Порядок выполнения работы

1. Ознакомиться с методикой выбора параметров режима кон­тактной стыковой сварки.

2. Получить у мастера 8 прутков из низкоуглеродистой стали диаметром 6 мм для выполнения четырех стыковых соединений.

3. Выбрать способ стыковой сварки и рассчитать необходимые параметры режима сварки. Результаты занести в таблицу отчёта.

4. Ознакомиться с работой стыкосварочной машины и выпол­нить по два стыковых соединения при напряжении 1,1 В и 1,7 В.

5. Для каждого режима сварки произвести испытание одного образца на растяжение, а другого – на угол загиба.

6. Выполнить визуальный контроль качества сварного соеди­нения.

7. Написать отчёт.

Содержание отчёта

1. Цель работы.

2. Теоретические сведения.

   0. 2.1. Сущность и применение контактной стыковой сварки.

   1. 2.2. Основные параметры стыковой сварки.

   2. 2.3. Причины возникновения одного из следующих дефектов стыковой сварки (по указанию преподавателя):

- непровар;

- перегрев металла;

- трещины в зоне сварки;

- смещение торцов заготовок;

- неметаллические включения (окислы) в зоне сварки.

3. Краткая информация о практической части работы.

4. Составить сводную таблицу.

№ п/п	Способ стыковой сварки	Марка материала и диаметр прутка, мм	Параметры режима сварки				Дефекты сварочного соединения	Угол загиба, град.	σВ, МПа
			U, В	PОС, Н	l1 = l2, мм	СОС, мм

Лабораторная работа № 6

Точечная контактная сварка

Цель работы: Изучение технологии точечной контактной сварки и оценка влияния параметров режима на качество сварного соеди­нения.

Оборудование и принадлежности:

1. Электрическая машина для точечной контактной сварки марки МТП-50-7.

2. Разрывная машина УММ-10.

3. Набор пластин из листовой малоуглеродистой стали толщиной 0,5… 2,5 мм.

4. Инструкция по технике безопасности.

Содержание и методика проведения работы

Точечная сварка – это один из видов электрической контакт­ной сварки для получения нахлёстанных соединений, при точечной сварке детали зажимают с некоторым усилием между медными электродами (рис. 6.1), к которым подводится ток от сварочного трансформатора. Нижний электрод устанавливают неподвижно, а верхний перемещают с помощью механизма сжатия и создают не­обходимое давление Р . Нагрев металла происходит при замыкании сварочной цепи.

Наибольшее количество теплоты выделяется на участке наиболь­шего сопротивления цепи, т. е. в месте контакта изделий, которое нагревается до образования ядра из расплавленного металла. По­сле выключения тока и осадки, сварочная ванна кристаллизуется и образуется сварная точка.

а б

Рис. 6.1. Схема процесса точечной сварки (а) и сечения сварной точки (б):

d_к –диаметр литого ядра; d_m – диаметр сварной точки

Силу тока и усилие сжатия заготовок устанавливают посто­янными или меняют их определенным образом в течение цикла свар­ки одной точки.

При точечной сварке одновременно можно сваривать одну, две или несколько точек, их положение определяется расположе­нием электродов точечной машины. Толщина свариваемых метал­лов колеблется от 0,5 мм до 5,0 мм. Точечная сварка широко приме­няется для изготовления штампосварных соединений в автомоби­лестроении и вагоностроении, а также при изготовлении арматуры железобетонных изделий, плоских и угловых сеток и каркасов. Сварку используют для соединения листовых конструкций, пересе­кающихся стержней или стержней с плоскими элементами.

Перед сваркой поверхности свариваемых деталей очищают с обеих сторон. Окалина, ржавчина, грязь и масло при точечной сварке не допускаются.

Точечная сварка производится на мягких и жёстких режимах. Мягкие режимы характеризуются большей продолжительностью сварки, плавным нагревом и уменьшенной мощностью. Эти режи­мы применяются для сварки углеродистых и низколегированных сталей и сталей, склонных к закалке. Для мягких режимов:

i = 80...160 А/мм²; Р = 20...80 МПа; τ = 0.8...2,5 с.

Жёсткие режимы характеризуются повышенной производи­тельностью в связи с уменьшением времени сварки, увеличением усилия сжатия и концентрированным нагревом. Эти режимы при­меняют для сварки нержавеющих сталей, алюминия, меди и ультратонкого металла толщиной до 0,1 мм. Для жёстких режимов:

i = 120...360 А/мм²; Р = 50...100 МПа; τ = 0,001...2,5 с.

Основные параметры точечной сварки сле­дующие:

1. Сварочный ток (I_CB);

2. плотность тока (i);

3. давление на электродах (Р);

4. время сварки (τ);

5. диаметр контактной поверхности электрода (d_Э).

Сварочный ток влияет на количество выделяющегося теп­ла и на процесс нагрева металла. Требуемый ток определяют в зависимости от толщины свариваемых листов и давления на электродах. Величину сварочного тока находят умножением выбранной плотности тока (мягкий или жёсткий режим) на площадь контактной поверхности электрода.

Диаметр контактной поверхности электрода зависит, в основном, от толщины свариваемого металла. При большой разнице в толщине листов со стороны более толстого листа располагают электрод с большим диаметром. Диаметр контактной поверхности электрода можно подсчитать по эмпирическому соотношению:

d_Э= 2δ + 3 мм,

где δ – толщина одного листа, мм.

Давление на электродах оказывает существенное влияние на прочность сварной точки. С увеличением усилия сжатия при неизменных остальных параметрах уменьшается сопротивление сварочного контакта, выделение тепла в нём и размеры сварной точки. При увеличении усилия сжатия необходимо увеличивать сварочный ток и продолжительность его протекания.

Время сварки в большой степени зависит от толщины метала. Оно существенно влияет на размеры сварной точки и её прочность. Значительное увеличение продолжительности включения тока может вызвать перегрев металла, и даже выплеск.

При неправильно выбранном режиме точечной сварки возможно образование дефектов (таблица 6.1).

Таблица 6.1

Дефекты точечной сварки и причины их возникновения

Дефекты	Причины возникновения дефектов
Непровар	Низкий сварочный ток, малая продолжительность включения тока, завышенное усилие сжатия, ве­лик диаметр контактной поверхности электрода
Перегрев	Недостаточное усилие сжатия, малая площадь контактной поверхности электродов, большой ток, большая продолжительность включения тока
Сквозные прожоги	Включение или выключение сварочного тока при низком усилии сжатия, перегрев металла за счёт большого тока и слишком продолжительного вре­мени включения тока
Кольцевые трещины	Повышенная продолжительность включения тока
Глубокая вмятина от электродов	Слишком высокий сварочный ток, большое уси­лие сжатия, большая продолжительность вклю­чения тока, слишком мал диаметр контактной по­верхности электродов