Сварка алюминия с медью

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное агентство по образованию

ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им Г.И.Носова»

По дисциплине: «Специальные методы соединения материалов»

На тему: «Сварка алюминия с медью»

Исполнитель: Каротерзе С.А Студент 6 курса, гр. 150202

Руководитель: Дёма Р.Р

Магнитогорск 2015

Содержание

1. Алюминиево-медный сплав

1.1 Холодная сварка алюминия и меди

1.2 Сварка трением и ультразвуком

1.3 Диффузионная сварка

1.4 Сварка взрывом

1.5 Магнитно-импульсная сварка

1.6 Сварка плавлением

2. Механические свойства

3. Соединение проводников сваркой, контактным нагревом и аргонодуговой сваркой

Литература, список используемых источников

1. Алюминиево-медные сплавы

Al-Cu (Al-Cu-Mg). Механические свойства сплавов этой системы в термоупрочненном состоянии достигают, а иногда и превышают, механические свойства низкоуглеродистых сталей. Эти сплавы высокотехнологичны. Однако у них есть и существенный недостаток -- низкое сопротивление коррозии, что приводит к необходимости использовать защитные покрытия.

1.1 Холодная сварка алюминия и меди

Применяется главным образом для местного плакирования алюминиевых деталей медью (токоведущие элементы трансформаторов, шинопроводы, токоподводы к электролизерам) точечной сваркой, получения стыковых соединений проводов, шин и других элементов компактных сечений. Материал заготовок - технически чистая медь и алюминий.

Методом холодной прокатки получают биметаллические листы, полосы (карточная и рулонная прокатка). Степень обжатия при сварке прокаткой 60 ... 75 %.

В связи с необходимостью создания в зоне соединения направленного течения металла эта специфика процесса налагает определенные ограничения на соотношения толщин исходных заготовок. В связи с этим получить листовой материал при толщине >4 мм и малой толщине плакирующего слоя затруднительно или невозможно. Для электротехнической промышленности получают слоистый материал с минимальной толщиной медного покрытия 0,1 ... 0,8мм. сплав сварка алюминий проводник

При местном плакировании медью алюминиевых деталей точечной холодной сваркой глубина вдавливания пуансона в 2 - 3 раза превышает толщину плакирующей меди. Особых ограничений на толщину алюминиевых деталей в этом случае нет. Недостаток метода наличие вмятин от инструмента на поверхности детали.

Принципиальных ограничений на размеры сечений при сварке встык, кроме возможностей самого оборудования, нет. Реально сваривают элементы с площадью сечения до 1000 мм 2. Техника подготовки и сварки не отличается от общих технологических закономерностей холодной сварки.

При этом способе сварки образование интерметаллидов исключено, так как процесс идет без предварительного нагрева.

Более широкая номенклатура толшин и материалов заготовок для изготовления слоистых листов может быть получена горячей прокаткой. Заготовки при этом нагревают до 450°С. Для защиты металла (меди) от окисления используют двухстадийный процесс: предварительное обжатие при первом проходе на 65 ...80 % от суммарного обжатия для уменьшения контакта с воздухом рабочей поверхности медной заготовки; прокатку нагретого пакета в вакууме, вакуумированных конвертах, аргоне.

Распространен способ горячей про катки, когда нагреву подвергается только алюминиевая заготовка, а холодные плакирующие медные листы накладываются непосредственно перед операцией обжатия. Такой прием снижает степень окисления. Обжатие ведется двухстадийно: на первом проходе 40.. .45 %. Суммарное обжатие 75 %.

Горячей прокаткой получают плакированный алюминий при толщине медного слоя 1,5 ... 2,5 мм. Для улучшения механических свойств (повышения предела прочности >100 МПа и угла загиба до 110... 180°) многослойные листы подвергаются термической обработке при температуре 250...270оС в течение 2 ... 8 ч.

Положительные результаты дает использование барьерного слоя из аустенитной стали (12Х18Н10Т), позволяющего избежать охрупчивание и сохранить прочность алюмомедного листа даже после нагрева до 500оС.

1.2 Сварка трением и ультразвуком

При сварке трением и ультразвуковой номенклатура свариваемых алюминиевых и медных сплавов шире. Основная особенность, присущая этим методам, состоит в том, что в силу их специфики из зоны соединения непрерывно идет эвакуация нежелательных продуктов взаимодействия материалов (интерметаллидов). При сварке трением меди со сплавом АМц на шлифах наблюдается прерывистая узкая (1,5 мкм) зона интерметаллидов.

Сварка трением налагает ограничения на конфигурацию сечения заготовок.

Для получения высококачественного соединения необходимыми условиями являются перпендикулярность поверхности торца к оси заготовки и предварительное снятие наклепа путем отжига, удаления окалины и обезжиривания трущихся поверхностей. Алюминиевую заготовку размещают в осадочной матрице, что позволяет компенсировать различия в пластических свойствах свариваемых материалов. Цикл давления - ступенчатый. Проковка дает дополнительные возможности разрушения и частичной эвакуации из плоскости стыка интерметаллидной прослойки. Для диаметров заготовок 20 ... 30 мм давление при нагреве и осадке соответственно 30.. .40 и 110...200 МПа. Суммарная осадка 14 ...20 мм. Получаемое соединение при испытаниях разрушается по алюминию.

При ультразвуковой сварке соединение выполняется внахлестку точками или непрерывным швом. В силу специфики процесса толщина заготовки, со стороны которой подводятся колебания, ограничена величиной порядка 1,2 ... 1,5 мм из-за гистерезисных потерь в толще материала.

1.3 Диффузионая сварка

Диффузионная сварка меди с алюминием и некоторыми его сплавами дает доброкачественные соединения при максимально возможном ограничении температуры нагрева, времени сварки и при использовании барьерных подслоев и покрытий. В качестве материала таких слоев можно использовать цинк, серебро, никель.

1.4 Сварка взрывом

При сварке взрывом из-за кратковременности взаимодействия материалов при высоких температурах интерметаллиды не успевают образоваться или их количество незначительно. Сварные швы обладают высокими механическими свойствами. Прочность соединения при этом выше прочности основного материала в результате наклепа и большей протяженности поверхности сцепления из-за ее волнистости. Процесс позволяет получать нахлесточные соединенная в различных вариантах по практически любой площади. Ограничения налагаются на максимальную толщину метаемой заготовки из-за опасности ее разрушения при образовании второго перегиба в процессе деформирования под воздействием продуктов разложения взрывчатых веществ (ВВ). Ограничения на минимальную толщину заготовки связано с появлением нестабильности процесса детонации при чрезмерном уменьшении толщины слоя ВВ.

1.5 Магнитно-импульсная сварка

Магнитно-импульсная сварка алюминия и меди имеет схожую со сваркой взрывом при роду образования соединения, что позволяет получать доброкачественные соединения с минимальным количеством интерметаллидной фазы. Наиболее просто свариваются телескопические соединенная. Толщина и диметр заготовок ограничены возможностями оборудования (главным образом емкостью конденсаторных батарей, долговечностью индуктора). Реально сваривают трубные заготовки диаметром до 40 мм при толщине стенки порядка 1,0 ... 0,2 мм.

1.6 Сварка плавлением

Сварка плавлением может осуществляться только в том случае, когда обеспечивается в основном плавление алюминия. Это может позволить получать в шве металл с ограниченным (6 ... 8 %) содержанием меди, что обеспечивает оптимальное сочетание свойств соединений. Основные пути решения задачи: применение рюмкообразной разделки кромок, снижение опасности перегрева металла в корне шва, легирование металла шва рением, цинком, использование барьерных подслоев.

Нанесение на медную кромку электролитическим путем слоя цинка толщиной порядка 60 мкм при аргонодуговой сварке позволяет снизить содержание меди в шве до 1% и в 3 - 5 раз уменьшить протяженность интермегаллидной прослойки со стороны меди (до 10 ... 15 мкм). Кромка медной заготовки при этом разделывается под углом 60°. Введение цинка через присадку при аргонодуговой сварке под флюсом при водит к тому, что содержание меди ?12 %, а количество цинка в шве может достигать 30%. Соединения, получаемые в таких случаях, разрушаются при испытании по алюминию вдали от шва.

Электролитическое нанесение на медную кромку слоя олова или цинка при сварке металла малой толщины (3 ... 8 мм) позволяет получать хорошие соединения, так как слой покрытия, выполняющий роль барьера, кроме того создает перед движущейся волной жидкого металла прослойку, облегчающую смачивание поверхности расплавом алюминия.

2. Механические свойства

Механические свойства алюминия при добавке меди, а также меди при добавке алюминия резко изменяются. Диаграмма состояния сплава алюминий -- медь (рис. 54) показывает, что алюминий и медь обладают неограниченной взаимной растворимостью в жидком состоянии и ограниченной -- в твердом.

При 400° С растворимость алюминия в меди составляет 9,4%, меди в алюминии-- 1,5%, при 548° С растворимость алюминия в меди -- 5,65%. Ниже 500° С в системе медь -- алюминий, помимо областей твердых растворов алюминия в меди (а-фаза ) и меди в алюминии (х-фаза ), имеются фазы твердых растворов на основе химических соединений.

== 548° С), состоящая из х-и 0 -фаз (такую эвтектику часто называют А 1 -- А12Сu).

Оптимальным сочетанием свойств обладают алюминиевые сплавы, содержащие до 12--13% меди. Поэтому технология сварки плавлением алюминия с медью должна выбираться с таким расчетом, чтобы содержание меди в металле шва не превышало этого процента. Шов должен формироваться преимущественно из алюминия или являться сплавом на основе алюминия. Применение присадки на медной основе вызывает перегрев алюминия и увеличивает содержание меди в сварном шве (до 40--60%). В результате нормального формирования шва не получается, он, как правило, отличается повышенной хрупкостью. При сварке присадочной проволокой на основе алюминия достигается более высокое качество соединения.

Схема образования сваркой плавлением прочного медно-алюминиевого соединения предполагает весьма непродолжительный контакт жидкого алюминия с твердой медью. В результате анализа физико-химических процессов, протекающих при образовании медно-алюминиевых соединений сваркой плавлением, выработаны три направления повышения прочности сварных соединений:

1) дополнительное механическое упрочнение медно-алюминиевого сварного соединения, содержащего значительный процент меди; 2) ограничение или исключение перехода меди в свариваемое медно-алюминиевое соединение; 3) введение в шов при его формировании легирующих присадок и модификаторов с целью активного воздействия на процесс кристаллизации соединения.

Медно-алюминиевое соединение с достаточно большим процентом меди, несмотря на хрупкость, отличается высокой электропроводностью. Как отмечалось выше, разрушение такого соединения чаще всего наступает при кристаллизации сварного шва под действием усадочных напряжений, а также от механических воздействий (изгиба, вибрации, растяжения и др.) при его эксплуатации.

Одним из возможных вариантов механического упрочнения сварных соединений является заключение хрупкого сплава в монолитную оболочку, способную воспринимать напряжения и не передавать их на сварной шов. Такая оболочка должна быть достаточно вязкой, прочной и выполненной из материалов на основе пластмасс, эпоксидных смол или алюминия. Экспериментально установлено, что наиболее приемлемым является механическое упрочнение сварного соединения алюминием. Необходимым условием обеспечения надежности таких соединений алюминиевых тоководов с медными является цельность и замкнутость алюминиевого контура, охватывающего медный элемент в плоскости формирования сварного шва. Дополнительное механическое скрепление (опрессовка , клепка и др.) соединяемых проводников с обоймой полностью разгружает сварное соединение. Сварной шов формируется либо за счет оплавления обоймы и соединяемых проводников, либо путем дополнительной присадки алюминия. С помощью обойм можно соединять разнородные проводники в пучок, а также оконцовывать медные проводники с целью подготовки их к сварке встык или внахлест с алюминиевыми тоководами (рис. 55).

3. Соединение проводников сваркой, контактным нагревом и аргонодуговой сваркой

Соединение проводников может осуществляться сваркой, контактным нагревом или аргонодуговой сваркой. С применением флюса (водный раствор КС 1 -- 50%,NaCl -- 30%, криолита -- 20%) процесс сварки протекает более интенсивно. Данный вариант сварки плавлением наиболее эффективен при соединении разнородных проводов, шнуров и кабелей.

Перед сваркой в месте вхождения проводников во втулку производится опрессовка . При аргонодуговой сварке вслед за опрессовкой торцов соединяемых проводов производится наплавка алюминия. Наплавленный алюминий хорошо сплавляется с медью и торцом втулки. Металл соединения отличается вязкостью, свободно обрабатывается напильником.

Применение флюсов способствует наиболее полному удалению окисной пленки [10, 34]. Хорошие результаты были получены при сварке плавлением меди с алюминием с использованием активных флюсов ВАМИ, Ф-54А и др. Защиту поверхности меди от окисления в месте укладки шва можно осуществить предварительным нанесением тонкого слоя такого металла, который бы имел температуру плавления, близкую к температуре плавления алюминия, хорошо смачивал медь, обладал положительной растворимостью как в меди, так и в алюминии. При экспериментальной проверке металлы наносились на кромки медных проводов гальваническим путем. Из всех видов покрытий (олово, цинк, никель, серебро, кадмий, а также комбинированные покрытия никель + олово, никель + цинк и др.) цинковое покрытие (50--60 мк ) дало наилучшие результаты.

Были проведены опыты по непосредственной сварке алюминия с медью для толщины металла 6 мм аргонодуговым способом неплавящимся электродом. Режим сварки: сварочный ток 150А , напряжение 15 В, скорость сварки 6 м/час. Скос кромок медного листа производили под углами 45 и 75°. Присадочная проволока диаметром 2 мм- алюминий АДО. Несмотря на то, что при сварке в основном плавилась алюминиевая кромка, а медь в меньшей степени подвергалась воздействию дуги, удовлетворительные по прочности и пластичности швы получены не были. Содержание меди достигало 30%.

При толщине металла 10 мм сварку алюминия с медью производили автоматом по слою флюса АН -- А 1 . Режим сварки: сварочный ток 400--420 А, напряжение 38--39 В, скорость сварки 21 м/ч, скорость подачи электрода 332 м/ч. Присадочная проволока диаметром 2,5 мм- алюминий АДО.

* Когда применялись другие разделки, показанные на рис. 41, содержание меди в шве резко возрастало и при сварке без разделки доходило до 35%. Пластичного соединения в этих случаях не получили. Применение разделки позволило уменьшить количество хрупких интерметаллидов и эвтектики в металле шва.

Сварка меди с алюминием даже с разделкой кромок требует сравнительно высокой квалификации сварщика, так как при попадании дуги сварки на медь увеличивается ее содержание в шве выше оптимальных пределов.

Зависимость прочности сварных соединений от толщины покрытия и вида разделки приведена на рис, 57, Лучшие результаты дает разделка медной кромки под углом 75° при толщине цинкового покрытия около 60 мк . При покрытии цинком снижается содержание меди в шве до 1% и уменьшается в три -- пять раз толщина интерметаллидной прослойки (не превышает 10--15 мк ) со стороны медной кромки. Положительные результаты были получены при введении цинка в виде присадки также в случае автоматической сварки под флюсом. Содержание цинка в шве в этом случае может достигать 30%, а количество меди не превышает 12%. Полученные соединения разрушаются преимущественно по алюминию вдали от шва.

Влияние легирующих присадок на свойства сварных швов медно-алюминиевых соединений изучалось по двум направлениям: введением в шов легирующих элементов в сравнительно большом количестве (при этом вводятся элементы, образующие с алюминием легкоплавкую эвтектику); модифицированием структурных составляющих (интерметаллических соединений и эвтектики) небольшими добавками элементов катализаторов (Zn , Mg и др.), которые ограничивают переход меди в алюминий, поверхностно-активных элементов (Са , Mg и др ,), способствующих хорошему заполнению легкоплавкой эвтектикой междендритного пространства, а также тугоплавких элементов (Ti , Zr , Mo и др.) -- центров кристаллизации -- с целью измельчения структуры наплавки.

Легирующие элементы выбирались исходя из диаграмм состояния свойств и сплавов этих элементов с алюминием и медью.

Технологический режим сварки оказывает решающее влияние на свойства и структуру медно-алюминиевых соединений, так как от изменения величины тока, скорости сварки, смещения электрода относительно стыка и других факторов зависят температура нагрева основного металла, длительность взаимодействия меди с жидким и твердым алюминием, интенсивность окисления металлов. В связи с этим исследование температурно-временных условий сварки плавлением алюминия с медью и их влияния на свойства соединений представляет особый интерес при выборе оптимальных режимов дуговой сварки этих металлов.

Алюминий А5 и медь Ml сваривались по флюсу АН-А1. Электродным и присадочным материалом служила алюминиевая проволока АДО. Проволока и алюминиевые пластины под сварку готовились по обычной технологии. Медные кромки механически зачищались.

Механические свойства медно-алюминиевых соединений, выполненных на различных режимах сварки, испытывались на плоских образцах. Переходное омическое сопротивление измерялось на образцах квадратного сечения с поперечным расположением шва при базе 60 мм. Термические циклы на границе сплавления алюминия с медью записывались осциллографом. По записям определялось время нахождения стыка алюминий -- медь выше определенных температур. Основная часть опытов проводилась с металлами толщиной 10 мм. Были разработаны также режимы сварки меди с алюминием толщинами 8, 12 и 20 мм.

Для алюминия характерна вполне определенная зависимость диаметра электродной проволоки от величины тока.

Скорость подачи электродной проволоки для каждого диаметра выбиралась исходя из устойчивости горения дуги и качества формирования швов.

Анализ полученных результатов показал, что формирование швов удовлетворительное при сварочном токе 380--400А и диаметре проволоки 2,5 мм.

Скорость сварки изменялась в диапазоне 13,9-- 28,8 м/ч, остальные параметры режимов оставались неизменными (сварочный ток 380--400А , напряжение 38--40 В). Формирование швов удовлетворительное при скорости сварки 21,5; 24,8 и 28,8 м/ч.

При меньшей скорости (13,9и18,6м/ч) алюминиевая и медная части соединения перегреваются, что приводит к сильному оплавлению кромок. Швы в этом случае имеют большую ширину и повышенное содержание меди. Оптимальными свойствами обладают соединения, выполненные при скорости сварки 21,5--24,8 м/ч (рис. 58, а). В этом диапазоне длительность пребывания стыка алюминий -- медь выше температур интенсивного образования хрупких интерметаллических фаз не превышает 10--15 с (рис. 58, б).

Ось электродной проволоки смещали от стыка в сторону медной кромки на 3 -- 10 мм. В испытанном диапазоне смещений формирование швов было удовлетворительным (рис. 59). Однако наиболее стабильную и высокую прочность и минимальное переходное электросопротивление можно получить при расположении электродной проволоки на расстоянии 5--7 мм от стыка в сторону медной кромки. При большем смещении электрода увеличивается переход меди в шов из-за смещения на медную кромку высокотемпературных участков изохрон . Температурно-временные условия в переходной зоне алюминий -- медь и зависимость свой ств св арных соединений от ширины медной пластины показаны на рис. 60. Разработанные оптимальные режимы автоматической сварки по флюсу алюминия с медью различных толщин приведены в табл. 24.

Анализ полученных данных и сравнение их с режимами сварки алюминия и меди в однородном сочетании показывают, что погонная энергия сварки алюминия с медью больше погонной энергии сварки для алюминия, но меньше для сварки меди. При выборе режима величину смещениям электрода от стыка в сторону медной кромки и оптимальную ширину Ь медной пластины можно определять по соотношениям: а = (0,5 4- 0,6) 6; b > (15/18) б, где б -- толщина металла.

Медно-алюминиевые переходники сечением 10 X 120 мм, выполненные автоматической сваркой по флюсу в соответствии с разработанными режимами, проходили производственные испытания в течение года на одном из предприятий в условиях работы агрегатов электрохимического травления при токовой нагрузке 3А /мм2 (1800--2000 А) на каждый стык. За это время следов механического разрушения и перегрева стыков не обнаружено. При замене болтовых соединений меди с алюминием сварными отпала необходимость зачистки и поджатия контактов, сократились потери электроэнергии в агрегатах.

Для исследования влияния легирующих элементов на свойства и структуру медно-алюминиевых соединений было изготовлено методом вытягивания из расплава несколько лигатур присадочных проволок на основе алюминия с добавками марганца, магния, серебра, цинка и лития. Сварные швы содержали большое количество меди. Это достигалось значительным смещением дуги в сторону медной кромки на 5--7 мм) от стыка.

При таком смещении содержание меди в шве превышало 10--15%.

Механические испытания соединений показали, что наиболее благоприятное влияние на свойства швов оказывают легирующие добавки кремния, цинка, серебра и олова. Зависимость предела прочности образцов медно-алюминиевых соединений от процентного содержания кремния и цинка приведена на рис. 61.

Механизм действия данных присадок на свойства соединений заключается в изменении формы выделений интерметаллических фаз и измельчения структуры (рис. 62). Изменяются также размеры и структура переходной зоны: интерметаллическая прослойка уменьшается, а в иных случаях полностью замещается зоной твердого раствора.

Микротвердость переходной зоны в швах, выполненных сваркой с присадками кремния и цинка, уменьшается.

Экспериментально проверено влияние модификаторов на структуру сварных медно-алюминиевых швов: введение до 0,5% титана и циркония измельчает структуру сплава меди с алюминием. Однако механические свойства соединений при этом повышаются незначительно.

С целью определения количества меди и определения фазового состава каждого структурного участка проводился рентгеноспектральный анализ на микрозонде фирмы «Камека » 121]. На рис. 63 представлены результаты записи изменений содержания меди перпендикулярно к оси шва. Расположенный непосредственно возле меди I участок интерметаллидов II, содержащий 48--50% Си, соответствует 0 -фазе (СиА12). При большом увеличении можно заметить, что он состоит как бы из двух тоненьких, отличающихся по цвету, прослоек. Строение горизонтального участка III шириной 150--200 мк -- сплошная эвтектика (х + 0) он содержит 28--38% Си. Наличие участка IV свидетельствует об очень развитой неоднородности содержания меди в большей части алюминиевого шва. Здесь четко выделяются две фазы: твердый раствор меди в алюминии (2--3% Си) и пограничная неравновесная эвтектика с 35--40% Си. Заметим, что в равновесных условиях в эвтектике содержится 33% Си.

Наличие указанных структурных участков хорошо подтверждается измерением микротвердости . Изучение микроструктуры разрушенных образцов четко показало, что они разрушаются хрупко по интерметаллическому слою со стороны меди. При фрактографическом исследовании поверхности излома как со стороны меди, так и шва обнаружены отдельные участки интерметаллидов .

Проведенные опыты показывают, что главной причиной низкой прочности сварных соединений алюминия с медью являются хрупкие интерметаллические прослойки в шве со стороны меди, состоящие преимущественно из соединения СиА12. Там, где интерметаллические прослойки отсутствуют или их толщина незначительна (< 1 мкм), сварные соединения разрушаются по алюминию.

На прочность сварного шва в большей степени влияют частичные несплавления меди с алюминием, возникающие при отклонениях от оптимального режима сварки. Они являются своеобразными концентраторами напряжений при нагрузках на изгиб и вибрационных нагрузках.

Механические испытания образцов медно-алюминиевых соединений, изготовленных указанными способами на оптимальных режимах, показали, что предел их прочности находится на уровне основного металла (алюминия).

Указанные соединения имеют высокую вибрационную прочность при испытании в условиях, аналогичных работе токоведущих элементов. Переходное омическое сопротивление и температура нагрева при длительном прохождении номинального тока, а также в условиях кратковременных токовых перегрузок участков соединений алюминий -- медь меньше соответствующих характеристик участков основного металла (алюминия).

Для исследования электрических характеристик медно-алюминиевых соединений, полученных аргоно-дуговой сваркой, были выполнены алюминиево-медные переходники сечением 6 X 80 мм, общей длиной 300 м. Сварка производилась с двух сторон с предварительным гальваническим цинкованием медных кромок (толщина цинкового покрытия 60 мкм). Медные кромки имели К-образную разделку с углом раскрытия 60°, разделка алюминия не производилась. Как показали механические испытания, такая подготовка кромок гарантирует высокую и стабильную прочность медно-алюминиевых соединений (рис. 64). С целью получения сравнимых результатов к медному и алюминиевому концам соединений приваривались соответственно медные и алюминиевые шины такого же сечения и длиной 800 мм. Режимы сварки стыков алюминий -- медь, алюминий -- алюминий, медь -- медь указаны в табл. 25

Переходное омическое сопротивление замерялось на базе 92 мм на следующих участках шин: медь (основной металл), медь и алюминий (сварное соединение), алюминий (основной металл), медь (сварное соединение) и алюминий (сварное соединение). Омическое сопротивление определялось по падению напряжения на указанных участках при прохождении через шины постоянного тока 34,8А , получаемого от выпрямителя. Падение напряжения замерялось потенциометром. Электрические характеристики указанных участков приведены в табл. 26. Сопротивление участков алюминий -- медь (сварное соединение) значительно ниже, чем у сварного металла (алюминия), а также меньше полусуммы сопротивлений алюминиевых и медных участков основного металла.

Сварное соединение алюминий -- алюминий имеет меньшее сопротивление, чем целый участок алюминиевой шины. Переходное сопротивление участков сварного соединения медь -- медь больше сопротивления аналогичных участков основного металла (меди).

Длительный нагрев сварных медно-алюминиевых соединений производился путем пропускания через шины переменного тока силой 960А (плотность тока 2 А/мм2.) Температура нагрева при длительном прохождении электрического тока определялась в точках, указанных на рис, 65,

В этих точках засверливались отверстия, в которые устанавливались термопары. Замеры производились через каждый час. Установившаяся температура наблюдалась через 6--7 ч от начала прохождения тока. Нагрев медно-алюминиевого стыка как в установившемся , так и в неустановившемся режимах меньше нагрева основного металла (алюминия).

Испытания на электротермическую устойчивость медно-алюминиевых соединений производились током 2400А , длительностью 2,25 с (испытательная величина тока равна 25-кратному значению допустимой для данного сечения, что имитировало режим короткого замыкания трансформатора). В процессе протекания тока температура измерялась аналогично испытаниям на длительный нагрев. Полученные данные свидетельствуют, что температура нагрева шва равна 79--80° С , в то время как алюминиевая шина в этих же условиях нагревается более чем до 100° С.

Проведенные испытания позволяют сделать вывод о соответствии электрических свойств медно-алюминиевых соединений, выполненных аргонодуговой сваркой, нормам технических условий на электрические машины и трансформаторы.

Литература, список использованных источников

1. http://www.aspar.com.ua/svarkametalov/16.html

2. https://ru.wikipedia.org/wiki/%C0%EB%FE%EC%E8%ED%E8%E9

Размещено на Allbest.ru