Совершенствование технологии контактной сварки деталей из меди и латуни
Разработана технология контактной точечной сварки обмоток торцевых асинхронных двигателей, выполненных из тонколистовой меди, электродами с вольфрамовыми вставками. Методом конечных разностей были рассчитаны электротепловые поля в зоне соединения.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 27.11.2018 |
| Размер файла | 530,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Совершенствование технологии контактной сварки деталей из меди и латуни
Н.Н. Максимов1, Д. А. Ткачев2
1 МГТУ им. Н. Э. Баумана Калужский Филиал
2 МГТУ им. Н. Э. Баумана Калужский Филиал
В электротехнической промышленности при соединении различных проводников и токоведущих элементов изготовленных, обычно, из меди, латуни и других высокотеплоэлектропроводных материалов часто требуется получить неразъемные соединения. Для этого обычно используют пайку. Внедрение более эффективного способа - сварки (в частности контактной) затруднительно. Связано это с тем, что теплофизические свойства этих материалов мало отличаются от свойств электродов для контактной сварки, изготавливаемых из низколегированных бронз [1]. Типовая система легирования для таких материалов выглядит так: 1-3% никеля, хрома и других элементов. Сходная электропроводность свариваемых материалов и материалов электродов препятствует тепловыделению необходимому для формирования сварного соединения, а зачастую приводит к привариванию электрода к детали. Для повышения тепловыделения применяют высокоомные прокладки в контакте деталь - деталь, повышающие тепловыделение и (или) тепловые экраны из жаропрочных материалов или вольфрама и молибдена, снижающие теплоотвод из зоны соединения.
В КФ МГТУ им. Н. Э. Баумана разработана технология контактной точечной сварки обмоток торцевых асинхронных двигателей, выполненных из тонколистовой меди, электродами с вольфрамовыми вставками. На базе физико-математической модели методом конечных разностей были рассчитаны электротепловые поля в зоне соединения. Результаты показали, что вольфрамовые вставки являются не столько тепловыми экранами, сколько источником тепла, поставляемого из тела разогретых сварочным током вставок (с наибольшей изотермой порядка 2300 оС) в менее нагретую зону соединения медных деталей с изотермой плавления 1083 оС.
Однако расширение номенклатуры свариваемых деталей и материалов потребовало коррекции разработанной технологии. Так на ОАО «КЗАЭ» требуется соединять концы медных проводов, шинных проводов состоящих из медных жил диаметром 0,1-0,2 мм с различными концевыми элементами из латуни Л63 [2].
При этом для формирования соединений используют промежуточные прокладки из никелевого сплава, которые размещают в контакте между медными проводниками и латунными деталями. Данный прием позволяет получать неразъемное соединение вследствие расплавления никелевого сплава при нагреве сварочным током в медных электродах контактной машины.
Исключить применение промежуточной вставки возможно, если использовать электроды с вольфрамовыми вставками. Но различие в теплофизических свойствах меди М1 и латуни Л63 [3] (см. табл. 1) требует применения технологических приемов, нивелирующих эти различия.
Таблица 1
Физические свойства меди М1 и латуни Л63
|
Характеристика |
Медь М1 |
Латунь Л63 |
|
|
Удельное сопротивление, мкОм•м |
0,0171 |
0,065 |
|
|
Температура плавления, оС |
1083 |
906 |
|
|
Теплопроводность, Вт/м• оС |
390 |
106 |
контактный сварка точечный обмотка
Основываясь на созданной физико-математической модели и результатах электротеплового расчета, было решено применить коррекцию плотностей тока в электродных вставках для регулирования температуры нагрева за счет изменения плотностей тока во вставках, т.е. их диаметра. Для регулирования теплоотвода и деформационных процессов применен составной электрод со стороны латунной детали. Конструкция составного электрода представляет собой вольфрамовую вставку, закрепленную в медном электроде контактной машины и втулку из стали Х18Н10Т, расположенную по внешней образующей вставки (см. рис. 1).
Со стороны медного многожильного шинного провода Ш 1,2 мм была использована вольфрамовая вставка диаметром 3 мм и длиной 5 мм, со стороны латунной детали толщиной 0,8 мм для снижения плотности тока и температуры была применена вольфрамовая вставка диаметром 4 мм с внешней втулкой из стали Х18Н10Т с наружным диаметром 7 мм.
Рисунок 1. Схема контактной сварки высокотеплоэлектропроводных материалов вольфрамовыми электродами
Применение втулки из высокоомного материала позволило снизить удельное давление в контакте электрод-латунная деталь, что способствовало выравниванию термодеформационных процессов в зоне соединения за счет нагрева меди М1 и латуни Л63 до температуры плавления в зоне их контакта. При визуальном контроле наблюдается равномерное смачивание расплавленной латунью отдельных проводников шинного провода не только в контакте деталь-деталь, но и под вольфрамовой вставкой. В то же время детали из латуни не изменили своих геометрических размеров и их деформация не превысила допустимую. Наличие смачивания латунью поверхностей проводников шинного провода, расположенных даже в контакте вставка-деталь позволяет визуально контролировать качество сварных соединений.
Применение представленной технологии дает значительный экономический эффект за счет исключения операции размещения прокладки из никелевого сплава в контакте деталь-деталь и затрат на его приобретение.
Список литературы
[1] Климов А.С., Смирнов И.В., ред. Основы технологии и построения оборудования для контактной сварки. Санкт-Петербург, Лань, 2011, 336 с.
[2] Гладков Э. А., Киселев О. Н., ред. Робототехнические комплексы для дуговой и контактной сварки. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2009, 107 с.
[3] Марочник сталей и сплавов. Москва, 2014, 1216 с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Основы теории и технологии контактной точечной сварки. Процессы, протекающие при контактной точечной сварке: деформирования свариваемых деталей; формирования механических и электрических контактов, электрической проводимости зоны сварки; нагрева металла.
учебное пособие [8,4 M], добавлен 21.03.2008Основные виды контактной сварки. Конструктивные элементы машин для контактной сварки. Классификация и обозначение контактных машин, предназначенных для сварки деталей. Система охлаждения многоэлектродных машин. Расчет режима точечной сварки стали 09Г2С.
контрольная работа [1,1 M], добавлен 05.09.2012Особенности контактной точечной сварки, ее достоинства и недостатки, основные параметры. Изменение параметров во времени. Схема шунтирования тока через ранее сваренную точку. Режимы точечной сварки низкоуглеродистых сталей. Подготовка деталей к сварке.
реферат [730,5 K], добавлен 22.04.2015Принцип контактной электрической сварки. Основные виды электрической контактной сварки: стыковая сопротивлением и точечная; последовательность операций. Технология электрической контактной сварки и подготовка заготовок. Получение стыкового соединения.
контрольная работа [499,4 K], добавлен 25.11.2012Технологичность сварной конструкции. Оценка свариваемости металла. Расчёт параметров контура контактной машины. Технология сборки и сварки. Сварочные напряжения и деформации, меры борьбы с ними. Методы контроля качества. Планировка рабочего места.
курсовая работа [8,1 M], добавлен 24.11.2013Основные физические и механические свойства меди. Образование соединений с кислородом и водородом. Применяемые виды сварки. Дуговая сварка угольным и графитовым электродом: род тока, сечение электрода, диаметр прутка. Флюсы и присадки для газовой сварки.
доклад [500,5 K], добавлен 03.05.2015Сущность и классификация методов контактной сварки по форме сварного соединения, роду сварочного тока и характеру протекания производственного процесса. Оценка преимуществ и недостатков контактной сварки, используемое в ней оборудование и материалы.
презентация [1,0 M], добавлен 04.07.2014Условия эксплуатации ручки к кастрюле. Технология контактной сварки. Оценка свариваемости материала конструкции. Выбор типа соединения, вида и способа сварки. Подготовка поверхности деталей. Расчет режима сварки, электродов и силового трансформатора.
курсовая работа [585,5 K], добавлен 15.02.2013Схема соединения деталей сваркой плавлением. Сварка по виду применяемой энергии. Сварка латуни. Дуговая сварка латуни. Режимы сварки латуни угольным электродом. Газовая сварка латуней. Применение флюса БМ-1 повышает производительность сварки.
реферат [90,9 K], добавлен 30.03.2007Характеристика контактной сварки и соединения деталей. Конструкция изделия и условия его работы. Характеристика материала и оценка его свариваемости. Расчет режимов сварки, проектирование сварочного контура машины и техническое нормирование работ.
курсовая работа [136,8 K], добавлен 15.06.2009Методика и основные этапы проведения металлографического анализа сплава латуни Л91. Зарисовка микроструктуры данного сплава на основе меди. Подбор необходимой диаграммы состояния. Зависимость механических свойств с концентрацией меди в сплаве латуни Л91.
лабораторная работа [466,3 K], добавлен 12.01.2010Характеристика меди и ее сплавов. Пористость. Особенности технологии сварки. Подготовка под сварку. Газовая сварка. Ручная сварка. Автоматическая сварка под флюсом. Дуговая сварка в защитных газах. Свариваемость меди.
курсовая работа [2,7 M], добавлен 25.05.2007Методика проведения металлографического анализа сплава латуни ЛА77–2. Зарисовка микроструктуры данного сплава на основе меди. Приведение необходимой диаграммы состояния. Зависимость механических свойств с концентрацией меди в сплаве латуни ЛА77–2.
лабораторная работа [824,5 K], добавлен 12.01.2010Изучение процесса получения неразъемного соединения конструкции прокладки форсунки с помощью точечной контактной сварки. Обоснование выбора материала изделия. Оценка свариваемости материала. Расчет температурных полей от движущихся источников тепла.
курсовая работа [325,6 K], добавлен 25.04.2015Процесс ручной дуговой сварки электродами с основным видом покрытия и автоматической сварки порошковой проволокой в защитных газах. Расчет предельного состояния по условию прочности, времени сварки кольцевого стыка и количества наплавленного металла.
курсовая работа [167,8 K], добавлен 18.05.2014Выбор способа соединения деталей. Особенности технологического процесса сборки и сварки изделия. Электроды для шовной сварки сильфонов с арматурой. Конструктивно-технологический анализ сварных узлов изделий. Измерение и регулирование параметров сварки.
курсовая работа [712,1 K], добавлен 12.06.2010Схема устройства мартеновской печи и принцип ее работы. Сущность производства стали скрап-рудным способом. Разновидности мартеновского процесса, пути его интенсификации. Обработка металлов давлением. Сущность контактной стыковой сварки труб оплавлением.
контрольная работа [2,0 M], добавлен 19.01.2015Технология изготовления контейнера для деталей, методика расчета количества сварочных материалов и нормы времени, необходимых для его изготовления. Расшифровка стали 10. Техника безопасности при сварочных работах. Особенности сварки меди и ее сплавов.
дипломная работа [409,7 K], добавлен 02.03.2010Схема процесса контактной стыковой сварки. Циклограммы работы машины. Схема системы охлаждения. Общий вид машины МСМУ-150. Краткая характеристика действия пневматической системы. Расчет параметров режима шовной сварки. Определение скорости оплавления.
практическая работа [1,1 M], добавлен 20.12.2015Определение параметров свариваемости стали, выбор способов сварки и разработка технологии сборки и сварки пояса в условиях массового или крупносерийного производства. Выбор сварочных материалов и описание технологического процесса сварки стыка пояса.
реферат [830,4 K], добавлен 27.04.2012
