Рабочая программа дисциплины Технология и оборудование контактной сварки

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Национальный исследовательский Томский политехнический университет»

УТВЕРЖДАЮ

Проректор-директор института НК

________________

«___»_____________2011 г.

Рабочая программа дисциплины

ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ КОНТАКТНОЙ СВАРКИ

Направление ООП: 150400 «Технологические машины и оборудование»

Профиль подготовки (специализация): 150400.06 «Машины и технология сварочного производства»

Степень: магистр

Базовый учебный план приема 2011 г.

Курс 1, семестр 2

Количество кредитов 4

Пререквизиты: Электротехника и электроника, Теория сварочных процессов, Технологические основы сварки плавлением и давлением, Источники питания для сварки.

Кореквизиты: Специальные методы сварки и пайки, Современные проблемы в машиностроениии

Виды учебной деятельности и временной ресурс:

Лекции 18 час.

Лабораторные занятия 27 час.

Практические занятия 27 час.

Аудиторные занятия 72 час.

Самостоятельная работа 108 час.

Итого: 180 час.

Форма обучения: очная

Обеспечивающая кафедра: «Оборудование и технология сварочного производства»

Заведующий кафедрой: д. т.н., профессор

Руководитель ООП: к. т.н., доцент

Преподаватель: к. т.н., доцент

2011 г.

1. Цели освоения дисциплины

В результате освоения данной дисциплины магистр приобретает знания, умения и навыки, обеспечивающие достижение целей основной образовательной программы «Машины и технология сварочного производства».

Дисциплина нацелена на подготовку магистров к:

- решению технических и технологических проблем контактной сварки;

- производственной деятельности, связанной с выбором необходимого оборудования для контактной сварки при изготовлении соответствующей продукции;

- решению проблем подключения, эксплуатации, технического обслуживания и диагностики современного оборудования для различных способов контактной сварки.

2. Место дисциплины в структуре ООП

Дисциплина относится к специальным дисциплинам профессионального цикла. Она непосредственно связана с дисциплинами естественнонаучного и математического цикла (физика, математика), общепрофессионального цикла (Электротехника и электроника), профессионального цикла (Теория сварочных процессов, Технологические основы сварки плавлением, Источники питания для сварки) и опирается на освоенные при изучении данных дисциплин знания и умения. Кореквизитами для дисциплины «Технология и оборудование контактной сварки» является дисциплина «Материаловедение».

3. Результаты освоения дисциплины

При изучении дисциплины магистры должны приобрести навыки, позволяющие применять на практике необходимую технологию контактной сварки изделий и осуществлять выбор соответствующего оборудования.

В результате освоения дисциплины магистр должен знать:

·  основные способы контактной сварки;

·  принцип формирования соединения при контактной сварке;

·  влияние параметров режима сварки на качество сварки;

·  особенности применения оборудования для контактной сварки в реальных технологических процессах.

В результате освоения дисциплины магистр должен уметь:

·  осуществлять выбор технологии сварки;

·  настраивать оборудование;

·  использовать методики получения и обработки экспериментальных данных;

·  анализировать влияние электрических, временных и силовых параметров оборудования на качество сварного соединения;

·  использовать необходимую научно-техническую информацию, полученную из различных ресурсов, в том числе, на иностранном языке.

В результате освоения дисциплины магистр должен владеть:

·  современным диагностическим электронным оборудованием;

·  навыками проведения эксперимента с учетом выбора оптимальных методик и оборудования для исследований, систематизации и анализа полученных результатов;

·  опытом использования научно-технической информации, Internet-ресурсов, баз данных и каталогов, электронных журналов, патентов, поисковых ресурсов и др., в том числе, на иностранном языке, в области источников питания для дуговой сварки.

4.  Структура и содержание дисциплины

4.1.   Структура дисциплины по разделам, формам организации и контроля обучения

№	Название раздела/темы	Аудиторная работа	СРС	КП	Итого	Формы текущего контроля и аттестации
Лекции	Лаб.	Прак.
1	Основные способы контактной сварки	2	-	2	4	-	8	Устный отчет
2	Образование соединений при точечной, рельефной и шовной сварке	6	10	5	16	12	48	Отчеты по лабораторным работам
3	Технологический процесс изготовления сварных конструкций	4	4	8	14	12	42	Устный отчет
4	Контроль при контактной сварке	2	3	4	12	12	32	Отчеты по лабораторным работам
5	Оборудование контактной сварки	4	10	8	6	21	50	Отчеты по лабораторным работам
6	Промежуточная аттестация		Экзамен
7	Итого	18	27	27	108	180

При сдаче отчетов проводится устное собеседование.

4.2.  Содержание разделов дисциплины

Раздел 1. Основные способы контактной сварки

Лекция. Сущность способа точечной сварки. Основные параметры точечных сварных соединений. Двусторонняя точечная сварка и ее разновидности. Особенности односторонней точечной сварки. Ток шунтирования. Сущность способа рельефной сварки. Основные схемы рельефной сварки. Виды рельефов. Сущность способа шовной сварки. Основные параметры шовных сварных соединений. Стыковая сварка сопротивлением и оплавлением.

Раздел 2. Образование соединений при точечной, рельефной и шовной сварке

Лекция. Общая схема формирования точечного сварного соединения. Термодеформационные процессы в зоне формирования точечного сварного соединения. Этапы формирования точечного сварного соединения. Источники теплоты при сварке. Общее сопротивление участка электрод – электрод. Электрическая проводимость зоны сварки. Контактные сопротивления. Собственное сопротивление деталей. Общее электрическое сопротивления зоны сварки. Тепловой баланс в зоне сварки и расчет сварочного тока. Температурное поле в зоне формирования соединения. Расчет сварочного тока. Пластическая деформация металла при сварке. Роль пластической деформации. Микропластическая деформация. Объемная пластическая деформация при точечной сварке. Особенности объемной пластической деформации при шовной и рельефной сварке. Дефекты сварных соединений. Исправление дефектов контактной сварки.

Раздел 3. Технологический процесс изготовления

Сварных конструкций

Лекция. Выбор способа сварки. Особенности выбора способа сварки. Выбор рациональной конструкции деталей и элементов соединений. Общая схема технологического процесса изготовления сварных узлов. Изготовление деталей. Подготовка поверхности. Сборка. Прихватка. Особенности точечной, шовной и рельефной сварки различных соединений. Сварка деталей малой толщины. Сварка деталей большой толщины. Сварка пакета из трех и более деталей. Сварка деталей неравной толщины. Сварка деталей из разноименных материалов. Технология стыковой сварки. Выбор способа сварки, конструкции соединения и подготовка деталей к сварке. Технология сварки различных металлов и узлов. Выбор режима сварки. Технологические особенности процесса стыковой сварки. Режимы сварки различных металлов. Особенности технологии стыковой сварки различных деталей. Доводочные операции после стыковой сварки.

Лабораторная работа 1. «Исследование влияния параметров режима на свойства сварного соединения при точечной сварке».

Лабораторная работа 2. «Исследование влияния параметров режима на свойства сварного соединения при стыковой сварке».

Лабораторная работа 3. «Исследование влияния параметров режима на свойства сварного соединения при шовной».

Раздел 4. Контроль при контактной сварке

Лекция. Контроль сварных соединений. Способы и организация контроля. Контроль с разрушением, неразрушающий контроль. Способы и организация контроля. Контроль процесса сварки. Контроль параметров режима сварки. Измерение сварочного тока. Измерение интервалов времени цикла сварки. Измерение усилия сжатия. Контроль процесса по обобщающим параметрам. Многофакторный контроль.

Лабораторная работа 4. «Оценка качества сварного соединения при точечной, шовной и стыковой сварке».

Раздел 5. Оборудование контактной сварки

Лекция. Классификация и назначение машин контактной сварки. Машины общего назначения. Специальные машины. Основные характеристики контактных машин. Машины точечной сварки. Машины рельефной сварки. Машины стыковой сварки. Машины шовной сварки. Основные части контактных машин. Корпуса и станины. Сварочный контур. Электроды.

Лабораторная работа 5. «Изучение принципа действия машины контактной точечной сварки PPN 53».

Лабораторная работа 6. «Изучение принципа действия машины контактной стыковой сварки SRT 10».

Лабораторная работа 7. «Изучение принципа действия машины контактной шовной сварки RT 80»

4.3. Курсовое проектирование

Цель курсового проекта - закрепление, систематизация, расширение теоретических знаний и приобретение практических навыков в вопросах проектирования технологического процесса сварки на примере сварной конструкции. Задачи проекта - практическое решение этих вопросов применительно к сварке конкретного изделия.

Тематикой курсового проекта являются технологические разра­ботки. Задания на курсовой проект выдается в форме эскизного чертежа на свариваемое изделие с указанием основных размеров, назначения, материала и программы выпуска. В курсовом проекте могут быть использованы реальные технические материалы промышленных предприятий. В проекте предусмотрено проектирование технологической оснастки.

4.3.1. Примерный перечень тем курсового проекта:

·  Технология стыковой сварки прутков Æ 20 мм из стали ШХ15 и Ст45.

·  Технология стыковой сварки ленточных пил.

·  Технология шовной сварки сильфона.

·  Технология точечной сварки декоративной решетки.

Курсовой проект состоит из графической части и расчетно-пояснительной записки.

4.3.2. Графическая часть.

Перечень графического материала устанавливается руководителем, исходя из конструктивных особенностей изделия. Рекомендуется:

·  Чертеж изделия с необходимыми проекциями, разрезами и размерами, цикл сварки (1 лист формат АI);

·  Общий вид установки (взаимное расположение сварочной машины и технологической оснастки. (1-2 листа формата АI);

·  технологическая оснастка (1 лист формат АI);

·  Пневмосхема и электросхема (1 лист формат АI);

4.3.3. Расчетно-пояснительная записка.

Объем записки - 35¸45 страниц формата А4.

·  Техническое задание.

·  Введение.

·  Раздел 1 Обоснование выбора типа соединений, схемы сварки.

·  Раздел 2 Описание основного материала и его свариваемости.

·  Раздел 3 Обоснование выбора цикла сварки и расчет параметров режима сварки.

·  Раздел 4 Выбор сварочного оборудования.

·  Раздел 5. Расчет и проектирование внешнего контура.

·  Раздел 6 Расчет и проектирование технологической оснастки

·  Раздел 7 Разработка технологии сварки конструкции

·  Раздел 8 Контроль качества сварных изделий

·  Раздел 9 Техника безопасности при проведении сварочных работ.

·  Заключения и выводы по работе

·  Список использованной литературы

5.  Образовательные технологии

При освоении дисциплины используются следующие сочетания видов учебной работы с методами и формами активизации познавательной деятельности магистрантов для достижения запланированных результатов обучения и формирования компетенций.

Методы и формы активизации деятельности	Виды учебной деятельности
ЛК	ЛБ	СРС
Дискуссия	х
IT-методы	х	х	х
Командная работа		х	х
Опережающая СРС	х	х	х
Индивидуальное обучение		х	х
Проблемное обучение		х	х
Обучение на основе опыта		х	х

Для достижения поставленных целей преподавания дисциплины реализуются следующие средства, способы и организационные мероприятия:

-  изучение теоретического материала дисциплины на лекциях с использованием компьютерных технологий;

-  самостоятельное изучение теоретического материала дисциплины с использованием Internet-ресурсов, информационных баз, методических разработок, специальной учебной и научной литературы;

-  закрепление теоретического материала при проведении лабораторных работ с использованием учебного и научного оборудования и приборов, выполнения проблемно-ориентированных, поисковых, творческих заданий.

6. Организация и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов (CРC)

Текущая и опережающая СРС, направленная на углубление и закрепление знаний, а также развитие практических умений, заключается в:

-  работе магистров с лекционным материалом, поиск и анализ литературы и электронных источников информации по заданной проблеме,

-  выполнении домашних заданий,

-  выполнении курсового проекта,

-  переводе материалов из тематических информационных ресурсов с иностранных языков,

-  изучении тем, вынесенных на самостоятельную проработку,

-  изучении теоретического материала к лабораторным занятиям,

-  изучении инструкций по эксплуатации оборудования и выполнению лабораторных работ,

-  подготовке к экзамену.

6.1.1. Темы, выносимые на самостоятельную проработку:

-  Структура и состояние поверхностей свариваемых деталей, понятие о контактах.

-  Влияние сопротивления зоны сварки на процесс образования соединения.

-  Сущность процесса контактной точечной, шовной и рельефной сварки.

-  Сущность процесса контактной стыковой сварки, разновидности стыковой сварки.

-  Деформационные процессы, возникающие при точечной, шовной, рельефной и стыковой сварке.

-  Роль термического цикла сварки в процессе формирования сварного соединения при контактной сварке.

-  Основные этапы технологического процесса сварки.

-  Причины смещения литого ядра относительно плоскости соединения.

-  Особенности сварки легированных и среднелегированных сталей.

-  Технологичность сварной конструкции.

-  Проблемы сварки многослойных заготовок.

6.2. Творческая проблемно-ориентированная самостоятельная работа

ТСР направлена на развитие интеллектуальных умений, комплекса универсальных (общекультурных) и профессиональных компетенций, повышение творческого потенциала магистров и заключается в:

-  поиске, анализе, структурировании и презентации информации, анализе научных публикаций по определенной теме,

-  анализе статистических и фактических материалов по заданной теме, проведении расчетов, составлении схем и моделей на основе статистических материалов,

-  выполнении расчетно-графических работ,

-  исследовательской работе и участии в научных студенческих конференциях, семинарах и олимпиадах.

7. Средства текущей и итоговой оценки качества освоения дисциплины (фонд оценочных средств)

Оценка успеваемости магистров осуществляется по результатам:

- самостоятельного выполнения лабораторной работы,

- взаимного рецензирования работ друг друга,

- анализа подготовленных магистрами рефератов,

- защиты курсового проекта.

- устного опроса при сдаче выполненных индивидуальных заданий,

- защите отчетов по лабораторным работам и во время экзамена в седьмом семестре.

7.1. Требования к содержанию экзаменационных вопросов

Экзаменационные билеты включают три типа заданий:

1.  Теоретический вопрос.

2.  Проблемный вопрос или расчетная задача.

3.  Творческое проблемно-ориентированное задание.

7.2. Пример экзаменационного билета

1. Дайте характеристику свариваемости низкоуглеродистых и жаропрочных сталей, цветных металлов и сплавов.

2. Как обеспечивают сварку многослойных заготовок?

3. Какие приводы сжатия используются в контактных машинах?

8. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

Основная литература:

- Технология и оборудование контактной сварки - Под ред. - М.: Машиностроение, 19с.

- Гуляев точечной и рельефной сварки сталей М.: Машиностроение, 19с.

- , , Файгенбаум и конструирование машин контактной сварки - Л.: Энергоиздат, 19с.

Дополнительная литература:

-  , Слепак стыковой контактной сварки - М.: Машиностроение, 19с.

-  , Лебедев для контактной сварки - М.: Машиностроение, 19с.

-  Гельман и оборудование контактной электросварки. М.: Машгиз., 1960 с.

-  , , Чулошников и эксплуатация машин контактной сварки – Л.: Энергия, 1973. – 296 с.

-  Рыськова для электрической контактной сварки - Л.: Энергия, 19с.

-  , Ворона и оборудование для точечной и рельефной конденсаторной сварки – Киев Наукова думка, 1985. – 272 с.

Интернет-ресурсы:

http://www. *****/

Завод сварочного оборудования "Уралтермосвар" основан в 1996 году командой специалистов, имеющих многолетний опыт в области разработки и производства сварочного оборудования. На сегодняшний день является одним из крупнейших производителем сварочного оборудования в России, значительная часть продукции поставляется на экспорт.

http://*****/

Компания ООО "ИНСВАРКОМ" успешно работает на рынке инверторного сварочного оборудования c 2007 года. Уровень квалификации менеджеров, качество поставляемой продукции, гибкая и одновременно с этим прозрачная сбытовая политика, - все это позволило нам занять лидирующую позицию на рынке инверторного сварочного оборудования России.

http://www. /cps/rde/xchg/fronius_ukraine

Уже более 60-ти лет Fronius ведет интенсивную исследовательскую работу и непрерывно ищет новые, инновационные решения. Максимальная эффективность проявляется в каждом продукте. И всегда отмечается национальными и международными наградами.

http://www. *****/

Более ста лет непрерывных исследований и разработок сделали компанию ЭСАБ мировым лидером в производстве оборудования, материалов для сварки и резки, а также всемирно известным поставщиком ноу-хау технологий и уникальных услуг. Благодаря плодотворной работе нескольких поколений талантливых инженеров и проектировщиков, ручная дуговая сварка, аргонодуговая сварка, полуавтоматическая и автоматическая сварка на современном производстве может выполняться сварочным оборудованием ЭСАБ, которое считается эталоном качества, производительности и надежности.

www. /

http://www. *****/

Имя Линкольн Электрик (Lincoln Electric) является синонимом высококачественного оборудования для сварки. Lincoln Electric это компания, находящаяся в Кливленде, штат Огайо, США, которая производит генераторы, электроды, трансформаторы и другое оборудование для сварки. Они являются мировым лидером в области производства сварочного оборудования.

http://www. /

Для компании как ведущего поставщика высокотехнологичных решений для дуговой сварки в Германии инновации являются ключом к прогрессу и успеху. Как утвердившийся лидер рынка по технологиям и инновациям, компания стремится к эффективности и совершенству.

9. Материально-техническое обеспечение модуля (дисциплины)

При изучении основных разделов дисциплины, выполнении лабораторных работ бакалавры используют оборудование:

-  Мультиметр цифровой APPA-103N.

-  Датчик тока PR 1030.

-  Портативный цифровой запоминающий осциллограф PDS 6062.

Программа составлена на основе Стандарта ООП ТПУ 150700 Машиностроение в соответствии с требованиями ФГОС 2011 по направлению «Технологии и машины сварочного производства».

Программа одобрена на заседании выпускающей кафедры «Оборудование и технология сварочного производства»

«____» ________________ протокол № _________________

Автор: доцент каф. ОТСП _____________ 

Рецензент: доцент каф. ОТСП _____________