Методические указания к изучению раздела 1
При изучении тем раздела необходимо усвоить сущность контактной электросварки, ее принципиальное отличие от других способов сварки, ознакомиться с историей ее разлития. Следует знать классификацию способов контактной сварки, уметь обосновать технико-экономические преимущества контактной сварки перед другими способами сварки.
Особое внимание необходимо обратить на механизм образования сварного соединения, особенности нагрева, роль отдельных составляющих сопротивления в нагреве при различных способах контактной сварки. Следует знать условия получения качественных сварных соединений, природу возникновения дефектов и меры их предупреждения.
Вопросы для самопроверки
1. Определение сварки давлением и контактной сварки.
2. Какие существуют способы сварки давлением?
3. Какие существуют способы и разновидности контактной сварки?
4. Каковы технико-экономические преимущества контактной сварки перед другими способами сварки?
5. Какова природа сопротивления контакта твердых деталей, его изменение в процессе сварки?
6. Какова природа сопротивления жидкого контакта при стыковой сварке оплавлением?
7. Роль собственного сопротивления деталей в нагреве при различных способах контактной сварки.
8. Каков характер изменения общего сопротивления между электродами при различных способах контактной сварки?
9. Особенности нагрева при стыковой сварке сопротивлением. Образование соединения.
10. Особенности нагрева при стыковой сварке оплавлением. Образование соединения.
11. Особенности нагрева при точечной, рельефной, шовной сварке. Образование соединения.
12. Какова роль пластической деформации при образовании соединений контактной сваркой?
13. Какое влияние оказывает температура нагрева при стыковой сварке сопротивлением?
14. Основные дефекты при различных способах контактной сварке, причины их образования и меры предупреждения.
Методические указания к изучению раздела 2
При изучении данной темы следует иметь в виду, что свариваемость различных металлов определяется химическим составом и процессами, протекающими в зоне сварки и в околошовной зоне. Поэтому необходимо изучить их влияние на прочность сварного соединения, структуру и свойства отдельных его участков при сварке различных материалов. Необходимо обратить внимание на следующие вопросы: выбор рациональной конструкции соединения; подготовку деталей под сварку; выбор параметров режима и их влияние на качество сварного соединения; особенность технологии сварки различных деталей и узлов.
Вопросы для самопроверки
1. Требования ГОСТ 15878-79 к конструктивным элементам сварных соединений при контактной сварке.
2. Какова цель подготовки поверхности деталей под точечную и шовную сварку?
3. Что необходимо обеспечить при подготовке торцов деталей при стыковой сварке?
4. Что необходимо обеспечить при сборке деталей под сварку?
5. Основные способы зачистки деталей.
6. Чем обусловлено шунтирование сварочного тока при контактной сварке?
7. Какие применяют циклограммы точечной и шовной сварки?
8. Какие основные характеристики материалов определяют свариваемость при различных способах контактной сварки?
9. Влияние параметров режима сварки на прочность сварного соединения.
10. Особенности технологии сварки углеродистых и низколегированных сталей.
11. Особенности технологии сварки высоколегированных сталей и титановых сплавов.
12. Особенности технологии сварки алюминиевых, медных и магниевых сплавов.
13. Особенности технологии сварки тугоплавких сплавов.
14. Особенности точечной сварки сталей малой, большой и неодинаковой толщины.
15. Особенности точечной сварки разнородных сплавов.
16. Особенности стыковой сварки кольцевых деталей и труб.
17. Доводочные операции после сварки.
18. В чем разница организации контроля в зависимости от типа производства?
19. Назовите способы контроля сварных соединений без разрушения и с разрушением сварной конструкции.
20. Назовите приборы для контроля параметров режима контактной сварки.
21. В чем отличие систем автоматического регулирования по возмущениям и обобщающим параметрам?
22. Приведите примеры применения ЭВМ в системах контроля сварных соединений?
Методические указания к изучению раздела 3
Студенты должны в совершенства изучить сварочное оборудование, так как только при этом условии возможно на практике эффективно использовать это оборудование и улучшать технико-экономические показатели сварки.
Особое внимание следует уделить изучению: различных схем получения сварочного тока, технологических и энергетических характеристик машин, конструкции сварочных трансформаторов и вторичного контура (их расчету), аппаратуры управления, применения ЭВМ в системах управления процессами сварки.
Вопросы для самопроверки
1. Каким образом классифицируются контактные машины?
2. Что обозначает буквы «МТ» в обозначении контактной машины?
3. Что обозначают первые две цифры после букв в маркировке машины?
4. Расшифруйте следующее обозначение контактной машины – МТН-4001.
5. Что понимается под машинами общего назначения?
6. Назовите специальные контактные машины.
7. Что называется сварочным контуром контактных машин?
8. Какие применяют конструкции электродов контактных машин?
9. Из каких сплавов изготавливают электроды контактных машин?
10. Каковы условия работы электродов контактных машин?
11. Принцип получения сварочного тока в низкочастотных машинах.
12. Преимущества и недостатки использования различного рода машин (однофазных переменного тока, низкочастотных, постоянного тока, конденсаторных).
13. Основные электрические характеристики контактных машин.
14. Какие показатели влияют на к. п.д. машины?
15. Что называется нагрузочной и внешней характеристикой машины?
16. Какие механизмы применяются в контактных машинах?
17. Какие используют схемы усилий сжатия контактных машин?
18. Особенности конструкции трансформаторов контактных машин, схема расчёта трансформаторов.
19. Сколько витков во вторичном контуре трансформаторов контактной сварки?
20. Каким образом включается в сеть первичная обмотка сварочного трансформатора?
21. Какие используют схемы регулирования сварочного тока?
22. Какие контакторы применяют в машинах различной мощности?
ЗАДАНИЯ НА КОНТРОЛЬНЫЕ РАБОТЫ
Вариант 1
1. Контактная сварка: сущность процесса, классификация способов, технико-экономические показатели, области применения.
2. Подготовка и сборка деталей под точечную, шовную и рельефную сварку. Их влияние на качество сварного соединения.
3. Основные электрические параметры контактных машин.
4. Задача.
Вариант 2
1. Контактная точечная сварка: процесс образования соединения, режимы сварки, области применения.
2. Общая схема технологического процесса изготовления сварных конструкция контактной сваркой. Краткая характеристика и назначение технологических операций.
3. Контроль качества сварных соединений и узлов, выполненных контактной сваркой.
4. Задача.
Вариант 3
1. Контактная шовная сварка: процесс образования соединения, режимы сварки, области применения.
2. Параметры режима шовной сварки, их выбор, жесткие и мягкие режимы.
3. Регулирование величины сварочного тока контактных машин.
4. Задача.
Вариант 4
1. Контактная рельефная сварка: процесс образования соединения, режимы сварки, области применения.
2. Влияние параметров режимов на прочность сварной точки.
3. Однофазные машины переменного тока: схема получения тока, преимущества и недостатки.
4. Задача.
Вариант 5
1. Контактная стыковая сварка: процесс образования соединения, режимы сварки, области применения.
2. Подготовка торцов деталей под стыковую сварку.
3. Общая характеристика контактных сварочных машин. Маркировка машин.
4. Задача.
Вариант 6
1. Образование соединений при точечной, шовной и рельефной сварке: процессы, протекающие в зоне сварки, условие получение качественного соединения.
2. Технология контактной сварки малоуглеродистых и низколегированных сталей.
3. Контакторы: назначение, классификация, принципы работы, преимущества и недостатки.
4. Задача.
Вариант 7
1. Образование соединений при стыковой сварке: процессы, протекающие в зоне сварку, условие получение качественного соединения.
2. Параметры режима стыковой сварки, их выбор, жесткие и мягкие режимы.
3. Привод оплавления и осадки машины МСМ-150. Регулирование скорости, времени сварки и других параметров.
4. Задача.
Вариант 8
1. Источники тепла при контактной сварке, их характеристика.
2. Параметры режима точечной сварки, их выбор, жесткие и мягкие режимы.
3. Контроль процесса контактной сварки.
4. Задача.
Вариант 9
1. Электрическое сопротивление холодных деталей и к концу нагрева при стыковой сварке.
2. Технология контактной сварки тугоплавких сплавов.
3. Регуляторы цикла сварки: назначение, классификация, принципы работы, преимущества и недостатки.
4. Задача.
Вариант 10
1. Электрическое сопротивление холодных деталей и к концу нагрева при точечной сварке.
2. Технология контактной сварки титановых сплавов.
3. Системы автоматического управления: назначение, структура.
4. Задача.
Вариант 11
1. Электрическое сопротивление контактов твердых деталей, его природа и зависимость от различных факторов.
2. Точечная сварка деталей неравной толщины.
3. Машины с аккумулированием энергии: схема получения тока, регулирование величины и формы импульса тока, области применения.
4. Задача.
Вариант 12
1. Электрическое сопротивление жидкого контакта, его природа и зависимость от различных факторов.
2. Влияние теплофизических, химических и механических свойств материалов на выбор режимов сварки.
3. Трехфазные машины с выпрямленным током во вторичной цепи.
4. Задача.
Вариант 13
1. Электрическое сопротивление на участке цепи между электродами, его изменение в процессе сварки.
2. Точечная сварка разнородных материалов.
3. Сварочный контур контактных машины. Расчет элементов контура.
4. Задача.
Вариант 14
1. Нагрев при точечной сварке: уравнение теплового баланса, схема расчета сварочного тока.
2. Шунтирование тока при точечной сварке. Влияние шунтирования на качество сварной точки.
3. Трансформаторы контактных машин. Методика расчета.
4. Задача.
Вариант 15
1. Температурные и электрические поля при точечной сварке, влияние режима сварки на характер температурного поля.
2. Технология контактной сварки высоколегировнных сталей.
3. Основные дефекты точечной и шовной сварки, причины их образования и меры предупреждения.
4. Задача.
Вариант 17
1. Нагрев при стыковой сварке сопротивлением.
2. Влияние параметров режимов на прочность сварной точки.
3. Внешняя и нагрузочная характеристики контактных машин.
4. Задача.
Вариант 17
1. Нагрев при стыковой сварке оплавлением.
2. Доводочные операции после контактной сварки.
3. Дефекты соединений, выполненных стыковой сваркой. Природа их образования и меры предупреждения.
4. Задача.
Вариант 18
1. Пластическая деформация нагретых деталей в процессе контактной сварке.
2. Типы диаграмм усилия сжатия и сварочного тока при точечной сварке.
3. Приводы сжатия деталей контактных машин.
4. Задача.
Вариант 19
1. Процесс удаления поверхностных пленок при точечной сварке.
2. Технология контактной сварки алюминиевых сплавов.
3. Электроды контактных машин, конструкция, материалы, условия работы, стойкость электродов в процессе сварки.
4. Задача.
Вариант 20
1. Процесс удаления поверхностных пленок при стыковой сварке.
2. Технология контактной сварки магниевых и медных сплавов.
3. Низкочастотные машины: схема получения тока, преимущества и недостатки.
4. Задача.
Методические указания к выполнению заданий контрольной работы
1. Анализ свариваемости материала.
Приводится химический состав и механические свойства стали; особенности протекания процессов формирования физического контакта, удаления окисных пленок и характера образования металлических связей при контактной электросварке; анализ воздействия тепла на металл околошовной зоны, условия кристаллизации металла и т. д.; приводятся возможные дефекты сварных соединений и меры их предупреждения. В результате анализа выбирается термомеханический цикл сварки по условию сжатия и осадки, току, скорости вращения роликов, продолжительности нагрева; необходимость предварительного перед сваркой нагрева и последующей термообработке сварного соединения.
2. Расчет режимов контактной сварки.
Указываются основные параметры режима данного способа сварки; приводится расчет режимов сварки. При расчете режимов приводится формула в общем виде, значения, подставляемые в формулу, и конечный результат расчета. По окончании расчета параметры режима сварки приводятся в табличной форме.
3. Выбор стандартной сварочной машины.
В соответствии с расчетными параметрами режима сварки, выбирается стандартная машина для контактной сварки, приводятся ее технические данные.
Исходные данные для расчета приведены в таблице.
Вариант | Материал | Толщина, мм | Способ сварки |
1 | Алюминиевый сплав АМц | 0,8 + 0,8 | Точечная |
2 | Сталь 30ХГСА | 1,2 + 1,2 | Точечная |
3 | Сталь 40ХНМА | 1,6 + 2,0 | Точечная |
4 | Сталь 12Х18Н10Т | 2,0 + 2,0 | Шовная |
5 | Титановый сплав ВТ15 | 2,0 + 2,0 | Шовная |
6 | Сталь 30ХГСА | 1,6 + 1,6 | Шовная |
7 | Сталь 40ХНМА | 1,2 + 2,0 | Шовная |
8 | Сталь 09Г2С | 1,8 + 1,8 | Точечная |
9 | Алюминиевый сплав Д16 | 1,0 + 1,0 | Шовная |
10 | Нихром Х20Н80 | 1,2 + 1,2 | Точечная |
11 | Сталь 45 | 1,4 + 2,0 | Шовная |
12 | Магниевый сплав МА1 | 1,6 + 1,6 | Шовная |
13 | Сталь 12Х18Н10Т | 1,8 + 2,2 | Точечная |
14 | Титановый сплав ВТ5 | 2,0 + 1,6 | Точечная |
15 | Алюминиевый сплав АМг6 | 0,8 + 1,2 | Шовная |
16 | Нихром Х20Н80 | 1,0 + 1,0 | Шовная |
17 | Магниевый сплав МА8 | 1,2 + 1,2 | Точечная |
18 | Сталь 09Г2С | 1,0 + 2,0 | Шовная |
19 | Алюминиевый сплав Д19Т | 1,0 + 1,0 | Точечная |
20 | Алюминиевый сплав АМц | 0,8 + 1,0 | Шовная |
Рекомендуемая литература.
1. , , Рогозин и проектирование оборудования для контактной сварки: Учеб. пособие. – Ростов н/Д: Издательский центр ДГТУ, 2003. – 162 с.
2. Технология и оборудовании контактной сварки / Под ред. . – М.: Машиностроение, 1986. – 352 с.
3. Трансформаторы для электрической контактной сварки / и др. – Л.: Энергоатомиздат, 1990. – 424 с.
4. ГОСТ 15878-79 «Контактная сварка. Соединения сварные. Конструктивные элементы и размеры».
5. ГОСТ 297-80 «Машины контактные. Общие технические условия».
