Базовая рабочая программа модуля (дисциплины) Технология и оборудование контактной сварки
УТВЕРЖДАЮ
Директор института неразрушающего контроля
______________________
«______»_____________ 2015 г.
Базовая рабочая программа модуля (дисциплины)
Технология и оборудование контактной сварки
Направление ООП: 15.04.01 «Машиностроение»
Профиль подготовки ООП: «Машины и технологии сварочного производства»
Квалификация: магистр
Базовый учебный план приема: 2015 г.
Курс: 2; семестр: 3
Количество кредитов: 3
Код дисциплины: ДИСЦ. В.М.1.2
Виды учебной деятельности | Временной ресурс по очной форме обучения, час. |
Лекции | 16 |
Лабораторные занятия | 16 |
Практические занятия | 16 |
Курсовой проект | (самост.) |
Аудиторные занятия | 48 |
Самостоятельная работа | 60 |
ИТОГО | 108 |
Вид промежуточной аттестации: экзамен, дифференцированный зачет – 3 семестр.
Обеспечивающее подразделение: кафедра «Оборудование и технология сварочного производства»
Заведующий кафедрой _____________________
Руководитель ООП _____________________
Преподаватель ______________________
2015 г.
1. Цели освоения дисциплины
В результате освоения данной дисциплины магистрант приобретает знания, умения и навыки, обеспечивающие достижение целей основной образовательной программы 15.04.01 «Машиностроение» по профилю подготовки «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 вариативной части профессионального цикла.
Пререквизиты: основы научных исследований, организация и планирование эксперимента ДИСЦ. Б.М.2; новые конструкционные материалы ДИСЦ. В.М.1; системный анализ, моделирование и оптимизация в машиностроении ДИСЦ. В.М.2; компьютерные технологии в машиностроении ДИСЦ. В.М.4.
Кореквизиты: автоматизация сварочных процессов ДИСЦ. В.М.1.3; сварка специальных сталей и сплавов ДИСЦ. В.М.1.4; специальные методы сварки и пайки ДИСЦ. В.М.1.5; контроль качества сварных соединений ДИСЦ. В.М.1.6.
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. Они приобретают знания, умения и опыт, соответствующие результатам основной образовательной программы: Р2, Р3, Р4. Соответствие результатов освоения дисциплины «Технология и оборудование контактной сварки» формируемым компетенциям ООП представлено в таблице 1.
Таблица 1.
Результаты обучения (компетенции из ФГОС) | Составляющие результатов обучения | |||||
Код | Знания | Код | Умения | Код | Владение опытом | |
Р2 (ОК-4, ПК-1) | З1.1 | основные способы контактной сварки | У1.1 | осуществлять выбор технологии сварки | В1.1 | работы с современным диагностическим электронным оборудованием |
З1.2 | принцип формирования соединения при контактной сварке; | У1.2 | настраивать оборудование; | В1.2 | проведения эксперимента с учетом выбора оптимальных методик и оборудования для исследований, систематизации и анализа полученных результатов | |
Р3 (ОК-2, ОК-3, ПК-12) | З2.1 | влияние параметров режима сварки на качество сварки | У2.1 | использовать методики получения и обработки экспериментальных данных, а также использовать необходимую научно-техническую информацию, полученную из различных ресурсов, в том числе, на иностранном языке | В2.1 | 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 различных способов контактной сварки |
Р4 (ПК-5, ПК-7) | З2.2 | особенности применения оборудования для контактной сварки в реальных технологических процессах | У2.2 | анализировать влияние электрических, временных и силовых параметров оборудования на качество сварного соединения; | В2.2 | 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 различных способов контактной сварки. |
В результате освоения дисциплины студентом должны быть достигнуты следующие результаты:
Таблица 2
Планируемые результаты освоения дисциплины (модуля)
№ п/п | Результат |
РД1 | Применять глубокие знания для решения технических и технологических проблем контактной сварки |
РД2 | Ставить и решать инновационные задачи по применению необходимого оборудования для контактной сварки при изготовлении соответствующей продукции |
РД3 | Проектировать принципиально новые конструкции оборудования и приспособлений для сборки и сварки, конкурентоспособные на мировом рынке машиностроительного производства |
4. Структура и содержание дисциплины
4.1. Структура дисциплины по разделам, формам организации и контроля обучения
№ | Название раздела/темы | Аудиторная работа | СРС | Итого | Формы текущего контроля и аттестации | ||
Лекции | Лаб. | Прак. | |||||
1 | Основные способы контактной сварки | 2 | - | - | 8 | 10 | Устный отчет |
2 | Образование соединений при точечной, рельефной и шовной сварке | 2 | 8 | 4 | 10 | 24 | Отчеты по лабораторным работам |
3 | Технологический процесс изготовления сварных конструкций | 4 | - | 4 | 12 | 20 | Устный отчет |
4 | Контроль при контактной сварке | 4 | 4 | 2 | 10 | 20 | Отчеты по лабораторным работам |
5 | Оборудование контактной сварки | 4 | 4 | 6 | 20 | 34 | Отчеты по лабораторным работам |
6 | Промежуточная аттестация | Экзамен, диф. зачет. | |||||
7 | Итого | 16 | 16 | 16 | 60 | 108 |
При сдаче отчетов проводится устное собеседование.
4.2. Содержание разделов дисциплины
Раздел 1. Основные способы контактной сварки
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
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
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, стыковой и шовной сварке».
Раздел 4. Контроль при контактной сварке
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 2. «Оценка качества сварного соединения при точечной, шовной и стыковой сварке».
Раздел 5. Оборудование контактной сварки
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 3. «Изучение принципа действия машин: контактной точечной сварки PPN 53, контактной стыковой сварки SRT 10 и 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. 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 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. 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.
· Деформационные процессы при контактной сварке.
· Роль термического цикла 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.
7. Средства текущей и итоговой оценки качества освоения дисциплины (фонд оценочных средств):
· Структура и состояние поверхностей свариваемых деталей, понятие о контактах.
· Какое влияние оказывает сопротивление зоны сварки на процесс образования соединения?
· Сущность процесса контактной точечной, шовной и рельефной сварки.
· Сущность процесса контактной стыковой сварки, разновидности стыковой сварки.
· Деформационные процессы при точечной, шовной, рельефной и стыковой сварке.
· Какие дефекты могут возникать при точечной, шовной, рельефной и стыковой сварке и меры по их предотвращению.
· Из каких основных этапов состоит технологический процесс сварки?
· Какими факторами вызывается смещение литого ядра относительно плоскости поверхностей?
· Особенности сварки легированных и среднелегированных сталей.
· Какие факторы определяют технологичность сварной конструкции?
· Каким образом обеспечить сварку многослойных заготовок?
· Дайте характеристику свариваемости металла.
· Особенности процесса односторонней сварки.
· Преимущества и недостатки рельефной сварки.
· Как влияют параметры режима рельефной сварки на процесс формирования соединения?
· Разновидности рельефной сварки.
· Преимущества и недостатки конденсаторной сварки?
· Разновидности конденсаторной сварки.
· Особенности контактной микросварки.
· Механизм образования соединения при стыковой сварке сопротивлением и оплавлением.
· Общая схема технологического процесса контактной стыковой сварки.
· Особенности стыковой сварки легированных и углеродистых сталей.
· Классификация контактных машин.
· Какие приводы сжатия используются в контактных машинах?
· Конструктивные особенности электродов для контактной сварки.
· Элементы вторичного контура контактных машин.
· Конструктивные особенности сварочных трансформаторов контактных машин.
· Силовые электрические схемы контактных машин.
· Назначение и принцип действия тиристорного контактора.
· Назначение и принцип действия регулятора цикла сварки.
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. Как исключить выплеск металла при контактной сварке?
8. Рейтинг качества освоения дисциплины
В соответствии с рейтинговой системой текущий контроль производится в течение семестра путем бальной оценки качества усвоения теоретического материала (ответы на вопросы) и результатов практической деятельности (выполнения лабораторных работ и домашних заданий).
Текущая аттестация: оценка качества усвоения теоретического материала (ответы на вопросы и др.) и результаты практической деятельности (решение задач, выполнение заданий и др.) производится в течение семестра и оценивается в баллах (максимально 60 баллов). К моменту завершения семестра студент должен набрать не менее 33 баллов.
Промежуточная аттестация (экзамен, зачет) производится в конце семестра и оценивается максимально в 40 баллов. На зачете студент должен набрать не менее 22 баллов.
Итоговый рейтинг по дисциплине определяется суммированием баллов, полученных в ходе текущей и промежуточной аттестаций. Максимальный итоговый рейтинг соответствует 100 баллам. К сдаче экзамена студент допускается лишь в том случае, если он выполнил и защитил в полном объеме все запланированные в рабочей программе дисциплины лабораторные работы и домашние задания.
Для оценивания учебных достижений студентов на зачете в ТПУ действует шкала соответствия традиционных и рейтинговых оценок:
Традиционная оценка | Рейтинговая оценка | Определение оценки |
Отлично | 96–100 баллов | Отличное понимание предмета, всесторонние знания, отличные умения и опыт |
90–95 баллов | ||
Хорошо | 80–89 баллов | Достаточно полное понимание предмета, хорошие знания, умения и опыт |
70–79 баллов | ||
Удовлетворительно | 65–69 баллов | Приемлемое понимание предмета, удовлетворительные знания, умения и опыт |
55–64 балла | ||
Зачтено | более 55 баллов | Результаты обучения соответствуют минимальным требованиям |
Неудовлетворительно | менее 55 баллов | Результаты обучения не соответствуют минимальным требованиям |
9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
Основная литература:
1. Банов, Михаил Денисович. Технология и оборудование контактной сварки : учебник / . — Москва: Академия, 2005. — 224 с.: ил.. — Среднее профессиональное образование. Машиностроение. — Библиогр.: с. 214.. — ISBN 5-7695-1891-X.
2. Основы технологии и построения оборудования для контактной сварки : учебное пособие / [и др.]. — 3-е изд., испр.. — СПб.: Лань, 2011. — 330 с.: ил.. — Учебники для вузов. Специальная литература. — Библиогр.: с. 323-324.. — ISBN 978-5-8114-1153-5.
3. Технология и оборудование контактной сварки : учебное пособие / под ред. . — 2-е изд., перераб. и доп.. — Москва: Машиностроение, 1986. — 352 с..
4. Гладков, Эдуард Александрович. Управление процессами и оборудованием при сварке : учебное пособие / . — Москва: Академия, 2006. — 432 с.: ил.. — Высшее профессиональное образование. Машиностроение. — Библиография в конце книги.. — ISBN 5-7695-2301-8.
5. Реферативные журналы Всероссийского института научной и технической информации (РЖ ВИНИТИ)
http://www. lib. tpu. ru/cgi-bin/viniti/zgate? Init+viniti. xml, viniti. xsl+rus
Дополнительная литература:
1. Рязанцев, Владимир Иванович. Технологические основы контактной сварки легких сплавов : учебное пособие / , ; Московский государственный индустриальный университет. — Москва: МГИУ, 2006. — 164 с.: ил.. — Библиогр.: с. 160-163.. — ISBN 5-276-00713-6.
2. Климов, Алексей Сергеевич. Роботизированные технологические комплексы и автоматические линии в сварке : учебное пособие / , . — 2-е изд., испр. и доп.. — СПб.: Лань, 2011. — 234 с.: ил.. — Учебники для вузов. Специальная литература. — Библиогр.: с. 230.. — ISBN 978-5-8114-1154-2.
3. Козловский, Сергей Никифорович. Введение в сварочные технологии : учеб. пособие / . — Москва: Лань, 2011. — 416 с.: ил.. — Учебники для вузов. Специальная литература. — Библиогр.: с. 411.. — ISBN 978-5-8114-1159-7.
Схема доступа: http://e. /books/element. php? pl1_cid=25&pl1_id=700
4. Овчинников, Виктор Васильевич. Сварщик на машинах контактной (прессовой) сварки : учебное пособие / . — Москва: Академия, 2008. — 64 с.: ил.. — Непрерывное профессиональное образование. Сварщик. — ISBN 978-5-7695-3993-0.
5. Овчинников, Виктор Викторович. Дефекты сварных соединений : учебное пособие / . — Москва: Академия, 2008. — 64 с.: ил.. — Непрерывное профессиональное образование. Сварщик. — ISBN 978-5-7695-3992-3.
10. Материально-техническое обеспечение модуля (дисциплины)
При изучении основных разделов дисциплины, выполнении лабораторных работ магистранты используют оборудование:
- Мультиметр цифровой APPA-103N.
- Датчик тока PR 1030.
- Портативный цифровой запоминающий осциллограф PDS 6062.
Технические средства, лабораторное оборудование:
№ п/п | Наименование (учебные лаборатории, оборудование) | Корпус, ауд., кол-во установок |
Учебно-исследовательская лаборатория | 16-А, 115 | |
1. | SRT 10 машина стыковой сварки сопротивлением | 1 |
2. | PPN 63 машина точечной сварки | 1 |
3. | RT 80 машина шовной сварки | 1 |
Программа составлена на основе СУОС ТПУ в соответствии с требованиями ФГОС по направлению 15.04.01 «Машиностроение» и профилю подготовки «Машины и технологии сварочного производства»
Программа одобрена на заседании кафедры «Оборудование и технология сварочного производства» Института неразрушающего контроля (протокол № 15 от 22 июня 2015 г.).
Автор: доцент каф. ОТСП
Рецензент: доцент каф. ОТСП
