3. Технология и оборудование контактной сварки

Контактная сварка, применяется, как правило, в крупносерийном и массовом производстве. Это обусловлено высокой производительностью машин контактной сварки, легкостью механизации и автоматизации процесса сварки, а также стоимостью оборудования.

1. Назначение, описание конструкции изделия и условия его работы

Изделие представляет собой лист металла свёрнутый в трубу, свариваемый с нахлесткою 18мм.

Данная конструкция при ее использовании не воспринимает никаких больших нагрузок. Герметичность конструкции не требуется, поэтому сварку можно производить на точечных машинах. Данное изделие применяется как кожух, внутри которого проходит вал, передающий вращающий момент от двигателя к ленточному конвейеру.

2. Характеристика материала изделия и оценка его свариваемости

Материал изделия - сталь 45 относится к классу среднеуглеродистых сталей обыкновенного качества. Сталь 45 содержит: углерода 0,42-0,50%; марганца 0,35-0,65%; кремния 0,17-0,37%; фосфора 0,040%; серы 0,040%; хрома 0,25%; никеля 0,25%; меди 0,25%.

Под технологической свариваемостью понимают способность металлов образовывать прочные соединения без существенного ухудшения их технических свойств в самом соединении и в прилегающей к нему около шовной зоне.

Свариваемость является переменным свойством материала. С усовершенствованием технологий и оборудования можно улучшить свариваемость материалов.

3. Расчет режимов сварки

Величина сварочного тока, необходимая для образования сварной точки, может быть определена по закону Джоуля-Ленца.

I_св,А. - действующее значение тока;

Q_ээ, Дж. - теплота, выделяемая при протекании тока через участок электрод- электрод;

m_r - коэффициент, учитывающий изменения сопротивления во время сварки.

m_r=1,1 - среднеуглеродистых сталей.

R_д.кон. = 90*10^-6 - сопротивление детали к концу нагрева;

t_св.=0,15 - технологически целесообразное время сварки;

где

энергия, затрачиваемая при нагреве до температуры плавления столбика металла свариваемых высотой 2 и диаметром основания d_я = 5мм.

с=461^Дж/_(кг*°К) - теплоёмкость;

г=7,8*103 ^кг/_м³ - плотность свариваемого материала;

?Т_пл = Тпл.-273°=1803-273=1530°К;

=1,2мм - толщина одной пластины;

d_я = 5мм - диаметр литого ядра сварной точки;

d_я = d_к - диаметр контакта электрода.

теплота, расходуемая на нагрев до Т_пл./4 °К свариваемого металла в виде

кольца шириной Х₂.

где К₁?0,8 - коэффициент учитывающий, что средняя температура кольца ниже средней температуры ?Т_пл./4 в связи со сложным распределением температуры;

Х₂ - ширина кольца окружающего ядра.

Для среднеуглеродистых сталей Х₂=1,2*10^-2=1,2**10^-2=0,004м.

потери теплоты в электроде при нагреве условного цилиндра высотой Х3 до средней температуры Тэ=?Т_пл./8

где с_э и г_э - теплоёмкость и плотность металла электрода ?3,3*10⁶Дж.

Х₃ - определяется временем сварки и температуропроводностью, м.

Следовательно,

Сопротивление шунта находится по формуле:

где Кп=1,1 - коэффициент поверхностного эффекта [1,c.9],

с_т =80*10^-8 Ом*м - удельное электрическое сопротивление материала изделия при температуре 0,2*Т_пл.

h/l=1,2 [1,c.10], где h-ширина полосы по которой шунтируется ток; м.

l-шаг между точками; м.

h=1,2*40*10^-3=48*10^-3м

Ток шунтируется через ранее сваренную точку

Ток во вторичном контуре машины:

Эквивалентное сопротивление: