Лабораторная работа № 9 технология точечной сварки
Ц е л ь р а б о т ы: ознакомиться с устройством и работой точечной машины и освоить методику составления технологии точечной сварки при выполнении индивидуального задания.
Общие сведения
Точечная сварка является частным случаем электрической контактной сварки. Она осуществляется нагревом деталей электрическим током под давлением до оплавления в месте контакта, а последующая кристаллизация жидкого металла в "точке" приводит к образованию точечного шва. В основе способа лежит закон Джоуля-Ленца, согласно которому количество тепла, выделяемое в месте сварочного контакта равно:
Q = I2 R , Дж
где I - сварочный ток, А;
R - сопротивление зоны сварки, Ом;
- время прохождения тока, с.
Для точечной сварки детали 1 (рис. 9.1) помещают между медными электродами 2 точечной машины. При нажатии на педаль пневмопривода верхний электрод опускается и прижимает свариваемые детали к нижнему электроду с определенным усилием Р. Через некоторое время, необходимое для достижения плотного контакта между деталями, включается сварочный ток. После нагрева места сварки до оплавления сварочный ток отключается, а процесс кристаллизации металла в сварочной ванне завершается при сохранении давления.
РЕЖИМ ТОЧЕЧНОЙ СВАРКИ назначается в зависимости от толщины свариваемого металла и определяется площадью контактных поверхностей электродов, силой сварочного тока, усилием сжатия и временем сварки.
Рис.9.1 Схема точечной сварки:
1-свариваемые изделия; 2-электроды; 3-электрододержатели; 4-силовой трансформатор; 5-регулятор тока; 6-блок включения.
Диаметр контактной поверхности электрода выбирается в зависимости от толщины свариваемых листов по формуле:
dэ = (1,5...2,0) S + 3,
где dэ - диаметр контактной части электрода, мм;
S - толщина свариваемого металла, мм.
Величину сварочного тока можно определить по следующей зависимости:
Iсв = А Fэ,
где А - плотность тока, А/мм2;
Fэ - площадь контактной поверхности электрода, мм2.
Плотность тока при сварке малоуглеродистой стали на "мягком" режиме должна быть 100-140 А/мм2, а на жестком режиме - 200-400 А/мм2.
Длительность включения сварочного трансформатора можно определить по зависимости:
св = (0,1...0,25) S,
где S - толщина одной детали, мм.
Она зависит также от состава металла и усилия сжатия и изменяется в пределах от сотых долей секунды до 1 секунды.
Усилие сжатия деталей между электродами возрастает с увеличением толщины свариваемых деталей и определяется по формуле:
Р = (110...220) S,
где Р - усилие сжатия детали, кг;
S - толщина свариваемого металла, мм.
Продолжительность сжатия деталей до включения сварочного тока возрастает с увеличением толщины металла и находится в пределах 0,1-0,8 с. Длительность сжатия свариваемых деталей после включения тока оказывает влияние на качество сварной точки и лежит в интервале 0,1-1,2 с.
Величина нахлестки определяется диаметром сварной точки, расстояние от которой до края листа должно быть не менее 0,5 S (S - толщина листа, мм).
Расстояние между точками должно быть таким, чтобы при сохранении достаточной прочности сварного соединения до предела уменьшить шунтирующее влияние соседней точки. В среднем расстояние между соседними точками при их однорядном расположении принимают равным:
L = (2...3) dт,
где L - расстояние между точками, мм;
dт - диаметр точки, мм.
Задание
Изучить устройство и работу машины точечной сварки МТП-75-11. Рассчитать оптимальный режим сварки изделий заданной вариантом толщины. Настроить сварочную машину на выбранный режим и произвести сварку выданных образцов на оптимальном значении сварочного тока.
Оборудование, инструмент и материалы
Машина МТП-75-11; образцы свариваемых пластин из малоуглеродистой стали заданной вариантом толщины.
Порядок проведения работы
Перед началом работы студенты знакомятся с правилами техники безопасности, затем изучают устройство сварочной машины МТП-75-11 и включают ее в работу (демонстрирует мастер ПО).
После этого каждый студент рассчитывает режим сварки в соответствии с вариантом задания, а полученные результаты заносит в таблицу 9.1.
Таблица 9.1
Результаты расчета параметров режима точечной сварки
Вари-ант |
Толщина сваривае-мого изде-лия S, мм |
Диаметр электрода dэ, мм |
Нагрузка на элект-род Р, кг |
Свароч-ный ток Iсв, А |
Время выдержки , с |
Расстояние между точ-ками l, мм |
|
|
|
|
|
|
|
После проверки полученных значений (преподавателем) студент производит сварку заданных пластин (под наблюдением мастера производственного обучения).
Результаты практической части работы представляются на проверку преподавателю, который дает разрешение на оформление отчета по работе.
Содержание отчета
1. Название и номер лабораторной работы.
2. Цель работы.
3. Задание (в соответствии с вариантом).
4. Используемое оборудование, инструмент и материалы (образцы).
5. Расчет режимов сварки для заданного варианта.
6. Сводная таблица 5.10 результатов расчета (по всем вариантам).
7. Анализ полученных результатов.
8. Выводы.
Контрольные вопросы
1. На каком принципе основана точечная электросварка?
2. От чего зависит количество теплоты, выделяемой в месте контакта свариваемых деталей?
3. Зачем при точечной сварке применяется внешнее давление?
4. Назовите основные узлы точечной машины и объясните их назначение.
5. Назовите основные достоинства точечной электросварки и область ее рационального использования.
6. Что значит настроить точечную машину на расчетный режим работы и как это делается?