готовая лаба

ПЕРМСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра сварочного производства

и технологии конструкционных материалов

Лабораторные работа на тему:

«Технология электрической сварки давлением

металлических строительных изделий»

Выполнил: студент гр. ПСК-10з

Щукин С.А.

Проверил: профессор, доктор технических наук

Игнатов М. Н.

Пермь, 2014 г.

Содержание

Лабораторная работа №1

Теоретическая часть

Цель работы……………………………………………………………3

Оборудование и материалы для выполнения работы………………3

Схема точечной сварки, её принцип…………………………………5

Содержание работы. Выбор режима сварки………………………..6

Циклограмма режима…………………………………………………7

Практическая часть

Результаты исследований……………………………………………..8

Выводы о качестве сварных соединений……………………………..9

Лабораторная работа №1

на тему: «Технология электрической сварки давлением

металлических строительных изделий»

Теоретическая часть

1. Цель работы:

изучить основы технологии электрической контактной точечной сварки листового металла;

изучить оборудование электрической точечной сварки;

освоить метод расчета и выбора параметров режима сварки;

получить навыки выполнения сварочного нахлесточного соединения;

определить оптимальный режим электрической контактной точечной сварки.

2. Оборудование для выполнения работы:

Серийные машины для точечной сварки выпускаются мощностью 50, 75, 150 и 200 кВА. Механизм сжатия может быть как электромоторный, так и пневматический. На рис. 1 приведена типовая схема машины для точечной сварки. Машина имеет пневматический механизм сжатия. Машины с пневматическим механизмом сжатия применяются в массовом производстве для сварки однотипных изделий из малоуглеродистых сталей. Однако они могут успешно применяться и в индивидуальном производстве.

Машины снабжаются электронным регулятором времени, управляющим последовательностью работы машины. Управление ходом верхнего электрода, а также создание давления осуществляются, пневматическим цилиндром, установленном на верхнем, изолированном от корпуса машины, кронштейне 2. Цилиндр имеет два поршня. Штоком нижнего поршня, связанного с ползуном верхнего электрода, осуществляется подъем и опускание электрода, а также создание давления. С помощью верхнего поршня осуществляется регулирование рабочего хода электрода.

Регулирование рабочего хода осуществляется подъемом или опусканием верхнего поршня с помощью гаек 3. Давление сжатого воздуха регулируется редуктором давления 4. Управление подачей воздуха в среднюю и нижнюю камеру пневматического цилиндра производится электропневматическим клапаном 5. Дополнительный ход осуществляется ручным клапаном 6 путем подачи или выпуска сжатого воздуха из верхней камеры цилиндра. Для смягчения удара верхнего электрода при его соприкосновении с изделием предусматривается дросселирующий клапан 7. Все токоведущие детали вторичного контура, так же как и вторичный виток сварочного трансформатора, охлаждаются проточной водой. Машины управляются переносной педальной кнопкой 8. При нажатии на педальную кнопку включается электронный регулятор времени, управляющий циклом работы машины, заключающемся в опускании верхнего электрода и сжатии свариваемых деталей, в прохождении тока через детали, выключении тока по окончании установленного промежутка времени, и выдержки деталей под давлением без тока и возвращении электрода в исходное положение. При удержании кнопки в нажатом положении рабочий цикл повторяется, и машина продолжает работать автоматически. Для получения одной сварочной точки педальная кнопка отпускается сразу же после нажатия.

По конструктивному оформлению стандартные машины для шовной сварки близки к машинам для точечной сварки и отличаются от них электродами, выполняемыми в виде роликов, приводимых во вращение с помощью специальных механизмов.

Электроды и ролики контактных машин являются рабочим инструментом. Стойкость электродов и роликов контактных машин определяется материалом и конструкцией инструмента, режимом сварки и условиями охлаждения электродов.

Рисунок 1.Типовая схема машины для точечной сварки

пневматический цилиндр; 2- изолированный от корпуса кронштейн; 3 – гайка для регулирования хода верхнего поршня; 4 — регулятор давления; 5 — электропневматический клапан; 6 — ручной клапан; 7 — дросселирующий клапан; 8 — педальная кнопка; 9 — пульт управления; 10 — трансформатор; 11 — регулятор ступени трансформатора; 12 — электроды; 13 — свариваемые детали

Электроды выполняют следующие функции:

сжимают детали, обеспечивая надежный контакт между ними перед включением тока;

подводят ток, необходимый для сварки (в отдельных случаях для подогрева и отпуска);

сжимают детали в процессе протекания тока и образования литого ядра точки, оказывая при этом влияние на диаметр ядра;

проковывают сварное соединение после выключения тока;

отводят часть тепла из зоны сварки в процессе протекания тока и после его выключения.

Материалы для выполнения работы: листовые образцы из стали марки СтЗ, толщиной 1+1 мм; листовые образцы из стали марки 12Х18Н10Т толщиной 1+1 мм.

3. Схема точечной сварки. Её принцип.

Сварка – технологический процесс получения неразъемных соединений в результате возникновения атомно-молекулярных связей между соединяемыми деталями при их нагреве и пластическом деформировании.

Точечная сварка (рис.2) способ изготовления листовых или стержневых конструкций, позволяющий получить прочные соединения в отдельных точках.

Свариваемые заготовки 1, собранные внахлест, зажимают между неподвижным 2 и подвижным 3 электродами, подсоединенными к обмотке трансформатора 4.

Электроды изнутри охлаждаются водой, нагрев локализуется на участках соприкосновения деталей между электродами. Получают линзу расплава требуемого размера, ток выключают, расплав затвердевает, образуется сварная точка. Электроды сжимают детали, пластически деформируя их.

Образующееся сварное соединение обладает большой прочностью и его можно применять для изготовления несущих конструкций. Этот способ широко применяют в авто- и вагоностроении, строительстве, а также при сборке электрических схем.

Точечная сварка может производится на мягких и жестких режимах.

Мягкие режимы характеризуются большей продолжительностью времени сварки, плавным нагревом, уменьшенной мощностью и силой тока (применяются для сварок углеродистых , конструкционных, низколегированных сталей склонных к закалке)

Жесткие режимы характеризуются повышенной производительностью в связи с уменьшением времени сварки, увеличением усилия сжатия и силы тока , концентрированным нагревом (применяется для сварки нержавеющей стали).

Способы точечной сварки и область применения:

Одноточечная двухсторонняя (сварка арматуры различного проката)

двухточечная односторонняя (сварка крупногабаритных изделий);

двухточечная двухсторонняя ( сварка крупногабаритных изделий, т.е. узлов с повышенной толщиной заготовок);

многоточечная односторонняя (применяется при массовом производстве сеток, каркасов).

Содержание работы. Выбор режима сварки.

Технологический процесс получения нахлесточного сварного соединения состоит из следующих этапов:

1.Ознакомится с машиной для точечной сварки.

2.Подготовить под сварку образцы листового металла из сталей СтЗ и 12Х18Н10Т толщиной 1,0 мм.

3.Выбратьдиаметр электрода dэл.мм для сварки пластин 1,0+1,0 мм в нахлестку.

4.Рассчитать параметры режимов сварки.

Диаметр ядра d мм при конической заправке электрода определяется из соотношения

d — (2δ + 3)мм, следовательно, 6 мм.

где δ-толщина более тонкой из свариваемых деталей, мм.

Сила сварочного тока Iсв. подсчитывается как произведение площади контактной поверхности FM на плотность тока j;

Iсв.= Fэл. ·j=100 мм2 · 80 А/мм2=8000 А=8 кА

Плотность тока при сварке малоуглеродистой стали:

на жестких режимах; j = 200 — 400 А/мм2;

на мягких режимах j = 80 -120 А/мм2.

Сила сварочного тока Iсв. принимаем равны 6, 7 и 8 кА.

Аустенитная нержавеющая сталь типа 12Х18Н10Т лучше сваривается на жестких режимах. Из-за низкой электропроводности плотность тока и сила сварочного тока на 30-40 % ниже, чем при сварке углеродистых сталей той же толщины.

Необходимое усилие сжатия Рсж.растет с увеличением толщины деталей S, Для малоуглеродистой стали Р ~ (60 — 20)S, кг.

Отношение P/S ниже при мягких режимах и малых толщинах.

Удельное давление р ~ P/F3 кг/мм2.

На жестких режимах р = 5-12 кг/мм2

на мягких режимах р = 3 — 6 кг/мм2.

Аустенитная нержавеющая сталь вследствие жаропрочности сваривается при большем удельном давлении на электродах (до 16 кг/мм2).

Усилие сжатия Рсж.принимаем 260 кг.

Время сварки t (с) для малоуглеродистой стали определяется по соотношениям

t = (0,15…0,3)δ — при жестких режимах,

t = (0,8… 1,0)δ — при мягких режимах.

Время сварки tсв.(с) для коррозионно-стойких сталей в два раза меньше, чем при сварке углеродистых сталей.

Время сварки tсв. принимаем 0,8 с и 1,2 с.

Провести сварку образцов при различных силах тока Iсв.кА, времени tсв., с и давлении Рсв., кг.

Провести испытания сварных соединений на растяжение. Все экспериментальные данные занести в табл. 1 (Результаты исследований).

Оценить характер разрушения сварного соединения.

По полученным данным определить оптимальный режим сварки для стали СтЗ и 12Х18Н10Т. Сделать выводы.

Цикл сварки состоит из 4-х стадий:

Сжатие свариваемых заготовок между электродами;

Включение тока и разогрев места контакта до температуры плавления;

Выключение тока и усилие сжатия с целью улучшения структуры сварной точки

Снятие усилия с электродов.

Циклограмма режима.

Циклограммой режима сварки (рис. 3) называют совместное графическое изображение силы тока Iсв. и величины давления Pсж. в процессе сварки. Циклограммы различных способов сварки похожи, время прохождения сварочного тока обычно существенно меньше времени приложения сжимающего усилия Р .

Рисунок 3. Циклограмма режима сварки

II Практическая часть

Испытание прочности сварных соединений при растяжении.

Занесение результатов в таблицу 1 (Результаты исследований).

Результаты исследований Таблица №1

Номер режима сварки

Марка свариваемого материала

Толщина образца мм

Режимы сварки

Разрушающее усилие Рр кгс

Место разрушения

Iсв

tсв

dэл

Pсв

Uсв

Ст. 3

1

Ст.3

1+1

6

0,8

6

260

1-3

0,2

СВ.Т

2

Ст.3

1+1

7

0,8

6

260

1-3

0,3

СВ.Т

3

Ст.3

1+1

8

0,8

6

260

1-3

2,5

З.Т.В

4

Ст.3

1+1

6

1,2

6

260

1-3

2,0

СВ.Т

5

Ст.3

1+1

7

1,2

6

260

1-3

2,1

СВ.Т

12Х18Н10Т

1

12Х18Н10Т

1+1

6

0,8

6

260

1-3

1,1

СВ.Т

2

12Х18Н10Т

1+1

7

0,8

6

260

1-3

2,1

СВ.Т

3



Страницы: 1 | 2 | Весь текст