Расчёт параметров режима, элементов сварочного контура и трансформатора машины для контактной точечной сварки

МВО РФ

 

ТГУ АМИ

 

Кафедра” Оборудование и технология сварочного производства”

Курсовая работа

Вариант 12-4-3-3

Студент : Сафьянов Е. А.

Преподаватель : Климов А. С.

Группа: Т – 307

1. Введение

Контактная сварка - термомеханический процесс образования неразъёмного соединения металлов вследствие соединения их атомов, при котором локальный нагрев свариваемых деталей протекающим электрическим током в зоне соединения сопровождается пластической деформацией, развивающейся под действием сжимающего усилия. Особенность контактной сварки – значительная скорость нагрева, для чего необходимы машины большой электрической мощности.

Цель работы – приобретение навыка расчёта параметров режима, элементов сварочного контура и трансформатора машины для контактной точечной сварки .  

2. Описание конструкции изделия и его материала

Решётка – аллюминевая.

Материал – Амг6 : Al-94%, Mg-6%

Температура плавления – Тпл = 620 С°

Удельный вес – γ = 2,8 г/см³

Коэффициент аккумуляции тепла -  =2,35 Дж/см²·С°·с

Температуропроводность – а = 0.7 см²/с

Теплопроводность – λ = 1,7 Дж/см·С°·с

Предел текучести – σт = 2500 кг/см²

Удельное электросопротивление при Тпл - ρт = 7,1·10‾² Ом·см

Технические условия

1.   Соединение группы А

2.   Ставить по одной точки в перекрестии

40 20

 40

180

180

Рис 1. Свариваемая деталь

1,2 8

2,.4

2,4

0,48

Рис 2. Конструкция сварной токи

S = 2,4 мм

h = 0,2...0,7∙S =0,5∙2,4= 1,2 мм

g = 0,2∙S =0,2∙2,4= 0,48 мм

d = 8 мм

t = 30 мм

c = 36 мм

3. Расчет электродов

 1. Определение материала электрода

Кадмиевая бронза БрКд

легирующие элементы ------------------------------------ (0,9…1,2)% Cd

твёрдость --------------------------------------------------- (95…115) HB

электропроводность, % к отожженной меди ------ (85…90)%

2. Определение конструктивной формы электрода

Выбираем пальчиковый электрод

3. Определяем размер электрода

 

3.1.Определяем размер рабочей поверхности электрода

dэ = 2∙S + 3 = 2∙2,4+3 =7,8 - диаметр рабочей поверхности электрода

3.2.Определяем остальные размеры электрода

- диаметр средней части электрода --------------------- D = 20 мм

- диаметр охлаждающего канала --------------- d0 = (0.5…0,6) D=0,6∙20=12 мм

- расстояние от рабочей части до дна охлаждающего канала

h = (0,75…0,8) D= 0,8∙20=16 мм

- длина электрода --- L= 55 мм

- длина посадочной части --- l1=1,2D=1,2∙20=24 мм

- конусность 1:10

12

24

20

55

 

10

7,8

Рис 3. Конструкция сварочного электрода

4. Расчет режима сварки

4.1.Определяем форму циклограммы в зависимости от материала детали

tк

Fк

Fсв

Iсв

t

tсв

4.2.Находим сварочное давление Fсв кгс в зависимости от толщины и материала

Fсв=(200...250)∙S=250∙2,4=600 кгс

4.3.Определяют расчётное значение сварочного тока из критерия М.В. Кирпичёва

Iсв=d

ρт – значение удельного сопротивления при Тпл, Ом∙см

С – значение критерия Кирпичёва , С=20

Iсв – сварочный ток, А

Iсв=0,8=43590,93 А

4.4.Находим продолжительность импульса сварочного тока

tсв=

tсв – продолжительность импульса сварки, сек

σт – предел текучести металла в холодном состоянии, кг/см²

d – диаметр сварной точки, см

h – высота сварной точки, см

Тпл – температура плавления металла, Сº

 - коэффициент аккумуляции тепла, Дж/см²·С°·с

Fсв – давление сварки, кг

К – критерий технологического подобия, К=50

tсв=  = 0,27 сек

4.5.Определяем дополнительные параметры режима сварки Fk

Fк=1,5∙ Fсв=1,5∙600=900 кгс

4.6.Определение тока шунтирования

- Рассчитываем активное сопротивление горячей точки rт, Ом

rт =  =  = 3,4∙10 Ом

- Рассчитываем падение напряжения на этом сопротивлении, В

Uш = rт∙ Iс в= (3,4∙10)∙43590,93 = 0,15 В

- Значение критерия Неймана χ

χ = =  = 0,46

- Определяют электрическое сопротивление постоянному току обеих пластин, Ом

R0ш===12∙10 Ом

- Активное , индуктивное и полное сопротивления ветви шунтирования

Rш= R0ш∙(1+0,6∙ χ∙ )=0,00012∙(1+0,6∙0,46∙)=14∙10 Ом

Xш= R0ш∙0,84∙χ=0,00012∙0,84∙0,46=4,6∙10 Ом

Zш===15∙10 Ом

- Определяем ток шунтирования

Iш===1000 А

4.7.Определяют расчётный вторичный ток

I2р=Iсв+ Iш≈45000 А

 

 

 

 

 

4.8.Сводная таблица значений параметров режима сварки и циклограмма сварки

Таблица 1.

 

Обозначение	Iсв, А	Fсв, кгс	tсв, сек	Fк, кгс	Iш, А	Uш, В	Zш, Ом	I2р, А
Размерность	43590,93	600	0,27	900	1000	0,15	15∙10	45000

 

 

 

0,3 сек

900 кгс

600 кгс

43590,93 А

t

0,27 сек

Рис 4. Циклограмма точечной сварки