Методическое руководство (стр. 13 )

Таблица 15

Режимы одноимпульсной рельефной сварки тонколистовой низкоуглеродистой стали

Тол­щина дета­лей, мм	Размер релье­фа, MM	Рекомендуемые минимальные размеры, мм	Мини­мальный диаметр литого ядра, мм	Сила сварочного тока на рельеф, кА	Усилие на рель­еф, даН	Продолжительность сварочного импульса, с
Диа­метр	Высо­та	Между рельефами	Нахле­стки флан­цев
0,6 0,8 1 1,2 1,5 1,8 2 2,4 2,8 3,2	2 2,5 3 3 4 4 5 5,5 6 7	0,5 0,5 0,7 0,7 0,9 0,9 1 1 1,4 1,5	14 16 21 24 28 30 32 34 46 48	5 5,5 7 8 10 10 11 13 16 18	3 3 4 4,5 5 5,5 6 7 8 9	5,5 6,6 8 8,8 10,3 11 11,8 13,1 14,1 14,8	90 110 150 180 250 300 360 460 560 680	0,06 0,06 0,16 0,16 0,24 0,28 0,3 0,32 0,38 0,44

Рис.2 Приемы точечной сварки

а) двумя электродами с двухсторонним подводом тока

б) с плоской подкладкой-шиной

в) к нижней массивной детали

г) с помощью токопроводящей вставки

д) и з) с вставкой по форме свариваемых поверхностей

е) сварка трех деталей разной толщины

ж) с помощью токопроводящей вставки

и) с двухсторонним подводом тока

Таблица 16

Дефекты точечной и шовной сварки

Дефект

Причина

Непровар (отсутст­вие или малые раз­меры литого ядра). Перегрев наружных поверхностей заго­товок, выплеск. Трещины и ракови­ны в ядре точки. Хрупкость сварного соединения. Глубокие вмятины на поверхности за­готовок.

Недостаточная сила тока или время включения; плохая сбор­ка и очистка заготовок; завышены контактная поверхность элек­тродов или давление; большое шунтирование тока из-за малого шага точек, плохой сборки и очистки заготовки или случайного касания заготовок с токоведущими частями машины. Плохая очистка заготовок; включение тока при недостаточ­ном усилии на электродах; завышены сила тока или время включения; не очищены электроды. Недостаточное время включения, время проковки и усилие на электродах; с запозданием осуществляется проковка повышен­ным давлением после включения тока; плохая очистка загото­вок. Интенсивное охлаждение места сварки в результате недоста­точного времени включения тока или завышенного времени пребывания детали под электродами после выключения тока. Завышена сила сварного тока или время его включения; не­достаточные размеры контактной поверхности электродов.

Качество деталей после сварки контролируют внешним осмотром, меха­ническими испытаниями на прочность, анализом макро - и микроструктуры зо­ны соединения. Применяют так же физические методы контроля, например, рентгеновский, ультразвуковой и другие.

5. Порядок проведения работы

1. Используя материалы данного методического указания, ознакомиться с теоретическими положениями по контактной точечной сварке.

2. По данным паспорта машина контактной сварки типа МПТ-1201 УХЛ и образцом данной машины изучить конструкцию и принцип действия машины.

3. Согласно выданным данным (см. таблицу 17) по материалу и толщине свариваемых заготовок по табличным данным (см. данное методическое указание) определить: материал и параметры (диаметр и радиус округление) элек­тродов, а так же схему циклов, конструктивные элементы соединение и основ­ные режимы сварки: силу тока, длительность тока и усилие сжатия электродов.

4. Установить режимы и произвести сварку образца (под контролем учебно­го мастера), оценить качество сварки.

4. Ответить на контрольные вопросы.

6. Контрольные вопросы

1. К какому способу сварки (по физической сущности процесса) относится контактная точечная сварка?

2. Основные достоинства и недостатки контактной точечной сварки.

3.Охарактеризовать свариваемость материала (согласно варианта) контактной точечной сваркой.

4. Выбрать способ подготовки заготовок к сварке.

5. Охарактеризовать основные дефекты контактной точечной сварки.

7.Содержание отчета

Отчет выполняется согласно на листах формата А4 с рамкой и штампом. Выбранные режимы сварки свести в таблицу

Таблица 17

Индивидуальное задание по лабораторной работе

№ п/п	Материал заготовки	Толщина заготовки, мм
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25	Углеродная сталь – – – – – – – – – – – – – – – Коррозионно-стойкие стали – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – Алюминиевые сплавы – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – –	0,5+0,5 1,0+1,0 1,5+1,5 2,0+2,0 0,3+3,0 4,0+4,0 0,5+0,5 0,8+0,8 1,0+1,0 1,2+1,2 1,5+1,5 2,0+2,0 2,5+2,5 3,0+3,0 0,3+0,3 0,5+0,5 0,8+0,8 1,0+1,0 1,5+1,5 2,0+2,0 2,5+2,5 0,5+2,0 1,0+2,0 1,0+4,0 1,5+4,0

8. Рекомендуемый библиографический список

1. Справочник сварщика / Под. Ред. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 19с, ил.

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

3. и др. Технология и оборудование контактной сварки. - М.: Машиностроение, 19с.

4. Сергеев молодого сварщика. - М.: Высшая школа, 19с.

Лабораторная работа № 9

Расчет режима автоматичееской сварки под слоем флюса по заданной глубине провара

Основные теоретические представления

Автоматическая дуговая сварка под слоем флюса относится к термическому классу сварки. При этом способе (рис. 1) дуга 10 горит между электродной проволокой 3 и свариваемым металлом 8. Ис­пользуется как постоянный, так и переменный ток. Дуга и ванна жид­кого металла 9 со всех сторон плотно закрыты слоем флюса 5 толщиной 30-50 мм. Часть флюса расплавляется, образуя жидкий шлак 4, играющий важную роль в получении качественного шва.

Рис. 1. Схема автоматической дуговой сварки под слоем флюса

Подача проволоки в дугу осуществляется с помощью механизма 2; механизировано и перемещение проволоки вдоль шва. Ток к электроду подается через токопровод 1.

Для сварки под флюсом характерно глубокое проплавление основного металла. По мере продвижения сварочной проволоки происходит охлаждение и затвердевание металлической и шлаковой ванн с образованием сварного шва 7, покрытого корочкой шлака 6.

Основными преимуществами автоматической сварки под флюсом являются:

1. Повышение производительности по сравнению с ручной дуго­вой сваркой в 5-20 раз, что достигается за счет использования больших (до 2000 А) сварочных токов и сварки протяженных швов. При сварке под флюсом вылет электрода, т. е. расстояние от токоподвода до мест горения дуги, значительно меньше, чем при ручной, поэтому можно, не опасаясь перегрева электрода и отделения защитного покрытия, в несколько раз увеличить силу тока. Кроме того, плотная флюсовая защита сварочной ванны уменьшает разбрызгивание и угар металла. Увеличение силы тока позволяет сваривать металл большой толщины (до 20 мм) за один проход без разделки кромок.

2. Повышение качества сварного соединения благодаря надежной защите сварочной ванны флюсом, интенсивной металлургической обра­ботке вследствие увеличения объема жидкого шлака, сравнительно медленного охлаждения шва под флюсом, постоянству формы и размеров шва по всей длине.

3. Уменьшение себестоимости процесса вследствие его механиза­ции, устранения некоторых подготовительных операций (разделки кромок), повышения производительности сварки.

4. Улучшение условий труда сварщика-оператора, повышение общего уровня и культуры производства вследствие почти полной его механизации.

Сварные швы, выполненные автоматом, имеют три наиболее важных размера, влияющих на качество соединения: глубину провара h, ширину шва l, выпуклость g (рис. 2).

Отношение ширины шва к глубине провара называет коэффициентом формы провара

ψпр = l / h (1)

Рис. 2. Основные геометрические параметры шва:

а - стыковое соединение без зазора и разделки кромок свариваемых заготовок;

б - стыковое соединение с зазором без разделки кромок.

Условные обозначения (остальные обозначения в тексте):

S - толщина свариваемых заготовок;

H - общая высота шва;

b - величина зазора между свариваемыми заготовками.

Коэффициент формы провара для автоматических швов должен быть в пределах 1.3-4.0, чтобы уменьшить вероятность образования горячих трещин.

Отношение ширины шва к выпуклости называют коэффициентом формы валика:

ψв = l / g (2)

Обычно ψв=5.0÷8,0.

Размеры шва в значительной степени зависят от режима сварки. С увеличением силы сварочного тока повышается эффективная мощность дуги и, как следствие, увеличивается количество расплавленного свариваемого и электродного металлов. При этом значительно возра­стают глубина провара, выпуклость валика, незначительно - ширина валика, а величины ψпр и ψв уменьшаются.

Повышение напряжения на дуге увеличивает ее длину и площадь воздействия на свариваемые заготовки. В результате увеличивается ширина шва и уменьшается выпуклость валика. Повышение напряжения существенного влияния на провар не оказывает, но приводит к заметному увеличению расхода флюса.

Увеличение скорости сварки до 40-50 м/ч приводит к увеличению горизонтальной составляющей давления дуги на расплавленный металл сварочной ванны. Толщина слоя жидкого металла под дугой уменьшается, поэтому тепловое воздействие дуги на основной металл возрастает и глубина проплавления увеличивается, несмотря на уменьшение погонной энергии. При дальнейшем увеличении скорости сварки погонная энергия и глубина провара уменьшаются. Ширина валика и выпуклость при возрастании скорости сварки снижаются.

Увеличение диаметра электродной проволоки вызывает уменьшение глубины провара и выпуклости валика, ширина шва увеличивается. При этой коэффициенты ψпр и ψв резко увеличиваются.

При сварке постоянным током в катодном пятне выделяется больше тепла, чем в анодном. Поэтому при прямой полярности тока (электрод является катодом, а свариваемая заготовка - анодом) основного металла расплавляется меньше, чем при обратной полярности. Это обуславливает уменьшение ширины шва и глубины провара при сварке постоянным током прямой полярности по сравнению со сваркой на обратной полярности. Зона проплавления при сварке на переменном токе при тех же параметрах занимает промежуточное значение: меньшее, чем при обратной полярности и большее, чем при прямой.

Величина зазора между свариваемыми заготовками, разделка свариваемых кромок и вид соединения шва оказывают незначительное влияние на форму шва: очертание провара и общая высота шва остается практически постоянными. Указанные величины влияют главным образом на соотношение долей участия основного и наплавленного металла в шве.

2. Задание по лабораторной работе

Пользуясь предложенной ниже методикой, рассчитайте режим автоматической сварки под флюсом стыкового соединения согласно индивидуальному заданию (табл. 1). В отчете приведите:

1. Схему автоматической дуговой сварки под флюсом.

2. Схему сварного соединения (указав на ней величины h, l, g, S)

3. Расчет режима сварки.

Таблица 1

Индивидуальные задания для расчета

№ варианта	S, мм	h, мм	b, мм	Марка флюса	Род тока
1	10	7	-	АН-348А	Постоянный, прямой полярности
2	9	6	-	АН-348А	Переменный
3	7	7	1	АН-348А	Постоянный, обратной полярности
4	6	5	-	ОСЦ-45	Постоянный, прямой полярности
5	8	6	1	ОСЦ-45	Переменный
6	7	6	-	ОСЦ-45	Постоянный, обратной полярности
7	8	7	2	АН-348А	Переменный
8	7	7	-	ОСЦ-45	Переменный
9	6	6	-	АН-348А	Постоянный, обратной полярности
10	9	7	1	ОСЦ-45	Постоянный, обратной полярности
11	10	6	1	АН-348А	Постоянный, прямой полярности
12	4	4	-	ОСЦ-45	Постоянный, прямой полярности
13	5	5	-	АН-348А	Переменный
14	7	5	-	ОСЦ-45	Переменный
15	4	3	-	АН-348А	Постоянный, обратной полярности
16	12	8	2	ОСЦ-45	Постоянный, обратной полярности
17	6	5	-	АН-348А	Постоянный, прямой полярности
18	13	10	-	ОСЦ-45	Постоянный, прямой полярности
19	5	4	-	АН-348А	Переменный
20	11	8	1	ОСЦ-45	Переменный
21	10	8	-	АН-348А	Постоянный, прямой полярности
22	13	9	2	ОСЦ-45	Постоянный, прямой полярности
23	9	8	-	АН-348А	Постоянный, обратной полярности
24	11	9	3	ОСЦ-45	Переменный
25	10	8	2	АН-348А	Переменный
26	14	10	3	ОСЦ-45	Постоянный, обратной полярности

Методика расчета режима автоматической сварки под флюсом