Основы электрической контактной сварки

Министерство образования и науки Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Волгоградский государственный технический университет

Факультет «Технология конструкционных материалов»

Кафедра «Машины и технология литейного производства»

 

Отчет по учебно-ознакомительной практике

по сварочному производству

 

Электрическая контактная сварка

 

                                                       Выполнил:

                                                                           студент группы МС-229

                                                         Нгуен Зуи Зунг.

                                                                             Проверил:

Доцент Е. А. Чугунов

 

                         

 

Волгоград 2014

Содержание

 

Введение……………..............................…………………………..…..…………1

1.Основы электрической контактной сварки ………………………………… 4

2. Основные виды электрической контактной сварки и их применение......…6

2.1 Стыковая сварка ………………………………………………………. 6

2.2 Точечная сварка ……………………………………………………......8

2.3 Роликовая сварка ……………………………………………………..9

3. Технология электрической контактной сварки. Подготовка заготовок к сварке ………………………………...………………………………………….12

3.1 Стыковая сварка …………………………………………………….. 14

3.2 Точечная сварка ……………………………………………………..15

3.3 Роликовая сварка……………………………………………………...15

Заключение ………………………………………………………………………17

Список литературы………….………………………………....……….…….......…19

 

 

Введение

 

Электрическая контактная сварка – это ведущий вид сварки в нашей промышленности. Она относится к видам сварки с кратковременным нагревом места соединения без оплавления или с оплавлением и осадкой разогретых заготовок. Характерная особенность этих процессов – пластическая деформация, в ходе которой формируется сварное соединение. Электрическая контактная сварка была изобретена американцем Элиху Томсоном в конце XIX в. На протяжении многих десятилетий сварку улучшали и совершенствовали, пока, наконец, она прочно не вошла в нашу промышленность.

Первоначально этот процесс был предназначен для скрепления тонких металлических листов. Благодаря целому ряду преимуществ он немедленно завоевал огромный успех, особенно потому, что момент его изобретения совпал с появлением первых автомобилей. В результате этот процесс быстро нашел себе применение в монтаже конструкции автомобильного кузова. Позднее электрическую контактную сварку начали применять изготовители подвижного состава, металлической отделки и бытовых приборов.

Важными привлекательными моментами контактной сварки являются высокая производительность и небольшой расход дополнительных материалов, а именно воды, газа, флюса и присадки, причем сварные соединения имеют высокое качество. Контактная сварка высокопроизводительна, позволяет значительно проще механизировать и автоматизировать процессы изготовления деталей, сократить расход основных и вспомогательных материалов. Эти преимущества особенно заметно проявляются в массовом и крупносерийном производстве. Эффективность контактной электросварки обусловливается большой скоростью сварочного процесса, обеспечивающей высокую производительность электросварочного оборудования, и отсутствием необходимости в присадочном материале.

К недостаткам электрической контактной сварки относится большой вес сварочных аппаратов и потребность их в больших токах, что привязывает данный вид оборудования только к стационарным условиям эксплуатации.

 

Основы электрической контактной сварки

 

Принцип контактной электрической сварки заключается в подаче сильного тока между двумя листами металла в строго определенной точке. Этот ток – около 6000 А  для листов толщиной 1 мм – подается через медные электроды, причем свариваемые листы сильно прижимаются друг к другу с помощью рычажных сварочных клещей или ручной системы сжатия с усилением зажима. В течение около ¼ секунды листы нагреваются до предельной температуры плавления. Усилие, прилагаемое к электродам (около 150 кг), смешивает друг с другом молекулы металла, выполняя тем самым процесс сварки. Металл не должен полностью разжижаться, так как в этом случае он будет выдавлен при внезапном расширении, что приведет к образованию низкоконсистентного, пористого или просто полого ядра сварной точки.

Фактически контактная сварка является просто современной аналогией метода, применяемого когда-то кузнецами: они нагревали два элемента докрасна, а потом ковали их молотом, чтобы прочно соединить. Сегодня электричество заменяет кузнечный горн, а усилие рычажных сварочных клещей пришло на смену молоту[2].

В базовой основе принципов электрической контактной сварки лежит давление, помноженное на тепло. Заготовки в месте соединения нагревают и сжимают определенным усилием. Нагрев осуществляют теплом, которое выделяется в заготовках и в контактах между ними при прохождении электрического тока. Для получения качественных сварных деталей металл в месте соединения нагревают до расплавления и лишь в отдельных способах (например, при стыковой контактной сварке сопротивлением) – до пластического состояния. Примыкающие к месту соединения зоны должны быть нагреты до температур, обеспечивающих требуемую пластическую деформацию заготовок. В процессе этой деформации происходит удаление окислов из места соединения, устранение раковин и уплотнение металла.

Количество тепла, выделяемого в зоне сварки, определяют по формуле Ленца–Джоуля:

 

Q = 0.24I²Rt

 

где Q – количество тепла; I – сила сварочного тока; R – общее сопротивление зоны сварки; t – время нагревания.

Основное влияние на нагрев оказывает сила сварочного тока. Например, при данном количестве тепла, расходуемом за один сварочный цикл, увеличение силы тока вдвое приведет к уменьшению времени нагревания более чем в 4 раза.

Характер нагрева заготовок, оказывающий большое влияние на качество сварного соединения, в значительной мере зависит также от величины общего сопротивления зоны сварки и соотношения между его отдельными составляющими. Общее сопротивление состоит из контактного сопротивления между заготовками, сопротивлений самих заготовок и сопротивлений между электродами и заготовками. При сварке неочищенных заготовок контактные сопротивления изменяются в широких пределах. Это приводит к изменению температур нагрева заготовок, в результате чего снижается стабильность прочностных показателей сварных соединений. Кроме того, при сварке неочищенных заготовок увеличивается износ электродов, а в сварных соединениях возникают дефекты[3].