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
1 2 3 4 5 6 7 8	Стыковое трубчатое «» Стыковое Тавровое «» Угловое «» Стыковое трубчатое	4 3 50 10 20 30 40 5	120 110 50 10 20 30 40 150	270 250 340 150 280 300 320 350	100 90 160 70 80 90 100 110
Контактная точечная
9 10 11 12 13 14 15 16 17	Тавровое «» «» Нахлесточное «» «» «» «» «»	3 4 5 0,5 1,0 1,5 2,0 3,0 5,0	----------- ----------- ----------- ----------- ----------- ----------- ----------- ----------- -----------	310 330 350 90 100 110 120 340 360	70 90 110 15 20 25 30 35 40	400 500 600 200 300 400 500 600 700	0,004 0,006 0,008 0,6 1,0 1,4 1,8 2,2 2,6
Контактная шовная
18 19 20 21 22 23 24 25	Стыковое «» «» Тавровое «» Нахлесточное «» Угловое	1 2 3 1,5 2,5 1,2 1,8 2,4	----------- ----------- ----------- ----------- ----------- ----------- ----------- -----------	200 250 350 220 300 230 220 280	110 120 130 120 130 100 115 130	300 500 700 600 700 400 500 550	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. - 464 с.

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

69