24Назовите основные узлы шовной машины. Охарактеризуйте электроды шовных машин. Сделайте сравнительный анализ точечных и шовных машин, при­ведите отличия.

В корпусе 1 машины шовной сварки (рис. 2) размещены сварочный трансформатор 3 и механизм вращения роликов с электроприводом 2. Электроды в виде вращающихся роликов 7 вместе с системами токоподвода образуют верхнюю 8 и нижнюю 6 роликовые головки. Верхний ролик перемещается вместе с ползуном 9 от механизма сжатия с пневмоприводом 10. Иначе, чем в машинах точечной сварки, выполнены токовёдущие и силовые элементы сварочного контура (консоли, кронштейн 5 и др.). При сварке с наружным охлаждением используют корыто 4 для слива воды. В современных машинах шовной сварки обычно предусмотрена несложная переналадка верхней и нижней роликовых головок для сварки поперечных и продольных швов обечаек. Однако выпускаются машины только для поперечных или продольных швов.

 

при шовной сварке электроды-ролики перемещают свариваемые детали и удерживают их в процессе нагрева и осадки.

Электроды-ролики шовных машин имеют форму дисков. Ширина рабочей поверхности ролика В и его толщина Н зависят от толщины S свариваемой детали.

25Дайте определение стыковой сварки и назовите область применения. Объясните, как выбрать способ стыковой сварки. Обоснуйте значимость подготов­ки поверхности к сварке и укажите, как подготовить торцы деталей к сварке. Пе­речислите дефекты стыковой сварки. Объясните, почему образуется подгар по­верхности.

Стыкова́я сва́рка — сварочный процесс, при котором детали соединяются по всей плоскости их касания, в результате нагрева.

Сварка сопротивлением используется для соединения деталей с площадью сечения до 200 мм² Применяется в основном при сварке проволоки, стержней и труб из низкоуглеродистой стали относительно малых сечений

Сварка оплавлением Применяется для соединения железнодорожных рельсов на бесстыковых путях, для производства длинноразмерных заготовок из сталей, сплавов и цветных металлов.

Способ стыковой сварки выбирается в зависимости от формы и сечения деталей, марки металла, требований к качеству соединений.

Чем больше сечение свариваемых поверхностей, тем ниже качество сварного соединения, главным образом из-за образования окислов в стыке[3]. Этим объясняется ограниченное применение сварки сопротивлением, которая используется для соединения деталей с площадью сечения до 200 мм²

Сварка оплавлением используется для соединения деталей с площадью сечения до 100000 мм²[1], таких как трубопроводы, арматура железобетонных изделий, стыковые соединения профильной стали.

Подготовка деталей к сварке заключается в получении определенной формы торцов, очистке их поверхности и поверхности деталей, правильной установке торцов перед началом сварки. Торцы деталей получают механической резкой на ножницах, пилах, металлорежущих станках, горячей или холодной высадкой на прессах, а также с помощью плазменной и газовой резки с последующим удалением шлака.

Токоподводящие участки деталей и торцов очищают различными механическими способами и травлением.

При сварке сопротивлением (вследствие трудности обновления поверхности) требуется более тщательная установка деталей при сборке, чем при сварке оплавлением. Так, зазор между торцами при сварке сопротивлением не допускается более 0,5 мм. При сварке оплавлением он может быть большим (до 15 % ). При сварке развитых сечений требования к качеству сборки, в частности, к взаимной параллельности торцовых поверхностей деталей, ужесточаются.

При стыковой сварке в соединениях могут образоваться следующие дефекты: пережог и перегрев металла в стыке, непровар, подгар и подплавление деталей вне зоны сварки, трещины, смещения осей деталей, искривление соединения, отклонение размера длины сваренного изделия от заданного чертежом. Пережог и перегрев стыка выявляются внешним осмотром, эти дефекты имеют следующие признаки: в выдавленном при осадке металле много трещин с окисленной поверхностью, раковины и поры на поверхности стыка. Если стык перегрет, то при разрушении его обнаруживается в стыке крупное зерно. При пережоге в изломе стыка обнаруживается большое количество окисных включений.

Подгар и подплавление — это дефекты, появляющиеся на поверхности деталей, в пределах зоны соприкосновения их с электродами (губками). Глубина подгаров и подплавлений иногда настолько значительна, что детали бракуются, так как механической обработкой устранить их нельзя. Указанные дефекты можно обнаружить при внешнем осмотре невооруженным глазом.

Подгары и подплавления происходят в результате загрязнения поверхностей свариваемых деталей и электродов, попадания частиц грата, шлака или окалины между деталью и электродом, малой контактной поверхности электродов, недостаточного усилия зажатия, перекоса детали при установке ее на электрод. Подгар и подплавление возможны также при несоответствии формы и размеров электродов форме и размерам деталей, при низких тепло-электрических свойствах материала электродов и плохом их охлаждении.

26Опишите и схематично изобразите стыковую сварку сопротивлением с указанием основных параметров. Назовите недостатки стыковой сварки сопротив­лением. Приведите сравнительный анализ выбора усилия сжатия для сварки низ­колегированных и легированных сталей. Обоснуйте, как влияет продолжитель­ность нагрева tcв) на качество сварки.

Первая стадия процесса сварки - установка деталей в электродных губках машины и их зажатие - аналогична подобной стадии при сварке оплавлением

Вторая стадия процесса сварки - нагрев - начинается с пропускания сварочного тока I_св через зону сварки. Сварочный ток протекает через множество элементарных электрических контактов аналогично точечной сварке.

Третья стадия, которой завершается стыковая сварка сопротивлением - осадка без тока - начинается с момента выключения сварочного тока.

Недостатком контактной стыковой сварки является возможность ее использования только в стационарных условиях из-за значительной массы сварочного оборудования и большого потребления электрической энергии.Недостаток ее заключается в том, что полученные швы не всегда герметичны.

При снижении давления интенсивность тепловыделения растет, но ухудшается равномерность нагрева в сечении, что связано со случайным расположением участков контакта и является серьезным недостатком этого процесса.

при стыковых способах сварки ведущим фактором в образовании металлических связей в сварном соединении является давление, а нагрев облегчает формирование соединения путем повышения пластичности металла и улучшает качество за счет протекания рекристаллизации металла в области стыка.

 

27Опишите и схематично изобразите стыковую сварку оплавлением с ука­занием основных параметров. Дайте понятие установочной длины и припуска на сварку. Сделайте сравнительный анализ: установочная длина е = (8-9)σ , где σ - толщина свариваемого металла. Верно ли это? Обоснуйте.

Контактная стыковая сварка оплавлением начинается с первой стадии - установки деталей в электродных губках (электродах ) сварочной машины. Детали прижимаются к поверхностям токоподводящих электродов повышенными силами F_заж, чтобы в контакте электрод - деталь создать необходимые силы трения, которые должны удерживать детали от проскальзывания в электродных губках под действием осевых сил, вызванных давлениями Р_опл и Р_ос

Вторая стадия процесса сварки - оплавление - начинается с подачи напряжения oт источника сварочного тока на разомкнутые детали, после чего подвижная плита машины с закрепленной деталью начинает перемещаться к неподвижной детали со скоростью V_п.п.

Заканчивается контактная стыковая сварка оплавлением третьей стадией - осадкой. Осадка начинается с ускоренного перемещения подвижной детали. Вместе с повышенной скоростью осадки, примерно на порядок превышающей скорость оплавления, резко возрастает сила осадки.

установочная длина Длина свариваемых частей, выступающих за зажимные приспособления при стыковой контактной сварке

припуск на сварку, т. е. та величина, на которую заготовки после сварки будут уменьшены по длине. 

Установочная длина l_у зависит от формы деталей (труба, пруток), тепло- и электропроводности материалов. Для материалов c повышенной теплопроводностью требуетcя увеличенная установочная длина, чтобы снизить потери теплоты в электродныe губки мaшины и создания оптимальнoй зоны нагрева деталей.

Для прутков диаметром d > 8 мм оптимальные значения установочной длины l_у составляют : для стальных (0,7. .. 1) d, алюминиевых и латунных (1,5...2)d, медных (2,5.. .4) d. Для проволоки из сталей диаметром d < 8 мм указанные значения необходимо увеличить на 20 .. .60 %, при этом степень увеличения возрастает с уменьшением диаметра.

Установочная длина влияет нa ширину зоны нагрева деталeй, потeри теплоты в электродные губки мaшины , устойчивость к искривлению пpи осадке нагретых деталей, вeличину вторичного напряжения сварочного трансформатора.

28Изобразите схематично стыковую сварку оплавлением и объясните, как производится выбор скорости оплавления и осадки, усилия осадки, силы свароч­ного тока. Поясните, как выбрать установочную длину на две детали. Выявите, в чем выражается такой дефект, как непровар и как он влияет на качество сварного соединения. Укажите методы его исправления.

Скорость оплавления   выбирают из условий получения определенного распределения температуры в деталях. Для равномерного нагрева торцов перед осадкой конечную скорость оплавления   значительно увеличивают. От припуска на оплавление   зависит получение равномерного нагрева по сечению, оптимального распределения температуры вдоль деталей и образование слоя расплавленного металла на торцах. Обычно   составляет 0,7…0,8 общего припуска на сварку. При сварке с подогревом и импульсным оплавлением   сокращается в 2…3 раза.

Установочная длина деталей  , где   — конечное расстояние между зажимами. Обычно при сварке круглых стержней и толстостенных труб  , где   — диаметр свариваемых деталей. При малой   наблюдается большой отвод теплоты в электроды, а зона интенсивного нагрева сужается, что требует увеличения  . С увеличением   увеличивается требуемая электрическая мощность и уменьшается жесткость деталей.

  Непроваром называют отсутствие расплавления основного металла и, следовательно, соединения деталей по части толщины свариваемого металла. Такой вид непровара называют непроваром по сечению или непроваром корня шва. Отсутствие соединяния между основным металлом и металлом шва или между отдельными слоями при многослойной сварке называют непроваром по кромкам, или непроваром между слоями. Место непровара в большинстве случаев заполнено шлаком. Непровар снижает величину рабочего сечения шва и приводит к значительной концентрации напряжений

При контактной сварке исправление дефектов производится постановкой новой точки. В некоторых случаях, например, в случае прожога в дефектном месте ставят заклепки. Характер и количество дефектов, допускаемых без исправления, должны указываться в технических условиях на сварку или узел. 

29Перечислите дефекты, встречающиеся при стыковой сварке. Назовите метод, используемый для контроля качества стыковых соединений. Объясните, ка­кие виды трещин могут возникнуть при стыковой сварке и почему. Опишите влияние остаточных деформаций при стыковой сварке на качество сварного со­единения. Перечислите методы борьбы с ними.

При стыковой сварке в соединениях могут образоваться следующие дефекты: пережог и перегрев металла в стыке, непровар, подгар и подплавление деталей вне зоны сварки, трещины, смещения осей деталей, искривление соединения, отклонение размера длины сваренного изделия от заданного чертежом.

К дефектам макроструктуры относятся непровар, трещины, расслоения между волокнами в прокате, рыхлоты.

Непровары, как правило, создаются толстыми оксидными пленками (>200 мкм) и представляют собой дефекты монолитной структуры. Причинами непроваров являются повышенное окисление на стадии оплавления из-за малых значений V_опл и Δ_опл, а также недостаточные значения скорости осадки и припуска на осадку.

Горячие трещины могут образовываться при общем перегреве металла на всех участках сварного соединения . Наличие легкоплавкой фазы по границам зерен в сочетании с растягивающими напряжениями, возникающими от упругих деформаций механизмов зажатия и осадки или от отхода подвижной плиты назад с зажатыми деталями, - это основные причины появления горячих трещин.

Расслоения образуются между волокнами проката при наличии между ними легкоплавких ликвационных прослоек в сочетании с повышенной деформацией осадки, вызывающей искривление волокон и образование между ними растягивающих напряжений.

Рыхлоты и поры наиболее часто образуются в объемах закристаллизовавшегося металла, захлопнутого в глубоких кратерах при осадке и невыдавленного из стыка из-за недостаточной деформации.

Контроль дефектов макроструктуры выполняется неразрушающими и разрушающими методами. Внешним осмотром можно выявить поверхностные трещины и места возможных непроваров, где отсутствует грат.

Из неразрушающих методов используют рентгеновский и ультразвуковой контроль, а также магнитные методы контроля для магнитных материалов.

Рентгеновский (радиационный) контроль выявляет грубые непровары, рыхлоты , трещины, поры. Плоские дефекты (трещины, расслоения и т.д.) обнаруживаются при условии, если их плоскость отклоняется от направления луча не более чем на 12°.

Ультразвуковой контроль также позволяет определить трещины, раковины , непровары в виде оксидных пленок и несплошностей. К общим трудностям ультразвукового контроля относится появление помех от крупнозернистой структуры металла, а к частным при стыковой сварке - необходимость удаления грата и ввод колебаний в изделие с круглой формой поперечного сечения.

Неразрушающие методы контроля дают возможность определить засоренность сварного соединения дефектами.

 Методы разрушающего контроля позволяют определить количественные характеристики показателей качества (прочность, пластичность, твердость) путем механических испытаний сварных образцов или выборочного испытания сварных соединений штатных изделий . При испытаниях образцов или изделий выявляются дефекты в местах разрушения.

Определение механических свойств сварных соединений выполняют по ГОСТ 6996-66.

По данному стандарту для соединения стыковой сварки предусмотрены следующие виды механических испытаний: ударный изгиб, измерение твердости, статическое растяжение сварного соединения для определения наиболее слабого участка, испытание только зоны стыка на статическое растяжение, испытание на статический изгиб.

К дефектам микроструктуры относятся образование светлой полоски в стыке при сварке низкоуглеродистых и низколегированных сталей, пережог металла, образование видманштеттовой структуры.

Светлая полоска, образующаяся в центре стыка при сварке низкоуглеродистых сталей, является следствием выгорания углерода на стадии нагрева, что приводит к образованию в указанной зоне однородного феррита, имеющего низкую травимость.

Светлая полоска снижает однородность механических свойств сварного соединения, но не относится к недопустимым дефектам. Длительная термическая обработка позволяет устранить неравномерное распределение углерода и светлую полоску.

Пережогом металла является окисление границ зерен при нагреве, близком к температуре солидуса. Пережог снижает прочность соединения и относится к недопустимым и неустранимым дефектам.

Перегрев металла в стыке доэвтектоидной стали при охлаждении образует видманштеттовую структуру, которая характеризуется тем , что избыток феррита выделяется в остывающей стали не в виде сетки по границам зерен аустенита, а внутри их параллельными пластинками . Данная структура имеет грубое строение, что снижает пластичность сварного соединения. Устраняется вицманштеттова структура нормализацией или отжигом.

Допустимость или недопустимость данного дефекта структуры определяется уровнем требований к качеству сварного соединения.

30Изложите классификацию машин для стыковой сварки. Перечислите основные узлы стыковой машины. Объясните назначение зажимных и упорных устройств. Выявите причины такого дефекта как «перегрев металла» и обоснуйте, к чему он может привести

Машины для стыковой сварки подразделяются по следующим признакам:

по характеру нагрева свариваемых деталей — сопротивлением и оплавлением: непрерывным, с предварительным подогревом и им­пульсным;

но роду тока — переменного тока промышленной частоты (одно­фазные), конденсаторные, трехфазные низкочастотные, с выпрямле­нием тока в сварочном контуре;

ио назначению — универсальные и специализированные;

но характеру действия — неавтоматические, полуавтоматические и автоматические;

Машина стыковой сварки имеет следующие основные узлы и элементы. На станине 1 установлены неподвижная 4 и подвижная 8 плиты с размещенными на них устройствами б и 7 для зажатия свариваемых деталей. Подвижная плита перемещается по направляющим 10 с помощью механизма подачи 9. Вторичный виток сварочного трансформатора 2 через токоподводы 3 и губки 5 зажимных устройств подключен к свариваемым деталям.

Основное назначение зажимных устройств приспособлений заключается в обеспечении надежного контакта заготовки сустановочными элементами и предотвращении ее смещения и вибраций в процессе обработки 

Перегрев зоны сварки может вызвать структурные изменения (укрупнение зерна) и обезуглераживание сталей. Это ухудшает механические свойства соединений.

31Перечислите требования, предъявляемые к станинам стыковых машин. Объясните конструкцию станин. Дайте определение привода подачи стыковых машин. Сравните электроды точечных машин с электродами стыковых машин.

Станина стыковой машины предназначена для размещения на ней всех основных частей. Внутри станины обычно располагается трансформатор. В зависимости от назначения машин станины бывают с горизонтальным, наклонным и вертикальным столами (фиг. 81). Большая часть машин, выпускаемых советской промышленностью в настоящее время, изготовляется сгоризонтальными столами. Наклонный стол в станине делается для большей доступности электродной части и зажимов, особенно когда свариваемые изделия громоздки (например, машина для сварки ободьев автомобильных колес). Станина с вертикальным столом удобна для сварки длинных и тяжелых изделий (например, железнодорожных рельсов). 

Концы свариваемых стержней укрепляются в контактных зажимах машины. Зажим наглухо прикреплен к токоподводящим плитам, изолированным от станины машины. Одна из токоподводящих плит устанавливается на станине неподвижно, другая укреплена на подвижной каретке и может перемещаться рычагом в горизонтальной плоскости по каретке. Витки первичной обмотки трансформатора присоединены к устройству, позволяющему производить переключение витков, необходимое для изменения величины тока в обмотке. В зависимости от этого изменяется сварочный ток во вторичной обмотке трансформатора, который медными шинами присоединен к токоподводящим плитам.

Изобретение относится к приводам подачи к машинам для стыковой сварки, содержащим гидравлические цилиндры с поршнями для осуществления рабочего хода подвижной части (плиты или зажима) машины, питаемые рабочей жидкостью от гидравлического источника давления.

В известных приводах подобного типа источником давления является гидравлический насос высокой производительности, который должен обладать значительным давлением для обеспечения требующихся при осадке больших усилий.

Кроме того, привод подвижной части осуществляется посредством громоздких и сложных устройств, а в процессе работы имеют место сильные удары, Согласно изобретению, с целью упрощения конструкции привода и увеличения надежности его работы, а также для обеспечения безударной работы машины, в качестве источника давления применен поршневой гидравлический цилиндр, привод поршня которого осуществляется .от электродвигателя через редуктор и кулачковую передачу.

Электроды в контактной сварке

Электроды для точечной сварки – это быстроизнашивающийся сменный инструмент сварочной машины. Для изготовления электродов используют медь и жаропрочные медные сплавы – бронзы.

Токоведущие губки стыковых машин по форме и размерам должны соответствовать поперечному сечению свариваемых деталей. Длину губок выбирают такой, чтобы обеспечить соосность деталей и предотвратить их проскальзывание при осадке. При сварке стержней она составляет 3…4 их диаметра, а при сварке полос – не менее 10 толщин полосы.

32Назовите разновидности приводов подачи стыковых машин. Укажите их преимущества и недостатки. Приведите классификацию стыковых машин и дайте им краткую характеристику. Объясните назначение и принцип действия условий работы электродов (губок) стыковых машин.

Привод механизма подачи и осадки может быть винтовым (от штурвала),, рычажным, пружинным, гидравлическим, пневматическим, электрическим, а также комбинированным

Гидроприводы обеспечивают высокую плавность движения исполнительных механизмов, а также широкий диапазон скорости их перемещения. Гидропривод надежно защищает систему от перегрузок, и позволяет механизмам работать по жестким упорам. К недостаткам можно отнести наличие наружных утечек жидкости.

Пневмо

Достоинства

• в отличие от гидропривода — отсутствие необходимости возвращать рабочее тело (воздух) назад к компрессору;

• меньший вес рабочего тела по сравнению с гидроприводом;

• меньший вес исполнительных устройств по сравнению с электрическими;

• возможность упростить систему за счет использования в качестве источника энергии баллона со сжатым газом;

• простота и экономичность, обусловленные дешевизной рабочего газа;

• быстрота срабатывания и большие частоты вращения пневмомоторов;

• в сравнении с гидроприводом — способность передавать пневматическую энергию на большие расстояния

• Недостатки

• нагревание и охлаждение рабочего газа в процессе сжатия

• высокая стоимость пневматической энергии по сравнению с электрической;

• ещё более низкий КПД, чем у гидропривода;

• низкие точность срабатывания и плавность хода;

Электрический привод

Достоинства

• он может обеспечить централизованное управление любыми типами и классами арматуры;

• не требуется внутренний подогрев при температурах окружающей среды до -50С и до -60С;

• способен обслуживать арматуру разных размеров условного прохода, от минимального до максимального;

• к электроприводу требуется подвод только одного вида энергии, а при монтаже схемы управления приводом имеется мало вынесенных и при этом несложных электрических соединений;

• в отличие от большинства других приводов он может монтироваться не только непосредственно на арматуре, но и на расстоянии от неё;

• может быть снятым с действующей арматуры (для ремонта), не создавая опасности самопроизвольного изменения положения рабочего органа;

• возможно его использование для механизации действующей арматуры, снабженной маховиком ручного управления, без переделки последней;

• при наличии встроенного блока суперконденсаторов, привод может возращаться в крайние положения "нормально закрыто" или "нормально открыто"

• может использоваться для постоянного регулирования трубопроводной арматуры

• электросеть свободна от недостатков, свойственных другим сетям (засорение, обмерзание и т. д.).

Недостатки

• детали электроприводов подвержены износу в большей степени, чем детали некоторых других, поэтому они нуждаются в регулярном обслуживании, уходе;

• контакты привода являются источниками радиопомех;

1. По способу сварки - для сварки сопротивлением и оплавлением (непрерывным оплавлением нли оплавлением с подогревом).

2. По назначению - универсальные и специализированные.

3. По устройству механизма подачи - с пружинным, рычажным, винтовым (от штурвала), пневматическим, гидравлическим или электромеханическим приводом.

4. По устройству зажимов - с эксцентриковыми, рычажными и винтовыми зажимами, причем рычажные и винтовые зажимы могут выполняться либо ручными, либо механизированными с пневматическим, гидравлическим или электромеханическим приводом.

5. По способу монтажа и установки - стационарные и переносные.

Электроды для контактной стыковой сварки и электродные части (нaпример, контактные плиты) являютcя ответственными чаcтями контактной стыковой машины. Иx назначение — подвод тока и пeредача cил к свариваемым деталям. Конструкция и материал электродов определяют во многом качество сварных соединений, производительность, a в некоторых случаях - возможность проведения процесcа контактной сварки. Электроды стыковых машин иногда повторяют форму деталей, устанавливаeмых в зaжимы. Электроды для сварки полос и лент имеют плоскую поверхнoсть, для сварки рельсов, швеллеров, брусков — плоскую выемку, a для сварки круглых стержней и труб— призматическую или полукруглую выeмку.

33Дайте определение механизированным приспособлениям. Объясните назначение поддерживающих устройств. Дайте характеристику многоэлектрод­ным точечным и шовным машинам. Приведите примеры их использования.

механизированное приспособление — Приспособление, в котором закрепление и раскрепление предметов производства выполняется при помощи энергии неживой природы, а остальные действия людьми. 

Поддерживающие и перемещающие приспособления предназначены для установки узла в определенном положении по отношению к электродам и другим токоведущим элементам (роликам, плитам и т.д.) и перемещения изделия в процессе сварки

Многоэлектродные машины для контактной сварки позволяют одновременно сваривать несколько швов, стыков или точек, тем самым, во много раз увеличивая производительность. При одномоментной сварке точек по всему контуру изделия или нескольких швов деформация деталей минимальна, а, значит, лучше и качество готовой продукции.

Использование многоточечных и многороликовых машин имеет наибольший эффект в условиях массового производства, когда на подобных машинах за секунды возможно получить готовое изделие. Как правило, многоэлектродное оборудование контактной сварки заточено на выпуск продукции одного конкретного типа, но применяются также и универсальные машины, которые посредством переналадки можно настроить на выпуск нескольких видов изделий.

На опыте было установлено, что многопозиционные сварочные машины с несколькими трансформаторами эффективнее аппаратов с одним сварочным трансформатором, они обеспечивают минимальный расход электроэнергии на сварку одного шва или точки и реже нуждаются в ремонте и обслуживании.

Конструкционные особенности многоэлектродных аппаратов контактной сварки

Многопозиционное сварочное оборудование рассчитано на выпуск конкретного изделия, его структура определяется формой готового изделия и количеством сварочных точек или швов, в соответствии с которыми и располагаются электроды.

Универсальные машины контактной сварки перенастраиваются на выпуск разной продукции с помощью замены, так называемых, сварочных штампов. Один штамп - один тип продукции. Штампы состоят из верхней и нижней плит, на первой в определенном порядке располагаются сварочные пистолеты, на другой - зажимы, токопроводы, съемное устройство. Сварочные трансформаторы и приводы пистолетов крепятся к станине.

Сферы использования многоточечных и многороликовых машин контактной сварки

Многопозиционные машины точечной сварки нашли широкое применение во многих промышленных отраслях:

• автомобилестроение (изготовление дверей, кабины, пола легковых и грузовых автомобилей);

• вагоностроение (крышки и люки вагонов, стенки кузовов тепловозов и другие узлы);

• сельскохозяйственной машиностроение (кожухи транспортеров, битера, сита молотилок и пр.);

• строительство (сварка армаг/рных сеток и каркасов для производства ЖБИ).

Многороликовые аппараты применяют при производстве холодильников для сварки внутреннего шкафа, при изготовлении тр>6, батарей водяного отопления, стенок щелочных аккумуляторов и другой продукции.

34Дайте определение понятию «промышленный робот». Охарактеризуйте виды систем координат манипуляторов. Сравните способы контроля качества с разрушением и без разрушения. Контактная сварка - относительно энергоёмкий процесс. Обоснуйте, от чего зависят затраты электроэнергии и как снизить ее рас­ход.

Промы́шленный ро́бот — предназначенный для выполнения двигательных и управляющих функций в производственном процессе манипуляционныйробот, т. е. автоматическое устройство, состоящее из манипулятора иперепрограммируемого устройства управления, которое формирует управляющие воздействия, задающие требуемые движения исполнительных органов манипулятора.

Система координат (СК), или система координатных перемещений, ПР определяет кинематику основных движений и форму рабочей зоны (зоны обслуживания манипулятора). Системы координат бывают двух видов: прямоугольные и криволинейные.

Плоская прямоугольная СК.

Р ис. 1 Объект манипулирования перемещается в одной плоскости за счет 2-х взаимно перпендикулярных направлений:  

Пространственная прямоугольная СК.

Рис. 2 Отличается относительной простотой и целесообразна при прямолинейном перемещении УЗ:   

Плоская полярная СК.

Р ис. 3   Перемещение объекта происходит в одной плоскости в направлении радиус-вектора r и угла поворота j:   

Цилиндрическая СК.

Р ис. 4  Характеризуется перемещением объекта в основной координатной плоскости в направлениях r и j, а также по нормали к ней z:    Сферическая (полярная) СК.

Рис. 5  Перемещением объекта манипулирования в пространстве осуществляется за счет линейного движения руки промышленного робота на величину r и ее угловых перемещений j и q в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. Плоские полярные, цилиндрические и сферические перемещения объекта манипулирования являются наиболее распространенными в криволинейной СК. Разновидностью последней являются ангулярная (угловая) плоская и ангулярная пространственная (цилиндрическая или сферическая) СК:  

Ангулярная плоская СК.

Рис. 6   В ангулярной плоской СК объект манипулирования перемещается в координатной плоскости благодаря относительным поворотам звеньев руки М, имеющих постоянную длину:   

Ангулярная цилиндрическая СК.

Р ис. 7    Ангулярная цилиндрическая СК характеризуется дополнительным смещением руки М относительно основной координатной плоскости в направлении перпендикулярной к ней координаты z:   

Ангулярная сферическая СК.

Рис. 8    В ангулярной сферической СК перемещение объекта в пространстве происходит только за счет относительных угловых поворотов звеньев руки М. При этом хотя бы одно звено должно иметь возможность поворота на углы j и q в двух взаимно перпендикулярных плоскостях: 

Качество сварных соединений контролируют различными способами на образцах и деталях с разрушением и без разрушения соединений.

Образцы для испытания отбирают обычно при наладке оборудо­вания на заданный режим и в дальнейшем с установленной периодич­ностью. Для контроля в некоторых случаях целесообразно исполь­зовать статистические методы контроля. В этом случае показатели качества выбирают по определенной схеме, результаты заносят на специальные графики, по которым можно судить о ходе процесса сварки.

Контроль с разрушением выполняют на технологических образ­цах. Иногда на крупных деталях разрушают некоторое количество соединений, например точечных, которые потом сваривают вновь.

35Дайте характеристику трудоемкости и производительности работ при контактной сварке. Изложите последовательность организации рабочего места. Сравните расход электроэнергии при различных способах сварки. Проанализируй­те необходимость соблюдения правил техники безопасности при работе на кон­тактных машинах.

ТРУДОЕМКОСТЬ — затраты труда, рабочего времени на производство единицы продукции (физической единицы на один рубль выпускаемой продукции). Т. обратно пропорциональна производительности труда, выработке продукции на одного работника. 

ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ — показатель эффективности производства, характеризующий выпуск продукции в расчете на единицу используемых ресурсов, факторов производства; частное от деления объема производства на величину затрат ресурсов на данный объем производства. 

Основные технико-экономические показатели, характеризующие эффективность использования различных способов контактной сварки — трудоемкость (производительность), металлоемкость сварных узлов, затраты электроэнергии, электродные и другие вспомогательные материалы, себестоимость.

Трудоемкость определяется затратами времени на сварочную операцию — штучным временем

Организация рабочего места и труда сварщика должна обеспечивать выполнение эргономических требований к рабочим местам в соответствии с требованиями  «Санитарных правил при сварке, наплавке и резке металлов».

Требования к рабочему месту сварщика:

• Рабочие места сварщиков следует ограждать экранами из несгораемых материалов согласно этим требованиям.

• Для мелких изделий стационарные рабочие места сварщиков следует оборудовать в кабинах с открытым верхом.

• При сварке в среде защитных газов обшивка кабины не должна доходить до пола на 300 мм, а высота светозащитного экрана должна быть не менее 2 м.

• Обшивка кабин и светозащитного экрана должна выполняться из несгораемых материалов.

• Площадь кабины сварщика должна быть не менее 4,5 м и быть достаточной для размещения сварочного оборудования, сварной сборочной единицы, приспособлений и мест складирования деталей и готовых сварных сборочных единиц.

• Машины плазменной резки следует огораживать сплошным ограждением из несгораемых материалов высотой не ниже 2,2 м.

• Размещение в одной кабине двух и более сварочных столов допускается при условии разделения кабины светозащитными экранами. Наиболее рациональным (и самым дешевым) решением этой проблемы являются сварочные  шторы производства ESAB (Швеция), которые соответствуют европейскому стандарту DINEN 1598.

Сварка трением - малое время нагрева деталей и небольшой расход электроэнергии, так как тепло выделяется только в тонком поверхностном слое деталей. Поэтому удельная потребляемая мощность, соотнесенная к единице сечения при сварке трением, составляет 8 — 20 Вт/мм², а при контактной сварке того же сечения 100-250 Вт/мм²;

Шовная контактная сварка - Обычно при шовной сварке применяется прерывистый режим работы, тогда сварной шов состоит из отдельных сварных точек, взаимно перекрывающих друг друга. Такой режим работы осуществляется либо за счет подачи тока в виде отдельных импульсов при непрерывном перемещении роликов, либо за счет «шагового», т.е. прерывистого движения роликов, когда ток дается в момент краткой остановки роликов в следствии чего небольшой расход электроэнергии

Для точечной сварки характерна высокая производительность, намного превышающая производительность автоматической дуговой сварки. Вместе с тем этот процесс высокоэкономичен, так как отсутствует расход сварочных материалов, а расход электроэнергии небольшой.

К достоинствам стыковой сварки сопротивлением следует отнести незначительный расход энергии на нагрев деталей, при высокой производительности сварки в отличии от стыковой сварки сопротивлением

Основные мероприятия по технике безопасности при контактной сварке связаны с возможностью поражения оператора электрическим током, ожогов от брызг или выплесков, травм, связанных с наличием движущихся частей привода усилия или подачи деталей.

Вторичное напряжение трансформатора сварочных машин не превышает 24 В и не опасно для человека. Наибольшая опасность возникает при контакте с элементами, связанными с первичной обмоткой сварочного трансформатора, где напряжение обычно составляет 220…380 В, а при использовании конденсаторных машин напряжение на выпрямителе может достигать 1000 В. Кроме того, иногда возможен пробой или замыкание первичной обмотки трансформатора на вторичный виток. Поэтому вторичный контур машины так же, как и шкаф управления, надежно заземляют. Сечение заземляющего провода должно быть не менее 4 мм² для открытой проводки и 5 мм² для закрытой.