З адание

1.Рассчитать параметры режима односторонней двухточечной сварки листов стали Х15Н5Д2Т толщиной 1,0 и 2,0 мм. Шаг между точками t_ш=50 мм. В начале рассчитать параметры режима для одноточечной сварки затем, двухточечной с токоведущей подкладкой, затем двухточечной без токоведущей подкладки.

2.Расчитать параметры режима ССО (стыковой сварки оплавлением) и ССС (стыковой сварки сжатием) круга Ø 16 мм.

3.Расчитать параметры режима шовной сварки листов. Условия из первой задачи, выбрать марку машины.

Задача №1

1.Рассчитать параметры режима односторонней двухточечной сварки листов стали 12Х18Н10Т толщиной 1,0 и 2,0 мм. Шаг между точками t_ш=25 мм. В начале рассчитать параметры режима для одноточечной сварки затем, двухточечной с токоведущей подкладкой, затем двухточечной без токоведущей подкладки.

РАСЧЁТ:

1. Одноточечная сварка:

Основными параметрами режима точечной сварки являются:

Параметр

Iсв; кА

Fсв; кН

tсв; сек

Iш.; кА

Rш; мкОм

Rэкв.; мкОм

I2; кА

U2; В

Для сварки листов из стали 12Х18Н10Т толщиной δ=(1,0+2,0)мм. будем принимать машину переменного тока.

Ток во вторичной обмотке трансформатора рассчитывается по формуле:

I₂= I_св.+ I_ш.;

где I₂- ток во вторичной обмотке трансформатора;

I_св- действующее значение сварочного тока

I_ш.- ток шунтирования;

Действующее значение сварочного тока находим по формуле:

I_св.= ;

где Q_ээ- теплота, выделяемая при протекании сварочного тока через участок «электрод-электрод»

k_з=1,1-коэффициент,учитывающий изменение сопротивления во время сварки коррозионно-стойких сталей;

= 110 ·10^-6 Ом -сопротивление деталей к концу нагрева определяемое по таблице 2 Приложения;

Скорость сварки : t_св.=0,78 сек время сварки определяемое по таблице 1 Приложения

Теплота Q_ээ- определяется по следующей формуле:

Q_ээ=Q₁+ Q₂+ Q₃; Дж

где Q₁ - энергия затрачиваемая на нагрев до Т_пл объёма металла, большего чем объём ядра;

Q₂ - теплота расзодуемая на нагрев до температуры Т_пл. /4 свариваемого металла в виде кольца шириной Х₂;

Q₃ - потери теплоты в электродах или на нагрев условного цилиндра (внутри электрода) высотой Х₃ до средней температуры Т_пл. /8.

Находим необходимые значения энергий:

Q₁= · (δ₁+ δ₂)·с·γ·∆Т_пл;

где d_я =4 ·10^-3 м -диаметр ядра (сварочной точки) в зависимости от толщины свариваемых пластин по ГОСТ 15878 (табл.1 Приложение 1)

с=462Дж/кгº·С – теплоёмкость свариваемого металла, по марочнику сталей (Приложение 1 табл. П.1);

γ = 7900 кг/м³- плотность свариваемой стали, по марочнику сталей

(Приложение 1 табл. П.1);

Т_пл= 1800ºС – температура плавления свариваемой стали, выбирается по марочнику сталей (Приложение 1 табл. П.1);

Q₁= (1+2)·10^-3·462·7900·1800 =

=0,00001256·0,003·462·7900·1800 = 247 Дж

Q₂= k₁·π·Х₂·( d_я+Х₂)·(δ₁+ δ₂)· γ·с· ;

где k₁=0,8 –коэф, учитывающий, что средняя температура кольца несколько ниже ср. t^º

Х₂- ширина кольца, окружая ядро

Х₂=1,1· =1,1· =0,0097 м

Q₂= 0,8·3,14·0,0097·(0,004+0,0097)·(1+2)·10^-3·7900·462· =

=0,02436·0,0137·0,003·7900·462·370 =1352 Дж

Q₃= 2·k₂· · Х₃· γ_э·с_э· ;

где k₂=1,5 –коэффициент, учитывающий форму электрода

(в данном случае электрод конический)

γ_э=8,9 ·10³ кг/м³=8900 кг/м³ – плотность медного электрода

с_э=371 Дж/кг·ºС-теплоёмкость медного электрода

Х₃- ширина кольца определяется временем сварки и температуропроводностью

Х₃=3,3· =3,3· =0,029 м

Подставляя получаем:

Q₃= 2·k₂· ·Х₃· γ_э·с_э· =

= 2·1,5 =

= 3·0,00001256·0,029·8900·371·185=667,5 Дж.

Количество теплоты в зоне сварки на участке «электрод-электрод»:

Q_ээ=Q₁+ Q₂+ Q₃=247+1352+667,5 = 2266,5 Дж

Определяем значение сварочного тока:

I

2266,5

_св.= = 4 900А = 4,9 кА.

Найдём значение сопротивления шунта:

R_ш= ;

где = 1,5 -коэф. поверхностного эффекта, в зависимости от толщины свариваемых листов (табл.2 Приложения)

=85·10^-8 Ом·м - удельное электросопротивление материалов пластины (табл.1.1 стр.18, Б. Д. Орлов)

где l =10·10^-3м – значение шага точек (табл.3);

δ – толщина листа;

h=42,5·10^-3 - величина полосы ширина полосы, по которой ток шунтируется по рисунку 1 (графика) Приложения

R_ш=

=0,000001275· =0,000001275 · = 0,000200 Ом = 200 мкОм.

Определяем значение тока шунтирования:

I_ш.= I_св.· = 4900 =2695 А=2,7 кА

Тогда ток во вторичной обмотке:

I₂= I_ш.+ I_св=2695+4900 = 7595 А=7,6 кА.

Расчитываем эквивалентное сопротивление:

= = = 71мкОм

Значение напряжения на вторичной обмотке трансформатора:

U= I₂·R_экв=7595·0,000071=0,54 В

Расчитанные значения параметров рижима одноточечной сварки заносим в таблицу:

Параметр	Iсв; кА	Fсв; кН	tсв; сек	Iш.; кА	Rш; мкОм	Rэкв.; мкОм	I2; кА	U2; В
Значения	4,9	5	0,78	2,7	200	71	7,6	0,54

F _св.

t

t _св

Циклограмма усилия и тока при точечной сварке

с постоянным сварочным усилием