Під контактним зварюванням розуміють процес утворення нероз'ємних з'єднань конструкційних металів в результаті їх короткочасного нагрівання електричним струмом і пластичної деформації зусилля стиснення.
З'єднання деталей, що зварюються при контактному зварюванні відбувається шляхом утворення зв'язків між атомними агрегатами в зоні контакту цих деталей. При цьому для освіти фізичного контакту і активації поверхонь, що з'єднуються витрачається теплова та механічна енергія, що підводиться ззовні.
Точкове зварювання - спосіб контактного зварювання, при якому деталі зварюються по окремим обмеженим поверхонь торкання (по ряду точок).
Область застосування контактного зварювання надзвичайно широка - від великогабаритних будівельних конструкцій до мініатюрних напівпровідникових пристроїв і плівкових мікросхем. За наявними даними в даний час близько 30% всіх зварних з'єднань виконуються різними способами контактного зварювання.
Контактним зварюванням можна успішно поєднувати практично всі відомі конструкційні матеріали.
Точкове зварювання - найбільш поширений спосіб, на частку якого припадає близько 80% всіх з'єднань, виконуваних контактним зварюванням. Цей спосіб зварювання широко використовується в автомобілі - і вагонобудуванні, будівництві, радіоелектроніці і т.д. Наприклад, в конструкціях сучасних лайнерів налічується кілька мільйонів зварних точок, легкових автомобілів - 5000 точок. Діапазон зварювальних товщин - від декількох мікрометрів до 10-30мм. Точковим зварюванням поєднуються елементи жорсткостей і кріпильні деталі з листами, тонкостінними оболонками і панелями.
1. Призначення, опис конструкції виробу і умови його роботи
Виріб являє собою лист металу згорнутий в трубу, зварюваний з нахлестом 18мм.
Дана конструкція при її використанні не сприймає ніяких великих навантажень. Герметичність конструкції не потрібно, тому зварювання можна виробляти на точкових машинах. Цей виріб застосовується як кожух, усередині якого проходить вал, що передає крутний момент від двигуна до стрічкового конвеєру.
2. Характеристика матеріалу вироби і оцінка його зварюваності
Матеріал вироби - сталь 45 відноситься до класу середньовуглецевих сталей звичайної якості. Сталь 45 містить: вуглецю 0,42-0,50%; марганцю 0,35-0,65%; кремнію 0,17-0,37%; фосфору 0,040%; сірки 0,040%; хрому 0,25%; нікелю 0,25%; міді 0,25%.
Під технологічної зварюваністю розуміють здатність металів утворювати міцні з'єднання за рахунок значного зменшення їх технічних властивостей в самому з'єднанні і в прилеглій до нього околошовной зоні.
Зварюваність є змінним властивістю матеріалу. З удосконаленням технологій і обладнання можна поліпшити зварюваність матеріалів.
3. Розрахунок режимів зварювання
Величина зварювального струму, необхідна для освіти зварної точки, може бути визначена за законом Джоуля-Ленца.
Iсв, А. - діюче значення струму;
Qее. Дж. - теплота, що виділяється при протіканні струму через ділянку електрод електрод;
mr - коефіцієнт, що враховує зміни опору під час зварювання.
mr = 1,1 - середньовуглецевих сталей.
Rд.кон. = 90 * 10 -6 - опір деталі до кінця нагріву;
tсв. = 0,15 - технологічно доцільне час зварювання;
енергія, що витрачається при нагріванні до температури плавлення стовпчика металу зварюються висотою 2 і діаметром підстави dя = 5мм.
з = 461 Дж / (кг * ° К) - теплоємність;
г = 7,8 * 103 кг / м 3 - щільність зварюваного матеріалу;
= 1,2 мм - товщина однієї пластини;
dя = 5мм - діаметр литого ядра зварної точки;
dя = d к - діаметр контакту електрода.
теплота, що витрачається на нагрів до Тпл ./4 ° К зварюється у вигляді
кільця шириною Х2.
де К1 ≈0,8 - коефіцієнт враховує, що середня температура кільця нижче середньої температури ΔТпл ./4 в зв'язку зі складним розподілом температури;
Х2 - ширина кільця навколишнього ядра.
Для середньовуглецевих сталей Х2 = 1,2 * 10 -2 = 1,2 * * 10 -2 = 0,004м.
втрати теплоти в електроді при нагріванні умовного циліндра висотою Х3 до середньої температури Те = ΔТпл ./8
де се і ге - теплоємність і щільність металу електрода ≈3,3 * 10 6 Дж.
Х3 - визначається часом зварювання та температуропроводностью, м.
Опір шунта знаходиться за формулою:
де Кп = 1,1 - коефіцієнт поверхневого ефекту [1, c.9],
ст = 80 * 10 -8 Ом * м - питомий електричний опір матеріалу вироби при температурі 0,2 * Тпл.
h / l = 1,2 [1, c.10], де h-ширина смуги по якій шунтируется ток; м.
l-крок між точками; м.
h = 1,2 * 40 * 10 -3 = 48 * 10 -3 м
Струм шунтується через раніше зварену точку
Струм у вторинному контурі машини:
4. Розрахунок і проектування зварювального контуру машини
Зварювальний контур - це система струмоведучих елементів і електричних контактів, що забезпечують підведення струму від вторинного витка трансформатора до зварюваних деталей і передачу до них зусилля стиснення.
рис.2 - Зварювальний контур машини
Габаритні розміри контуру: повний виліт L = 500мм, Н = 100мм.
Визначаємо перетину елементів контуру, перетин q елемента контуру і площа контакту розраховують по допустимої щільності струму j:
ПВ = 50% - відносна тривалість включення.
j - допустима щільність струму, А / мм 2
За табл. 8 (1, с.20) вибираємо j:
для електродів з порожнистим перетином 20-30 А / мм 2;
для хобота 2-3 А / мм 2;
Визначаємо поперечний переріз хобота
де - вторинний струм на номінальній ступені.
Визначаємо розрахункове навантаження:
де Рс = 6 * 10 5 Н / м 2 - тиск стисненого повітря.
DЦ - діаметр пневмоциліндра
Попередньо визначається DЦ
РСВ. = 1200Н - зусилля деталей, що зварюються;
Приймається по ГОСТ DЦ = 0,080м.
З електричного розрахунку визначаємо діаметр хобота
з конструктивних міркувань приймаємо dx = 120мм.
Перевіряємо на міцність
де [у] = 290 МПа - максимальне напруження для міді М1.
W = 0.1 * dx 3 = 0.1 * 0.12 3 = 1,7 * 10 -4 м 3.
М = Fp * 500 * 10 -3 = 3014.4 * 500 * 10 -3 = 1507,2 H * м.
Перевірка на жорсткість
- Момент інерції хобота
Схожі роботи:
Сваркадеталей
Курсова робота >> Промисловість, виробництво
Сварка (5)
Реферат >> Промисловість, виробництво
Сварка тиском. Спеціальні термічні процеси в зварювальному виробництві. Пайка
Лекція >> Промисловість, виробництво
Сварка (6)
з традиційними, для зварних конструкцій застосовуються матеріали з дуже різними фізичними характеристиками: корозійно. контактнойсваркі. стикового, точкову і шовную або роликову. При стиковому зварюванні через стик деталей, що з'єднуються.
Зварювання та ремонт автомобілів
Реферат >> Промисловість, виробництво