- •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
3.3. Общая схема технологического процесса изготовления сварных узлов
Точечной и шовной сваркой обычно соединяют детали в узлы (секции), затем их собирают между собой различными способами. Такая организация производства позволяет эффективно использовать высокопроизводительные способы сборки и сварки, повышать уровень механизации и автоматизации, качество соединений, расширять фронт работы и снижать себестоимость продукции.
Разработку технологического процесса начинают еще на стадиях проектирования новой конструкции созданием директивной технологии, а затем рабочего технологического процесса (маршрутной технологии и операционных карт).
Типовой технологический процесс производства сварных узлов состоит из ряда основных операций в определенной последовательности: изготовление деталей, подготовка свариваемых поверхностей, сборка, прихватка, сварка, правка и механическая обработка, антикоррозионная защита, контроль. Этот процесс корректируют в зависимости от масштаба производства, степени взаимозаменяемости деталей, материала, размеров, формы и ответственности узлов, а также особенностей производства: исключают, добавляют или меняют последовательность операций.
3.3.1. Изготовление деталей
Качество изготовляемых деталей непосредственно влияет на трудоемкость и качество сборки, прихватки, сварки. В большинстве случаев увеличенные зазоры и плохое сопряжение деталей возникают именно из-за низкой точности их изготовления.
Заготовки из листа вырезают на гильотинных, дисковых, вибрационных ножницах, в штампах, газовым пламенем, плазменной струей. Для автоматического раскроя листов из титановых сплавов, жаропрочных сталей применяют лазеры. Профили разрезают на пресс-ножницах, пилами.
Формообразование деталей выполняют обычно холодной деформацией: гибкой во вращающихся валках, свободной гибкой, обтяжкой, вытяжкой, выдавливанием, штамповкой. Хрупкие металлы деформируют с подогревом. Особо крупные тонкостенные детали (днища, оболочки) изготовляют высокоскоростной обработкой, например, взрывом.
3.3.2. Подготовка поверхности
Цель этой операции — удаление исходных толстых, неравномерных по свойствам поверхностных пленок. В результате повторного окисления возникают новые пленки — тонкие с малым и стабильным контактным сопротивлением.
Способы подготовки поверхности различны. В наиболее полном виде они включают несколько последовательных операций: обезжиривание, удаление исходных, в основном оксидных, пленок, пассивирование, нейтрализацию, промывку, сушку, контроль.
Обезжиривание служит для удаления загрязнений, масла, маркировочной краски протиркой растворителями либо в ваннах различного состава: содовых растворах (для легированных сталей и титановых сплавов), щелочных растворах (для алюминиевых и магниевых сплавов). С целью ускорения процесса, в ванну иногда вводят ультразвуковые колебания. В автомобильной промышленности холоднокатаную сталь сваривают часто вообще без подготовки поверхности (тонкий слой масла мало влияет на формирование точек); латуни — после обезжиривания.
Удаление оксидных пленок — трудоемкая операция, так как оксиды химически связаны с металлом. Обычно их удаляют механической обработкой или химическим травлением.
Механическую подготовку проводят дробеструйной обработкой или металлическими щетками. Дробеструйную обработку применяют главным образом для стальных деталей с толстой оксидной пленкой (после термообработки, горячей деформации и т.д.) или с особыми поверхностными слоями; для титановых сплавов — с окалиной TiО2, реже для других металлов. Дробь изготовляют в виде частиц отбеленного чугуна, мелконарезанной стальной проволоки, а для алюминиевых сплавов — стеклянных шариков.
Зачистку вращающимися щетками используют для деталей из любых металлов, но чаще из сталей (в том числе жаропрочных, высокопрочных) при малых масштабах производства.
Иногда механическую обработку применяют для алюминиевых и магниевых сплавов. Однако во избежание глубокого повреждения металла ограничивают силу прижатия вращающихся щеток, лимитируют диаметр и длину проволочек (не более 0,2 мм и не менее 40 мм соответственно). Такая зачистка поверхности активизирует повторное окисление, поэтому в зависимости от условий хранения детали из алюминиевых и магниевых сплавов должны быть сварены не позднее чем через 5… 20 ч после обработки.
Химическое травление находит широкое применение как в единичном, так и массовом производстве практически для любых металлов. После такой обработки возникает более равномерная и менее активная пленка. Появляется возможность управлять ее свойствами и скоростью последующего роста.
Химическое травление осуществляют в щелочных и кислотных растворах с различными добавками для регулирования скорости травления, улучшения взаимодействия с поверхностью деталей, пассивирования поверхности (табл. 3.1). Наиболее тщательно обрабатывают поверхность алюминиевых и магниевых сплавов при производстве летательных аппаратов в авиационной и космической промышленности.
Таблица 3.1