Расчёт величины сварочного тока.

Цель работы

Освоить методику расчёта характеристик режима точечной контактной сварки изделий из листового материала.

Работу рекомендуется делать после полного исследования соответственных разделов курса. Приступая к выполнении задания, нужно пристально изучить и проанализировать его содержание, подобрать рекомендуемую литературу.

Общие методические указания.

Выбор начальных данных

Начальные данные для расчёта выбираются согласно последним цифрам Расчёт величины сварочного тока. в зачётной книге студента из табл. 1. Нужные данные о теплофизических свойствах свариваемого и электродного материалов приведены в табл. 2

Таблица 1 – Варианты начальных данных

№ варианта Свариваемый материал Толщина листа δ, мм Шаг точек tш, мм
АМг6 2,0

Общие требования к оформлению самостоятельной работы.

Самостоятельная работа производится в виде расчётно-пояснительной записки и оформляется в печатном виде на Расчёт величины сварочного тока. бумаге формата А4.

На титульном листе должны быть указаны:

1) заглавие работы «Определение характеристик режима точечной контактной сварки»;

2) заглавие дисциплины;

3) курс и группа студента;

4) фамилия, имя, отчество, студента;

5) номер зачётной книги;

6) фамилия, имя, отчество педагога, проверяющего работу.

7) год выполнения работы.

На втором листе работы должно быть представлено ёё содержание с Расчёт величины сварочного тока. заглавием и нумерацией страничек всех разделов, подразделов, вывода и перечня литературы.

На 3-ем листе работы в виде таблицы должен быть представлен перечень условных обозначений всех применяемых в расчёте величин с их заглавием и указанием единиц измерения.

Описание должно сопровождаться графиками рассчитываемых зависимостей с указанием результатов, схемами расчёта Расчёт величины сварочного тока., которые нумеруются в переделах раздела. Все вычисления следует вести с достаточной, не лишней точностью.

В конце расчёта должны быть представлены выводы о проделанной работе.

Таблица 2 – Теплофизические характеристики металлов и сплавов.

Свариваемый материал Уд. электро-сопрот. при 0 оС, ρ0 ,мкОм см Коэф.тепло-провод. при 20оС, λ, кВт/(м К) Коэф. темпе Расчёт величины сварочного тока.-ратуропровод. при 20оС, α, см2/К·10-4 Уд. теплоем-кость при 20оС, с, кДж/(кг К) Плотность при 20о С, γ, кг/м3 Температура плавлення, Тпл, о
Дюралевые сплавы
АМц 4,2 0,125 0,65 0,9
АМг6 7,1 0,1 0,45 0,82
Медь 1,75 0,36 1,05 0,38

Методика расчёта

Определение длительности включения сварочного токо.

В критериях массового производства деталей из листовой малоуглеродистой и хромоникелевой аустенитной стали, также титановых сплавов Расчёт величины сварочного тока. длительность включения сварочного тока согласно [1] приближённо оценивают как

tсв=(0,1-0,3) δ

где δ- толщина свариваемого листового изделия.

Деформируемые дюралевые сплавы типа АМц и АМг отличаются только малыми удельным электросопротивлением и высочайшим коэффициентом теплопроводимости, потому их сваривают на «жёстких» режимах [1] и время включения сварочного тока определяют как

tсв=(0,05-0,15) ∙ δ

Определение усилия на электродах

При сварке деталей из листовой Расчёт величины сварочного тока. малоуглеродистой стали, дюралевого сплава АМц, также титановых сплавов ОТ4 и ВТ6 усилие, на электродах определяют согласно [1] по формуле:

Рсв=175∙ δ

Завышенное сопротивление деформации металла зоны сварки хромоникелевой аустенитной стали 12Х18Н10Т просит внедрения существенно огромных усилий [2], чем при сварке малоуглеродистой стали, потому в данном случае:

Рсв=260∙ δ

При сварке Расчёт величины сварочного тока. дюралевого сплава АМг6, для предотвращения выплесков используют сварочные усилия в 1,8-2,4 раза выше, чем при сварке малоуглеродистой стали [1].

Расчёт величины сварочного тока.

Сварочный ток рассчитывают по закону Джоуля – Ленца:

где, Qээ – общие количество теплоты, затрачиваемой на образование соединения;

тr– коэффициент, учитывающий изменение общего сопротивления металла меж электродами в Расчёт величины сварочного тока. процессе сварки;

rд.к – электронное сопротивление детали к концу нагрева.

Значение коэффициента тrопределяется качествами свариваемого матреиала : для низкоуглеродистых сталей тr =1 ; для дюралевых и магниевых сплавов - тr=1,15 ; для коррозионно-стойких сталей - тr=1,2;

для сплава титана - тr=1,4;

Для определения полного количества теплоты Qээ, нужно решить уравнение термического баланса (рис. 1):

Qээ= Q Расчёт величины сварочного тока.1+ Q2+ Q3,

где Q1– энергия, затрачиваемая на нагрев до температуры плавления свариваемого материала Тплцентрального столбика металла высотой 2δ и поперечником основания dэ; Q2– теплота, используемая на нагрев металла в виде кольца шириной х2, окружающего центральный столбик; Q3– утраты теплоты в электроды, которые учитываются нагревом условного цилиндра в электродах высотой х Расчёт величины сварочного тока.3до средней температуры.

Среднюю температуру кольца вокруг столбика принимают равной 0,25Тпл от достигаемой не него внутренней поверхности при контакте с деталей. Считая, что температура на контактной поверхности электрода с деталью Тэ.д=0,5Тпл, а температура электрода Тэ= 0,25 Тэ.д, можно принять, что Тэ=Тпл/8. (рис. 1).

Набросок 1 – Схема расчёта сварочного тока Расчёт величины сварочного тока. [3].

Энергия Q1расходуется на нагрев до Тпл. объема металла большего, чем объем ядра, что дает возможность учитывать сокрытую теплоту плавления металла:

где, dэ – поперечник рабочей части электрода, который приближённо определяют как dэ= 2 δ+3; c – удельная теплоёмкость свариваемого металла;

γ – плотность свариваемого металла.

При расчете Q2принимаем, что приметное увеличение температуры наблюдается на расстоянии Расчёт величины сварочного тока. х2от границы ядра. Значение х2определяется временем сварки и температуропроводностью металла:

где – коэффициент температуропроводности металла временем

где k1– коэффициент, близкий к 0,8, учитывает, что средняя температура кольца несколько ниже средней температуры Тпл/4 в связи со сложным рассредотачиванием температуры по ширине этого кольца, потому что более активно нагретые участки размещены Расчёт величины сварочного тока. у внутренней поверхности кольца.

Утраты теплоты в электроде Q3можно оценить, принимая, что за счет теплопроводимости греется участок электрода длиной:

Коэффициент k2учитывает форму электрода, для электрода с конической рабочей частью и плоской рабочей поверхностью k2 = 1,5.

где Сэ и γ – теплоёмкость и плотность металла электрода.

Зная составляющие термического Расчёт величины сварочного тока. баланса, по формуле (6) определяем полное количество теплоты Qээ.

Дальше для нахождения величины действующего значения сварочного тока Iсв. (5) нужно оценить электронное сопротивление деталей к концу цикла сварки rд.к. Для этого употребляют упрощённую схему термического состояния металла [2,3]. А именно, считают, что сопротивление 2-ух пластинок шириной δ можно и представить как сумму сопротивлений Расчёт величины сварочного тока. 2-ух других условных пластинок І и ІІ, любая из которых нагрета до средней неизменной температуры T1 и Т2 (рис.2) и имеет ту же толщину δ. Тогда:

где, А- поправочный коэффициент , учитывающий неравномерность растекания тока в зоне сварки; Kn - коэффициент, учитывающий неравномерность нагрева деталей; ͎ρ1 и ͎ρ2 - удельные электросопротивления материала деталей при Расчёт величины сварочного тока. температуре Т1 и Т2 (рис.3)

Набросок 2 – Схема расчёта электронного сопротивления к концу цикла сварки.

Удельные электросопротивления деталей и зависят от рода металла, вида его термомеханической обработки и температуры. Значения и определяют по соответственной данному материалу оси ординат для температуры Т1 и Т2 (рис. 3). Так при сварке деталей из низкоуглеродистых сталей Расчёт величины сварочного тока. принимают Т1=1200 оС и Т2=1400 оС, а для дюралевых и магниевых сплавов - Т1=450 оС и Т2=630 оС, для титановых сплавов Т1= Т2=1600 оС.

Набросок 3 – Коэффициенты удельного электросопротивления неких металлов зависимо от температуры нагрева.

Значения коэффициента неравномерности нагрева деталей из низкоуглеродистых сталей принимают kп = 0,85, из дюралевых и магниевых сплавов – kп = 0,9 , из Расчёт величины сварочного тока. коррозионно-стойких сталей – kп = 1,5 , из титановых сплавов – kп =2.

Коэффициент А пропорционален отношению dэ/ δ (рис. 4).

Набросок 4 – Зависимость коэффициента А от дела dэ/ δ.


rashozhie-termini-i-virazheniya.html
rasistskij-komponent-v-verouchenii-religioznoj-organizacii.html
rasklad-4-runnij-molot-tora.html