Технология и оборудование контактной сварки

Контрольная работа

Вопрос № 13. Классификация контактных машин, обозначение

  • Конструктивные элементы машин для контактной сварки

Контактная сварка — это основной способ сварки давлением, при котором соединение образуется вследствие нагрева электрическим током и сжатия свариваемых деталей в зоне контактирования. Роль контактной сварки в практическом применении весьма значительна и будет возрастать в дальнейшем. На долю контактной сварки приходится в настоящее время более 30% общего объема производства сварных конструкции.

Технология и оборудование контактной сварки 1

Рисунок 1.1 Схемы основных видов контактной сварки: а — точечной; б рельефной; в — шовной; г — стыковой.

К основным видам контактной сварки относятся: точечная, рельефная, шовная и стыковая. Из всего парка контактных машин, работающих в промышленности, свыше 70 % — точечных.

Контактные машины делятся на два больших класса: машины общего назначения и специальные.

Машины общего назначения предназначены для сварки деталей широкой номенклатуры. На однотипных машинах можно производить сварку деталей, различных по конструкции, марке и толщине металла.

Специальные машины предназначены, как правило, для сварки определенных узлов, конкретных изделий.

Классификация машин общего назначения:

  • по виду получаемых при сварке соединений — точечные, шовные, рельефные, стыковые;
  • по конструктивному исполнению — стационарные радиального типа, стационарные прессового типа, подвесные со встроенным трансформатором, подвесные с отдельным трансформатором;
  • по типу источника сварочного тока — переменного тока, низкочастотные, постоянного тока, конденсаторные;
  • по типу усилия сжатия — с постоянным усилием, с переменным усилием;

— по нормируемым техническим требованиям — группа А (с повышенной стабильностью параметров), группа Б (с нормальной стабильностью параметров).

Машины группы А имеют более стабильные параметры, которые достигаются усложнением машин этой группы по сравнению с машинами группы Б.

Например: машина МТПВ-1205 Т4, А, 380 В, 50 Гц, экспорт, ГОСТ 297-80.

Подвесная точечная машина с выпрямлением тока во вторичном контуре, на наибольший вторичный ток 12 кА, с номером модификации 05, климатического исполнения Т4, группы А, напряжения питающей сети 380 В частотой 50 Гц, предназначенная на экспорт, обозначение стандарта.

6 стр., 2883 слов

Сущность и область применения точечной сварки

... контактной точечной сварке Весь процесс точечной сварки можно условно разделить на 3 этапа. Сжатие деталей, вызывающее пластическую деформацию микронеровностей в цепочке электрод-деталь-деталь-электрод. Включение импульса электрического тока, ... что ток, который протекает через зону сварки (IСВ), и ток, протекающий во вторичном контуре сварочной машины (I2), различаются между собой - и тем больше, ...

Технология и оборудование контактной сварки 2

Рисунок 1.2 Структура условного обозначения машины для контактной сварки общего назначения

  • обозначение вида изделия (машина контактная);
  • 2 — обозначение машины по виду соединений, получаемых при сварке (Т — точечная, Ш — шовная, Р — рельефная, С — стыковая);
  • 3 — обозначение машин по конструктивному исполнению и (или) по типу источника тока (В — с выпрямлением тока во вторичном контуре, К — конденсаторная, Н — низкочастотная, Р — радиальная, П — подвесная, С — для стыковой сварки сопротивлением, О — для стыковой сварки оплавлением);
  • 4 — наибольший вторичный ток в килоамперах (в обозначениях точечных, шовных и рельефных машин) или усилие осадки в десятках килоньютонов (в обозначениях стыковых машин для сварки оплавлением);
  • 5 — номер модификации машины;
  • 6 — вид климатического исполнения по ГОСТ 15150-69;
  • 7 — обозначение группы машины в зависимости от нормируемых технических требований;
  • 8 — напряжение питающей сети;
  • 9 — частота питающей сети;
  • 10 — слово «экспорт» (указывается для машин, предназначенных на экспорт);
  • 11 — обозначение технических условий на конкретную машину, а для машин, предназначенных на экспорт, — обозначение стандарта

Классификация специальных машин отличается от классификации машин общего назначения. Наиболее показательным для специальной машины является указание того изделия, для сварки которого она предназначена. Другой существенной отличительной чертой специальной машины является степень механизации и автоматизации операций по загрузке, перемещению и выгрузке свариваемых изделий.

Специальные машины классифицируются следующим образом:

  • по виду свариваемых изделий — многоэлектродные для сварки арматуры железобетонных конструкций, для сварки сеток, цепесварочные, многоэлектродные для сварки листовых конструкций, шовные для сварки топливных баков, рельефные для герметизации корпусов полупроводниковых приборов и т.д.;
  • по степени механизации и автоматизации — машины, полуавтоматы, автоматы, комплексы, сборочно-сварочные линии, в том числе линии оснащенные роботами.

Конструктивными элементами машин для контактной сварки являются:

— привод усилия сжатия или приводы усилия сжатия многоэлектродных машин, они обеспечивают в необходимых пределах значение одного из основных параметров режимов контактной сварки, а именно усилия сжатия между сварочными электродами. Основными видами приводов усилия сжатия являются пневматические, гидравлические и пневмогидравлические.

— вторичный контур и его элементы или элементы вторичных контуров многоэлектродных машин. Вторичные контуры состоят из токоведущих элементов, электрически связывающих выводные колодки вторичных витков сварочных трансформаторов со сварочными электродами. Такими элементами являются электрододержатели, жесткие и гибкие шины.

многоэлектродный сварка деталь контактный

Технология и оборудование контактной сварки 3

Рисунок 1.3 Электрододержатели

— охлаждение токоведущих элементов. Система охлаждения многоэлектродных машин имеет, как правило, 4 — 10 ветвей охлаждения, которые для удобства эксплуатации маркируются. Каждая ветвь охлаждения имеет на сливе краник, которым осуществляется регулирование расхода воды. Охлаждению подлежат токоведущие элементы вторичного контура (электроды с электрододержателями и иногда шины) и вторичные витки сварочных трансформаторов.

  • сварочный трансформатор или сварочные трансформаторы многоэлектродных машин. В многоэлектродных машинах используются малогабаритные однофазные сварочные трансформаторы, устанавливаемые в непосредственной близости от сварочных электродов.

— подающие устройства многоэлектродных машин выполняют функцию подачи свариваемых деталей с исходной позиции в зону сварки, так же перемещают детали в зоне сварки и возвращают на исходную позицию готовое изделие (либо продолжают движение «на проход» через машину).

2. Расчет режима точечной сварки стали 09Г2С толщиной d = 4,0 мм.

Таблица 2.1

Термодинамические характеристики низкоуглеродистой стали (Ст 3).

Материал

Температура плавления (Тпл)°С

Плотность, г/см3 при 200С

Удельное электросопротивление, мкОм*см

Теплоемкость, Дж/г*К

Теплопроводность, Вт/см *К

Температуропроводность, см2/с

При 20°С

Средняя в интервале 0 — Тпл

При 20°С

Средняя в интервале 0 — Тпл

При 20°С

Средняя в интервале 0 — Тпл

При 20°С

Средняя в интервале 0 — 20°С

Низкоуглеродистая сталь

1530

7,85

15

50

0,46

0,71

0,50

0,38

0,15

0,07

1 Выбор диаметра электродов

При сварке стали толщиной d = 0,5 мм используют электроды с плоскоконической рабочей поверхностью,

где: d — толщина более тонкой из свариваемых заготовок, мм.

При тепловых и других расчетах в качестве диаметра электрода принимают диаметр отпечатка, равный (3,5 ÷ 4,0) d мм.

В нашем случае диаметр электродов Øэл = 4×4,0= 16 мм.

2 Время сварки для одноимпульсной сварки низкоуглеродистых и низколегированных сталей, d = 1 мм.

tсв = 0, 3 × 4 = 1,2 с.

2.3 Современный опыт применения точечной сварки позволил отработать некоторые границы для величины силы сжатия электродов

Так можно считать, что силы сжатия выбираются в зависимости от толщины — d свариваемых листов и для Ст-3, приблизительно в пределах:

Р = 2,5 кН.

4 Сварочный ток рассчитывается по формуле

Технология и оборудование контактной сварки 4 , А,

Технология и оборудование контактной сварки 5

Где Q — общее количество теплоты (полезной + потери), затрачиваемое на одну сварочную точку, Дж,

m — коэффициент, учитывающий изменения сопротивления заготовок в процессе сварки (для низкоуглеродистой стали m = 1,0 … 1,10), для легких сплавов m = 1,2…1,4 , для аустенитных сталей и титана m = 1,1 …1,2, tсв — время включения тока, с, RH — среднее суммарное сопротивление нагретых заготовок, мкОм, (принимается равным сопротивлению заготовок под электродами к концу сварки, при этом Rсв = Rн)

Rн = Ао ´ Rц,, мкОм

Rн = 0,8 ´ 271,762= 217,4096 мкОм

Где Rц, — сопротивление столбика металла под электродами высотой (d1 + d2) см и диаметром dэ, см.

При сварке двух листов одинаковой толщины

Технология и оборудование контактной сварки 6

для стали rt = (120 … 140)., мкОм ´ см,

АО — коэффициент, учитывающий характер поля электрического тока в заготовках и зависящий от соотношения между диаметром электрода и толщиной заготовки.

dэ / d

0,5

1

1,5

2

2,5

3

АО

0,25

0,45

0,6

0,66

0,72

0,75

Технология и оборудование контактной сварки 7 , Дж

Технология и оборудование контактной сварки 8

Q = 1053,30553496Дж

Где dэ — диаметр электрода, см,

d — толщина одной свариваемой заготовки, см, при разных толщинах заготовок принимается их среднее значение,

c1γ1 — средняя теплоемкость, Дж/гК, и плотность, г/см3, металла заготовок в диапазоне температур 0… Тпл

Тпл — температура плавления металла заготовок, К,

К1 = 0,8 — коэффициент, учитывающий особенности распределения температур в кольце металла, окружающем ядро точки,

X — ширина кольца нагретого металла, окружающего ядро, см.

Технология и оборудование контактной сварки 9

а = λ/сγ — коэффициент, учитывающий температуропроводность металла, см /с,

для стали Технология и оборудование контактной сварки 10 ,

для дюралюминия Технология и оборудование контактной сварки 11 ,

для меди Технология и оборудование контактной сварки 12 ,

К — коэффициент формы электродов:

для цилиндрического электрода К2 = 1,

для конического — К2 — 1,5,

для сферического — К2 = 2.

X’ — длина нагретого участка электродов, см, X’ — 3,6.

γ’с’ — теплоемкость, Дж/гК и плотность, г/см3 металла электродов (можно принять при температуре 20°С).

Значения с’, Tпл, γ, а, Рt , λ приведены в табл. Приложения 1.

Общий вторичный ток равен:

Технология и оборудование контактной сварки 13

При сварке углеродистых статей ток шунтирования (Iш) можно принять равным 0,3 IСВ. Iш = 0,3

  • 4,492 = 1,3474 кА.

Технология и оборудование контактной сварки 14

Список литературы

[Электронный ресурс]//URL: https://drprom.ru/kontrolnaya/oborudovanie-dlya-kontaktnoy-svarki/

1. Милютин B.C., Шалимов МЛ., Шанчуров СМ. Источники питания для сварки. Учебник. М.: Айрис-пресс, 2006. 379 с.

2. Оборудование для контактной сварки: Справочное пособие Под ред. В.В.Смирнова, СПб: Энергоатомиздат. Санкт-Петербургское отделение, 2000. — 848с.