6 (Курс лекций в электронном виде), страница 2

Качество сборки оценивают, контролируя основные размеры узла, точное взаимное расположение деталей и зазоры. Зазоры можно измерять автоматически специальным прибором в процессе прихватки или сварки.

Прихватка

Прихватка служит для точного фиксирования деталей в узле, предотвращения их смещения при сварке, повышения же­сткости узла, уменьшения зазоров и снижения остаточных деформа­ций. Чаще всего собранные узлы прихватывают точечной сваркой на стационарных машинах; тонколистовые детали сложной формы и больших размеров — в приспособлениях (стапелях) с помощью пере­движных контактных машин (клещей, пистолетов) или аргонодуговой сваркой; крупные толстостенные узлы — аргонодуговой, ручной дуговой сваркой с последующим вырубанием мест прихватки.

Шаг прихватки зависит от марки сплава, толщины деталей, же­сткости узла, зазоров и вида сварки. Чем меньше зазоры и больше жесткость узла, тем больше может быть шаг. Для точечной сварки шаг прихваточных точек обычно составляет 100—300 мм, для шов­ной в 3—5 раз меньше (во избежание сильного коробления и «набе­гания» металла).

Под точечную сварку детали прихватывают по линии шва, режим прихватки устанавливают аналогичным сварочному. Под шовную — прихваточные точки располагают либо по оси шва, либо рядом, а их диаметр устанавливают меньше ширины шва (до 2,5s).

Если зазоры оказываются большими, то обечайки из высокопрочных сплавов, можно прокатать стальными роликами. Простые узлы, жестко зафиксированные в сборочно-сварочных приспособлениях, обычно сваривают без прихватки в этих же при­способлениях. Часто она оказывается излишней при многоточечной сварке. После прихватки контролируют качество прихватных точек, зазоры между деталями, общие размеры узла.

2-й учебный вопрос: Технология и техника сварки.

В процессе термомеханического цикла сварки происходят, как правило, неблагоприятные изменения структуры и свойств металла, образуются различные дефекты.

Чувствительность металла к изменению структуры и свойств, образованию дефектов качественно и количественно оценивают поня­тием технологической свариваемости. Очевидно, что управляя технологией можно эффективно влиять на свойства металла в зоне1 сварки, склонность к возникновению дефектов.

Для каждого металла, толщины деталей можно найти некоторый оптимальный режим (оптимальное сочетание параметров режима), который обеспечивал бы получение соединений необходимого каче­ства, т. е. нужных размеров и прочности, без недопустимых дефек­тов, с минимальными структурными изменениями и короблением, с сохранением антикоррозионных и других свойств. Этот режим должен одновременно обеспечивать высокую стойкость электродов, необходимую производительность, минимальную трудоемкость и т. п. При выборе такого режима необходимо учитывать особенности про­цесса сварки и свойства свариваемых металлов.

Особенности процесса точечной и шовной сварки

Точечная и шовная сварка имеет ряд особенностей: на­дежную герметизацию и защиту от атмосферных газов, что практи­чески исключает окисление или испарение легирующих элементов: высокое давление в зоне сварки на всех стадиях процесса и воз­можность его изменения за цикл, позволяющие подавлять газовую пористость, а также эффективно управлять значением и знаком остаточных напряжений; интенсивное перемешивание металла, спо­собствующее разрушению и замешиванию тонких поверхностных оксидов; трудность, но возможность легирования металла ядра; кратковременность нагрева и минимальную протяженность зоны термического влияния; высокую концентрацию напряжений на пе­риферийных участках точек; возможность предварительного и повтор­ного нагрева внутри цикла сварки, регулирование скорости нагрева и охлаждения; полную автоматизацию цикла сварки.

На I стадии предварительное обжатие Fобж служит для устра­нения зазоров между деталями, получения требуемых значений rээ в холодном состоянии, предупреждения наружных и внутренних выплесков, вытеснения пластичных прослоек грунта, клея.

Моно­тонное нарастание Fсв на II стадии позволяет поддерживать постоянство давления между деталями несмотря на рост площади контактов и диа­метра жидкого ядра. На III стадии можно выделить два участка а и b: на небольшом первом участке Fсв по­стоянно (обычно в течение 0,02—0,1 с) для некоторого охлаждения на­ружных слоев металла деталей и предупреждения глубоких вмятин при проковке; на втором – прикладывают и поддерживают длительно ковочное усилие Fк для снижения растягивающих напряжений, уменьшения короблений узлов, предупреждения горячих трещин и раковин.

Форма и размеры рабочей поверхности электродов и роликов

Форма и величина рабочей (контактной) поверхности — параметры режима сварки, существенно влияющие на размеры и стабильность литого ядра, выбор остальных параметров режима. Форма рабочей поверхности должна соответствовать конфигурации наружной поверхности деталей. Для листовых плоских или слегка изогнутых деталей применяют либо плоскую (цилиндрическую) либо сферическую форму рабочей поверхности электродов и роли­ков. Ее размеры (dэ, Rэ, fр, Rр) не зависят от материала детали и электрода, но определяются толщиной детали (табл. 3.3). Для рельефной сварки цилиндрических деталей (например, проволоки) форма рабочей поверхности вогнутая с радиусом закругления, как у детали; для конусных деталей — конусная и т. п.

3-й учебный вопрос: Рельефная сварка.

При сварке листовых конструкций из сталей и титановых сплавов обычно применяют рельефы, приведенные на рис. а. Для спла­вов с малой жаропрочностью (например, алюминиевых) применяют рельефы, показанные на рис. б.

Размеры рельефов, а также диаметр литого ядра d, и величина нахлестки В табл. Вместо электродов применяют токопроводящие (из медных сплавов) основания, выполненные по форме поверхности свариваемых деталей. Часто в местах расположения рельефов в основания уста­навливают сменные электродные вставки е плоской рабочей поверх­ностью и внутренним водяным охлаждением. За один цикл сварки происходит одновременное образование всех точек. Основания укреп­ляют на токоподводящих (контактных) плитах неподвижной нижней консоли (столе) и верхней подвижной головки машины.

В результате радиально направленной интенсивной пластиче­ской деформации в области сварочного контакта (которая в 10— 15 раз больше, чем при точечной) идут процессы обновления поверх­ности и схватывания с образованием связей в твердом состоянии. Во второй половине цикла сварки образуется зона взаимного рас­плавления деталей. Соединение при рельефной сварке может воз­никать и без расплавления (что особенно характерно для сталей, титановых сплавов). Однако литая зона стабилизирует прочность соединений, особенно при сварке коррозионно-стойких и жаропроч­ных сталей и сплавов, а также облегчает последующий контроль.

При сварке алюминиевых и других сплавов, обладающих сравни­тельно малой прочностью, штампованные рельефы быстро сминаются на большей части своей высоты еще до включения тока. Так проис­ходит, например, на термически неупрочняемых алюминиевых спла­вах. Лучшие результаты получают на рельефах, создаваемых вы­садкой с формированием литой зоны.

Рельефная сварка увеличивает производительность (одновременная постановка группы точек, соединение по всему контуру), уменьшает величину нахлестки и массу узлов (из-за ограничения области разогрева и пластической деформации), повышает стойкость 'электродов (вследствие увеличенных размеров их рабочей поверх­ности), устраняет разметку.

Методические рекомендации:

- обобщить наиболее важные, существенные вопросы лекции;

- сформулировать общие выводы;

- поставить задачи для самостоятельной работы;

- ответить на опросы студентов.

Лекция разработана «___»________200__г.

_______________________И.Н.Гейнрихс