ррп. Методичка по ТКМ (1). Отчет по работе. В лабораторных предусмотрены эксперименты, которые проводятся по типовой мето дике или по системе учебной исследовательской работы студентов (уирс) с элементами творческого поиска

• Название: Отчет по работе. В лабораторных предусмотрены эксперименты, которые проводятся по типовой мето дике или по системе учебной исследовательской работы студентов (уирс) с элементами творческого поиска
• Дата: 15.04.2022
• Размер: 4.17 Mb.
• Имя файла: Методичка по ТКМ (1).pdf
• Тип: Отчет; #476542
• страница: 6 из 8

Рис. 31. Схема точечной сварки (а)
и циклограмма сварки (б)

43 прерывателя тока – для включения и выключения тока вопределенной после- довательности; переключателя ступеней мощности.
Машины для стыковой сварки выпускают мощно- стью от 5 до 500 кВА; сты- ковые машины мощно- стью: до 25 кВА – для свар- ки сопротивлением цвет- ных и черных металлов;
25…250 кВА – для сварки сопротивлением и оплав- лением черных металлов;
150...500 кВА – для автома- тической сварки оплавле- нием с подогревом.
Машина типа МС-3 применяется для сварки методом сопротивления преимущественно небольших деталей с круглым, квадратным и прямоуголь- ным сечением из черных и цветных металлов. На этих машинах мощностью 3
кВА сваривают проволоку из низкоуглеродистой стали диаметром от 0,8 до 3
мм (на 7 ступенях регулировки трансформатора).
Машина типа МСР-100
(рис. 33) с ручным приводом осадки позволяет производить сварку методами сопротивле- ния и оплавления с сечением деталей до 2500 мм
2
Рассмотрим устройство этой машины. На станине ма- шины 3 смонтирована непо- движная плита 6 и подвижная
10, электрически изолированная от корпуса. К подвижной плите крепятся направляющие 4, ко- торые перемещаются в под- шипниках 5. На плитах смонти- ровано токоподводящее и за- жимное устройства, состоящие из стального корпуса 7, медных съемных губок 8 и верхних за- жимов 9. К корпусу 7 крепятся концы вторичной обмотки 2 трансформатора.
Машина имеет ручной механизм для сжатия деталей, который состоит из рычагов 12 и 11, позволяющих получить усилие осадки до 3 т при усилии на
Рис. 32. Схема шовной сварки и циклограмма процесса
Рис. 33. Машина для стыковой сварки МСР-100

44 рычаге 12…30 кг. На этом рычаге крепится кнопка 13, нажатием которой вклю- чается электромагнитный контактор 14, служащий для замыкания цепи первич- ной обмотки 1.
Первичная обмотка секционирована, что позволяет переключателем сту- пеней 15 изменить мощность машины. Индуцируемый ток во вторичной об- мотке через медные губки подводится к изделию. При получении контакта происходит разогрев деталей в месте их соприкосновения до заданной темпера- туры. После этого сварочный ток выключают и производят осадку, в результате которой образуется сварное соединение.
Машины для точечной сварки
выпускаются мощностью 0,1...250 кВА. Рас- смотрим машину типа МТ-601 (рис. 34).
Узлы этой машины максимально унифицированы и состоят из корпуса 7, понижающего сварочного трансформа- тора, состоящего из первичной обмот- ки 2 и вторичной 10, переключателя ступеней мощности 3, пневматического цилиндра 4, рычага с верхним хоботом
1, кронштейна с нижним хоботом 8, электродов 9, пневматического клапана
5, электронного реле времени РВ, пе- дальной кнопки 6, системы циркуляци- онного водяного охлаждения и пневма- тической системы.
Цепь питания машины однофазная напряжением 220 или 380 В. Для пнев- матического привода сжатия электродов необходимо давление 5 кг/см
2
Рабочий процесс этой машины начинается с момента нажатия на педаль.
При этом замыкается цепь питания, управляющая электропневматическим кла- паном. После его срабатывания свариваемые детали сжимаются с помощью пневматического цилиндра. Время протекания тока регулируется с помощью электронного реле времени РВ. Одновременно с выключением тока снимается давление, электроды разводятся, после чего начинается новый цикл сварки.
Машины для шовной (роликовой) сварки
(рис. 35) выпускаются мощностью
25…200 кВА. Мощность машины типа МШП 50…500 кВА.
Свариваемые листы закладывают между роликами 2 и 3. Вращение веду- щего ролика осуществляется с помощью электродвигателя 10 и регулируется набором сменных шестерен 12. Педаль 9 служит для включения и выключения муфты 11, с помощью которой кулачок 13, поворачиваясь, поднимает рычаг 14
и, сжимая пружину 15, опускает хобот 1 с роликом 2. Одновременно другой ку- лачок 16, поворачиваясь, захватывает рычаг 17 выключателя тока и замыкает контакты выключателя цепи первичной обмотки трансформатора. После пово- рота этого кулачка (когда верхний ролик опущен и находится под давлением, а выключатель включен) начинается процесс сварки. Таким образом, продолжи- тельность процесса шовной сварки определяется временем нажатия на педаль.
Рис. 34. Машина для точечной сварки
МТ-601

45
Основными технологическими па- раметрами контактной сварочной ма- шины являются: напряжения в первич- ной U
1
и вторичной U
2
обмотках,токи в первичной I
1
и вторичной I
2
обмотках, коэффициент трансформации К и дав- ление сжатия (осадки) деталей Р
ос
.
Напряжения U
1
, U
2
и ток I
1
опре- деляют по показаниям вольтметров и амперметра, расположенных на при- борной панели машины.
Коэффициент трансформации
К = U
1
/ U
2
. (16)
При известных U
1
, U
2
и K свароч- ный ток во вторичной обмотке:
I
2
= I
1
 U
1
/ U
2
= K  I
1
. (17)
Усилие осадки Р
ос находится в тесной связи с величиной сварочного тока и временем его прохождения. При стыковой сварке оно может достигать нескольких десятков тонн, а при точечной и шовной не превышает соответ- ственно 2000 и 800 кг.
Основными параметрами режима точечной сварки являются плотность то- ка j, А/мм
2
, давление сжатия торцов заготовок Р
ос
, кг/мм
2
и время протекания тока t
n
. Силу сварочного тока определяют исходя из расчета: 100 А/мм
2
площа- ди сварочной точки – для углеродистых конструкционных сталей, 150 А/мм
2
– для нержавеющих сталей и 300 А/мм
2
– для меди.
Время прохождения тока зависит от рода и толщины свариваемого металла и колеблется от сотых долей до нескольких секунд. Усилие осадки зависит в основном от толщины свариваемого металла и приближенно подсчитывается по формуле
Р = (100...200) S, (18) где S – максимальная толщина одного из свариваемых листов, мм.
Расположение сварных точек и порядок их сварки влияет не только на рас- пределение усилий на отдельные точки, но и на их прочность. Последняя свя- зана с шунтированием тока, при котором часть его проходит через смежные, ранее полученные сварные точки. В результате этого сварочный ток при поста- новке очередной точки может оказаться меньше необходимого. Для уменьше- ния шунтирования точки располагают на максимально допустимом расстоянии.
Схема расположения сварных точек и распределения тока в детали пред- ставлена на рис. 36.
Оборудование и материалы
1. Машины для стыковой, точечной и шовной сварки.
2. Измерительная аппаратура.
3. Образцы для сварки.
Рис. 35. Машина для шовной сварки
МШП

46 4. Машина для испытания сварных соединений на растяжение.
5. Плакаты: а) схема машины типа МСР-100; б) схема машины типа МТ- 601; в) схема машины типа МШП-50; г) зависимость усилия сжатия и сварочного тока от времени для стыковой сварки сопротивлением и оплавлением; д) зависимость усилия сжатия и сварочного тока от времени для шовной и точечной сварки.
Порядок выполнения работы
1. Ознакомиться с устройством и работой контактных машин для стыко- вой, точечной и шовной сварки.
2. Произвести необходимые измерения и определить основные технологи- ческие параметры машины для точечной сварки типа МТ-601.
3. Исследовать влияние тока шунтирования на прочность сварного соеди- нения для точечной сварки.
Содержание отчета по работе
1. Обозначение основных конструктивных элементов контактных свароч- ных машин (выполняется в порядке подготовки к лабораторной работе).
2. Графические зависимости усилия сжатия и тока от времени для стыко- вой сварки сопротивлением, оплавлением; точечной и шовной сварки, согласно рис. 36.
3. Сводная таблица результатов измерения: основных технологических па- раметров контактной точечной машины; основных параметров режима точеч- ной сварки; разрушающего усилия сварных точек в зависимости от величины шага между ними.
4. Схема, поясняющая расположение, последовательность нанесения свар- ных точек и шунтирование тока.
5. Выводы о влиянии тока шунтирования на прочность сварных точек.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ К РАБОТЕ № 7
1. Какова сущность и область применения стыковой, точечной и шовной сварки.
2. Из каких основных частей состоят сварочные контактные машины.
3. Укажите основные технологические параметры контактных машин и укажите характер их влияния на качество сварки.
4. Каким образом влияет шунтирование тока на прочность сварного соединения.
Рис. 36. Схема, поясняющая
шунтирование тока

47
РАБОТА № 8.
ИЗУЧЕНИЕ ГАЗОСВАРОЧНОГО ОБОРУДОВАНИЯ
И СВОЙСТВ АЦЕТИЛЕНОКИСЛОРОДНОГО ПЛАМЕНИ
Цель работы
– по эскизам и натурным образцам изучить устройство обору- дования для газовой сварки, строение и свойства ацетиленокислородного сва- рочного пламени.
Краткие теоретические сведения
Для газовой сварки и резки металлов используются кислород и горючий газ.
Кислород поставляется в баллонах емкостью 40 л под давлением 150
кг/см
2
. Для понижения давления газа, выходящего из баллона, используется редуктор. Баллоны и редукторы кислорода окрашиваются в голубой цвет
(рис. 37).
В качестве горючих газов используются ацетилен и его заменители: технический пропан, природный, городской, коксовый газы, а также жидкие углево- дороды (керосин, бензин).
Ацетилен может поставляться в растворенном состоянии в ацетоне в баллонах емкостью 40...50 л с давлением, 16...18 кг/см
2
. При этом получение ацети- лена осуществляется на специальных заводах. Для предотвращения взрыва ацетиленового баллона, внутри он заполняется пористой массой.
Баллоны и редукторы окрашиваются в белый цвет (рис. 38).
Для получения ацетилена применяют карбид кальция, который является продуктом сплавления кокса с известняком по реакции:
СаО + 3С = СаС
2
+ СО.
(19)
Карбид кальция энергично взаимодействует с атмосферной влагой и разлагается, поэтому его хра- нят и транспортируют в герметически закрытой та- ре.
Получение ацетилена из карбида кальция при взаимодействии его с водой производится в ацети- леновых генераторах по экзотермической реакции
СаС
2
+ 2Н
2
О = С
2
Н
2
+ Са(ОН)
2
+ Q

.
(20)
Теоретически на 1 кг карбида кальция требуется 0,562 кг воды. При этом получается 0,406 кг ацетилена, 1,156 кг гашеной извести и выделяется тепло Q
в количестве около 475 ккал.
В связи с этим в зоне реакции температура может достигать 700...800 °С.
При такой температуре возможна полимеризация и взрыв ацетилена. Для по- нижения температуры реакцию ведут при избытке воды. Практически, на 1 кг карбида кальция в генераторах расходуют 10...15 л воды.
Рис. 37. Кислородный
баллон и редуктор
Рис. 38. Ацетиленовый
баллон и редуктор

48
Ацетиленовые генераторы классифицируются по давлению получаемого ацетилена, виду установки, производительности и способу взаимодействия карбида кальция с водой.
По давлению генераторы делятся на аппараты низкого (до 0,1 кг/см
2
) и среднего (от 0,1 до 1,5 кг/см
2
) давления. По виду установки генераторы бы- вают передвижные производительностью до 3 м
3
/ч и стационарные произво- дительностью от 5 до 320 м
3
/ч.
По способу взаимодействия карбида каль- ция с водой установлены следующие системы: KB
– «карбид в воду»; ВК – «вода на карбид»; ВВ –
«вытеснение воды».
Рассмотрим устройство и работу передвиж- ного ацетиленового генератора ГНВ-1,25 (рис.
39), в котором использованы две системы взаимо- действия воды и карбида кальция – ВК и ВВ. Он имеет производительность 1,25 м
3
/ч и рабочее давление 0,025...0,030 кг/мм
2
Корпус 1 генератора разделен на две части перегородкой 3, в которую вварена труба 4. Вода заливается в верхнюю часть корпуса и по трубе 4 попадает в нижнюю часть корпуса. При зарядке газогенератора водой заполняется вся нижняя часть корпуса, а над перегородкой 3 уровень воды не должен превышать 150 мм.
В нижнюю часть корпуса генератора вварен горизонтальный цилиндрический сосуд 7, назы- ваемый ретортой. При зарядке генератора в ретор- ту 7 вставляется корзина 9 с карбидом кальция, после чего реторта гермети- чески закрывается крышкой 8. После зарядки генератора открывают водяной кран 5, и по трубке 6 вода поступает в реторту 7, заполняет ее и смачивает кар- бид. Ацетилен по трубке 2 выходит из реторты попадает под колпак, располо- женный над трубкой 2 и вваренный в перегородку 3, опускается и собирается в газосборнике, которым является пространство под перегородкой. Из газо- сборника ацетилен по трубке 11 идет к водяному затвору и затем по шлангам к горелке.
В процессе работы генератора уровень воды в корпусе колеблется около отверстия крана 5. При интенсивном отборе газа уровень воды в нижней части корпуса находится выше крана 5 и вода поступает реторту.
Когда же газ не расходуется, его давление в газосборнике возрастает, в результате чего уровень воды опускается ниже крана 5, так как часть воды вы- тесняется в верхнюю часть корпуса по трубе 4. Вода в реторту не поступает, однако реакция образования ацетилена продолжается за счет воды, находя- щейся в реторте. Чтобы не допустить чрезмерно высокого давления в газо- сборнике, часть воды из реторты вытесняется в вытеснитель 10 и контакт меж- ду водой и карбидом прекращается. По мере расходования газа давление в
Рис. 39. Ацетиленовый
генератор ГНВ-1,25

49 газосборнике и реторте понижается, вода из вытеснителя 10 опускается и вновь контактирует с карбидом кальция, уровень воды в корпусе генератора поднимается до крана 5 и вода снова поступает в реторту.
Таким образом, процесс разложения карбида и выде- ления из него газа в реторте регулируется автоматически, в соответствии с отбором ацетилена из генератора.
Водяной затвор (рис. 40) служит для предотвращения взрыва газогенератора при обратном ударе пламени. Об- ратным ударом пламени называется проникновение фронта горения внутрь каналов сопла горелки и распро- странение его навстречу потоку горючей смеси.
Затвор низкого давления состоит из корпуса 16, в кото- рый входят газоподводящая 15 и предохранительная 14 трубки. В верхней части трубка 15 через кран 12 соединена с газогенератором, а в нижней перекрывается глухой пробкой
(на схеме не показано) у дна 21.
Через отверстия, расположенные в нижней части га- зоподводящей трубки, ацетилен поступает в корпус затво- ра, проходит через столб воды и лабиринт 18 для осушения, через кран 17 по шлангам поступает в горелку. Предохрани- тельная трубка 14 сверху оканчивается расширительным бачком 13, который сообщается с атмосферой, а снизу открыта, и конец се находится в воде, но расположен выше, чем отверстия газоподводящей трубки, над которыми рас- положен диск рассекателя 20. Он служит для того, чтобы предотвратить выход ацетилена в атмосферу через предохранительную трубку 14.
Перед началом работы проверяют уровень воды в затворе: при откры- том контрольном кране 19 из него должна вытекать вода; если нет, то ее доли- вают через расширительный бачок 13. При обратном ударе пламя попадает в корпус затвора через кран 17. Ацетилен, находящийсяв верхней части кор- пуса, мгновенно воспламеняется, и внутри корпуса увеличивается давление продуктов сгорания. Под действием давления газов часть воды через выход- ные отверстия трубки 15 попадает в ацетиленовый канал и образует в нем водяную пробку. Как только уровень воды в затворе понижается ниже конца предохранительной трубки 14, продукты сгорания и часть воды выбрасываются в расширительный бачок 13. При окончании обратного удара вода стекает в корпус затвора, и он снова готов к работе.
Сварочная горелка служит для смешивания горючего газа и кислорода в определенных пропорциях, образования сварочного пламени и регулирова- ния его тепловой мощности.
Горелки подразделяются: по принципу действия
– инжекторные и безин- жекторные; по числу сопел
– однопламенные и многопламенные.
Наибольшее применение имеют инжекторные горелки (рис. 41), рабо- тающие на ацетилене низкого и среднего давления. В настоящее время про- мышленность выпускает сварочные горелки средней мощности – «Звезда», ГС-
Рис. 40. Водяной
затвор

50 3 и малой мощности – «Звездочка» ГС-2. В эксплуатации находятся также го- релки «Москва» и «Малютка». Горелки «Москва», «Звезда» и ГС-3 близки по техническим характеристикам и предназначены для сварки стали толщиной
0,5...30 мм.
В комплект горелки входит ствол и набор сменных наконечников (табл.
4).
Ствол горелки состоит из двух трубок: кислородной 3 и ацетилено- вой 12, которые заключены в кожух
4.С помощью гаек 2 и 13 к ним кре- пятся ниппели 1 и 14, на которые надеваются шланги для подвода кислорода и ацетилена.
На стволе горелки находятся два вентиля: кислородный и ацетиленовый 5, 5а. К стволу накидной гайкой 8 кре- пится сменный наконечник 10, оканчивающийся мундштуком 11. В корпус наконечника вставляется инжектор 6, имеющий центральное калиброванное отверстие. Между инжектором и стенками наконечника образуется инжектор- ная камера 7.