Федеральное агентство по образованию Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Факультет Машиностроительный

Направление Технологические машины и оборудование

Кафедра Оборудование и технология сварочного производства

Лабораторная работа №1

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ПАРАМЕТРОВ РЕЖИМА ТОЧЕЧНОЙ СВАРКИ

НА КАЧЕСТВО СОЕДИНЕНИЯ

Студент _________________________ Ерёменко В.В.

подпись

_________________________

дата

Руководитель _________________________ Гордынец А.С.

подпись

_________________________

дата

Томск 2007

Лабораторная работа №1 определение влияния параметров режима точечной сварки на качество соединения

1. Цель работы:

Приобрести навыки по выбору параметров режима точечной сварки и выявить закономерность их влияния на качество сварного соединения. Ознакомиться с конструкцией и правилами эксплуатации машин для контактной точечной сварки.

2. Оборудование и материалы:

- машина для контактной точечной сварки (МТР-1701);

- инструмент для испытания сварного соединения (слесарные тиски, молоток, зубило, плоскогубцы);

- штангенциркуль;

- инструмент для подготовки образцов и электродов (напильники, наждачная бумага и т.п.);

- металлические пластины для сварки (низкоуглеродистая холоднокатаная сталь, высоколегированные сплавы) толщиной 0,5...2 мм;

- техническая документация на машину МТР-1701.

3. Технологические особенности точечной контактной сварки

Прочность сварного соединения при точечной сварке определяется величиной зоны взаимного расплавления металла, которая характеризуется соответствующими размерами, зависящими от толщины деталей (s). Конструктивные элементы и размеры сварных соединений установлены ГОСТ 15878-79. Основными из них являются расчетный диаметр литого ядра точки (d), величина проплавления (h), расстояние между центрами соседних точек в ряду (t), величина нахлестки (В) и расстояние от центра точки до края нахлестки (u). Некоторые параметры конструктивных элементов сварных соединений, приведены в таблице 1.

Величина проплавления (h) зависит от материала свариваемых пластин: для Мg-сплавов (20...70)% толщины деталей, Тi-сплавов -(20...95)%, остальных металлов и сплавов - (20...80) %.

Основными параметрами режима точечной сварки, определяющими внешний вид, размеры зоны взаимного расплавления и прочность соединения, являются: величина сварочного тока ( ), усилие сжатия электродов ( ), длительность протекания сварочного тока (время сварки - ) и диаметр (форма) рабочей поверхности электродов ( ). В зависимости от характера ввода тепла в изделие режимы условно разделяют на жесткие и мягкие. Жесткие режимы характеризуются большой величиной сварочного тока и малой продолжительностью его протекания (менее 0,1 с), а мягкие - большой продолжительностью протекания сварочного тока меньшей величины.

Таблица 1

,мм	, мм (не менее)	В, мм (не менее)		,мм (не менее)
		Стали, Ni, Ti-сплавы	Аl, Мg, Сu-сплавы
> 0,4…0,6	3,0	8	10	10
> 0,6…0,7	3,3	9	12	11
> 0,7…0,8	3,5	10	12	13
> 0,8…1,0	4,0	11	14	15
> 1,0…1,3	5,0	13	16	17
> 1,3…1,6	6,0	14	18	20
> 1,6…1,8	6,5	15	19	22
> 1,8…2,2	7,0	17	20	25

Параметры режима сварки можно определить расчетным, расчетно-экспериментальным или экспериментальным методом. Кроме того, существуют многочисленные рекомендации в виде таблиц, номограмм и графиков.

В таблице 2 приведены ориентировочные режимы точечной сварки низкоуглеродистых сталей.

Рекомендуемые режимы сварки следует обязательно проверять на образцах-свидетелях и, при необходимости, корректировать. Варьировать параметрами режима следует поочередно, с учетом влияния каждого из них на диаметр литого ядра (рис. 1).

Качество соединения при точечной контактной сварке в значительной мере определяется формой и размерами рабочей поверхности электродов, которая может быть плоской или сферической и зависит от свариваемого материала, его толщины, формы и т.п. В большинстве случаев применяют электроды с плоской поверхностью, однако, электроды со сферической поверхностью обладают более высокой стойкостью и менее чувствительны к перекосам, что характерно при использовании машин радиального типа. При сварке легких сплавов необходимо применять только электроды со сферической поверхностью.

Таблица 2

Толщина деталей, мм	Сварочный ток, кА	Время сварки, с	Усилие сжатия электродов, кгс,
Жесткие режимы
0,5	5,5…6	0,08…0,1	120…180
1,0	7,5…8	0,12…0,16	250…300
1,5	10,5…11,5	0,16…0,22	400…500
2,0	13…15	0,18…0,24	600…700
Мягкие режимы
0,6	3,5	0,2	80
1,0	5	0,4	150
1,5	6,5	0,6	220
2,0	7,5	0,8	350

Некоторые геометрические параметры электродов приведены в таблице 3.

Таблица 3 - Размеры электродов, мм

Толщина деталей	Сварка сталей			Сварка Аl, Mg, Сu-сплавов
	Диаметр электрода	Диаметр плоской рабочей поверхности электрода	Радиус сферической поверхности электрода	Диаметр электрода	Радиус сферической поверхности электрода
0,5	12	4	25…50	16	50
1,0	12	5	75…100	16	75
1,5	16	7	100…150	20	75…100
2,0	20	8	100…150	20	100

Таблица

Режим сварки	№ образца	, кА (номер ступени)	, с	, кгс	, мм	Внешний осмотр
	1.1	2	0,8	350	1	не соответствует требуемому. Цвет металла под электродом светлый.
	1.2	3	0,8	350	7	Из-за недостаточного времени проковки цвет металла под электродом Темный.
оптимальный	1.3	3	0,8	350	7	Цвет металла светлый.
-	2.1	4	0,8	350	9	Произошел выплеск металла между деталями. Цвет металла светлый.
	2.2	1	0,8	350	отс.	Цвет металла под электродом такой же как и у основного металла.
	2.3	2	0,8	350	3	Цвет металла светлый.
-	3.1	3	1,2	350	9	Цвет металла светлый.
	3.2	3	0,4	350	5	Цвет металла светлый.
-	4.1	3	0,8	700	1	Слабое тепловыделение. Практически отсутствуют цвета побежалости.
	4.2	3	0,8	150	8	По причине плохого контакта между деталями происходит сильное тепловыделение. Выплеск металла. Большая синева.

Вывод: Приобрели навыки по выбору параметров режима точечной сварки и выявили закономерность их влияния на качество сварного соединения. Ознакомились с конструкцией и правилами эксплуатации машин для контактной точечной сварки. Построили график зависимости диаметра ядра от силы сварочного тока, от усилия сжатия и времени сварки, из графика видно, что, меняя параметры режима сварки, происходит отклонение от оптимального режима, что приводит к ухудшению качества сварного соединения, вызывая выплёскивания или непровар.