Сила сварочного тока в граничных точках при точечной сварке

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки молодежи и спорта Украины

Сумской государственный Университет

Кафедра ПМ и ТКМ

Практическая работа

"Технология и оборудование контактной сварки"

Сумы 2012

План

1. Технология точечной сварки с приведенной циклограммой

2. Определить силу сварочного тока в граничных точках при точечной сварке стальных пластин из стали 15 при толщине металла 1+1 на жестком и мягком режиме

Список использованной литературы

1. Технология точечной сварки с приведенной циклограммой

Точечная сварка - разновидность контактной сварки, при которой детали соединяются по отдельным участкам касания, ограниченным площадью торцов электродов, передающих усилие сжатия и подводящих электрический ток.

Сущность процесса

Свариваемые заготовки накладывают друг на друга и зажимают обычно между двумя металлическими электродами с приложением к ним усилия Fсв. После этого включается питание, которое вызывает в проводах, электродах и свариваемых деталях электрический ток величиной до нескольких единиц или десятков кА. В результате в зоне контакта заготовок по оси электродов начинается процесс нагрева и расплавления металла. Уплотняющий поясок пластически деформированного металла, прилегающий к расплаву, предохраняет его от выплеска и взаимодействия с воздухом. сварка сталь циклограмма

На практике в зависимости от толщины, свойств, конфигурации и ответственности узлов, качества сборки, а также реальных возможностей сварочного оборудования циклограмму усилия упрощают. В частности, пока нет оборудования для плавного изменения усилия сжатия. Его изменяют ступенчато. При точечной сварке чаще используют циклограмму с постоянным усилием (рис. 1, а). Для толстых деталей и металлов, склонных к горячим трещинам, - циклограмму б с ковочным усилием. Для устранения зазоров и предупреждения выплесков, а также при сварке деталей с предварительно нанесенным жидким покрытием (клеем, лаком, грунтом) применяют циклограмму в. Циклограмму г используют при сварке деталей толщиной свыше 4 мм.

Рисунок 1. Наиболее распространенные циклограммы усилия и тока при точечной сварке: а - с постоянным сварочным усилием Fсв; б - то же и приложением ковочного усилия Fк; в - с предварительным обжатием Fобж и проковкой; г - со ступенчатым увеличением сварочного усилия (от Fсв I до Fсв II) и проковкой Fк (импульс сварочного тока условно показан в виде прямоугольника); д - с предварительным подогревом; е - с последующим подогревом; ж - трехимпульсная программа с предварительным и последующим подогревами (сварочное усилие условно показано постоянным)

Программу нагрева зоны сварки в большинстве случаев задают в виде одного импульса сварочного тока, как это показано на рис. 1, а-г. Регулируя соответственно длительность сварочного импульса и его величину, получают жесткий или мягкий режим.

В некоторых случаях для устранения сборочных зазоров и предупреждения внутренних выплесков используют предварительный подогрев зоны сварки дополнительным подогревным импульсом тока (циклограмма тока д). Циклограмма усилия при этом может быть различной (рис. 1, а-г). Частично для этих же целей снижают скорость нагрева за счет модулирования переднего фронта сварочного тока длительностью tн (рис. 2, б).

Рисунок 2. Формы импульса сварочного тока в машинах различного типа: а - переменного тока; б - переменного тока с модуляцией; в - низкочастотных; г - с выпрямлением тока во вторичном контуре; д - конденсаторных; iсв - мгновенный сварочный ток; Iсв д - действующий сварочный ток; Iсв max - максимальный сварочный ток; Iсп mах - максимальный ток замедленного спада; tсв - длительность сварочного тока; tн - длительность нарастания тока; tсп - длительность спада сварочного тока

Для уменьшения склонности к горячим трещинам, выполнения термообработки или с целью снижения величины Fк применяют последующий подогревный импульс тока (циклограмма тока на рис. 1, е) в сочетании с любой циклограммой усилия. Скорость охлаждения уменьшают также путем замедленного спада заднего фронта импульса сварочного тока за время tсп (рис. 2, б-г).

Иногда, в особо трудных случаях, используют два дополнительных импульса тока (циклограмма тока ж на рис. 1), а также модулируют сразу и передний, и задний фронт импульса сварочного тока (рис. 2, б).

2. Определить силу сварочного тока в граничных точках при точечной сварке стальных пластин из стали 15 при толщине металла 1+1 на жестком и мягком режиме

Ток - один из параметров контактной сварки. Когда время сварки задано, ток обычно определяют по закону Джоуля-Ленца. Однако, если воспользоваться критерием Фурье

критерием тепловыделения

и известным соотношением

,

то при диаметре электрода dэ=3s формулу для определения сварочного тока в обобщенной форме можно записать следующим образом:

,

где з_т - термический КПД; d_э - диаметр электрода, м; Т_пл - температура сварки, К; л - теплопроводность, Вт/(м·К); с - удельное электрическое сопротивление, Ом·м.

Далее примем з_т = 0,45 (жесткий режим) и з_т = 0,26 (мягкий режим) и определим по этой формуле значения токов в точках 3 и 4 (см.рис.1) при сварке деталей из стали 10 толщиной 1 + 1 мм.

Исходные данные:

dэ max = 4,6 мм; dэ min = 4,3 мм; Tпл max = 1750°C; Tпл max = 1700°C;

лmax = 0,12 кВт/(м·К); лmin = 0,06 кВт/(м·К);

сmax = 0,8 Ом·м; сmin = 0,8 Ом·м.

Ток для точки 4:

Ток для точки 3:

Как видно из этих расчетов, максимальный ток превосходит минимальный почти в 2 разы, что свидетельствует о большой значимости тока для управления режимом сварки.

Анализ полученных данных говорит о следующем:

· При жестких режимах проплавление можно корректировать только временем сварки при мягких - только током, а при средних - и тем и другим.

· Для каждой толщины детали существуют жесткие ограничения по максимальным и минимальным току и времени сварки.

· Расход электроэнергии на мягких режимах значительно выше, чем на жестких, что в первую очередь определяется существенным отличием значений термического КПД на этих режимах:

Список использованной литературы

1. http://ru.wikipedia.org/wiki/Точечная_контактная_сварка

2. Банов М.Д. Технология и оборудование контактной сварки 2008

Размещено на Allbest.ru