Указания методические по выполнению лабораторной работы №7 для студентов 1-го курса дневной и вечерней форм обучения всех специальностей Федеральное агентство по образованию Брянский государственный технический университет «Утверждаю» Ректор университета ____________А. В. Лагерев «19» 09 2007 г. ТЕХНОЛОГИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ ТЕХНОЛОГИЯ КОНТАКТНОЙ СВАРКИ Методические указания по выполнению лабораторной работы №7 для студентов 1-го курса дневной и вечерней форм обучения всех специальностей Издание второе, исправленное и переработанное Брянск 2007 УДК 621.78.11 Технология конструкционных материалов. Технология контактной сварки: Методические указания по выполнению лабораторной работы № 7 для студентов 1-го курса дневной и вечерней форм обучения всех специальностей. - 2-е изд., испр. и перераб. - Брянск: ЕГТУ, 2002,-8 с. Разработали: С.В.Давыдов, канд.техн.наук, доц. Е.В.Ковалева, асс. Рекомендовано кафедрой "Технология металлов и металловедение" БИУ (протокол № 5 от 14.05.02). Печатается по изданию: Материаловедение и обработка материа­лов. Технология контактной сварки: Методические указания к выполне­нию лабораторной работы № 8 для студентов 1-го курса всех специаль­ностей, 1996. ВВЕДЕНИЕ Тернии "Контактная ©варка" включает все виды сварки, основан­ные на использовании тепла, выделяющегося в металле свариваемых де­талей и в контакте между ними при прохождении электрического тока. Основными способами электрической контактной сварки являются точечная, шовная (роликовая) и стыковая. Эти три вида контактной сварки нашли наибольшее применение в промышленности. Цель настоящей работы состоит в ознакомлении студентов с физи­ческой сущностью этих видов сварки и технологическими особенностями применения их в промышленности. Продолжительной работ - 2 часа. 1. КОНТАКТНАЯ ТОЧЕЧНАЯ СВАРКА Принципиальная схема этого способа показана на рис.1. Сварка осуществляется следующим образом: тщательно зачищенные детали 1 собирают внахлестку и помещает между электродами 2 точечной машины. Затем детали сжимают элек­тродами с усилием Р и по вто­ричной цепи пропускают электричес­кий ток с помощью контактного трансформатора 3. При этом в де­талях и в контакте между ними вы­деляется большое количество тепла, достаточное для расплавления час­ти металла и образования сварной точки (ядра) 4 при последующем охлаждении. Тепло, выделяющееся в контактах между деталями и электродами, влияния на образование литого ядра не оказывает, поскольку оно быст­ро отводится в медные электроды, охлаждаемые проточной водой. Количество тепла, выделяющееся на любом участке сварочной цепи, определяется по формуле: Q=I2 ·R·t, где I - сила тока, А; Q - количество тепла, Дж; R - сопротивление участка цепи, Ом; t - время прохождения тона, с. Формула показывает, что параметрами режима сварки являются сила тока, время импульса тока, давление, определяющее сопротивление кон­такта между деталями. Точечную сварку осуществляет согласно циклограммам (рис.2). Ковочное усилие Рк необходимо для устранения усадочной рыхлости металла сварной точки. Некоторые параметры режимов точечной сварки приведены в табл.1. Таблица 1 Режимы точечной сварки Толщина каждой детали, мм Диаметры контактной поверхности электродов, мм Усилие сжатия, кН Ориентировочная сила тока, А Ступень мощности МТ-1222 Время импуль­са, с 0,5 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 0,5-1,0 1,0-2,0 2,5-5,0 5,0-8,0 4000-5000 6000-8000 9000-14000 14000-18000 111-1У 1У-У У1-УП УП 0,1-0,2 0,2-0,4 0,35-0,1 0,6-1,1 Время импульса тока на машине МТ-1222 устанавливается по табл.2. Точечная сварка обеспечивает высокую экономичность, производи­тельность (более 200 точек в минуту) и качество. Она широко применяется при изготовлении узлов автомобилей, самолетов, сельскохозяйст­венной техники и т.п. Таблица 2 Время импульса тока, устанавливаемое на машине ИТ-1222 Позиция сварочного цикла Диапазон Деление шкалы переключателя 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Длительность Сварка (верхний переключатель) 1 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 0,14 0,16 0,18 0,2 0,22 0,08 0,14 0,2 0,26 0,34 0,4 0,48 0,56 0,62 0,68 0,75 2. ШОВНАЯ СВАРКА Принципиальная схема шовной сварки показана на рис.3. Физическая сущность процесса образования сварной точки при сварке деталей этим способом аналогична точечной сварке. Отличие состоит в том, что применяют роликовые вращающиеся электроды 1, между которыми непрерыв­но с постоянной скоростью дви­жутся свариваемые детали 2. Режим сварки (I, P, Vсв , время импульса тока tu и время паузы tп ) устанавлива­ют так, чтобы обеспечивалось перекрытие сварных точек (рис.3). При этом создается прочноплотное сварное соединение. Макси­мальная толщина свариваемых деталей составляет 3,0 мм. Скорость свар­ки достигает 100 м/мин и более. В табл.3 приведены некоторые режимы сварки малоуглеродистой стали. Шовную сварку применяют главным образом при изготовлении сосу­дов для хранения жидкостей и для сварки тонких листов из углеродис­тых легированных сталей и алюминия. Толщина каждой детали Ширина рабочей части ролика Усилие сжатия, кН Скорость сварки, м/мин Ток, А Длительность, с сварочного импульса tu паузы, tп 1,0 1,5 2,0 7 7 8 1,8-3,0 2,5-3,75 3,2-4,5 1,0-3,5 0,6-1,5 0,5-1,0 6000-15000 10000-18000 18000-30000 0,04-0,08 0,08-0,16 0,16-0,24 0,02-0,04 0,04-0,08 0,08-0,12 Таблица 3 Режимы сварки малоуглеродистой сварки 3. СТЫКОВАЯ СВАРКА На рис.4 показана принципиальная схема стыковой сварки. Для осуществления сварки этим способом детали 1 устанавливают в контакт­ных губках 2 и 3 и надежно зажима­ют усилием Р1 . Контактные губки 3 имеют возможность осевого пере­мещения, за счет чего достигается сжатие деталей с усилием Р2 . Стыковую сварку осуществляют со­противлением и оплавлением. В первом случае детали сводят до соприкосновения и включают трансформатор 4, в результате по свариваемым деталям проходит ток большой силы. Этим током металл в зоне контакта нагревается до тем­пературе 1200-1300 о С, после чего детали сжимают усилием Р2 . При пластической деформации нагретого металла окисные пленки разрушаются и образуются участки чистого металла, по которым происходит сва­ривание деталей. Оставшиеся в металле окисные пленки снижают меха­нические свойства металла сварного соединения. Этот способ применя­ют при изготовлении неответственных изделий. Для осуществления стыковой сварки вплавлением сначала включают трансформатор, затем детали, находящиеся под напряжением, сводят до соприкосновения. Через возникающие контакты проходит ток, который нагревает металл в зоне контактов до плавления и частичного испа­рения. Процесс оплавления свариваемых поверхностей заканчивают, когда вся площадь их будет покрыта тонким слоем металла. Жидкий металл и окислы выдавливаются за пределы сварного соединения. Этим достигается высокое качество сварки. Стыковой сваркой оплавлением сваривает режущий инструмент (сверла» зенкеры, развертки), трубы любого диаметра, рельсы, ободья автомобильных колес и другие изделия ответственного назначения. 4. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ 1. Установить на машине МТ-1222 режим сварки образцов согласно их толщине, пользуясь табл.1 и 2. 2. Осуществить сварку. 3. Провести опытную сварку образцов на шовной стыковой машине. 5. СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА В отчете кратко описать физическую сущность основных спосо­бов контактной сварки и области применения. Описать выбор режима и технологию точечной» шовной и стыковой сварки. 6. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ 1. Запрещается открывать дверцу точечной машины и касаться деталей внутреннего устройства. 2. Процесс стыковой сварки наблюдать через защитное стекло. 3. При сварке образцов студенты должны находиться на рассто­янии не менее 1,0 метра от машины. 4. Все работы по подготовке машине к сварке и сварку на них студенты осуществляют под руководством учебного мастера или пре­подавателя. 5. Перед работой на машинах проверяется надежность их заземления. 7. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ 1. К какому классу сварочных процессов относится контактная сварка и почему? 2. В чем заключается принципиальное отличие шовной сварки от точечной? 3. Каковы разновидности стыковой контактной сварки и их отли­чительные признаки? 4. На чем основывается физическая сущность контактной сварки? 5. Как с помощью циклограммы описать процесс контактной сварки? 6. Укажите область применения каждого вида контактной сварки, 8. СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ Дальский А.М. и др. Технология конструкционных материалов.-М.: Машиностроение, 1998.- 667 с. Технология конструкционных материалов Технология контактной сварки Методические указания по выполнению лабораторной работы № 7 для студентов 1-го курса дневной и вечерней форм обучения всех специальностей Сергей Васильевич Давыдов Елена Владимировна Ковалева Научный редактор А.Я. Шатов Редактор издательства Л.Н.Мажугина Печать М.Е.Амвросимова Темплан 2002г..д.161 _ Подписано в печать 19.09.02. Формат 60x84 1/16 Бумага офсетная. Офсетная печать. Усл.печ.л. 0,46. Уч-изд.л. 0,46. Тираж 50 экз Заказ 591 Бесплатно Брянский государственный технический университет. 241035, г.Брянск, бульвар 50-летия 0ктября,7, БГТУ,тел.55-90-49. Лаборатория оперативной полиграфии ЕГТУ, ул. Институтская, 16