на идеальных параллельных ветвях, добавление шунта само по себе не меняет ток через неизменное Rн. Возрастает суммарный ток. Реальная установка имеет ограничения источника, сопротивление общих участков и динамические контакты, поэтому такое идеальное сравнение не доказывает отсутствия шунтирования. Оно показывает необходимость указать, какая величина поддерживается в модели.
Проверка на серии точек
Сравнивают изолированную точку и последующие точки на пакете с производственным шагом и порядком выполнения. Сохраняют одинаковое состояние электродов, усилие и подготовку поверхности. На сечениях измеряют размеры ядра, а механические испытания выполняют по требованиям изделия. Так отделяют влияние шунта от обычного износа наконечника или изменения посадки деталей, которое также способно уменьшить ядро.
При численном моделировании задают электрические свойства, контактные условия и уже сформированные ядра, а результат проверяют экспериментально. Рассчитанная доля обходного тока чувствительна к геометрии и температуре. Шаг точек меняет не только длину обходного пути, но и тепловое взаимодействие соседних участков. Поэтому таблица компенсации для одного пакета не переносится автоматически на другую толщину или покрытие.
Коррекцию последовательности, шага и допустимых параметров рассматривают в пределах требований конструкции и квалифицированной технологии. Простое увеличение общего тока может улучшить одну последующую точку и вызвать выплеск на изолированной. В производственной документации различают режимы и условия их применения, чтобы подтверждённое качество сохранялось по всей серии, включая начало и конец ряда.