- •Введение
- •1. Основные способы контактной сварки
- •1.1. Контактная точечная сварка
- •1.1.1. Сущность способа точечной сварки
- •1.1.2. Основные параметры точечных сварных соединений
- •1.1.3. Двусторонняя точечная сварка и ее разновидности
- •1.1.4. Особенности односторонней точечной сварки
- •1.2. Рельефная сварка
- •Некоторые рекомендуемые конструктивные элементы рельефных соединений, мм (см. Рис. 1.8, а)
- •1.3. Шовная сварка
- •1.4. Стыковая сварка
- •2. Образование соединений при точечной, рельефной и шовной сварке
- •2.1. Общая схема формирования точечного сварного соединения
- •2.2. Источники теплоты при сварке
- •2.3. Общее сопротивление участка электрод – электрод
- •2.3.1. Электрическая проводимость зоны сварки
- •2.3.2. Контактные сопротивления
- •2.3.3. Собственное сопротивления деталей
- •2.3.4. Общее электрическое сопротивления зоны сварки
- •Рекомендуемые размеры электродов
- •2.4. Температурное поле в зоне формирования соединения
- •2.5. Тепловой баланс в зоне сварки и расчет сварочного тока
- •Расчет сварочного тока
- •2.6. Пластическая деформация металла при сварке
- •2.6.1. Роль пластической деформации
- •2.6.2. Микропластическая деформация
- •2.6.3. Объемная пластическая деформация при точечной сварке
- •2.6.4. Особенности объемной пластической деформации при шовной и рельефной сварке
- •2.7. Удаление поверхностных пленок
- •2.8. Дефекты сварных соединений
- •2.8.1.Непровары
- •2.8.2. Выплески
- •2.8.3. Вмятины
- •2.8.4. Дефекты литой зоны сварного соединения
- •2.8.5. Хрупкое соединение
- •2.8.6. Негерметичность
- •2.8.7. Снижение коррозионной стойкости соединений
- •2.8.8. Неблагоприятные изменения структуры металла сварного соединения
- •2.8.9. Дефекты рельефной сварки
- •2.8.10. Дефекты при стыковой сварке
- •2.9. Исправление дефектов контактной сварки
- •3. Технологический процесс изготовления сварных конструкций
- •3.1. Выбор способа сварки
- •3.2. Выбор рациональной конструкции деталей и элементов соединений
- •3.3. Общая схема технологического процесса изготовления сварных узлов
- •3.3.1. Изготовление деталей
- •3.3.2. Подготовка поверхности
- •Состав растворов для химической обработки деталей из различных сплавов
- •3.3.3. Сборка
- •3.3.4. Прихватка
- •3.4. Циклы традиционных способов контактной точечной сварки
- •3.5. Параметры режимов контактной сварки
- •Рекомендуемые значения tш min
- •3.6. Особенности точечной, шовной и рельефной сварки различных соединений
- •3.6.1. Сварка деталей малой толщины
- •3.6.2. Сварка деталей большой толщины
- •3.6.3. Сварка пакета из трех и более деталей
- •3.6.4. Сварка деталей неравной толщины
- •3.6.5. Сварка деталей из разноименных материалов
- •3.7. Технология стыковой сварки
- •3.7.1. Выбор способа сварки, конструкции соединения и подготовка деталей к сварке
- •3 .7.2. Технология сварки различных металлов и узлов
- •3.7.2.1. Выбор режима сварки
- •3.7.2.2. Технологические особенности процесса стыковой сварки
- •3.7.2.3. Режимы сварки различных металлов
- •3.7.2.4. Особенности технологии стыковой сварки различных деталей
- •3.7.3. Доводочные операции после стыковой сварки
- •5. Машины контактной сварки
- •5.1. Классификация и назначение машин контактной сварки
- •5.2. Основные характеристики контактных машин
- •5.3. Общая характеристика контактных машин
- •5.3.1. Машины точечной сварки
- •5.3.2. Машины рельефной сварки
- •5.3.3. Машины шовной сварки
- •5.3.4. Машины стыковой сварки
- •5.4. Механическая часть контактных машин
- •5.4.1. Корпуса и станины
- •5.4.2. Сварочный контур
- •5.4.3. Электроды
- •5.5. Электрическое силовое устройство машин
- •5.5.1. Электрические силовые схемы контактных машин
- •5.5.1.1. Однофазные машины переменного тока.
- •5.5.1.2. Трехфазные низкочастотные машины
- •5.5.1.3. Трехфазные машины постоянного тока
- •5.5.1.4. Машины для конденсаторной сварки
- •5.6. Назначение и схемы основных элементов электрической части машин
- •5.6.1. Сварочные трансформаторы
- •5.6.2. Контакторы
- •5.6.3. Регуляторы цикла сварки
- •5.7. Установка и наладка контактных машин
- •Список рекомендуемой литературы
Оглавление |
|||
|
|
||
ВВЕДЕНИЕ .......................................................……......................... |
6 |
||
1. |
Основные способы контактной сварки …………………………... |
8 |
|
|
1.1. |
Контактная точечная сварка …………………...………………. |
9 |
|
|
1.1.1. Сущность способа точечной сварки ……………………. |
9 |
|
|
1.1.2. Основные параметры точечных сварных соединений… |
10 |
|
|
1.1.3. Двусторонняя точечная сварка и ее разновидности …... |
13 |
|
|
1.1.4. Особенности односторонней точечной сварки ………… |
14 |
|
1.2. |
Рельефная сварка ……………………………………………….. |
17 |
|
1.3. |
Шовная сварка …………………………...……………………... |
19 |
|
1.4. |
Стыковая сварка ………………………………………………… |
20 |
2. |
Образование соединений при точечной, рельефной и шовной сварке …………………………………………………………………. |
22 |
|
|
2.1. |
Общая схема формирования точечного сварного соединения |
22 |
|
2.2. |
Источники теплоты при сварке ………………………………... |
24 |
|
2.3. |
Общее сопротивление участка электрод – электрод …………. |
26 |
|
|
2.3.1. Электрическая проводимость зоны сварки …………….. |
26 |
|
|
2.3.2. Контактные сопротивления ……………………………... |
27 |
|
|
2.3.3. Собственное сопротивления деталей ……...…………… |
31 |
|
|
2.3.4. Общее электрическое сопротивление зоны сварки…….. |
31 |
|
2.4. |
Температурное поле в зоне формирования соединения ……... |
36 |
|
2.5. |
Тепловой баланс в зоне сварки и расчет сварочного тока …… |
37 |
|
2.6. |
Пластическая деформация металла при сварке ………………. |
40 |
|
|
2.6.1. Роль пластической деформации ………………………… |
40 |
|
|
2.6.2. Микропластическая деформация ……………………….. |
41 |
|
|
2.6.3. Объемная пластическая деформация при точечной сварке ……………………………………………………………. |
41 |
|
|
2.6.4. Особенности объемной пластической деформации при шовной и рельефной сварке……………………………………. |
43 |
|
2.7. |
Удаление поверхностных пленок ……………...……………… |
44 |
|
2.8. |
Дефекты сварных соединений …………………………………. |
46 |
|
|
2.8.1. Непровары ………………………………………………... |
46 |
|
|
2.8.2. Выплески ………………………….……………………… |
51 |
|
|
2.8.3. Вмятины …………………………………………………... |
60 |
|
|
2.8.4. Дефекты литой зоны сварного соединения …………….. |
60 |
|
|
2.8.5. Хрупкое соединение ……………………………………... |
61 |
|
|
2.8.6. Негерметичность ………………………..………………. |
61 |
|
|
2.8.7. Снижение коррозионной стойкости соединений ……… |
62 |
|
|
2.8.8. Неблагоприятные изменения структуры металла сварного соединения ………………………………………………… |
63 |
|
|
2.8.9. Дефекты рельефной сварки ……………………………... |
63 |
|
|
2.8.10. Дефекты при стыковой сварке ………………………… |
64 |
|
2.9. |
Исправление дефектов контактной сварки …………………… |
65 |
3. |
Технологический процесс изготовления сварных конструкций |
66 |
|
|
3.1. |
Выбор способа сварки ………………………………………….. |
66 |
|
3.2. |
Выбор рациональной конструкции деталей и элементов соединений ……………………………………………………… |
69 |
|
3.3. |
Общая схема технологического процесса изготовления сварных узлов …………………………………………………… |
73 |
|
|
3.3.1. Изготовление деталей ………………………...…………. |
73 |
|
|
3.3.2. Подготовка поверхности ………………………………… |
73 |
|
|
3.3.3. Сборка …………………………………………………….. |
77 |
|
|
3.3.4. Прихватка ………………………………………………… |
78 |
|
3.4. |
Циклы традиционных способов контактной точечной сварки |
79 |
|
3.5. |
Параметры режимов контактной сварки ……………………… |
82 |
|
3.6. |
Особенности точечной, шовной и рельефной сварки различных соединений ………………………..………………………. |
87 |
|
|
3.6.1. Сварка деталей малой толщины ………………………… |
87 |
|
|
3.6.2. Сварка деталей большой толщины ……………………... |
89 |
|
|
3.6.3. Сварка пакета из трех и более деталей …………………. |
89 |
|
|
3.6.4. Сварка деталей неравной толщины …………………….. |
90 |
|
|
3.6.5. Сварка деталей из разноименных материалов………….. |
92 |
|
3.7. |
Технология стыковой сварки …………………………………... |
93 |
|
|
3.7.1. Выбор способа сварки, конструкции соединения и подготовка деталей к сварке |
93 |
|
|
3.7.2. Технология сварки различных металлов и узлов ……… |
95 |
|
|
3.7.2.1. Выбор режима сварки …………………………... |
95 |
|
|
3.7.2.2. Технологические особенности процесса стыковой сварки ………………...……………………………… |
98 |
|
|
3.7.2.3. Режимы сварки различных металлов ………….. |
98 |
|
|
3.7.2.4. Особенности технологии стыковой сварки различных деталей ………………………………………….. |
100 |
|
|
3.7.3. Доводочные операции после стыковой сварки ………... |
102 |
4. |
Контроль при контактной сварке ………………………………….. |
103 |
|
|
4.1. |
Способы и организация контроля ……………………………... |
103 |
|
4.2. |
Контроль сварных соединений ………………………………… |
107 |
|
4.3. |
Контроль процесса сварки ……………………………………... |
110 |
|
|
4.3.1. Контроль параметров режима сварки …………………... |
111 |
|
|
4.3.2. Контроль процесса по обобщающим параметрам ……... |
113 |
|
|
4.3.3. Многофакторный контроль ……………………………... |
115 |
5. |
Машины контактной сварки ………………………………………. |
116 |
|
|
5.1. |
Классификация и назначение машин контактной сварки …… |
116 |
|
5.2. |
Основные характеристики контактных машин ………………. |
118 |
|
5.3. |
Общая характеристика контактных машин …………………... |
119 |
|
|
5.3.1. Машины точечной сварки ………………………………. |
119 |
|
|
5.3.2. Машины рельефной сварки ……………………………... |
122 |
|
|
5.3.3. Машины шовной сварки ………………………………… |
123 |
|
|
5.3.4. Машины стыковой сварки ………………………………. |
126 |
|
5.4. |
Механическая часть контактных машин ……………………… |
130 |
|
|
5.4.1. Корпуса и станины ………………………………………. |
130 |
|
|
5.4.2. Сварочный контур ……………………………………….. |
131 |
|
|
5.4.3. Электроды ………………………………………………... |
135 |
|
5.5. |
Электрическое силовое устройство машин …………………... |
141 |
|
|
5.5.1. Электрические силовые схемы контактных машин …… |
141 |
|
|
5.5.1.1. Однофазные машины переменного тока ……… |
142 |
|
|
5.5.1.2. Трехфазные низкочастотные машины ………… |
143 |
|
|
5.5.1.3. Трехфазные машины постоянного тока ……….. |
144 |
|
|
5.5.1.4. Машины для конденсаторной сварки …………. |
147 |
|
5.6. |
Назначение и схемы основных элементов электрической части машин ………………………………………………………… |
149 |
|
|
5.6.1. Сварочные трансформаторы ……………………………. |
149 |
|
|
5.6.2. Контакторы ………………………………………………. |
151 |
|
|
5.6.3. Регуляторы цикла сварки ……………………………….. |
153 |
|
5.7. |
Установка и наладка контактных машин …………………….. |
153 |
|
|
|
|
|
|
Список рекомендуемой литературы ………………………….. |
155 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Введение
Контактная сварка как один из способов получения неразъемных соединений известна с конца прошлого века. В 1887 г. выдающийся русский инженер-изобретатель Н. Н. Бенардос запатентовал точечную сварку. Несколько позже Томсон (США) изобрел стыковую сварку сопротивлением. Стыковая сварка оплавлением была предложена в 1903 г. Широкое использование контактной сварки в нашей стране началось в 30-х годах после создания индустриальной базы.
Область применения контактной сварки чрезвычайно широка — от крупногабаритных строительных конструкций, изделий машиностроения и космических аппаратов до миниатюрных полупроводниковых устройств и пленочных микросхем. По имеющимся данным, в настоящее время около 30 % всех сварных соединений выполняют различными способами контактной сварки. Среди механизированных и автоматизированных способов сварки контактная сварка занимает первое место.
Контактной сваркой можно успешно соединять практически все известные конструкционные материалы — низкоуглеродистые и легированные стали, жаропрочные и коррозионно-стойкие сплавы, сплавы на основе алюминия, магния и титана и др.
Точечная сварка — наиболее распространенный способ, на долю которого приходится около 80 % всех соединений, выполняемых контактной сваркой. Этот способ сварки широко используют в автомобиле- и вагоностроении, строительстве, радиоэлектронике и т. д. Например, в конструкциях современных лайнеров насчитывается несколько миллионов сварных точек, легковых автомобилей — до 5000 точек. Диапазон свариваемых толщин — от нескольких микрометров до 10…30 мм. Точечной сваркой соединяются элементы жесткостей и крепежные детали с листами, тонкостенными оболочками и панелями.
Стыковую сварку сопротивлением используют весьма ограниченно, так как не удается обеспечить равномерный нагрев стыка и получить соединение по всей поверхности контакта из-за трудностей удаления оксидных пленок. Этот способ применяют в основном при соединении проволоки, стержней и труб из низкоуглеродистой стали относительно малых сечений.
Стыковую сварку оплавлением успешно используют при соединении трубопроводов, железнодорожных рельсов (бесстыковые пути) в стационарных и полевых условиях, длинномерных заготовок, ободьев автомобильных колес из различных конструкционных сталей и сплавов, латуни и цветных металлов и др. Стыковая сварка оплавлением обеспечивает экономию легированной стали при производстве режущего инструмента. Например, рабочая часть сверла из инструментальной стали сваривается с хвостовой частью из обычной стали.
Доля стыковой сварки, преимущественно сварки оплавлением, составляет около 10 % общего объема применения контактной сварки.
Шовная сварка по объему применения занимает третье место (около 7 %) и используется при изготовлении различных герметичных емкостей, например, топливных баков автомобилей и летательных аппаратов, баков стиральных машин и шкафов холодильников, плоских отопительных радиаторов и т. п. Кроме того, шовная сварка обеспечивает получение прочноплотных швов при производстве чувствительных элементов в приборостроении. Скорость сварки швов может достигать на отдельных установках 10 м/мин, а плотность соединений обеспечивает высокую надежность работы сварных конструкций в условиях очень низкого вакуума или весьма больших давлений рабочей среды.
Рельефная сварка — наименее распространенный способ контактной сварки (объем применения около 3 %), используется для крепления кронштейнов к листовым деталям, например, скобы к капоту автомобиля, петли для навески дверей к кабине и т. д., для соединения крепежных деталей — болтов, гаек и шпилек, крепления проволоки к тонким деталям в радиоэлектронике и др. Рельефная сварка по непрерывным рельефам также дает возможность получать герметичные соединения, в частности, крышки с основанием полупроводниковых элементов или интегральных схем.
В настоящее время контактная сварка — один из ведущих способов неразъемного соединения деталей в различных отраслях техники. Она отличается очень высокой степенью механизации, роботизации, автоматизации и, как следствие, высокой производительностью. Благодаря совершенствованию технологического процесса и модернизации оборудования области ее использования непрерывно расширяются.