Министерство общего и профессионального образования РФ

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Факультет машиностроительный

Кафедра ОиТСП

Технологические основы сварки давлением

Курсовая работа

Вариант 15

Студент _________________________ Е.Н. Филишов

подпись

_________________________

дата

Руководитель ________________________ А.С. Киселёв

подпись

________________________

дата

Томск - 2005

Исходные данные

Материал 12Х18Н10Т

Способ сварки – точечная

Размеры деталей:

L1 = 600 мм

L2 = 200 мм

S1 = 1,5 мм

S2 = 0,5 мм

Задание

Разработать технологию контактной сварки листов:

1. Обосновать выбор конструктивных элементов соединения;

2. Обосновать количество прихваток и последовательность их простановки;

3. Обосновать выбор параметров режима сварки.

СОДЕРЖАНИЕ

Факультет машиностроительный 1

Кафедра ОиТСП 1

Исходные данные 3

СОДЕРЖАНИЕ 4

1 Выбор конструктивных элементов соединения 5

2 Выбор количества прихваток и последовательность их постановки. 8

3 Выбор параметров режима точечной сварки 9

1 Выбор конструктивных элементов соединения

При точечной сварке детали соединяются по отдельным участкам касания, называемым точками. При этом детали собирают в нахлестку и сжимают электродами, связанными со сварочным трансформатором, при включении которого детали нагреваются кратковременным (0,01-0,5 с) импульсом тока до появления расплавленной зоны или ядра точки. Размеры ядра характеризуются его диаметром и высотой (глубиной проплавления). Номинальный диаметр ядра выбирают в зависимости от толщины s свариваемых деталей.

Расплавленный металл удерживается в ядре от выплеска и надежно защищается от взаимодействия с окружающей атмосферой уплотняющим пояском, формирующимся в результате интенсивной пластической деформации металла, примыкающего к ядру.

Усилие после выключения тока сохраняется некоторое время, для того чтобы кристаллизация металла происходила под давлением. Тем самым предотвращается образование дефектов усадочного происхождения – трещин и т.п. С этой же целью при соединении деталей больших толщин (свыше 1,5-2 мм) и металлов с относительно малой пластичностью сразу после выключения тока резко увеличивают усилие (в 1,5 – 2 раза) для дополнительной проковки ядра.

Конструктивные элементы соединения при точечной сварке стандартизованы по ГОСТ 15878-79. Основными конструктивными элементами для точечной сварки являются расчетный (минимальный) диаметр ядра. Его измеряют в плоскости сопряжения деталей и обозначают d. Данный размер устанавливается из условия получения необходимой и стабильной прочности. Фактический диаметр в узлах должен быть не меньше указанного в таблице 1 [1,c.76]

Таблица 1- Размеры некоторых конструктивных элементов точечных соединений при сварке деталей одинаковой толщины, мм

Толщина деталей s = s1	Минимальный диаметр литого ядра, ширина литой зоны d	Максимальная величина нахлестки В
0,5	3	8

Максимальные размеры ядра ограничивают из-за возможности появления различных дефектов, снижения стойкости электродов, устанавливая верхние пределы на 15-25 % больше минимально допустимых (при s≥0,5мм). Приближенно при толщине s≥0,5мм минимальный диаметр литого ядра можно определить по эмпирической формуле [1,c.76]:

, (1)

d = 2 ^. 0,5 + (2 ÷ 3) мм = (3 ÷ 4)мм

Другими конструктивными элементами соединений являются величина проплавления, глубина вмятины от электрода, расстояние между центрами соседних точек в ряду (шаг), расстояние от центра точки до края нахлестки, между осями соседних рядов точки.

Рекомендуемая глубина проплавления h(h1) при сварке деталей одинаковой толщины составляет 30 –95%. Её измеряют отдельно для каждой детали:

h= s(0,3÷0,8), (2)

h= 0,5 ∙(0,3÷0,8)=0,15÷0,4мм.

Глубина вмятины g (g1) не должна превышать 20% толщины деталей. Глубокие вмятины ухудшают внешний вид и обычно уменьшают прочность точек.

g ≤ 0,2s, (3)

g ≤0,1мм.

Минимальное расстояние между центрами соседних точек в ряду или шаг tш устанавливают из условия незначительного шунтирования тока при сохранении высокой прочности шва tш=10мм (при s=0,5мм). Тогда для нашего изделия принимаем 19 точек.

Минимальная величина нахлестки В – это наименьшая ширина сопрягаемой части соединяемых деталей.

Расстояние от центра точки до края нахлестки и должно быть не менее 0,5В. Расстояние между осями соседних рядов с выбирают на 20% большим, чем tш.

tш.≥ 0,5В , (4)

tш.≥ 4мм.

2 Выбор количества прихваток и последовательность их постановки.

Прихватка служит для точного фиксирования деталей в узле, предотвращения их смещения при сварке, повышения жесткости узла, уменьшения зазоров и снижения остаточных деформаций. Чаще всего собранные узлы прихватывают точечной сваркой на стационарных машинах.

Шаг прихватки зависит от марки сплава, толщины деталей, жесткости узла, зазоров и вида сварки. Чем меньше зазоры и больше жесткость узла, тем больше может быть шаг. Для точечной сварки шаг прихваточных точек обычно составляет 100-300 мм (во избежание сильного коробления и «набегания» металла).

В нашем случае принимаем две прихватки с шагом 120мм.

Под точечную сварку детали прихватывают по линии шва, режим прихватки устанавливают аналогичным сварочному.

Рациональная последовательность прихватки позволяет уменьшить сварочные деформации. Протяженные швы рекомендуется прихватывать от центра к краям, начиная с участков повышенной жесткости.

Простые узлы, жестко зафиксированные в сборочно-сварочных приспособлениях, обычно сваривают без прихватки в этих же приспособлениях. Часто она оказывается излишней при многоточечной сварке. После прихватки контролируют качество прихваточных точек, зазоры между деталями, общие размеры узла.

3 Выбор параметров режима точечной сварки

Сталь 12Х18Н10Т относится к аустенитному классу, отличается весьма большой прочностью и одновременно пластичностью, имеет более высокую коррозионную стойкость, чем стали ферритного класса. Минимальное количество углерода (<0.12%) предупреждает выделение карбидов хрома на границах зерен (при 500-800^◦С) и сохраняет высокую сопротивляемость к межкристаллитной коррозии. Для этих же целей в сталь вводят сильные карбидообразователи – Ti, Nb (стабилизирующие сталь).

Аустенитные стали обладают сравнительно высоким ρ₀ (~70 мкОм·см) и малым λ. Поэтому для них сварочный ток должен быть существенно меньше, чем для сталей группы 1.

Повышенное сопротивление деформации (~300 МПа) при t_св=t_св1 требует применять значительные сварочные усилия F_св= 1.5F_св1, где t_св1 и F_св1 – соответственно время и усилие для металлов группы 1. Форму рабочей поверхности электродов устанавливают как для металлов группы 1, однако сравнительно высокое ρ₀ и малое λ позволяют снизить электропроводимость материалов электродов до 55-75% электропроводимости меди с соответствующим увеличением твердости. Режимы сварки приведем в таблице 2.

Таблица 2- Ориентировочные режимы сварки стали 12Х18Н10Т на серийной автоматической машине типа АТА-20

S,мм	Точечная сварка
	Средняя сила тока в кА	Длительность включения тока при сварке в сек.	Усилие на электродах в кг	Диаметр контактной поверхности электрода в мм
0,5	4-5	0.20-0.30	30-40	5

Список использованной литературы

1. Технология и оборудование контактной сварки: Учебник для машиностроительных вузов/ Б.Д. Орлов, А.А.Чекалев, Ю.В.Дмитриев и др.- 2-е издание, перераб. и доп. п. – М.: Машиностроение, 1986. 352с.

2. Справочные материалы для сварщиков: Учебник для вузов/ В.П.Никитин, Г.А.Николаев и др.- М.:Машгиз,1951.582с.

10