Электрическая контактная сварка

Цель-изучение сущности процесса и основных видов контактной свар­ки, приобретение практических навыков выполнения простейших сва­рочных работ, расчет параметров контактной сварки.

При изучении контактной сварки рассмотрите сущность способа и уясните цель подогрева металла джоулевой теплотой. Необходимо понять, почему теплота интенсивнее выделяется в зоне сварки, т.е. контакте между заготовками, и почему эта зона имеет наибольшее электросопротивление.

Уясните, почему стыковую, точечную и роликовую сварку назы­вают контактной и в чем различие этих процессов.

Стыковую сварку применяют для соединения заготовок контакт­ных сечений (рельсы, трубы, прутки). Их торцы нагревают, а затем сжимают для обеспечения совместной пластической деформации заго­товок.

Сварку ведут по двум вариантам: сопротивлением и оплавлением. Сварку «сопротивление» применяют при соединении небольших заготовок (диаметром до 100 мм), из однородных сплавов, о обработанными и очищенными торцами и с подгонкой по площади поперечного сечения в месте сварки.

Сварку оплавлением применяют при соединении более крупных заготовок различных сечений из любых металлов без предварительной обработки торцов, нагрев ведут до полного оплавления торцов. При последующем сжатии жидкий металл с окислами и другими загрязнения­ми выдавливается из зоны сверки, а в совместной пластической дефор­мации участвуют нагретые слои твердого металла.

Точечная и роликовая сварка предназначена для соединения лис­товых заготовок. Края заготовок, собранные внахлестку, сжимают электродами и нагревают проходящим электрическим током.

Важно отметить, что максимальный нагрев достигается в контак­те между листами заготовок, он обычно приводит к частичному рас­плавлению заготовок по толщине и образованию литого ядра сварной точки.

Давление способствует получению плотного металла в точке.

Выбор параметров режимов контактной сварки

При выполнении вариантов по контактной сварке (табл.2) после изображения схемы процесса, описания его сущности следует указать источник нагрева металла в месте контакта соединяемых заготовок. Необходимо начертить и описать цикл сварки (изменение давления и сварочного тока во времени), а также область применения способов сварки. Описать подготовку заготовок под сварку и ее назначение.

Установочная длина при сварке сопротивлением при стыковой сверке

 

L=(0,5 … 0,7) Д

 

где Д - диаметр Заготовки, мм;

L - установочная длина, суммарное расстояние между электродами, мм.

При сварке оплавлением установочную длину с учетом припусков на оплавление и осадку приближенно можно считать равной:

 

L=(0,5 … 1,0)Д

 

Значение сварочного тока

I_св = j*F_заг

где j - плотность токе, А/мм²;

F_заг - площадь контактной поверхности, мм².

При точечной сварке диаметр контактной поверхности электрода определяется в зависимости от толщины свариваемых заготовок:

 

d_T=2S+3 мм;

где S - толщина более тонкой заготовки, мм.

Зная диаметр контактной поверхности электрода, можно опреде­лить и площадь контактной поверхности при точечной и шовной сварке

 

F_эл=

 

где - диаметр контактной поверхности электрода, мм.

 

Усилие при осадке, Н:

 

 

P=K*F_заг

где К - усилие на электродах, МН/м²;

F_заг - площадь контактной поверхности, мм².

Таблица 2

Варианты задания

Варианты	Тип сварного соединения	Толщина металл, мм	Наружный диаметр, мм	Плотность тока j, А/мм^2	Усилие на электродах К, МН/м^2	Длина сварных швов, мм	Время сварки одной точки, t°, мм
Контактная стыковая
	Стыковое трубчатое «» Стыковое Тавровое «» Угловое «» Стыковое трубчатое
Контактная точечная
	Тавровое «» «» Нахлесточное «» «» «» «» «»	0,5 1,0 1,5 2,0 3,0 5,0	----------- ----------- ----------- ----------- ----------- ----------- ----------- ----------- -----------				0,004 0,006 0,008 0,6 1,0 1,4 1,8 2,2 2,6
Контактная шовная
	Стыковое «» «» Тавровое «» Нахлесточное «» Угловое	1,5 2,5 1,2 1,8 2,4	----------- ----------- ----------- ----------- ----------- ----------- ----------- -----------				0,009 0,01 0,005 0,006 0,007 0,008 0,0065 0,0075

 

Зная время сварки одной точки, определите время сварки изде­лия.

 

Вопросы для самоконтроля

1. Какой вид энергии применяется для нагрева контактирующих поверхностей при контактной сварке?

2. По какому закону определяется тепло, выделяемое при про­пускании электрического тока через сварочный контур?

3. Какова предельная толщина листового металла при точечной сварке внахлестку?

4. Из какого материала изготавливаются электроды при точеч­ной и шовной сварке?

5. Для каких изделий применяют стыковую сварку сопротивле­нием?

6. Для каких изделий применяют стыковую сварку оплавлением?

7. Для каких изделий применяют точечную и роликовую сварку?

8. Почему максимальный нагрев при контактной сварке достига­ется между заготовками?

9. Что такое установочная длина при стыковой сварке сопротив­лением?

10. Для чего предусмотрена дополнительная медная пластина при односторонней точечной сварке?

11. Что является недостатком стыковой сварки оплавлением?

12. Для каких металлов и сплавов применяют мягкие режимы при точечной сварке?

13. Для каких металлов и сплавов применяют жесткие режимы при точечной сварке?

14. Какова толщина свариваемых листов при роликовой сварке?

 

Список рекомендуемой литературы

1. Дальский A.M. Технология конструкционных материалов. -М.: Машиностроение, 1977 - 664 с.

2. Полухин П.И. Технология металлов и сварка. - М.: Высш. шк., 1977. - 464с.

3. Технология конструкционных материалов/Под ред. Г.А. Прейса.-К.: Выща. шк.,1984.- 352 с.