4. Правила по технике безопасности и пожарной безопасности:

4.1 Не включать машину без разрешения преподавателя;

4.2 Не прикасаться к токоведущим частям оборудования;

4.3 Не выполнять иных действий, не предусмотренных данной лабораторной работой.

5. Основные теоретические положения:

Шовная контактная сварка – контактная сварка, при которой соединение элементов выполняется внахлестку вращающимися дисковыми электродами в виде непрерывного или прерывистого шва. При шовной сварке образование непрерывного соединения (шва) происходит последовательным перекрытием точек друг за другом. При шовной сварке электроды выполняют в виде вращающихся дисковых роликов, с помощью которых происходит передача усилия деталям, подвод тока и перемещение деталей. На практике применяют следующие способы шовной сварки: непрерывную, прерывистую с непрерывным вращением роликов, прерывистую с периодическим вращением роликов. Непрерывную шовную сварку выполняют сплошным швом при постоянном давлении роликов на свариваемые детали и постоянно включенном сварочном токе в течение всего процесса сварки.

Недостатками способа являются повышенные требования к подготовке поверхности, однородности, толщине и химическому составу металла свариваемых деталей. Прерывистую варку с непрерывным вращением роликов также выполняют при постоянном давлении сжатия, а сварочный ток подают периодически, при этом шов формируется в виде сварных точек, перекрывающих друг друга. Шов получается более высокого качества. При прерывистой сварке с периодическим вращением роликов сварочная цепь замыкается в момент остановки роликов (шаговая сварка). Такой способ обеспечивает наиболее качественный шов, так как формирование сварной точки происходит под сжимающим давлением. Однако машины для такого способа сварки отличаются большей сложностью и меньшей производительностью.

Детали к шовной сварке готовятся так же, как к точечной. При плохой очистке деталей ток шунтирования уменьшается и качество шва ухудшается. Коробление деталей уменьшают прихваткой по оси шва точками без глубоких вмятин с шагом 50–100 мм. Очень плотная сборка усиливает шунтирование тока, а сборка с большими зазорами ведет к набеганию металла и нарушению герметичности соединений в особенности на кольцевых деталях. Режим задается током /с, давлением Р_с, диаметром и профилем электрода, скоростью сварки. При шаговой сварке и сварке отдельными точками указывают время сварки /с и паузы. Ток при шовной сварке на 15–40% больше, чем при точечной сварке из-за шунтирования и более жестких режимов, давление практически такое же, а время сварки меньше. Скорость сварки выбирают по tz и tn с учетом перекрытия точек.

Соединения при шовной сварке разделяют на нахлёсточные и стыковые. К нахлёсточным относят соединения с простой нахлёсткой, фланцевые и полуфланцевые. Все эти соединения сваривают отдельными точками с литым ядром. Точки перекрывают друг друга в швах. Стыковые соединения бывают с соединительной накладкой, с небольшой нахлёсткой или используют присадочную проволоку круглого или треугольного сечения, помещая её в зазор между пластинами. Шовная сварка осуществляется различными циклами. Непрерывное включение сварочного тока используют только при сварке тонколистовых сталей. Качество сварки и стойкость роликов при таком цикле снижается. Наибольшее распространение получила сварка с прерывистым включением тока. Во время паузы между импульсами ролики и деталь частично охлаждаются, стойкость роликов возрастает. Несколько снижаются и остаточные деформации вследствие уменьшения зоны термического влияния.

Детали, изготовленные с низким электросопротивлением, сваривают с прерывистым вращением роликов, останавливая их на время прохождения тока. Остановка вращения способствует усиленному охлаждению роликов и деталей, а также лучшей проковке места сварки. Цикл позволяет создать повышенное усилие проковки.

Сила сварочного тока при шовной сварке на 20-60% больше, чём при точечной, из-за значительной жёсткости режима и частично из-за шунтирования тока. Усилие сжатия при шовной сварке также увеличено по сравнению с точечной сваркой. Важным параметром режима шовной сварки является соотношение между импульсами I_св и временем цикла t_ц. Оно обычно оценивается отношением t_св/t_ц = 0.15-0,85.

При сварке обычных сталей t_св/t_ц = 0,5, а при сварке сталей с защитным покрытием t_св/t_ц = 0,8-0.85. Значительное увеличение t_cв увеличивает зону разогрева. Металл покрытия расплавляется и вытесняется из зазора между свариваемыми, деталями. При сварке алюминиевых сплавов соотношение уменьшают до 0,1 для снижения шунтирования тока. Скорость сварки (м/мин) определяется совокупностью параметров t, мм, t_св,с, t_n, с из отношения

V_cв = 0,061/( t_св + t_п) (1)

Таблица 1.1

Режимы шовной сварки низкоуглеродистой стали

Толщина металла в мм	Усилие сжатия в Н	Производительность в сек.		Сварочный ток в кА	Скорость сварки в м/мин	Ширина рабочей части электрода в мм
		Сварка	Пауза
	1000-2000	0,04	0,04	8-10	1-2,0	4,0
	3000-5000	0,08	0,12	12-15	1-1,5	5,0
	4000-6000	0,1	0,4	14-18	0,6-1,0	7,0
	5000-7000	0,14	0,16	16-20	0,5-0,6	9,0
	7500-9000	0,18	0,18	20-24	0,5-0,6	11,0

Сварка без прерывателя требует особо тщательной очистки поверхности заготовок. Даже отдельные небольшие загрязнения вызывают прожоги и приводят к браку.

Сварка с прерывателем дает более стабильное качество швов. При этом режим шовной сварки определяется, кроме перечисленных в случае сварки без прерывателя величин, еще временем включения и выключения тока и количеством прерываний тока а секунду или на 1 м шва. При этом приеме сварки шов состоит из отдельных перекрывающих друг друга точек. Время включения и выключения тока в сумме дает цикл сварки.

Длительность одного цикла может быть определена по уравнению:

где: t – время одного цикла в сек.; а – шаг точек в мм; v – скорость сварки в м/мин.

Отношение времени включения тока для одной точки к времени всего цикла берется в пределах от 0,5 до 0,8 при сварке низкоуглеродистой стали; от 0,4 до 0,5 при сварке нержавеющей стали и от 0,15 до 0, 35 при сварке алюминиевых сплавов. Шаг точек берется в пределах от 2 до 5 мм, а скорость сварки от 0,5 до 2 м/мин. Как шаг, так и скорость сварки зависят от толщины и свойств свариваемого материала.

Технология шовной сварки включает оснастку машины, очистку и сборку заготовок, порядок и режимы сварки.

Оснастка машины выбирается в зависимости от конструкции детали, ее назначения и материала. При сварке ответственных деталей из низкоуглеродистой стали, а также деталей из нержавеющей стали и цветного металла машина оснащается прерывателем.

Форма контактной поверхности роликов при сварке стали берется цилиндрической, шириной от 3 до 10 мм, а при сварке цветных металлов чаще сферической. В некоторых случаях при сварке цветных металлов контактная поверхность одного ролика делается сферической, у второго ролика контактная поверхность делается уширенной цилиндрической. При шовной сварке требуется тщательная очистка поверхностей заготовок как в месте сварки, так и в местах токоподвода.

Сборка деталей под шовную сварку осуществляется с применением точечной сварки. Использование шовных машин для этих целей не рекомендуется, так как это приводит к неравномерному износу роликов, что приведет к браку при шовной сварке.

При сборке под шовную сварку необходимо тщательно следить за плотным прилеганием поверхностей заготовок. Зазоры не должны превышать 0,1–0,5 мм. Меньшая величина зазора принимается при сварке более толстого материала.

Для предупреждения непровара длинные швы рекомендуется разбивать на два и более участка.

Таблица 1.2

Значения измерительных и расчетных величин опыта

Низкоуглеродистая сталь

Характер режима	Толщина металла, мм	Ширина сварочных роликов, мм	Сварочный ток, кА	Усилие сжатия, МПа	Длительность импульса, с	Результат опыта
Нормальный
Уменьшение одного параметра
Увеличение одного параметра

6. Контрольные вопросы:

1.Типы сварных соединений, выполняемые шовной сваркой.

2.Нарисуйте и охарактеризуйте циклограммы, применяемые для шовном сварки.

3.Перечислите параметры режима шовной сварки.

4.Чем определяется скорость шовной сварки?

5. Подберите параметры шовной сварки для толщины металла 2.0 мм.

7. Список литературы:

1 Гуляев А. И. Технология и оборудование контактной сварки VI.: Машиностроение, 1985; г. -256 с.

Лабораторная работа № 4

ТЕМА: Выполнение стыковой сварки сопротивлением и оплавлением углеродистой стали на машине МС – 502. Определение влияния параметров режима сварки на ее качество

1 Цели работы:

1.1 Ознакомиться с методикой выбора, режимов при стыковой сварке сопротивлением углеродистых сталей;

1.2 Исследовать влияние параметров режима на качество сварки;

1.3 Пробудить чувства ответственности;

1.4 Развивать интерес к самостоятельной деятельности на занятии.

Время выполнения: 2 часа

2 Дидактическое и методическое обеспечение:

2.1 Методические указания по выполнению лабораторной работы;

2.2 Материальное обеспечение: стыковая машина МС – 502; свариваемые образцы (пластины);

2.3 Справочная литература.

3 Последовательность выполнения работы:

3.1 Подобрать режимы сварки для пластин из низкоуглеродистой стали;

3.2 Произвести их сварку на стыковой машине МС – 502;

3.3 Определить качество сварки внешним осмотром. При наличии дефектов установить их причину;

3.4 Увеличить силу тока на 50-100 А и произвести сварку образцов;

3.5 Произвести внешним осмотром оценку качества сварки;

3.6 Проанализировать влияние параметров режима на качество сварки;

3.7 Ответить на контрольные вопросы;

3.8 Составить отчёт.