72.Источники питания сварочной дуги и требования, предъявляемые к ним.

Для питания сварочной дуги того или иного типа необходим источник тока со специальной вольт-амперной характеристикой.

При токе, обычно применяемом при ручной дуговой сварке, напряжение дуги почти не зависит от его силы. Напряжение источника тока должно уменьшаться с увеличением сварочного тока, а его характеристика должна пересекать характеристику дуги в двух точках. В точке 1 происходит возбуждение дуги, а в точке 2 обеспечивается устойчивое ее горение. В момент короткого замыкания в точке 3 напряжение источника тока уменьшается до нуля. Напряжение при ручной дуговой сварке металлическим электродом на постоянном токе должно быть 45.. .65, а с применением переменного тока—-55. ..100 В.

Источники питания постоянного тока — это сварочные преобразователи, генераторы и выпрямители; переменного тока — сварочные трансформаторы. (СМ. ЛАБ.РАБ.)

73. Стыковая сварка.

Свариваемые заготовки 3, закрепленные в зажимах (электродах) 2 стыковой машины, сжимаются осевой силой Р. Электроды подключены к сварочному трансформатору 5, при включении которого через заготовки протекает сварочный ток. Он нагревает заготовки, причем наибольшее количество теплоты выделяется в месте контакта 6 (отсюда название способа) между заготовками, так как сопротивление контакта является наибольшим во вторичной цепи и вот почему: действительное сечение контакта значительно меньше сечения заготовок за счет касания заготовок только по выступам поверхностей; на поверхности металла имеются пленки оксидов и загрязнений с малой электропроводимостью.

1 Неподвижная плита; 2 зажимы (электроды); 3 заготовки; 4 подвижная плита; 5 сварочный трансформатор; 6 контакт

Рисунок 1. Схема контактной стыковой сварки

Количество выделяемой теплоты Q, Дж определяется законом Джоуля-Ленца: Q = I2Rt

где I - сварочный ток, A;R - сопротивление контакта, Ом;t - время протекания тока, с.

Анализ этой формулы показывает, что эффективный нагрев места сварки может быть получен при больших значениях сварочного тока, так как оно входит в выражение во второй степени. Сварочный ток при контактной сварке может достигать тысяч и даже десятков тысяч ампер.

Нагрев металла приводит к повышению его пластичности . В результате под действием осевой силы происходит пластическая деформация. Микронеровности поверхности сминаются, пленки разрушаются, поверхностные атомы сближаются до расстояний, соизмеримых с параметром кристаллической решетки, что обеспечивает возможность образования межатомных связей.

Контактная сварка осуществляется без расплавления и с расплавлением металла. Стыковую сварку с разогревом стыка до пластического состояния называют сваркой сопротивлением, стыковую сварку с разогревом стыка до оплавления - сваркой оплавлением. Различие этих способов может быть объяснено с использованием циклограмм процессов, которые представляют собой графическое изображение изменения во времени параметров процесса сварки.

Существуют два вида стыковой контактной сварки:

сварка сопротивлением;

сварка оплавлением.

При сварке сопротивлением (рисунок 2,а) заготовки сначала сжимают усилием, обеспечивающим образование физического контакта свариваемых поверхностей, а затем пропускают сварочный ток. После разогрева места сварки происходит осадка и образуется соединение в твердой фазе. Для обеспечения равномерного нагрева по всему сечению поверхности заготовок тщательно готовят. Необходимость обеспечения равномерного нагрева ограничивает возможность применения сварки сопротивлением только для деталей небольшого (площадью до 200 мм2) и простого сечения (круг, квадрат).

I - сварочный ток; Р - усилие сжатия; S - перемещение подвижной плиты; t - время сварки; а - сопротивлением; б - оплавлением;

Рисунок 2. Циклограммы контактной стыковой сварки

Сущность сварки оплавлением (рисунок 2,б) заключается в том, что свариваемые заготовки сближают при включенном сварочном трансформаторе. Касание поверхностей происходит по отдельным выступам. Ввиду того, что площадь образовавшихся контактов очень небольшая, плотность тока, протекающего через эти контакты, настолько велика, что происходит мгновенное оплавление металла с образованием жидких перемычек, которые под действием паров металла разрушаются. Часть металла в виде искр выбрасывается из стыка. Вместе с жидким металлом выбрасываются загрязнения, которые присутствуют на поверхности заготовок. Продолжающееся сближение заготовок приводит к образованию новых перемычек и их оплавлению. Непрерывное образование и разрушение контактов-перемычек между торцами приводит к образованию на торцах слоя жидкого металла. После оплавления торцов по всей поверхности осуществляют осадку. При осадке жидкий металл из стыка выдавливается наружу и, затвердевая, образует грат. Обычно грат удаляют в горячем состоянии. Сварка оплавлением может быть прерывистая и непрерывная. При прерывистом оплавлении заготовки под током приводят в соприкосновение и вновь разводят. Образующийся при разведении электрический разряд между торцами заготовок оплавляет торцы. После нескольких повторных замыканий на торцах образуется слой жидкого металла. При включении механизма осадки жидкий металл выдавливается из стыка, торцы приходят в соприкосновение и образуется сварное соединение.

Сварка оплавлением имеет преимущества перед сваркой сопротивлением: торцы заготовок перед сваркой не требуют тщательной подготовки, можно сваривать заготовки с сечением сложной формы и большой площадью, а также разнородные металлы. Стыковую сварку оплавлением применяют для соединения заготовок сечением до 100 000 мм2. Типичными изделиями являются элементы трубчатых конструкций, колеса, кольца, рельсы, железобетонная арматура, листы, трубы.

74.Сварка аккумулированной энергией. Сущность сварки аккумулированной энергией заключается в том, что кратковременные сварочные операции осуществляются за счет энергии, запасенной в соответствующем приемнике, непрерывно заряжающемся и периодически разряжающемся на сварку.

Существуют четыре способа сварки аккумулированной энергией: 1) электростатическая или конденсаторная; 2) электромагнитная; 3) инерционная; 4) аккумуляторная.

Наибольшее практическое применение получила конденсаторная сварка, остальные три способа пока не получили промышленного распространения.

75. Место и роль механической обработки в машиностроении. Методы формообразования поверхностей деталей машин.

Подавляющее большинство ДМ приобретают окончательную форму и размеры только после мех. обработки резанием. Заготовка отличается от детали тем, что в тех местах детали, где при получении ее литьем ,ОД, сваркой невозможно получить необходимую точность размеров и качества поверхности, специально оставляется слой металл, называемый припуском. процесс снятия припуска режущим инструментом наз-ся резанием.

Методы формообразования

Поверхности классифицируют: на поверхности вращения, плоскости, контурносложные линейчатые поверхности, винтовые поверх., пространственно сложные поверх.

Ряд геометрических поверхностей может быть получен как след движения образующей линии по направляющей - это поверхности первых 4 групп.

Контурносложная линейчатая поверхность может быть получена при перемещении образующей линии, остающейся параллельной своему начальному положению, вдоль криволинейной направляющей.

Механическая обработка заготовок ДМ реализует 4 метода формообразования поверхности: метод копирования, метод следов, метод касания, метод обкатки.

Метод копирования

Образование поверхности по методу копирования состоит в том,что режущая кромка инструмента соответствует форме образующей обрабатываемой поверхности детали. Направляющая воспроизводится вращением заготовки. Движение подачи необходимо для того ,чтобы получить геометрическую поверхность определенного размера. Движение резания формообразующее.

Метод следов

Образование поверхности состоит в том ,что образующая линия является траекторией движения точки (вершины) резца, а направляющая линия –траектория движения точки заготовки. Движение резания формообразующее

Метод касания

Состоит в том , что образующей линией служит режущая кромка инструмента, а направляющей линия касательная к ряду вспомогательных линий- траекторий точек режущей кромки инструмента. Формообразующее движение – движение подачи.

Метод обкатки

образование поверхности по методу обкатки состоит в том,что направляющая линия воспроизводится вращением заготовки. Образующая линия получается как огибающая кривая к ряду последующих положения режущей кромки инструмента относительно заготовки благодаря согласования двух движений подачи. Скорость движения согласуют так ,чтобы за время прохождения резцом расстояния L он делает один полный оборот относительно своей оси вращения