Сварка. Виды сварки. Контактная сварка
Электродуговая и контактная сварка: сущность, общая характеристика, виды, принцип действия, преимущества, недостатки и целесообразность выбора. Процесс подготовки к сварке и правка сварных деталей. Дефекты стыковой, точечной, шовной и рельефной сварки.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 12.11.2012 |
| Размер файла | 961,0 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
При точечной сварке деталей автомобиля д = 1.2 мм из стали 08кп с цинковым покрытием толщиной 25 и 10 мкм рекомендуется увеличивать tc, так как с ростом Iс качество нестабильно из-за перегрева и выплесков. Вместе с тем постепенное повышение IС и Рс целесообразно. Сталь с алюминиевым покрытием д П =0,6; 1,0; 1,2 и 1,4 мм сваривают при dЭ = 16 мм, Rэ = 50 мм с Рс = 1800, 2000, 2500 и 4000 Н, Iс =8,7, 10,5,13 и 14 кА соответственно (при Iс, исключающем глубокие вмятины) . Также важен выбор материала электрода.
Электроды со вставками из W и Мо растрескиваются и выкрашиваются при нагреве быстрее медных с Zr. Добавки в W небольших количеств Сг и Си или 0,5% Ti и 0р8% Zr их стойкость повышают. При односторонней сварке горячее оцинкованных сталей заметно шунтирование тока и снижение стойкости электродов. Площадь электрода резко возрастает после 500 ... 1000 точек со скоростью, не зависящей от типа покрытия. Износ электродов определяется его диффузионным взаимодействием с покрытием. Модуляция тока, униполярные импульсы и многоимпульсные режимы уменьшают износ. Стабилизация толщины покрытия стабилизирует режим, повышая стойкость электродов из сплава Си - Сг - Zr до 8000 ... 15000 точек. Нанесение на цинковое покрытие осаждением Fe и Ni уменьшает Iс и повышает стойкость электродов без ухудшения коррозионной стойкости соединения. Так, наличие 30% Fe в покрытии уменьшает Iс в 13 раза.
Покрытия с низкой Тт взаимодействуют с электродами, образуя бронзы и изменяя их размеры и форму. Лужение или цинкование электродов замедляет образование бронз. На практике электроды зачищают через 500 ... 1000 точек. Наружное охлаждение электродов с расходом воды 4 л/мин резко ослабляет нагрев. Для повышения стойкости целесообразно высокое давление рс и малая tc, а также задержка их на детали после окончания нагрева. Специальные пасты и смазки, уменьшающие трение при деформации, уменьшают взаимодействие электрода с покрытием.
Интенсивно закаливающиеся материалы сваривают на мягких или жестких режимах с термообработкой. Большие скорости их нагрева и охлаждения повышают в 1,5....2 раза и более твердость соединений и снижают резко их пластичность. Возникающие при этом внутренние напряжения могут при 6 > 2 мм дать трещины, раковины и поры. Мягкие режимы увеличивают коробление деталей. Термообработка точки в электродах по сравнению с отпуском в печи на ряде сталей (25ХГСА, 25ХСНВА, 17ХНВФА и др.) в несколько раз быстрее и требует в десятки раз меньшего расхода электроэнергии. После электротермообработки усилие среза Рср по сравнению со сваркой без нее повышается в 1,2...2 раза, а усилие отрыва - Ротр - в 3,5....7 раз.
Появление хрупких структур и образование трещин предупреждают также сваркой на мягких режимах tс, в 3.5 раза большей, чем у металлов 1-й группы, с двухимпульсным, а для толстых листов часто с трехимпульсным нагревом при замедленном охлаждении во втором импульсе. Давление у этих материалов значительно выше, чем у материалов 1-й группы. Пластическая деформация в стадии проковки при нагреве, в 1,5 раза большем tс, до температур ниже Ас1 улучшает структуру и предупреждает трещинообразование. Хорошие результаты без заметного роста зерен в околоточечной зоне также получены при сварке на жестких режимах и деформации в стадии отпуска при температурах на 100 ... 150° С ниже Ас1. Повышение давления рк до 2,5 рс усиливает теплоотвод.
Нержавеющие стали аустенитного класса можно сваривать на различных режимах, однако из-за высокого коэффициента теплового расширения и возможных при больших tc деформаций целесообразнее жесткие режимы. Высокопрочные нержавеющие стали (термообработанные, нагартованные) требуют повышенных на 20 ... 40% Рс. Аустенитные стали также сваривают через прокладку из фольги ванадия. Для ряда закаливающихся сплавов целесообразен второй импульс тока. Некоторые двухфазные стали сваривают с последующей термообработкой при меньшем IС и tc и большем Рс чем детали из ниэкоуглеродистой стали. Ориентировочно при д =0.3...3 мм, Jc = 2,5...17 кА, Рс= 1,1...12,0 кН,dэ = 3...8,5мм, tс= = 0,06 ... 0,4 с.
Титановые сплавы хорошо свариваются на режимах сварки аустенитных сталей после травления (Rк = 50.... 60 мкОм, через 50 ч повышается до 100 мкОм). Для сварки используют электроды из кадмиевой бронзы. Изменение RЭ (50 ... 100 мм) и Рс мало влияет на dэ. Целесообразна проковка, измельчающая структуру с Рк = (3,5 ... 4) Рс (для сплава ОТ-4).
Жаропрочные сплавы во избежание выплесков лучше сваривать униполярными импульсами с повышенным Рс. Возможна сварка на мягких режимах, с большим Рс. Медные, алюминиевые и магниевые сплавы сваривают на жестких режимах при больших плотностях тока; алюминиевые сплавы из-за значительной усадки (6 ... 7%) помимо больших Рс и малых tc требуют удаления окисной пленки и применения Рк. Детали зачищают щетками из нержавеющей стали, кремнефтористыми или фосфорными кислотами, снижающими Rэд от 1000 до 10 ... 50 мкОм. Ic линейно связано с dя, при увеличении dя более 8 мм линейность несколько нарушается. Это обусловлено тем, что в области оптимальных Ic и Рк. они не влияют на dя и прочность.
С ростом Iс и снижением Рс увеличивается количество дефектов в ядре. Налипание металла на электрод снижает Iс и уменьшает dя. Поэтому электроды зачищают часто, иногда через 20 ... 30 точек.
Сплавы алюминия сваривают при нарастании тока со скоростью 150 ... 180 кА/с. При меньших скоростях ухудшается структура ядра точки, расширяется зона нагрева, увеличиваются вмятины и усиливается налипание материала электродов на свариваемые детали и металла деталей на электроды.
В зоне отжига около сварной точки термически упрочненных сплавов типа Д16 происходят разупрочнение металла и рост зерна.
Магниевые сплавы сваривают на жестких режимах с меньшим Рс при частой зачистке электродов (из-за переноса металла деталей на электроды и наоборот).
Чистая медь из-за чрезмерно высокой тепло- и электропроводности при сварке на обычных режимах не образует ядра. Для повышения сопротивления поверхность контактов покрывают тонким слоем серебра после их зачистки, промывки и удаления окислов. Такие листы при д = 0,127 + 0.94 мм и 0,94 + 0,94 мм сваривают на конденсаторных машинах электродами из вольфрама или молибдена. Чистый алюминий и медь сваривают иногда с прокладкой между электродами и деталями полосок нержавеющей стали толщиной 0.1...0,2 мм. Без прокладок алюминий и медь привариваются к электродам. Такие прокладки допускают сварку алюминия на обычных машинах небольшой мощности.
Никель из-за низкого электросопротивления и высокой теплопроводности, а также повышенной пластичности сваривают на жестких режимах двумя импульсами, первый импульс из которых при малом токе повышает электросопротивление, а второй является сварочным. Проковку обычно не применяют.
Тугоплавкие химически активные материалы (W,Mo и др.) из-за высоких Тпл обычно сваривают через легкоплавкие прокладки из технического титана, никелевого сплава ВЖ98 и др. Многоимпульсные режимы облегчают сварку без прокладок. Несколько лучше свариваются менее теплопроводные (чем молибден) с более высокими р тантал, ниобий и их сплавы. На режимах сварки титановых сплавов с повышенной в 1,6 ... 1,7 плотностью тока сваривают цирконий.
Разноименные материалы сваривают на мягких режимах. Для более симметрического расположения ядра усиливают нагрев и уменьшают теплоотвод в теплопроводный материал за счет уменьшения диаметра и теплопроводности электрода.
При большом различии в температурах плавления и тепло-физических свойствах на мягких режимах нагрев не выравнивается. Поэтому их сваривают на жестких режимах с использованием вставок в электроды, прокладок и покрытий, применением обжимок, программирования Рс и Iс и др.
1.5 Сварка деталей разной толщины
При большом различии д1 и д2 плотность тока в толстой детали (рис. 12, а) повышается -на периферии контакт (рис. 12, б), интенсивно охлаждаемого электродом со стороны тонкого листа. Образующееся несимметричное ядро смещается в толстую деталь и при большом различии в толщине не затрагивает тонкой детали. Смещение усиливается на мягких режимах, а на жестких резко повышается плотность на периферии ядра и усиливается опасность внутренних и наружных выплесков. Дня надежного проплавления тонкого листа обычно усиливают его нагрев, применяя при жестких режимах на тонком листе (рис. 12, г) рельефы или сжимая линии тока магнитным полем, а при мягких -- регулируя теплоотвод экранами (рис. 12, д), массой электродов (рис. 12, в) или их материалом (рис. 12, е). С увеличением массы и dэ ускоряется охлаждение контактируемой детали. Поэтому массивные электроды с большим dэ устанавливают со стороны толстой детали. При малых dэ со стороны тонкой детали возможны выплески, глубокие вмятины и уменьшение ядра, также полезны вставки в электроды. Прокладки с более высоким электросопротивлением облегчают проплавление тонкого листа при небольших плотностях тока. Локализуют нагрев тонкого листа и уменьшают его деформацию электродами с обжимными втулками. Тугоплавкие экраны толщиной д =0,05...0,15 мм из металлов с низкой теплопроводностью при хорошей зачистке можно использовать по нескольку раз.
Стальные листы с отношением 1:3 и алюминиевые с отношением 1:2 сваривают по режимам тонких листов. Очень тонкие детали (д 0,25 мм) приваривают на особо жестких режимах при tс < 0,01 с. Ядро образуется на участках максимальной плотности тока по краям электрода.
Жесткие режимы, способствующие тепловыделению на контакте, легко задать на конденсаторных машинах при одном импульсе. Импульсы машин постоянного тока и низкочастотных машин при соответствующем регулировании Iс и Рс предпочтительнее.
Также возможно использование электродов с ферромагнитным экраном в виде перемещающегося кольца, программирование Рс и Iс и другие ранее рассмотренные способы устранения выплески и выравнивания нагрева.
Рис 5: Способы сварки деталей неравной толщины
1.6 Дефекты стыковой, точечной, шовной и рельефной сварки
Наружные дефекты выявляются осмотром или обмером, а внутренние при разрушении соединения или его испытании приборами (последнее не всегда возможно).
Допустимость тех или иных дефектов при каждом виде сварки определяется ТУ на изделие в соответствии с которыми контролируют соединения. Дефекты появляются при нарушениях технологии подготовки, сборки и сварки деталей, а также при последующей обработке. На появление дефектов также влияет износ электродов, изменение характеристик машины и ее узлов, колебания напряжения и др.
Главное в контроле -- предупреждение брака. Автоматизация контроля, хорошее знание причин образования и способов устранения дефектов облегчают эту задачу.
К дефектам стыковой сварки (рис. 13,а-и) относят недопустимые отклонения в размерах деталей и искажение их формы, несплошности и подплавление, а также неблагоприятную структуру (непровар, перегрев, трещины и др.).
Дефекты предупреждаются при устранении причин их появления или при строгом соблюдении технологии, контроле работы машины, периодической проверке качества соединений и своевременной замене инструмента.
К дефектам точечных соединений относят недопустимые отклонения в размерах деталей и расстояний между точками, раковины, пористость (рис. 14, б), трещины (рис. 14, в) в ядре, непровары (рис. 14, в), малый размер ядра, выплеск, глубокие вмятины и налипание металла электродов, подплавление, прожоги и вырывы точек. Отсутствие расплава на одной из деталей может давать дефект типа "склейка" (с малым количеством общих зерен в изломе).
Дефекты шовной сварки, за исключением перегрева поверхностей и более сильного коробления деталей, аналогичны дефектам точечной сварки.
"Неравномерные чешуйки" на шве связаны с большой скоростью сварки и перекосом или неправильной заточкой роликов.
Глубокие вмятины возникают при большой длительности импульса тока, малом давлении и большом токе. Хорошая подгонка и прихватка деталей при равномерном распределении зазоров предупреждают продавливание и раскрытие кромок при сварке.
Рис 6: Дефекты стыковой сварки
Рис 7: Дефекты точечной сварки
Выход литого ядра обычно связан с плохой зачисткой, большой длительностью импульса тока и его большой величиной.
Трещины у кромок и их раздавливание вызываются близким расположением шва к кромкам и большим током.
Негерметичность шва связана с большим шагом между точками, с нарушением режима (по току, давлению, длительности импульса, скорости, а также по диаметру и ширине роликов), с плохой сборкой деталей, большой разницей диаметров верхнего и нижнего роликов и т.д.
Непровар, трещины и внутренний выплеск выявляются на технологической пробе и при микроисследованиях.
Неравномерность чешуек, вмятины, продавливание, выход литого ядра, прожог, наружные выплеск и трещины выявляются осмотром через лупу.
В ряде случаев допустимы поры, мелкие трещины, перегибы. Допускается ремонт до 10 ... 20% длины шва.
Дефекты предупреждаются при устранении причин их появления. Иногда допускается подварка дефектных соединений на точечной машине с применением железного порошка (прожог и глубокие вмятины на стали), постановка дополнительных точек (при непроваре), заклепок и аргонодуговая подварка. Допустимые виды исправлений указывают в ТУ на изделие.
Большинство дефектов рельефной сварки по природе близко к дефектам точечной сварки. В отличие от точечной при рельефной сварке вмятины со стороны одной детали отсутствуют, а со стороны второй -- представляют следы обратной деформации рельефа. Непровар при ней чаше бывает местным, в особенности когда соединение формируется одновременно в твердом состоянии и при наличии расплава. При рельефной сварке одни точки могут формироваться нормально, а другие с выплеском (при перекосах и неравномерном распределении давления). Для Т-образных соединений типичны те же дефекты, что и для стыковой сварки. В настоящее время еще нет общепринятых норм о допустимости тех или иных дефектов при рельефной сварке. При устранении дефектов руководствуются технологическими данными.
Вывод
Контактная сварка -- прогрессивный, универсальный и широко распространенный в промышленности способ соединения металлов.
Контактная сварка, предложенная нашим соотечественником Н.Н. Бенардосом, широко применяется в автомобильной, авиационной и электронной промышленности, в космической технике, котло- и трубостроении, металлургическом производстве, прокладке железнодорожных путей и трубопроводов, производстве предметов широкого потребления и в других отраслях промышленности.
Дальнейшее развитие технологий требуют дальнейшего развития сварочного производства и повышения его эффективности, лучшего использования материалов, энергоресурсов, рабочего времени и оборудования, широкого применения робототехники, вычислительных машин и высокопроизводительной технологии.
Большое значение при этом приобретает дальнейшее развитие высокопроизводительной, легко автоматизируемой контактной сварки, используемой в сварных конструкциях многих изделий и обеспечивающей стабильное качество соединений при высокой культуре производства и хороших условиях труда.
Список литературы
1. Чернышов Г.Г. "Сварочное дело: Сварка и резка металлов.", ИРПО, ПрофОбрИздат, 2002
2. В. Л. Лихачев "Электродуговая сварка. Пособие для сварщиков и специалистов сварочного производства",Солон-Пресс, 2006
3. Кабанов Н.С. Сварка на контактных машинах. М. высшая школа. 1985.
4. Материалы Интернет
5. Банов М.Д. "Технология и оборудование контактной сварки."
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
История развития сварочного производства. Понятие промышленной продукции сварочного производства. Сварка, понятие, виды и классы: электродуговая, контактная, газовая сварка и резка металлов. Сборка и техника сварки. Предупреждение деформации изделия.
реферат [45,1 K], добавлен 26.01.2008Принцип контактной электрической сварки. Основные виды электрической контактной сварки: стыковая сопротивлением и точечная; последовательность операций. Технология электрической контактной сварки и подготовка заготовок. Получение стыкового соединения.
контрольная работа [499,4 K], добавлен 25.11.2012Из истории сварки; ее возникновение и развитие. Основные виды современной сварки: электрическая дуговая, электрошлаковая, контактная и прессовая, газовая сварка и резка. Лучевые виды сварки - лазерная, лучистым нагревом, их преимущества и недостатки.
курс лекций [1,6 M], добавлен 23.09.2009Характеристика контактной сварки и соединения деталей. Конструкция изделия и условия его работы. Характеристика материала и оценка его свариваемости. Расчет режимов сварки, проектирование сварочного контура машины и техническое нормирование работ.
курсовая работа [136,8 K], добавлен 15.06.2009Основы теории и технологии контактной точечной сварки. Процессы, протекающие при контактной точечной сварке: деформирования свариваемых деталей; формирования механических и электрических контактов, электрической проводимости зоны сварки; нагрева металла.
учебное пособие [8,4 M], добавлен 21.03.2008Сущность понятия "сварка". Механическая, термическая, электродуговая сварка. Сварка неплавящимся и плавящим электродом. Перечень основных достоинств лазерной сварки. Технология роботизированной сварки, характеристика основных преимуществ применения.
реферат [10,2 K], добавлен 11.11.2011Выбор способа соединения деталей. Особенности технологического процесса сборки и сварки изделия. Электроды для шовной сварки сильфонов с арматурой. Конструктивно-технологический анализ сварных узлов изделий. Измерение и регулирование параметров сварки.
курсовая работа [712,1 K], добавлен 12.06.2010Особенности контактной точечной сварки, ее достоинства и недостатки, основные параметры. Изменение параметров во времени. Схема шунтирования тока через ранее сваренную точку. Режимы точечной сварки низкоуглеродистых сталей. Подготовка деталей к сварке.
реферат [730,5 K], добавлен 22.04.2015Понятие и характеристики стыковой сварки. Несплошности зоны точечной сварки; природа их образования и меры предупреждения. Основные правила выбора режима сварки: геометрических параметров электродов, время, силы сварочного тока и усилие сжатия.
курсовая работа [766,1 K], добавлен 26.01.2014Разновидности электрошлаковой сварки, ее достоинства и недостатки. Особенности многоэлектродной электрошлаковой сварки. Применение пластинчатых электродов для сварки. Сварка плавящимся мундштуком при сложной конфигурации изделия. Виды сварных соединений.
презентация [218,5 K], добавлен 13.10.2014
