Стыковая сварка

 

Постановка целей-задач по интересующим вас сферам.

Прописание стратегии достижения этих целей.

Диагностика уровня достижимости по каждой цели.

 

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 6

Тема «Контактная электрическая сварка»

Цель работы: изучить способы электрической контактной сварки и используемое оборудование. Приобрести практические навыки выполнения простейших сварочных работ.

Общие указания

Каждой лабораторной работе должна предшествовать предварительная подготовка, в ходе которой студент должен:

1. изучить методические указания к лабораторной работе, ознакомиться с теорией электродуговой сварки;

2. ознакомиться с теоретическим материалом лекционного курса или рекомендуемой литературой,

3. проверить свою готовность к выполнению лабораторной работы по контрольным вопросам.

Проверка знаний студентов по выполняемой работе осуществляется преподавателем.

 

Основные правила безопасности при выполнении лабораторных работ по сварке

Перед выполнением лабораторных работ преподаватель производит инструктаж по технике безопасности, что регистрируется в специальной книге (журнале) личной подписью каждого студента.

Перед выполнением очередной работы повторно инструктирует студентов в соответствии с проводимым занятием.

Студентам запрещается: приступать к выполнению работ без ознакомления с правилами техники безопасности; производить какие-либо работы без разрешения или отсутствия преподавателя; открывать электрощиты и коробки.

Студент должен знать расположение рубильников аварийного отключения энергии и мест размещения средств огнетушения.

Общие сведения

Контактная сварка – процесс соединения деталей нагревом их в месте контакта до пластического или жидкого состояния с применением одновременного или последующего сильного сжатия (осадки), обеспечивающего взаимодействие атомов металла.

Контактная сварка – один из высокопроизводительных способов сварки; она легко поддается механизации и автоматизации. Способы контактной сварки получили наибольшее промышленное применение благодаря простоте выполнения и высокой производительности. Ее широко применяют в машиностроении и строительстве

На заводах, изготовляющих стержни для арматуры из углеродистой (Ст3, Ст5) и низколегированной стали (25Г2C, 35ГC, 30Г2C), а также при монтаже каркасов, сеток и других арматурных конструкций применяют контактную сварку, которая обеспечивает высокую производительность.

По форме свариваемого соединения, определяющего тип сварочной машины, контактную сварку разделяют на стыковую, точечную и роликовую. При всех видах контактной сварки металл нагревается за счет выделения тепла при прохождении электрического тока по свариваемым деталям; количество этого тепла определяется известным законом Джоуля – Ленца:

Q = 0,24 I² R t

где I – сварочный ток, А; R – сумма сопротивлений отдельных участков цепи, Ом; t – время протекания тока, с.

 

Особенностью контактной сварки является применение кратковременных (доли секунды) импульсов сварочного тока большой силы (иногда до 100 000 А) при напряжении 0,3 – 10 В. Такой режим сварки повышает производительность труда, экономит электроэнергию, снижает возможность окисления деталей, уменьшает зону термического влияния, позволяет управлять процессом тепловыделения и теплоотвода, т. е. процессом формирования соединения.

Машина для контактной сварки состоит из понижающего трансформатора; механизмов, обеспечивающих закрепление, создание усилий сжатия и перемещение свариваемых деталей; пульта управления.

Стыковая сварка

Стыковая сварка является видом контактной сварки, при которой заготовки свариваются по всей поверхности соприкосновения.

Стыковую сварку (рис. 1) разделяют на сварку оплавлением и сварку сопротивлением. Стыковую сварку с разогревом стыка до пластического состояния и последующей осадкой называют сваркой сопротивлением, а при разогреве торцов до оплавления – сваркой оплавлением. При сварке сопротивлением торцы деталей тщательно обрабатывают, детали сводят до соприкосновения и включают ток. После нагрева металла в месте контакта до пластического состояния давление сжатия повышают. Этот способ может быть использован для сварки изделий из стали, меди и латуни с площадью контакта до 1500 – 2000 мм².

Наибольшим распространением пользуется сварка оплавлением. При этом не требуется тщательная подготовка кромок. После включения тока детали сводят до соприкосновения и в местах контактов, благодаря высокой плотности тока, происходит оплавление. При последующих соприкосновениях происходит оплавление всего стыка. Прилегающий к стыку металл нагревается до пластического состояния и в этот момент осуществляется его осадка. В процессе осадки с торцов выдавливается жидкий металл и вместе с ним удаляются окислы и загрязнения с кромок. В результате полного удаления окислов удается получать более стабильные результаты по качеству образующихся соединений.

Различают два вида сварки оплавлением: непрерывным оплавлением и оплавлением с подогревом. Последнюю, применяют для деталей, способных резко закаливаться. Предварительный подогрев металла способствует более равномерному нагреву и некоторому снижению скорости его охлаждения (для стали типа 30ХГСА, инструментальной и др.).

При стыковой сварке цветных металлов в основном применяют сварку сопротивлением, причем плотность тока выбирают в несколько раз больше плотности тока, применяемой при сварке стали. Мощность стыковых машин выбирают из расчета 0,12 – 0,15 кВА/мм² сечения свариваемых деталей; при сварке изделий с замкнутым контуром мощность увеличивают в два раза. Напряжение сварочного тока составляет 5 – 15 В; давление, создаваемое при осадке, равно 15 – 50 МН/м² (МПа).

В зависимости от мощности и назначения стыковые машины могут быть ручными и автоматическими

Рисунок 1 – Схема контактной стыковой сварки:

1 – контактная плита; 2 – свариваемые детали; 3 – станина;

4 – трансформатор; 5 – электроды