 |
5. Порядок выполнения работы. 6. Форма отчета о работе. 7. Контрольные вопросы и задания. Рекомендуемая литература. Лабораторная работа № 11 Выбор параметров и снятие характеристик машины для сварки трением. Подбор режима сварки. Определение качества свар
|
|
|
|
5. Порядок выполнения работы
5. 1. Изучить основные теоретические сведения к лабораторной работе
5. 2. Ответить на контрольные вопросы.
5. 3. Оформить отчет
6. Форма отчета о работе
6. 1. Тема лабораторной работы
6. 2. Краткое изложение теоретической части работы
6. 3. Выводы
7. Контрольные вопросы и задания
7. 1 Что входит в технические данные машины?
7. 2 Каково назначение релейной панели?
7. 3 Каков принцип работы зажимных устройств?
7. 4 Каков принцип работы привода оплавления и осадки?
7. 5 Какова мощность машины при коротком замыкании для машины МС – 502?
Рекомендуемая литература
Гуляев, А. И. Технология и оборудование контактной сварки/А. И. Гуляев - М: Машиностроение, 1985.
Лабораторная работа № 11 Выбор параметров и снятие характеристик машины для сварки трением. Подбор режима сварки. Определение качества сварки
1. Цель работы
Обучить выбору параметров, снятию характеристик машины для сварки трением, подбору режимов сварки трением и определению качества сварки.
2. Задание
Научиться выбирать параметры и снимать характеристики машин для сварки трением
3. Оснащение работы
Методические указания к лабораторной работе
Справочная литература
4. Основные теоретические сведения
Принцип действия
Технология сварки с помощью трения стоит особняком среди прочих методов сварки. Для нагрева свариваемых деталей используется тепло, выделяемое при трении заготовок друг о друга.
Наиболее распространено использование трения вращения, при этом вращается одна из свариваемых заготовок либо вкладка (или накладка) между ними.
Заготовки сильно прижимают друг к другу, постепенно увеличивая силу прижима. В точке контакта деталей и происходит нагрев.
|
|
|
За счет трения и высокой температуры разрушаются окисные пленки и следы посторонних загрязнений. Поверхности заготовок притираются одна к другой, разрушаются микро выступы, поверхность выравнивается, и атомы металлов получают возможность вступать в близкое взаимодействие. Кристаллические связи возникают на короткое время и быстро разрываются за счет движения заготовок друг относительно друга.
Рисунок 1. Схема сварки трением
Процесс разделяется на следующие этапы:
• Снятие оксидных пленок.
• Нагрев поверхностей до температуры пластичности, создание и разрушение фрагментов кристаллических решеток
• Останов вращения, кристаллизация зоны контакта, образование сварного шва.
После того, как температура плавления достигнута, вращение останавливают и увеличивают силу прижима.
Технологическая схема сварки трением намного проще, чем электродуговая или газовая сварка.
Это интересно: Передвижные и стационарные сварочные посты — внимательный взгляд на вопрос
Сваркой трением (или фрикционная сварка) — метод соединения однородных и разнородных металлов, суть которого заключается в нагреве двух деталей путем их трения друг о друга. Образующееся в ходе трения тепло плавит металл, формируя неразъемное соединение. Но трение — не единственное, что используется во время сварки. Здесь также большую роль играет проковка деталей после сварки, а также давление, оказываемое на заготовки.
Как видите, суть сварки трением крайне проста, поэтому такое сварочное оборудование применяется на многих современных производствах. Данный метод позволяет улучшить качество и производительность труда без найма дополнительных сотрудников высокой квалификации. Достаточно обучить сварщика, как правильно настраивать оборудование, остальные процессы проходят в автоматическом режиме.
|
|
|
• Особенности процесса сварки
К особенностям сварки трением относят:
• Способность к свариванию разнородных материалов, например, сварить сталь алюминий. При этом не требуются присадочные материалы и сложное оборудование.
• Применимость для неразъемного соединения деталей из меди, свинца, титана без деформации заготовок.
• Максимальная эффективность достигается при работе с заготовками от 6 до 100 миллиметров диаметром.
• Незаменимость в создании сложных технологий и выпуске ковано-сварных, штампованно-сварных и сварочно-литых изделий.
• Способность соединять материалы с низко свариваемостью. Этим методом можно сварить заготовки, не свариваемые никакими другими методами, например, алюминиевые и стальные.
Сварка трением — это технологический процесс изготовления сварного соединения, который происходит за счёт использования тепловой энергии, возникающей на контактных поверхностях соединяемых заготовок, прижатых с усилием друг к другу и при этом, одна из заготовок движется относительно другой.
После прерывания, или полной остановки движения заготовки, сварка трением прекращается приложением усилия проковки.
Как и при других методах сварки давлением, сварное соединение получается в результате совместной пластической деформации соединяемых участков сварных заготовок. Но отличительной особенностью процесса сварки трением является получение тепловой энергии непосредственно в зоне соединения за счёт трансформирования работы, направленной на преодоление сил трения между заготовками. Эти силы возникают при взаимном перемещении трущихся поверхностей свариваемых заготовок.
• Преимущества сварки трением
Среди основных преимуществ сварки трением можно назвать следующие.
1. Высокая производительность. Поскольку объем слоя нагреваемого металла невелик, весь цикл сварки может укладываться в достаточно короткие временные промежутки – от нескольких секунд до минуты (зависит от свойств материала и сечений свариваемых деталей); за счет этого сварка трением может считаться высокопроизводительной и конкурировать с таким процессом, как электрическая стыковая контактная сварка.
|
|
|
2. Высокая энергоэффективность. Поскольку тепло генерируется локально и в небольших объемах, КПД процесса достаточно велик, и расход энергии в 5-10 раз меньше, чем, к примеру, при стыковой контактной сварке.
3. Высокое качество соединения. Если правильно подобрать режим сварки, то прочность металла стыка и зоны возле него будет сравнима с прочностью основного металла. В стыке отсутствуют раковины, поры, инородные включения и т. д., сам металл стыка имеет равномерную структуру.
4. Стабильное качество соединений. Детали, свариваемые при одинаковом режиме, имеют практически одинаковые свойства: временное сопротивление, ударная вязкость, угол изгиба и другие показатели в партии отличаются не более, чем на 7-10%. Это позволяет применять выборочный контроль качества, что очень важно, поскольку простые, дешевые и надежные методы контроля стыковых соединений, не разрушающие их, в условиях сварочных цехов практически отсутствуют.
5. Низкие требования к чистоте поверхности. Зачищать поверхность свариваемых деталей нет необходимости; боковые поверхности также могут быть неочищенными. Это существенно экономит время, расходуемое на вспомогательные операции.
6. Возможность сварки различных металлов. Сварочный процесс позволяет сваривать как одноименные, так и разноименные сплавы и металлы, при этом другие способы сварки здесь бывают бесполезны. К примеру, возможно сваривать сталь с алюминием, медью; алюминий с медью, титаном и так далее.
7. Гигиеничность процесса. Сварочный процесс выгодно отличается отсутствием ультрафиолетового излучения, брызг расплавленного металла, вредных газов и так далее.
8. Простота автоматизации. Процесс может выполняться на программируемых машинах с низким использованием ручного труда или вовсе без него.
Сварка трением применяется для следующих операций:
• соединения металлов и сплавов с температурой плавления до 1800 градусов;
• сварки плоских деталей одинаковой толщины под развернутым углом;
|
|
|
• продольной сварки труб;
• изготовления болтов;
• замены пайки мелких деталей с обработанными поверхностями.
Сварка трением подходит для соединения загрязненных деталей, так как не требует их предварительной очистки – окисная пленка и жировой налет снимаются в начале взаимного трения соединяемых поверхностей.
Заготовки из алюминия, титана и магнийсодержащих сплавов хорошо поддаются сварке трением из-за легкоплавкости.
Существуют следующие основные виды сварки трением:
• колебательная (линейная);
• с перемешиванием;
• с непрерывным приводом;
• радиальная;
• орбитальная;
• инерционная.
Вид сварки выбирается в зависимости от назначения готового изделия и технологических возможностей производства.
Виды сварки трением
Существует несколько подтипов сварки трением. Это сварка трением с непрерывным приводом, инерционная сварка, колебательная, орбитальная и радиальная. Давайте разберем каждый тип подробнее.
Сварка трением с непрерывным приводом. Данный тип соединения металлов один из старейших среди всех подтипов сварки трением. Впервые он был разработан в середине 20-го века. Одна из заготовок находится в статичном положении, а другая вращается. Во время соприкосновения деталей образуется осевое усилие нагрева. Детали нагреваются до нужной температуры и вращающаяся заготовка останавливается. Далее следует проковка.
Инерционная сварка. Этот тип сварки заключается в том, что энергия накапливается во вращающемся маховике, который насажен на шпиндель. После того, как маховик будет достаточно раскручен, две детали сжимают под давлением. Процесс сварки останавливается вместе с остановкой шпинделя.
Колебательная сварка также называется сваркой вибротрением. Суть данного типа сварки заключается в том, что одна либо две заготовки колеблются под углом. Колебательная сварка применяется очень редко, но она хорошо показала себя при сварке термо- и реактопластов.
Орбитальная сварка — это метод соединения металлов, когда обе заготовки вращаются вокруг друг друга. После сварки нужно совместить оси деталей, тем самым остановив их, а затем выполнить проковку.
При орбитальной сварке тепло выделяется равномерно, поэтому можно без проблем варить детали с большой площадью сечения. Ниже вы можете видеть схему орбитальной сварки. Буквой а отмечена стадия нагрева, а буквой б отмечена стадия проковки деталей.
Радиальная сварка. При радиальной сварке трением используется внутреннее и наружное кольцо. Оба кольца вращаются под определенным углом и выделяют тепловую энергию, которая плавит концы труб. Предварительно трубы плотно стыкуют друг с другом. Также на трубы может оказываться дополнительное давление.
|
|
|
Рисунок 2 Схема орбитальной сварки
Рисунок 3. Принципиальная схема машины для сварки трением
|
|
|
