Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Сибирский государственный индустриальный университет»
Кафедра металлургии и технологии сварочного производства
ИЗУЧЕНИЕ ПРОЦЕССА И ОБОРУДОВАНИЯ РЕЛЬЕФНОЙ КОНТАКТНОЙ СВАРКИ
Методические указания к выполнению лабораторной работы по дисциплине «Технология и оборудование сварки давлением». Специальность 150107 - Металлургия сварочного производства
Новокузнецк 2008
УДК 621.791(07) ИЗ 9
Рецензент
кандидат технических наук, доцент
кафедры УКиД СибГИУ
Ю.Г. Сильвестров
ИЗ9 Изучение процесса и оборудования рельефной контактной сварки: метод, указ. / Сост.: Н.Н. Малушин^ СибГИУ. -Новокузнецк, 2008. - 17 с.
Содержание
Введение 4
1 Краткие теоретические сведения 4
Сущность рельефной сварки 4
Выбор параметров режима рельефной сварки 5
2.Устройство машин рельефной сварки 7
Машины общего назначения для рельефной сварки 7
Назначение и техническая характеристика блока БУ-5ИПС .. 11
З.Цели работы 12
4.Оборудование и материалы 12
Методика выполнения работы 13
Содержание отчета 13
7.Контрольные вопросы 14
8.Техника безопасности 14
Список литературы 16
Рассматриваются особенности оборудования и технологии рельефной сварки. Приведена методика выбора параметров режима рельефной сварки. Изложена методика исследования влияния параметров режима на качество рельефного соединения.
Приведены указания к выполнению лабораторной работы, требования к содержанию отчета и контрольные вопросы.
Предназначены для студентов специальности 150107 -«Металлургия сварочного производства», а также могут быть использованы при выполнении лабораторных работ по дисциплине «История сварочной техники и технологии».
Введение
В настоящее время контактная сварка является одним из ведущих способов неразъемного соединения деталей в различных отраслях техники. Благодаря совершенствованию технологического процесса и модернизации оборудования области ее использования непрерывно расширяются. Получение сварных конструкций с заданными эксплуатационными свойствами обеспечивается соответствующей технологией и оборудованием.
Технология - перечень сведений о способах и режимах обработки и сварки деталей. Теоретическую основу технологии составляет ряд физико-химических процессов, протекающих при формировании соединений.
Технология определяет требования к сварочному оборудованию.
Сварочное оборудование- комплекс устройств (механических и электрических), обеспечивающих выполнение заданной технологии производства сварных конструкций. Оборудование состоит из машины, средств механизации и автоматизации, аппаратуры управления технологическим процессом сварки.
1 Краткие теоретические сведения 1.1 Сущность рельефной сварки
Рельефная сварка — разновидность точечной сварки, при которой первоначальный контакт деталей происходит по ограниченной рельефами площади (рисунок 1), предварительно формируемыми на деталях. В начальный момент времени это позволяет достигать более концентрированного нагрева металла проходящим током. Нагреваясь, рельефы деформируются, и на определенной стадии происходит плавление металла и образование ядра 4. Формирование соединений при рельефной сварке происходит по единой схеме, характерной для точечной и шовной сварки.
1-детали; 2- электроды; 3- сварочный трансформатор; 4-литое ядро; 5- рельеф. Рисунок 1-Принципиальная схема рельефной сварки:
Рельефную сварку обычно применяют для увеличения производительности процесса, снижения размеров нахлестки. Чаще этим способом соединяют детали из сталей, титановых и жаропрочных сплавов толщиной ОД — 3 мм. Различные варианты рельефной сварки отличаются числом одновременно свариваемых точек, способом подвода тока и усилия, формой, размерами и способом изготовления рельефов.
1.2 Выбор параметров режима рельефной сварки
Для сталей ориентировочные режимы одноточечной рельефной сварки деталей толщиной 1-3 мм можно выбрать исходя из плотности тока 400-500 А/мм", удельного усилия 40-60 МПа и длительности сварочного импульса 0,16-0,24 с. Для многоточечной сварки ток и усилие увеличивают в соответствии с числом точек, а длительность импульса повышают на 20-25 %. При сварке жаропрочных сплавов для уплотнения зоны соединения применяют ковочное усилие.
Размеры выштампованных рельефов (рисунок 2) выбирают по эмпирическим формулам:
dp - 2S + 0,75мм,
hp = 0,4S +0,25мм
4
5
Рисунок 2-Размеры выштампованных рельефов
При выборе параметров режима рельефной сварки необходимо учитывать следующие факторы. Скорость деформации рельефа должна быть строго определенной. Чрезмерно высокая скорость быстро снижает концентрацию теплоты в контакте деталей. По этой причине рельефная сварка пластичных металлов не нашла практического применения. Чрезмерные сварочные усилия могут сдеформировать рельеф задолго до формирования качественного соединения. Завышенные значения тока могут вызвать не только резкую осадку, но и преждевременное расплавление выступа, а, следовательно, привести к выплеску металла. Чрезмерная длительность нагрева . усиливает смятие рельефа и затрудняет подбор режима.
При эксплуатации машин рельефной сварки необходимо учитывать, что быстрому смятию и даже расплавлению рельефа может способствовать низкая динамическая характеристика привода сжатия машины. Большая сила трения в подвижных элементах, значительная масса самой сварочной головки, ее инерционность уменьшают фактическое усилие сжатия. Поэтому стремятся уменьшить трение, снизить массу подвижных частей, увеличить внешнее усилие, а также сделать нагрев более плавным. Однако медленное смятие рельефов также нежелательно, так как оно препятствует сокращению зазоров между деталями.
При многоточечной рельефной сварке особое значение приобретают идентичность рельефов, одинаковые плотности тока и усилия. Отклонение в высоте отдельных рельефов, перекос электродов и износ их рабочей поверхности, недостаточная жесткость консолей могут приводить к значительным колебаниям прочности соединения. Не параллельность плит допускают не более 0,25мм (между крайними рельефами), желательно применять модулирование тока с плавным нарастанием амплитуды,
предварительный подогрев дополнительным импульсом или небольшую предварительную опрессовку рельефов.
2 Устройство машин рельефной сварки
Машины рельефной сварки выпускаются согласно ГОСТ 297— 80 и состоят из механической и электрической частей.
Машины рельефной сварки во многом аналогичны точечным. Однако они имеют массивные контактные плиты для крепления оснастки, более жесткий корпус и кронштейн, а также минимальное поперечное смещение ползуна в направляющих. Усиленный привод механизма сжатия имеет также и улучшенные динамические характеристики. Машины нередко имеют два сварочных трансформатора, расположенных по сторонам корпуса и включенных параллельно. Такие машины рассчитаны на возможность одновременной сварки нескольких точек с плавным нарастанием или пульсирующим включением тока.