6 (Курс лекций в электронном виде)

8

Форма № 3.

Титульный лист

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПРИБОРОСТРОЕНИЯ И ИНФОРМАТИКИ

Кафедра

ТИ-3 «Информационное обеспечение технологии соединения материалов

УТВЕРЖДАЮ

Заведующий кафедрой

_______________________

В.М.Ямпольский

«___»_________200__г.

Для студентов _4_

курса факультета_ТИ_

Специальность _15.02.02_

К. т. н., с.н.с. Гейнрихс И.Н.

(ученая степень, ученое звание, фамилия и инициалы автора)

ЛЕКЦИЯ № _6_

по 4346 «Технологические основы сварки плавлением и давлением»

ТЕМА Введение. Предмет и задачи курса. Основа учения об электрических контактах

Обсуждена на заседании кафедры

(предметно-методической секции)

«__»___________200__г.

Протокол № __

МГУПИ – 200__г.

Тема лекции: ТЕХНОЛОГИЯ ТОЧЕЧНОЙ, ШОВНОЙ И РЕЛЬЕФНОЙ СВАРКИ

Учебные и воспитательные цели:

1. Ознакомление студентов с основными условиями сварки

2. Ознакомление о пластической деформации при точечной сварке

Время: 2 часа (90 мин.).

Литература (основная и дополнительная):

• Орлов Б.Д. и др. Технология и оборудование контактной сварки.

М: Машиностроение. 1986. –352 с.

Учебно-материальное обеспечение:

1. Наглядные пособия:

• Видео фильм «Контактная сварка»

1. Технические средства обучения:

• Электронный проектор

1. Приложения: ______________________________________________

(наименования и №№ схем, таблиц, слайдов, диафильмов и т.д.)

ПЛАН ЛЕКЦИИ:

Введение – до 5 мин.

Краткий обзор лекции №5

Основная часть – до 80 мин.

Технология точечной, шовной и рельефной сварки.

1-й учебный вопрос - до 30 мин.

Подготовка поверхности. Сборка. Прихватка.

2-й учебный вопрос - до 30 мин.

Технология и техника сварки.

3-й учебный вопрос - до 20 мин.

Рельефная сварка.

Заключение – до 5 мин.

ТЕКСТ ЛЕКЦИИ.

Основная часть – Технология точечной, шовной и рельефной сварки.

Высокое качество сварных изделий обеспечивается сово­купностью всех конструктивных и технологических решений, на­чиная от эскизного проектирования деталей и кончая контролем технологического процесса. Новый технологический процесс соз­дается на основе чертежа деталей (с указанием материала, размеров и формы, типов соединений); технических условий на изготовление узла (с требованиями, предъявляемыми к материалу, оборудованию, технологическому процессу); программы выпуска (с указанием ко­личества изделий в год).

Выбор рациональной конструкции деталей и элементов соединений.

Тщательная отработка технологичности спроектирован­ного узла — обязательное требование современного производства. Она включает правильный выбор материала, размеров и формы деталей, рациональные способы изготовления, сборки, сварки узла, а также ряд других операций с установлением качества и точности выполнения и основное оборудование, приспособления и т. п.

Правильный выбор материала оказывает непосредственное влия­ние на качество и экономичность сварного узла. Наряду с высокими эксплуатационными характеристиками материал должен иметь хо­рошие технологические свойства: штампуемость, свариваемость и др.

При проектировании сварной конструкции важно обеспечить удобный подход электродов к месту сварки, чтобы детали могли быть сварены на стандартном оборудовании прямыми электродами. Форма и размеры узлов для точечной, шовной и рельефной сварки весьма разнообразны: от простых плоских панелей до сложных пространственных конструкций.

Наиболее технологичны узлы открытого типа (а). Менее технологичны узлы полузакрытого типа (б), ухудшающие доступ одного из электродов. Наименее тех­нологичны узлы закрытого типа (в): узлы коробчатой формы с вну­тренними швами, закрытые панели малой высоты и т. п. Детали для точечной и шовной сварки обычно изготовляют из листов и профилей. Выбор способа сварки обусловлен толщиной и материалом деталей, конструкцией узла, требованиями к качеству соединений, характе­ром конкретного производства.

Точечной и шовной сваркой чаще всего соединяют детали тол­щиной 0,5—6 мм. Однако нижний предел (в микросварке) может доходить до 2 мкм, а верхний — до 30 мм. Толщина свариваемых деталей может быть одинаковой или различной (при соотношении толщин до 1:5, а в микросварке до 1 : 100 и более). Материал деталей может быть одноименным и разноименным (особенно в микро­сварке). Если герметичность не требуется, то применяют точечную сварку. Прочноплотные соединения выполняют шовной сваркой. При изготовлении емкости внутренние ребра выбирают тоньше обшивки для предупреждения разгерметизации при случайном раз­рушении точки.

Чаще применяют двустороннюю сварку, однако при ограничен­ном доступе к месту сварки — одностороннюю. Для повышения производительности и уменьшения коробления используют много­точечную сварку. Для создания слоев со специальными свойствами или ремонта изношенных деталей применяют электроконтактную приварку присадочного металла.

1-й учебный вопрос:

Подготовка поверхности.

Цель этой операции — удаление исходных толстых, не­равномерных по свойствам поверхностных пленок. В результате повторного окисления возникают новые, топкие с малым и стабиль­ным контактным сопротивлением, пленки.

Способы подготовки поверхности различны. В наиболее полном виде они включают несколько последовательных операций: обезжи­ривание, удаление исходных, в основном оксидных, пленок, пасси­вирование, нейтрализацию, промывку, сушку, контроль.

Обезжиривание служит для удаления загрязнений, масла, марки­рованной краски протиркой растворителями либо в ваннах различ­ного состава: содовых растворах (для легированных сталей и тита­новых сплавов), щелочных растворах (для алюминиевых и магние­вых сплавов). С целью ускорения процесса в ванну иногда вводят ультразвуковые колебания. В автомобильной промышленности хо­лоднокатаную сталь сваривают часто вообще без подготовки поверх­ности (тонкий слой масла мало влияет на формирование точек); латуни — после обезжиривания.

Удаление оксидных пленок — трудоемкая операция, так как оксиды химически связаны с металлом. Обычно их удаляют меха­нической обработкой или химическим травлением.

Механическую подготовку проводят дробеструйной обработкой пли металлическими щетками. Дробеструйную обработку приме­няют главным образом для стальных деталей с толстой оксидной пленкой (после термообработки, горячей деформации и т. д.) или с особыми поверхностными слоями; для титановых сплавов — с окалиной ТiO2, реже для других металлов. Дробь изготовляют в виде частиц отбеленного чугуна, мелко нарезанной стальной про­волоки, а для алюминиевых сплавов — стеклянных шариков.

Зачистку вращающимися щетками используют для деталей из любых металлов, но чаще из сталей (в том числе жаропрочных, вы­сокопрочных) при малых масштабах производства.

Иногда механическую обработку применяют для алюминиевых и магниевых сплавов. Однако во избежание глубокого повреждения металла ограничивают силу прижатия вращающихся щеток, лимизачистка поверхности активизирует повторное окисление, поэтому в зависимости от условий хранения детали из алюминиевых и магниевых сплавов должны быть сварены не позднее чем через 5—20 ч после обработки.

Химическое травление находит широкое применение как в еди­ничном, так и массовом производстве практически для любых ме­таллов. После такой обработки возникает более равномерная и ме­нее активная пленка. Появляется возможность управлять се свой­ствами и скоростью последующего роста.

Химическое травление осуществляют в щелочных и кислотных растворах с различными добавками для регулирования скорости травления, улучшения взаимодействия с поверхностью деталей, пассивирования поверхности (табл. 3.2). Наиболее тщательно обра­батывают поверхность алюминиевых и магниевых сплавов при про­изводстве летательных аппаратов.

Для алюминиевых сплавов используют растворы ортофосфорной кислоты с добавками калиевого или натриевого хромпика. Ортофосфорная кислота почти не взаимодействует с алюминием, но активно растворяет поверхностные оксиды. Если необходимо глубокое трав­ление (например, снятие плакирующего слоя на сплаве Амг6), обработку ведут в горячем щелочном растворе. Однако поверхность активируется, и за короткое время (одни сутки) вновь возникает толстая оксидная пленка.

Алюминиевые и магниевые сплавы требуют дополнительной хими­ческой обработки для уплотнения и стабилизации новой оксидной пленки, ее пассивирования. Детали из алюминиевых сплавов пассивируют одновременно с травлением, вводя в травящий раствор хромпик. Магниевые сплавы пассивируют после травления, обра­батывая в растворе хромового ангидрида (Сr2О3).

Для небольших деталей ответственного назначения из корро­зионно-стойких и жаропрочных сталей и сплавов, тугоплавких ме­таллов и медных сплавов иногда применяют электролитическое травление и полирование.

После химического или электролитического травления часто необходима нейтрализация, т. е. удаление с поверхности продуктов реакции или электролита. Эту операцию называют также осветле­нием поверхности. Применяют различные растворы для нейтрали­зации.

Сборка

Сборка должна обеспечивать точное взаимное расположе­ние деталей (в соответствии с чертежом) и минимальные зазоры между ними. Качество и трудоемкость сборки зависят от точности изготовления деталей, степени их взаимозаменяемости, а также механизации процесса.

При отсутствии взаимозаменяемости детали подгоняют. Эта сложная и трудоемкая операция выполняется рабочим высокой квалификации. Поверхность деталей неизбежно загрязняется. По­этому вначале требуется предварительная сборка узла с подгонкой. Затем узел разбирают, подготовляют поверхность, после чего вы­полняют окончательную сборку. На последнем этапе никакие подгоночные операции не допускают.

Плотность тока под электродами снижается, а в контакте между деталями возрастает. Одновременно усиливаются склонность к вы­плескам и к непровару. Допускаемые сборочные зазоры зависят от способа сварки, же­сткости узла (толщины и формы деталей), а также от длины участка с этими зазорами. Чем жестче деталь и короче участок, тем меньше допускаемые зазоры. Например, при точечной сварке деталей из сталей толщиной 1 мм зазоры должны быть не более 0,4 мм на длине 100 мм и не более 1,2 мм на длине 300 мм. Для толщины 3 мм эти значения уменьшаются соответственно до 0,3 и 0,9 мм.

Сборку выполняют по разметке, по эталонному узлу, с приме­нением шаблонов, по сборочным отверстиям, в специализированных приспособлениях. Механизация, использование приспособлений по­вышают производительность сборки и ее качество.

По окончании сборки размечают места прихватки и сварки. Способы разметки различны: карандашом с помощью шаблонов или мерительного инструмента, приклеиванием рядом с нахлесткой заранее размеченной (типографским способом) липкой бумажной ленты. Эффективны оптические или механические разметчики на точечной машине, обеспечивающие заданное расстояние между точ­ками. Часто сваривают и без разметки.