Файл: В.В. Драчёв Технология точечной сварки.pdf

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ГОСУДАРСТВЕННОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

КУЗБАССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра технологии металлов

ТЕХНОЛОГИЯ ТОЧЕЧНОЙ СВАРКИ

Методические указания к лабораторной работе по курсу «Технология конструкционных материалов» для студентов направлений 552900, 550200, 551400, 552100, 550900 специальностей 120100, 150200, 240100, 240400, 170100, 170500

Составитель В.В. Драчёв

Утверждено на заседании кафедры Протокол № 4 от 13.11.02

Рекомендовано к печати методической комиссией по направлению 552900 Протокол № 19 от 18.11.02

Электронная копия находится в библиотеке главного корпуса ГУ КузГТУ

Кемерово 2003

1

1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

- изучение технологии точечной сварки; - получение практических навыков работы на точечной машине.

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Точечная сварка является одним из видов контактной сварки, при которой детали соединяются в отдельных точках. Свариваемые детали (рис. 1, а) зажимаются усилием Pc между электродами, к которым затем подводится ток большой силы (несколько десятков кА) и небольшого напряжения (3-8 В), в результате чего в месте контакта деталей образуется сварная точка.

Pc

2

Точечную сварку классифицируют по ряду признаков.

По количеству одновременно свариваемых точек точечная сварка может быть одно- (рис. 1, а), двух- (рис. 1, г) и многоточечной

(рис. 1, б).

По способу подвода тока – с односторонним (рис. 1, б, в), двусторонним (рис. 1, а, г) и косвенным (рис. 1, д) подводом тока.

По виду импульсов сварочного тока – переменного тока, постоянного тока и разрядного (конденсаторного) тока.

По количеству сварочных импульсов – одно-, двух- и многоимпульсной.

К основным параметрам режима точечной сварки относят силу сварочного тока Ic, длительность его протекания tc, усилие сжатия Pc и диаметр электродов dэ. Кроме этого, существует ряд дополнительных параметров, обусловленных особенностями применяемых циклов. Циклы (программы изменения тока и усилия), применяемые для точечной сварки, показаны на рис. 2. Их выбирают в зависимости от материала, его толщины и применяемого оборудования.

Цикл с постоянным усилием и одним импульсом тока (рис. 2, а) применяют для сварки металлов небольшой толщины (до 3 мм). Для сварки металлов толщиной 3-5 мм с целью предупреждения трещин и раковин применяют цикл с переменным усилием (проковкой) (рис. 2, б). Усилие проковки Pк = (2÷3)Pс, время запаздывания ковочного усилия tк = (0,01÷0,02)S, где S – толщина свариваемых деталей. При сварке деталей большой толщины (5 мм и более) для снижения и стабилизации контактного сопротивления применяют цикл с предварительным обжатием и проковкой (рис. 2, в). Для склонных к закалке среднеуглеродистых и низколегированных сталей применяют цикл с постоянным усилием со сварочным и дополнительным импульсом тока (рис. 2, г). Второй импульс производится меньшим током и замедляет скорость охлаждения. Время паузы между импульсами тока tп=(1,1÷1,4)tс, длительность дополнительного импульса tд=(1,5÷1,8)tс,

сила тока Iд=(0,7÷0,8)Iс.

Рис. 2. Циклы точечной сварки

Обычно режимы точечной сварки задаются по таблицам или номограммам и уточняются при испытаниях опытных образцов. Различают жёсткие и мягкие режимы.

Жёсткие режимы характеризуются большой силой тока и малой длительностью его протекания, мягкие режимы – меньшим током и сравнительно большой длительностью его протекания. Мягкие режимы применяют преимущественно при сварке среднеуглеродистых и низколегированных сталей для уменьшения опасности возникновения раковин и трещин в результате образования закалочных структур. Жёсткие

– при сварке коррозионностойких и жаропрочных сталей, а также алюминиевых и медных сплавов. Низкоуглеродистые стали могут свариваться как на жёстких, так и на мягких режимах. На практике обычно используют жёсткие режимы.

4

Машины для точечной сварки должны обеспечивать сжатие деталей определённым усилием и подвод к ним сварочного тока. Они состоят из механической и электрической частей. Точечные машины классифицируют по назначению – универсальные (общего назначения) и специальные; по способу подвода тока к месту сварки – односторонние и двусторонние; по форме импульса сварочного тока – постоянного тока, переменного тока и конденсаторные; по приводу механизма сжатия – с педальным, электромеханическим, пневматическим, гидравлическим и комбинированным механизмом сжатия; по числу одновременно свариваемых точек – одноточечные и многоточечные; по способу установки – стационарные, передвижные и подвесные.

3. ОБОРУДОВАНИЕ, ИНСТРУМЕНТ, МАТЕРИАЛЫ

Для выполнения работы требуется:

-точечная конденсаторная машина ТКМ-7;

-листовые металлические образцы.

3.1. Устройство и принцип работы точечной конденсаторной машины ТКМ-7

Конденсаторная машина ТКМ-7 служит для точечной сварки листовых однородных и разнородных цветных и чёрных металлов толщиной от 0,02 + 0,02 мм до 0,8 + 0,8 мм. Электрическая схема и конструкция механизма сжатия обеспечивает не менее 800 сварок в час при максимальной ёмкости конденсаторов. Средняя мощность, потребляемая от сети, не превышает 200 Вт. Габаритные размеры

1400×800×700 мм, вес 150 кг.

Работа машины ТКМ-7 (рис. 3) осуществляется следующим образом. При подаче напряжения на штепсельное гнездо 1 и включении выключателя 2 зажигается сигнальная лампа 3 и начинается зарядка конденсаторов 4 через выпрямительный трансформатор 5 и селеновый выпрямитель 6. Количество заряжаемых конденсаторов зависит от числа штекеров, включённых в правом ряду штепсельных гнёзд переключателя 7. После нажатия на педаль 8 до конца её рабочего хода происходит размыкание цепи зарядки конденсаторов и их разряд на первичную обмотку сварочного трансформатора 9, регулирование коэффициента трансформации которого производится перестановкой штекера в левом ряду штепсельных гнёзд переключателя 7. При этом индуктированный во вторичном витке сварочного трансформатора импульс тока обеспе-

5

чивает сварку деталей, зажатых между электродами 10. Штепсельный переключатель 7 даёт возможность получать ёмкость конденсаторов от 5 мкФ до 295 мкФ через каждые 5 мкФ и коэффициенты трансформации сварочного трансформатора 120, 160, 200 и 240.

Рис. 3. Точечная конденсаторная машина ТКМ-7

После опускания педаль с помощью пружины 11 возвращается в исходное положение и конденсаторы вновь заряжаются для сварки следующей точки. Индикатор напряжения 12 предназначен для периодического контроля напряжения на конденсаторах и для проверки их исправности. Он включается в цепь нормально отжатой кнопкой 13. Усилие сжатия электродов изменяется путём перемещения грузов 14 на рычаге 15 и заменой величины грузов. Набор грузов состоит из трёх гирь: 4, 2 и 1 кг. Этими грузами создаётся усилие сжатия от 1 до 56 кгс с интервалом регулирования 0,5 кгс. Защитный щиток 16 из плексигласа служит для защиты глаз от возможных мелких выплесков металла при сварке.

6

4.ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

4.1.Подготовка машины к работе

4.1.1. Подобрать нужную для сварки образцов пару электродов. Ориентировочный диаметр электродов может быть выбран по таблице.

Ориентировочные режимы сварки на машине ТКМ-7

При отсутствии электродов нужного диаметра допускается сварка электродами диаметром 2,0-2,5 мм для толщин 0,02-0,5 мм и 2,75- 3,0 мм – для больших толщин. В этом случае для малых толщин свариваемого металла необходимо несколько увеличить усилие сжатия и ёмкость конденсаторов.

4.1.2.Закрепить электроды в машине.

4.1.3.Проверить соосность электродов. Если электроды не соосны, перемещением держателя нижнего электрода (предварительно ослабив гайки) добиться соосности.

4.1.4.Проверить параллельность контактных поверхностей электродов. При необходимости добиться их параллельности с помощью напильника.

4.1.5.Установить и закрепить на рычаге грузы, необходимые для получения нужного усилия сжатия свариваемых деталей. Усилие сжатия электродов определяется произведением веса груза на цену деления на рычаге в месте, где установлен указательный конец груза. Если

8

5. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ

При работе на машине ТКМ-7 необходимо выполнять следующие требования:

-все крышки машины должны быть закрыты;

-работать при наличии защитного стекла или в защитных очках;

-после окончания работы отключить машину от сети, предварительно разрядив полностью конденсаторы. Для этого между электродами машины вставляется тонкая изоляционная прокладка, нажимается до упора педаль и в таком положении отключается сетевой выключатель. После этого следует убедиться в отсутствии напряжения на конденсаторах по индикатору.

6. ОФОРМЛЕНИЕ ОТЧЁТА

Отчёт должен содержать:

-наименование и цель лабораторной работы;

-краткое изложение основных теоретических положений;

-режимы, на которых проводилась сварка;

-результаты контроля качества сваренных образцов;

-выводы о влиянии режимов сварки на качество сварного соедине-

ния.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.В чём состоит сущность точечной сварки?

2.По каким признакам классифицируют точечную сварку?

3.Что относят к основным параметрам режима точечной сварки?

4.Чем различаются мягкие и жёсткие режимы сварки?

5.Какие циклы применяют для точечной сварки?

6.Как классифицируют машины для точечной сварки?