4.5Расчет вторичного контура сварочной машины и его сопротивления

Расчет вторичного контура сварочной машины и его сопротивления сводится к определению сечения его отдельных элементов, исходя из допустимой плотности тока при продолжительной работе (ПВ=100%) и их нагреве, полного сопротивления вторичного контура, включающего в себя сопротивление контактных соединений между отдельными элементами, и индуктивного сопротивления всего контура. Кроме того, рассчитывается и строится внешняя характеристика машины, по которой определяется возможность осуществления необходимого режима по току. Расчеты могут быть выполнены с помощью ЭВМ.

4.6Разработка планировки

Планировка включает в себя рабочие места для выполнения всех основных и контрольных операций, места расположения оборудования, оснастки и шкафов управления, места подвода воды, сжатого воздуха и электроэнергии. Размеры оборудования и оснастки берутся по каталогам и чертежам. Рекомендации по выбору необходимых интервалов между отдельными объектами, а также условнее обозначения, приведены в работах [8..10].

4.7Оформление расчетно-пояснительной записки

Расчетно-пояснительная записка пишется чернилами на одной стороне листа формата А4 (допускается перепечатка на машинке) или распечатывается на принтере.

В записке излагаются следующие материалы:

• Задание на курсовую работу;

• Анализ конструкции изделия, требования к показателям качества и условиям эксплуатации;

• Состояние производства заданных или аналогичных узлов;

• Расчет параметров режима сварки;

• Способ подготовки деталей под сварку;

• Описание оснастки машины и сборочно-сварочного приспособления;

• Расчет вторичного контура сварочной машины и его сопротивления;

• Расчет внешней характеристики и её график;

• Планировка рабочего места.

Завешается расчетно-пояснительная записка перечнем использованной литературы. В тексте записку ссылка на литературу представляет собой номер источника, который заключается в квадратные скобки. Расчетно-пояснительная записка должна иметь оглавление.

4.8Защита курсового проекта

Курсовой проект защищается студентом перед комиссией, назначенной заведующим кафедрой, в составе руководителя работы и преподавателя кафедры.

На защите студент излагает содержание проекта и отвечает на поставленные членами комиссии вопросы. При оценке курсового проекта учитываются качество его выполнения, полнота проработки поставленной задачи и умение студента аргументировано отвечать на вопросы.

5Расчетное определение параметров режима электрической контактной сварки

5.1Стыковая сварка сопротивлением

Параметрами режима этого процесса являются:

Время нагрева t_св, с (табл. 1)

Величина тока I_св, А

Усилие осадки P, кгс

Установочная длина l_у, мм

Припуск на осадку l_ос, мм

Таблица 1

Сечение заготовок, мм2	7	25	50	100	250	500	1000
Время нагрева, с	0,2 – 0,3	0,6 – 0,8	0,8 – 1,0	1,0 – 1,5	1,5 – 2,0	2,5 – 3,0	4,5 – 5,0

Сварочный ток при выбранном времени рассчитывается по формуле

(1)

T_св – температура стыка, принимается равной температуре плавления свариваемого металла, ºС;

k₂ – коэффициент потерь:

для углеродистых сталей k2 = 0.7,

для аустенитных k2 = 0.9,

для меди, алюминия и их сплавов k2 = 0.65;

R_k – сопротивление холодного контакта, мкОм;

(2)

ρ_t – среднее удельное сопротивление металла на участке сварки, мкОм*см;

с – теплоемкость материала, кал/г;

γ – удельный вес, г/см³;

λ – коэффициент теплопроводности, кал/см*с;

r_k – контактное сопротивление при P=1 кгс:

для стали r_k = 5…6 * 10³ мкОм,

для алюминиевых сплавов r_k = 1…2 * 10³ мкОм,

α₂ – показатель степени:

для стали α₂ = 0,65…0,75

для алюминиевых сплавов α₂ = 0,75…0,85

m₁ – коэффициент, учитывающий изменение контактного сопротивления в процессе нагрева стыка, примерно равен 0.4;

F – площадь сечения свариваемых деталей, см².

Для деталей замкнутого контура в расчет I2 вводится ток шунтирования

	(3)
	(4)

R_св – сопротивление на участке сварки, мкОм;

Z_ш – сопротивление на участке шунтирования, мкОм.

	(5)
	(6)

R_ш – активное сопротивление шунта, мкОм.

X_ш – индуктивное сопротивление шунта, мкОм.

(7)

К_п – коэффициент поверхностного эффекта;

D_ср – средний диаметр кольца, см;

l_у – установочная длина стержня, см;

l_з – длина зажатия стержня, см;

F – сечение свариваемого стержня, см².

Коэффициент поверхностного эффекта для немагнитных материалов определяется по формулам:

	(8)

f – частота тока, Гц;

R – сопротивление 100 м проводника данного сечения, Ом.

Для магнитных материалов:

	(9)

Здесь ;

S – периметр поперечного сечения, см;

ρ₀ – удельное сопротивление материала, мкОм*см;

μ – магнитная проницаемость материала, т/эрг.

Индуктивное сопротивление шунта

(10)

Необходимое удельное давление можно приближенно рассчитать по формуле

(11)

α₁ – коэффициент объемно-напряженного состояния:

α₁ = 1 для круга,

α₁ = 2 для квадрата,

α₁ =2.3 для прямоугольника,

α₁ =2.5 для сечения сложной формы;

ΔH – ширина зоны нагрева одной детали свыше 0.6Т_пл, см (0.4…0.6 диаметра свариваемого стержня);

σ_т – предел текучести при температуре средней между Т_св и 0.6Т_пл, кгс/см².

Усилие осадки, прикладываемое к деталям

(11a)

При сварке деталей замкнутого контура (кольцо, обод) следует учесть дополнительное усилие на преодоление сил упругости детали

(12)

где - момент инерции сечения относительно главной оси, см⁴;

Е – модуль упругости, для стали Е=2.1*106 кг/см²;

l_св – перемещение электродов при сварке, равное сумме начального зазора в стыке и общего припуска на сварку, см;

b – толщина кольца (обода), см;

h – ширина кольца (обода), см.

Общее усилие, прикладываемое к деталям,

(13)

Установочная длина выбирается в зависимости от сечения свариваемой детали (табл.2).

Таблица 2

Сечение, мм2	25	50	100	250	500	1000
Установочная длина (l1у + l2у), мм	3+3	4+4	5+5	6+6	9+9	12+12

Для заготовок компактного сечения

(14)

d – диаметр или сторона квадрата заготовок.

Припуск на осадку (общий, под током, без тока) находится по литературным данным [11…13].