Те же формулы (3.44) и (3.46),
имея в своем составе скорость звука, для трения должны давать значительно
меньшие значения. Это следует из формулы (3.45), в которой модуль сдвига
G сильно падает
для горячего металла, особенно нагретого до температуры, близкой к точке
плавления. Согласно выражениям (1.39) и (1.51), температуру в плоскости
контакта за счет энергии трения можно определить так:
(3.47)где ртр — энергия в
контакте, вызываемая трением; <2ср — средний размер
диаметра свариваемой детали; п —
частота вращения детали, об/мин; £тр — длительность операции
трения.
Завершающая осадочная операция в
зоне свариваемого контакта обеспечивает подъем температуры в
результате межзерен-ного радиального сдвига, который может быть учтен
формулой
(3.48)При практических расчетах по
этой формуле toc — время действия завершающего
осадочного давления.
Относительная деформация е при
сварке трением для разных металлов и различных осадочных давлений
получается в пределах 0,5—0,7, редко достигая 0,8. Этот размер можно
приближенно определить по формуле (3,31)
(3.49)где d —
диаметр свариваемого стержня; D —
диаметр деформированного контакта.
Учитывая все это, произведем
конкретные расчеты для сварки трением круглых стержней диаметром 2 см.
Средний размер диаметра будем, следовательно, принимать
dcp = 1 см. Опытные данные ВНИИЭСО для стержней из стали
СтЗ: ртр = 50 Дж/см4; *тр = 5,25 с; п — 1000
об/мин. Коэффициент аккумуляции
Температура плоскости контакта за
счет операции трения по формуле (3.47)
По размерам D и d,
согласно формуле (3.49), относительная деформация оказалась
порядка 0,7. По этим данным можно определить: достаточной ли была
осадочная энергия 100 Дж/см^. Допустим, что динамическая вязкость,
вычисленная для чистого железа, такая же и у стали СтЗ. Тогда
4 — По (1 — TVTna) - 1836 (1 — 1112/1450)
=» 422 Дж«с/смэ.
