Пояснительная записка

Тольяттинский государственный университет

Автомеханический институт

Кафедра «Оборудование и технология сварочного производства и пайки»

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине «Технология и оборудование контактной сварки»

Тольятти 2006

СОДЕРЖАНИЕ

1. ОПИСАНИЕ МАТЕРИАЛА И РАЗМЕРЫ СВАРНОГО СОЕДИНЕНИЯ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3

2. РАСЧЁТ ПАРАМЕТРОВ РЕЖИМА СВАРКИ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5 3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СВАРОЧНЫХ ЭЛЕКТРОДОВ . . . . . . . . . . . . . . . . . .9 4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ВТОРИЧНОГО КОНТУРА КОНТАКТНОЙ СВАРОЧНОЙ МАШИНЫ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 5. ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ВЫБОР СВАРОЧНОГО

ТРАНСФОРМАТОРА . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 6. УСЛОВНОЕ ОБОЗНАЧЕНИЕ КОНТАКТНОЙ СВАРОЧНОЙ МАШИНЫ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .31

ПРИЛОЖЕНИЯ

2

1. ОПИСАНИЕ МАТЕРИАЛА И РАЗМЕРЫ СВАРНОГО СОЕДИНЕНИЯ

1.1.Описание материала изделия

Детали усилителя под крепление рычага ручного тормоза в сборе с кожухом изготавливаются методом холодной штамповки из проката толщиной 1,0 мм из стали 08Ю. Это низкоуглеродистая качественная сталь с категорией штампуемости СВ и ОСВ (сложная и особо-сложная вытяжка), обладает следующими нормируемыми механическими характеристиками [1]:

Таблица 1.1

Механические свойства проката из стали 08Ю

Прокат из стали 08Ю хорошо сваривается контактной точечной сваркой на машинах переменного тока промышленной частоты.

3

1.2.Геометрические размеры точечно-сварного соединения

Всоответствии с ГОСТ 15878-79 выбираем геометрические размеры точечно-сварного соединения (рис. 1.2, табл. 1.3) для низкоуглеродистых сталей толщиной пакета 1+1 мм.

Рис. 1.1. Принимаемые размеры точечно-сварного соединения в соответствии с ГОСТ 15787-79

4

2. РАСЧЁТ ПАРАМЕТРОВ РЕЖИМА СВАРКИ

Для контактной точечной сварки низкоуглеродистой стали 08Ю толщиной пакета 1+1 мм принимаем простейшую циклограмму сварки (рис. 2.1) с прямоугольным импульсом сварочного тока и сварочным усилием. Для повышения производительности и качества сварки применяем жёсткий режим (при этом уменьшается ЗТВ, повышается стойкость электродов, уменьшаются потери электроэнергии).

Рис. 2.1. Принимаемая циклограмма контактной точечной сварки

Далее рассчитываем следующие параметры режима сварки: Fсв – усилие сварки, кН; Iсв – сварочный ток, А; tсв – время сварки, с.

1) Расчёт усилия сварки. В соответствии с таблицей 2 [2]:

Fсв = 2000...3000S ,

где S – толщина свариваемого металла, мм

Fсв = 2000...3000 1 = 2000...3000 Н, поскольку используется жёсткий режим сварки, то допускаемый диапазон изменения Fсв принимаем ближе к максимальным значениям: Fсв=3000 Н.

2) Расчёт действующего значения сварочного тока:

где ρт - значение удельного сопротивления при Tпл по табл. 1.2 (140 10-6

Ом см);

Tпл - температура плавления материала изделия по табл. 1.2 (1500 0С); d - диаметр сварной точки (0,5 см);

5

В соответствии с табл. 4 [2] принимаем время сварки tсв=0,12 с, при этом ожидаемая высота ядра сварной точки будет приблизительно равна 0,6 см, т.е. глубина проплавления составит 0,3 см (30 % от толщины).

6

Рассчитываем ожидаемый ток шунтирования.

1) В соответствии с чертежом определяем минимальные расстояния между точками, для которых и будем рассчитывать эффект шунтирования. Определяем ширину эквивалентной ветви шунтирования по рис. 2.2 [2]. При этом шаг между точками в соответствии с чертежом принимаем равным t = 2 см; диаметр ядра сварной точки d = 0,5 см. Ширина эквивалентной ветви шунтирования составит hэ=3 см. Поскольку в соответствии с чертежом величина нахлёстки составляет 1 см, то принимаем hэ=2 см.

Рис. 2.2. График изменения эквивалентной ширины ветви шунтирования тока при точечной сварке

2) Рассчитываем активное сопротивление горячей точки: rТ = 4πρТd 2 S ,

где ρт - удельное сопротивление металла в момент его перехода из твёрдого состояния в жидкое по табл. 1.2 (140 10-6 Ом см);

S - толщина материала, см (0,1 см); d - диаметр сварной точки, см (0,5 см).

rТ = 4 140 10−62 0,1 =71 10−6 Ом. 3,14 0,5

3) Рассчитываем падение напряжения на сопротивлении горячей точки:

Uш =rТ Iсв =71 10−6 9700 =0,69 В.

7

4) Определяем значение критерия Неймана:

5) Определяем электрическое сопротивление постоянному току обеих пластин:

6) Определяем активное, индуктивное и полное сопротивления ветви шунтирования:

Xш = R0ш0,84χ = 260 10−6 0,84 0,22 = 48 10−6 Ом,

8) Рассчитываем вторичный ток

I2 р = Iсв + Iш =9700 + 2500 =12200 А.

Таким образом, с учётом проведённых вычислений можно построить сводную таблицу параметров режима контактной точечной сварки (табл. 2.1).

Таблица 2.1

Параметры режима контактной точечной сварки

8

3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СВАРОЧНЫХ ЭЛЕКТРОДОВ

Для контактной точечной сварки низкоуглеродистых сталей в настоящее время наибольшее распространение получил сплав БрХ [2], характеристики которого приведены в табл. 3.1.

Проектируем сварочные электроды соответствии с ГОСТ 14111-90:

1)конструктивно принимаем прямые электроды типа А с посадочным конусом и минимальной средней частью;

2)так как рассчитанная величина сварочного усилия составляет Fсв=3 кН, то с запасом принимаем диаметр средней части d1=13 мм (рассчитано на макс. усилие 4 кН);

3)для принятого d1=13 мм принимаем конусность посадочной части 1:10;

4)остальные размеры электрода принимаем по ГОСТ 14111-90 и сводим в таблицу 3.2.

Таблица 3.2

Основные размеры проектируемых сварочных электродов

На основании табл. 3.2 вычерчиваем эскиз сварочного электрода (рис. 3.1). Плоскость под гаечный ключ не предусматриваем.

9