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

Посмотреть архив целиком


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 = 7,1·10² 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

ρтзначение 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 = rтIс в= (3,4∙10)∙43590,93 = 0,15 В


- Значение критерия Неймана χ

χ = = = 0,46


- Определяют электрическое сопротивление постоянному току обеих пластин, Ом

R===12∙10 Ом

- Активное , индуктивное и полное сопротивления ветви шунтирования

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

Xш= R∙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

I=Iсв+ Iш45000 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

I,

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






















5. Расчёт вторичного контура




5.1.Конструктивно вычерчиваем схему сварочного (вторичного) контура








370









200



600



Рис 5. Схема вторичного контура


5.2.По габаритам сварочного контура конструктивно определяют его раствор Hср и вылет электродов lср

lн=lср=200 мм

Hср= 370 мм

l=600 мм


5.3.Расчитываем сечение основных элементов вторичного контура (свечей, гибких шин, вторичного витка, хобота)

F1...n=

где i – допустимая плотность тока А/мм² для данного сечения



Свеча

F1==1250 мм²

Гибкая шина

F2==8000 мм²

Вторичный виток

F3==6700 мм²

Хобот

F4==5000 мм²


5.4.Определяем диаметр нижнего хобота

dn=9∙=9∙=45 мм²


Е – модуль продольной упругости меди Е=(1,1…1,3)∙10 кгс/мм²



5.5.Находим коэффициент поверхностного эффекта для каждого элемента вторичного контура




Свеча

R1= Ом

=25 < 180

где f – частота тока f=50 Гц

R – сопротивление 100 м проводника данного сечения Fn

К1=∙10=1,08




Гибкая шина

R2= Ом

=70 < 180

К2=∙10=1,23


Вторичный виток

R3= Ом