ferma / Трущенко Е.А / ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2НТБ

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 №2

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ПАРАМЕТРОВ РЕЖИМА СТЫКОВОЙ СВАРКИ СОПРОТИВЛЕНИЕМ НА КАЧЕСТВО СОЕДИНЕНИЯ

Студент _________________________ Ерёменко В.В.

подпись

_________________________

дата

Руководитель _________________________ Гордынец А.С.

подпись

_________________________

дата

Томск 2007

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ПАРАМЕТРОВ РЕЖИМА СТЫКОВОЙ СВАРКИ СОПРОТИВЛЕНИЕМ НА КАЧЕСТВО СОЕДИНЕНИЯ

1.Цель работы:

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

2. Оборудование и материалы:

- машина для контактной стыковой сварки (МС-502);

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

- штангенциркуль;

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

- металлические стержни (прутки) для сварки (низкоуглеродистая сталь) диаметром 5...6 мм;

- техническая документация на машину МС-502.

3. Технологические особенности контактной стыковой сварки сопротивлением

При стыковой сварке детали соединяются по всей плоскости их касания под воздействием нагрева и сжимающего усилия. Стыковая сварка сопротивлением (ССС) характеризуется включением тока после сжатия деталей. Она применяется для соединения деталей с поперечным сечением не более 300 мм².

Основными параметрами режима ССС являются: величина сварочного тока ( ), длительность его протекания ( ), установочная длина деталей ( ) и усилие осадки ( ). От этих параметров режима существенно зависит температура металла в зоне сварки и характер пластической деформации.

Торцы деталей следует соответствующим образом подготавливать с целью улучшения равномерности нагрева металла в зоне сварки и создания благоприятных условий для удаления окислов из стыка. В частности, при ССС стержней (прутков) они должны иметь коническую, сферическую или коническую с притуплением поверхность.

При ССС выбор параметров режима необходимо начинать с определения оптимального соотношения между плотностью тока ( ,А/см²) и длительностью его протекания ( ,с) используя эмпирическую зависимость:

,

где - коэффициент, зависящий от материала и диаметра стержня ( для стального стержня диаметром до 10 мм; для стального стержня диаметром более 10 мм; для стержня из алюминиевого сплава; для медного стержня).

В таблице 7 приведены рекомендуемые параметры режима.

Таблица 7

Сечение стержня ( ), мм2	Плотность тока ( ), А/мм2	Время сварки ( ), с
25	200	0,6
50	160	0,8
100	140	1,0
250	90	1,5

С уменьшением сечения свариваемых деталей следует выбирать более жесткий режим. Например, при сварке проволок из низкоуглеродистой стали диаметром (0,3...3) мм плотность тока может достигать 700...250 А/мм², а меди диаметром (0,4...2) мм - 3500... 1000 А/мм². При чрезмерно высокой плотности тока возможен выплеск металла из зоны сварки. Уменьшение времени сварки приводит к неравномерному нагреву сечения стыкуемых поверхностей, а увеличение - интенсифицирует окислительные процессы металла в зоне стыка.

Усилие осадки оказывает влияние на характер тепловыделения в стыке и величину пластической деформации металла. При сварке деталей из низкоуглеродистой стали рекомендуемое давление (1...3) кгс/мм², из цветных металлов - (0,3...1,5) кгс/мм², а из легированных сталей - (10... 15) кгс/мм².

При выборе установочной длины деталей ( ) необходимо учитывать два фактора: устойчивость деталей при осадке и теплоотвод в зажимные губки. Чрезмерная установочная длина вызывает при осадке искривление нагретых деталей и увеличивает потребляемую мощность. Малая установочная длина способствует более интенсивному охлаждению деталей за счет теплоотвода в губки. При сварке стержней диаметром установочную длину определяют по выражению:

.

Объемную пластическую деформацию при стыковой сварке характеризуют коэффициентом площади ( ):

,

где и - соответственно, конечная и начальная (до сварки) площади сечения деталей в месте стыка. При сварке сопротивлением коэффициент площади задают исходя из условия:, что, однако, не обеспечивает полного удаления оксидов из стыка.

4. Порядок выполнения работы:

а. рассчитать или выбрать параметры режима сварки стержней

заданного диаметра;

б. ознакомиться с конструкцией и правилами эксплуатации машины МС-502;

в. установить требуемые параметры режима сварки;

г. подготовить торцевые поверхности свариваемых стержней;

д. осуществить сварку стержней заданного диаметра;

е. определить величину осадки по изменению расстояния между зажимными губками;

ж. определить коэффициент площади;

з. определить прочность соединения путем испытания на угол загиба (грат перед испытанием снять);

и. в случае несоответствия коэффициента площади номинальному размеру произвести корректировку параметров режима сварки;

к. определить влияние электрических параметров режима (номера ступени - ) и усилия осадки на прочность сварного соединения, результаты занести в таблицу;

л. на основании полученных результатов построить графики зависимостей:

м. осуществить сварку образцов при асимметричном (относительно зажимных губок) расположении стыка и охарактеризовать особенности нагрева металла в зоне сварки.

Режим сварки	№ образца	, кА (номер ступени)	, кгс	, с	Угол загиба, град.	Внешний осмотр
оптимальный	1.1	5	25	6		Равномерный град
-	2.1	8	25	6	90	Град с разрывами. Имеет вид ромашки
	2.2	3	25	6	20	Град ровный, без хаотического разветвления. Поверхность гладкая
-	3.1	5	35	6	90	Граз без разветвлений и разрывов. Поверхность гладкая
	3.2	5	15	6	10	Большое кол-во разветвлений, разрывы
-	4.1	5	25	2	10	Разветвлений нет, поверхность гладкая
	4.2	5	25	9	30	Три больших лепестка града. Наружняя сторона лепестков довольно гладкая.

1 ) 2)

3) 4)

5) 6)

Вывод: Приобрели навыки по выбору параметров режима стыковой сварки сопротивлением и выявили закономерность их влияния на качество соединения. Ознакомились с конструкцией и правилами эксплуатации машин для контактной стыковой сварки сопротивлением. Построили график зависимости коэффициента площади от усилия осадки и сварочного тока, из графика видно, что отклоняясь от оптимального режима, ухудшается качество сварного соединения.