Сварка давлением электрическая контактная сварка сущность схема способы контактной сварки

Контактная сварка, её виды, сущность и область использования

Контактная сварка относится к числу высокопроизводительных методов сварки и относится к способам сварки давлением. Её сущность заключается в том, что металл разогревается до оплавления или пластического

состояния электрическим током, проходящим через место сварки. Процесс сварки необходимо вести при больших скоростях нагрева, чтобы выделяющееся в месте контакта тепло не успевало проникать в более холодные слои и окружающую среду.

Разновидностями контактной сварки являются:

шовная или роликовая;

Наиболее часто точечная и роликовая сварки применяются для соединения тонколистовых

Точечную сварку применяют для соединения заготовок из тонколистового металла. Свариваемые заготовки собирают нахлестку, сжимают двумя медными электродамии от сварочного трансфор­матора пропускают электрический ток. При протекании тока более интенсивный нагрев металла наблюдается только в месте контакта заготовок, т.е. в месте наибольшего электрического сопротивления. Здесь металл расплавляется и появляется жид­кое ядро, которое затвердевает после отключения сварочного тока. Вследствие этого образуется сварная точка .

При шовной сварке электроды выполняют в виде роликов, поэтому такую сварку называют иногда роликовой сваркой. Свариваемые заготовки , как и при точечной сварке, собирают внахлестку и зажимают между вращающимися медными роликами, через которые по­ступает ток от трансформатора . При движении заготовок между роликами образуются сварные точки, перекрывающие друг дру­га. В результате получается сплошной герметичный шов . Шовную сварку применяют при изготовлении различных со­судов, где требуются герметичные швы — бензобаки, бочки, трубы и др. Толщина свариваемых листов обычно не превышает 3 мм.

Контактную стыковую сварку применяют для соединения труб, листов, колец, колес, железнодорожных рельсов и др.

59. Сборочные работы, их значение и объём в машиностроительном производстве
Сборка является завершающей стадией изготовления машин и механизмов, во многом определяющей эксплуатационную надёжность и долговечность изделия.
Именно в процессе сборки сходятся результаты труда конструкторов и технологов по созданию новой машины.
Объём сборочных работ значителен и составляет в общей трудоёмкости изготовления изделия в массовом и крупно-серийном производствах 20 – 25%, а в единичном и мелко-серийном – до 50%.
Основную часть сборочных работ составляют ручные слесарно-сборочные работы, требующие, как правило, значительных затрат физического труда и высокой квалификации рабочих, поэтому экономические показатели предприятия во многих случаях зависят от трудоёмкости сборочного производства, а проблема повышения производительности сборки является одной из важнейших проблем научно-технического прогресса современного машиностроения.
Первичным элементом всякой собираемой машины является деталь. Деталью называют всякую отдельную часть машины, изготовленную без применения сборочных операций.
Машина состоит из отдельных самостоятельных сборочных единиц, называемых иногда узлами. Узел при этом можно собрать самостоятельно, отдельно от других элементов машины.
Узловая конструкция машины позволяет сократить продолжительность её общей сборки, благодаря параллельному изготовлению всех или большинства сборочных единиц.
Базовой деталью или базовым узлом называется основной элемент, с которого начинается сборка.
Любой предмет или набор предметов производства, подлежащих изготовлению на данном предприятии, называют изделием.
В зависимости от назначения различают изделия основного и вспомогательного производства. К первым относятся изделия, реализуемые по поставкам, а ко вторым – изделия, которые используются внутри предприятия.
Процесс сборки складывается из ряда операций по соединению сопряжённых деталей в узлы, а узлов – в машину.
Высокая эксплуатационная надёжность и долговечность машины зависит главным образом от наличия в процессе сборки различных погрешностей, возникающих на различных стадиях сборки.
Основными причинами, которые вызывают возникновение погрешностей, являются:
• образование задиров на сопрягаемых поверхностях;
• деформация деталей при их установке и закреплении;
• попадание грязи и стружки между сопрягаемыми поверхностями;
• нарушение правильной последовательности затяжки болтовых соединений;
• непостоянство усилий затяжки и другие.

60. Организационные формы сборки машин
В машиностроении используют 2 основные организационные формы сборки:
• стационарная;
• подвижная.
Выбор организации сборочного процесса зависит от его трудоёмкости, производственной программы, типа производства и характерных особенностей собираемого изделия.
При стационарной сборке все сборочные операции выполняются на одном рабочем месте, а все детали и узлы, которые требуются для сборки изделия подаются на это рабочее место.
При этом методе сборки, особенно в случаях значительной программы выпуска, увеличивается продолжительность цикла сборки изделия, необходимы большие производственные площади для организации сборочного участка, требуется много одинаковых инструментов и приспособлений, а сборочные работы должны выполнять рабочие высокой квалификации.
Ввиду особенностей этого метода – наличия большого числа пригоночных работ – затруднено планирование производства.
Применяют этот метод сборки в опытном производстве, тяжёлом машиностроении, при сборке уникальных машин и приборов.
При подвижной сборке собираемое изделие последовательно перемещается по всем сборочным постам, на каждом из которых выполняют определённую операцию. При этом изделие перемещается чаще всего с помощью различных транспортных средств, например, конвейеров. Этот вид сборки называют иногда «поточной подвижной сборкой».
Преимуществом этого вида сборки является более высокая производительность труда, более рациональное использование производственных площадей, более высокий уровень качества выпускаемой продукции. К преимуществам можно отнести и то, что максимально расчленённый сборочный процесс не требует исполнителей высокой квалификации, т.к. закрепление за рабочим постом одной или небольшого количества сборочных операций позволяет в сравнительно короткий срок рабочему приобрести необходимые навыки и умения. Однако в этом случае затрудняется межоперационный контроль и исправление замеченных дефектов.

61. Технологические методы сборки, их сущность и сравнительная характеристика
В машиностроении применяются следующие технологические методы сборки
1. с полной взаимозаменяемостью;
2. с групповой взаимозаменяемостью;
3. с пригонкой деталей по месту;
4. с регулированием отдельных соединений, составляющих сборочную единицу.
Метод полной взаимозаменяемости предусматривает сборку изделий без какой-либо дополнительной обработки и подгонки в процессе сборки. Обеспечивается такой метод сборки стандартной системой допусков и посадок. Поэтому основными факторами, обуславливающими использование этого метода является необходимость обработки большого количества деталей с заданной степенью точности, а также использование сложной и дорогостоящей технологической оснастки, что экономически оправдано лишь в крупносерийном и массовом производстве.
Метод групповой взаимозаменяемости предусматривает сортировку деталей, изготовленных с более широкими допусками на несколько групп с более узкими допусками. При этом требуемый зазор или натяг в сочленении обеспечивается за счёт соответствующего подбора сопрягаемых деталей. Сборка по этому принципу называется иногда «селективной».
Метод сборки с пригонкой деталей по месту состоит в том, что имеет место индивидуальная пригонка одной детали к другой путём, например, подпиливания, притирки, соскабливания, т.е. снятия лишнего слоя металла.
Метод регулировки заключается в том, что устанавливаются дополнительные детали, например, регулировочные кольца или пластинники (прокладки).

Источник

ГЛАВА 3. ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ КОНТАКТНАЯ СВАРКА

Сущность процесса и основные виды контактной сварки

[1]. Сущность процесса. Контактная сварка (сварка сопротивле­нием) основана на разогреве свариваемых изделий джоулевым теп­лом и механическом сжатии разогретых изделий.

Согласно закону Джоуля—Ленца количество тепла, выделя­ющегося при прохождении электрического тока в свариваемых деталях и переходных контактах,

Q == I 2 Rt Дж (0,24I 2 Rt кал)

,где I — сварочный ток, A; R — сопротивление, Ом; t — время сварки, с.

Сила сварочного тока при контактной сварке достигает десят­ков и даже сотен тысяч ампер. Такие токи получают в понижающих однофазных сварочных трансформаторах, имеющих во вторичной обмотке чаще всего один виток. Для регулирования сварочного тока первичную обмотку трансформатора делят на несколько сек­ций, от которых к переключателю ступеней регулирования сделано от 4 до 16 отводов. Величина вторичного напряжения составляет 1. 12 В. Увеличивая или уменьшая количество витков первичной обмотки, включенных в сеть, изменяют вторичное напряжение, а вместе с ним и сварочный ток. Чем меньше включено в сеть витков первичной обмотки, тем больше вторичное напряжение, первичный и вторичный (сварочный) токи.

Сопротивление места сварки зависит от чистоты и состояния поверхности свариваемого материала, сопротивления самого мате­риала, величины давления, прикладываемого к свариваемым изде­лиям, и от других факторов. Наибольшее сопротивление имеет место контакта свариваемых изделий,1 где и выделяется наибольшее коли­чество тепла. Время сварки в зависимости от толщины и рода сва­риваемого материала изменяется от сотых и даже тысячных долей секунды до нескольких минут. Когда детали нагреваются до пла­стического состояния или до оплавления, к ним прикладывается усилие осадки и детали свариваются.

2. Основные виды контактной сварки. Существует много видов и разновидностей электрической контактной сварки. Однако основ­ных способов три: стыковая, точечная и шовная. Отдельную группу составляет сварка аккумулированной энергией. Из этой группы наибольшее применение имеет конденсаторная сварка.

Стыковая сварка

Схема стыковой сварки. При стыковой сварке (рис. II. 13) свариваемые детали 1 (стержни, полосы, рельсы, трубы) закрепляют в медных зажимах машины. Зажим 6 установлен на подвижной плите, перемещающейся по направляющим станины, а зажим 2 укреплен на неподвижной плите. Вторичный виток 3 сварочного трансформатора соединен с плитами медными гибкими шинами. Первичную обмотку трансформатора включают в сеть переменного тока через выключающее устройство 5. Для регулирования мощно­сти трансформатора и изменения силы сварочного тока предназна­чен переключатель ступеней 4. Перемещение подвижной плиты и сжатие свариваемых изделий силой Р осуществляется механизмом сжатия.

2. Основные виды стыковой сварки — сварка методом сопро­тивления и методом оплавления. При сварке сопротив­лением детали с тщательно подготовленными торцами под не­большим давлением приводят в соприкоснове­ние. После этого в сеть включают трансфор­матор. Как только детали нагреваются до пластического состояния, одновременно с вы­ключением тока механизмом сжатия произво­дят их осадку и сварку. Сварку сопротивле­нием применяют для соединения изделий из малоуглеродистых сталей и цветных метал­лов сечением до 300 мм 2 . При большем сече­нии не достигается равномерный нагрев по всему сечению стыка и качество соединения ухудшается.

Рис. II. 13. Схема стыковой сварки .

Сварку оплавлением применяют при изго­товлении изделий большего сечения. Различают сварку прерывистым и непрерывным оплавлением. Если сваривают прерывистым оплавлением, то детали, зажатые в машине при включенном напряжении холостого хода вто­ричной цепи, приводят в кратковременное соприкосновение и опять разводят на небольшое расстояние. Во время разведения деталей сварочная цепь разрывается при силе тока в тысячи и де­сятки тысяч ампер, вследствие чего между торцами свариваемых изделий происходит сильное искрообразование и разбрызгивание расплавленного металла. Чередуя одно за другим замыкание с раз­мыканием, осуществляют равномерное оплавление всего сечения стыка. После приложения к месту сварки усилия осадки наружу стыка выдавливаются расплавленный металл и оксиды и образуется прочное сварное соединение. Ток выключают в конце осадки.

Сварку непрерывным оплавлением выполняют на машинах с непрерывной подачей деталей только в сторону их сближения. Зажатые в машине детали включаются под напряжение вторичной цепи, а затем их сближают до соприкосновения. Соприкосновение свариваемых поверхностей сначала происходит в отдельных местах, где имеются микровыступы. В образующихся элементарных кон­тактах возникают большие плотности тока и металл здесь быстро нагревается до расплавления и испарения. Когда вся поверхность свариваемых торцов оплавится и покроется слоем жидкого метал­ла, к изделиям прикладывают усилия осадки с одновременным выключением тока. Детали соединяются в одно целое так же, как и при сварке прерывистым оплавлением.

Стыковую сварку оплавлением применяют для углеродистых и легированных сталей с поперечным сечением до 4 ×10 4 . 6 × 10 4 мм 2 , цветных и разнородных металлов. Наиболее широко ее используют для соединения железнодорожных рельсов, состав­ного режущего инструмента, магистральных газо- и нефтепроводов и пр.

Машины для стыковой сварки изготовляют мощностью 0,75. 1000 кВт и больше.

Точечная сварка

1. Схема точечной сварки. Точечную сварку применяют для соединения листовых конструкций, в которых необходимо обеспечить нужную прочность, а обеспечение плотности не является обя­зательным. Суммарная толщина листов обычно не превышает 10. 12 мм. При точечной сварке сложенные внахлестку детали I (рис. II. 14, a) зажимают с некоторым усилием между медными элек­тродами 2, к которым через электрододержатели 3 подводится ток от сварочного трансформатора 4. Нижний электрод устанавливают неподвижно, а верхний вместе с электрододержателем перемещается с помощью механизма сжатия, который создает между электродами Необходимое давление Р. Зажав изделие, включают трансформатор, и место контакта между изделиями нагревается до образования ядра из расплавленного металла. Последующим приложением усилия осадки осуществляется сварка металлов, которая заканчивает­ся снятием давления и выключением тока. Ядро сварной точки имеет столбчатую дендритную структуру. Места контактов между электродами и изделиями нагреваются до более низкой температуры, так как выделяющееся здесь тепло активно отводится медными электродами, обычно охлаждаемыми водой.

На точечных машинах сваривают углеродистые, легированные, высоколегированные стали и цветные металлы. Различают так на­зываемые мягкие и жесткие режимы. Мягкие режимы характери­зуются относительно большей выдержкой сварной точки под током и небольшой плотностью тока. Их применяют при сварке углеро­дистых, низколегированных и другого типа сталей, склонных к закалке. Для мягких режимов время выдержки сварной точки под током составляет 0,2. 3 с, плотность тока — 80. 160 А/мм 2 и дав­ление на электроды — 15. 40 МПа.

Жесткие режимы характеризуются меньшей выдержкой сварной точки под током, большей плотностью тока и большим давлением. Поэтому они обеспечивают более высокую производительность сварки. Такие режимы используют для сварки низкоуглеродистых и высоколегированных сталей, не склонных к закалке. Их также применяют для сварки цветных металлов (меди, алюминия), име­ющих большую электро- и теплопроводность. Время выдержки на жёстких режимах составляет 0,001. 0,1 с, плотность тока— 150. 350 А/мм 2 и давление на электроды — 40. 100 МПа.

2. Виды точечной сварки. Кроме рассмотренной выше основной схемы точечной сварки, в промышленности применяют одностороннюю точечную сварку, которая бывает одноточечной (рис. II. 14, б), двухточечной (рис. II. 14, в) и многоточечной (рис. II. 14, г). При одно­сторонней сварке электроды 2 располагают с одной стороны свари­ваемых изделий 1, а с другой подкладывают медные или бронзовые шины 5. Пои сварке ток проходит через электроды 2, свариваемые изделия 1 и медные шины 5.

Рис. II. 14. Основные схемы точечной контактной сварки.

Разновидностью многоточечной сварки является рельефная сварка (рис. II. 14, д), при которой в одной из свариваемых деталей) в местах соединений предварительно производится холодная вы­садка выступов. Рельефную сварку осуществляют на специальных сварочных прессах между медными плитами 2, которые являются электродами машины. После предварительного сжатия и включения тока происходит одновременный нагрев всех выступов, а после приложения усилия сжатия — их сварка.

3. Типы машин для точечной сварки.Серийные машины, исполь­зуемые для точечной сварки, выпускают мощностью 0,5. 1000 кВт и больше с ножным (педальным) приводом и произвольной выдерж­кой; с приводом от электродвигателя; с электромагнитным, пневма­тическим и пневмогидравлическим приводом управления и с элек­тронным регулированием времени сварки.

Шовная сварка

1. Схема и разновидности шовной сварки. Шовную, или роли­ковую, сварку применяют для получения прочных и плотных швов при изготовлении тонкостенных сосудов, предназначенных для хранения и транспортирования жидкостей, газов и других продук­тов, а также в производстве тонкостенных труб.

При шовной сварке (рис. II. 15) листы 1 толщиной 0,3. 3 мм собирают внахлестку и затем зажимают усилием Р между двумя медными роликами 2, к которым подводят электрический ток от сварочного трансформатора 3. Одному или обоим роликам сообщает принудительное вращение специальный привод. При включении тока и одновременном вращении роликов происходит перемещение и нагрев до расплавления контактных поверхностей свариваемых изделий, которые под действием сжимающих усилий сварива­ются.

Рис. II. 15. Схема шовной сварки.

Различают два основных способа шовной сварки: непрерывную и прерывистую. При непрерывной сварке подача тока на ролики и вращение роликов непрерывны. Такой вид сварки применяют при изготовлении изделий из низкоуглеродистых сталей толщиной до 1 мм. Для больших толщин непрерывная подача тока на ролики не, дает качественного сварного соединения. Такие толщины сваривают прерывистым методом, при котором ролики вращаются непрерыв­но, а ток подается прерывисто. Вследствие этого в месте сварного соединения образуется ряд непрерывных точек, из которых каждая предыдущая перекрывается последующей. Прерывистым методом изготовляют сварные соединения вы­сокого качества как из углеродис­тых сталей, так и из нержавеющих, а также из алюминиевых и медных сплавов.

Для прерывистой подачи тока на ролики шовные машины имеют игнитронные прерыватели. Продолжитель­ность включения тока при преры­вистой сварке составляет 0,02. 0,12 с, а время перерывов (пауз) между включениями — 0,02. 0,35 с.

Серийные шовные машины выпус­кают мощностью 25. 200 кВт с пе­дальным или пневматическим при­водом.

Источник