Методическая разработка по выполнению и оформлению лабораторно-практической работы профессионального модуля ПМ.02

ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ИСПОЛНЕНИЯ НАКАЗАНИЙ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ КАЗЕННОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ № 79

ФЕДЕРАЛЬНОЙ СЛУЖБЫ ИСПОЛНЕНИЯ НАКАЗАНИЙ

(ФКП ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ № 79)

ФИЛИАЛ №5

Методическая разработка

по выполнению и оформлению лабораторно-практической работы профессионального модуля ПМ.02

по профессии «Сварщик (ручной дуговой и частично-механизированной сварки (наплавки))»

по теме: «Ручная электродуговая сварка металлическим электродом»            

Разработал: преподаватель

Иванищев В.Ю.

г. Донской

2021г.

Лабораторная работа

РУЧНАЯ ЭЛЕКТРОДУГОВАЯ СВАРКА

МЕТАЛЛИЧЕСКИМ ЭЛЕКТРОДОМ

 

ЦЕЛИ РАБОТЫ

1. Изучение обучающимися профессионального модуля ПМ.02. «Сварка и резка деталей», раздела «Оборудование, техника и технология электросварки»

2. Овладение основами техники ручной электродуговой сварки металлическим электродом.

3. Приобретение практических навыков в расчете режимов ручной электродуговой сварки и получении сварных соединений.

4. Ознакомление обучающихся с основными положениями технологии выполнения сварочных работ.

Решаемые задачи

При выполнении лабораторной работы, обучающиеся должны решить следующие задачи:

1. Изучить физические основы электросварки, сварочную дугу, источники сварочного тока.

2. Изучить технику ручной электродуговой сварки, включающую сварочный пост, установку рабочего тока сварки, возбуждение сварочной дуги и поддержание ее горения, наложение ниточных и уширенных швов. Наплавить на поверхность пластины два контрольных шва (ниточный и уширенный).

3. Ознакомиться с типами и видами сварных соединений, способами подготовки заготовок под сварку, режимом сварки, марками электродов, технологией получения сварного соединения, дефектами сварного шва.

4. Выбрать электрод и электродное покрытие, рассчитать режим сварки для заданного варианта. Подготовить заготовку под сварку для получения неразъемного соединения. Провести внешний осмотр и дать оценку дефектам полученного сварного соединения.

Средства для проведения работы

1. Сварочный пост.

2. Стальные электроды.

3. Заготовки.

4. Исходные данные, методические указания.

5. Бланки для оформления отчета.

Правила техники безопасности

1.Общие положения

·         К сварочным работам допускаются лица, изучившие инструкцию по технике безопасности.

·         Категорически запрещается включать какие-либо установки без разрешения преподавателя или лаборанта.

·         В процессе работы обучающийся должен находиться на своем рабочем месте и не отвлекать от работы других.

·         Категорически запрещается работать без защитного сварочного костюма, рукавиц и сварочного щитка.

·         После окончания работы обучающийся обязан выключить установку и убрать свое рабочее место.

2. Электродуговая сварка

·         Сварочная дуга является источником опасных излучений, которые вредны для глаз и открытых участков тела. Поэтому категорически запрещается смотреть на сварочную дугу без защитного щитка. При проведении сварочных работ необходимо следить за тем, чтобы защитный щиток полностью закрывал лицо работающего студента. Свет сварочной дуги, даже отраженный от стенок кабины, не должен попадать на глаза других людей. Обучающийся без щитка должны отвернуться от света дуги или его отражения. Одноразовое краткое облучение (в течение 2-3 с) светом сварочной дуги не приводит к неприятным последствиям и проходит безболезненно. При многоразовом частом облучении глаз возможны болевые ощущения (слезоточивость, ощущение, что в глаза попал песок), которые проходят через некоторое время, не влияя на остроту зрения.

·         Сварочный щиток должен быть исправным: не иметь никаких отверстий, разбитых стекол (цветного и предохранительного).

·         В процессе сварки образуется большое количество искр, разлетающихся в разные стороны. Искры–капли расплавленного металла с температурой более 1500 °С, попадая на незащищенные участки тела (руки, ноги), на одежду, могут привести к ожогам или прожечь одежду. Для защиты от ожогов и прожога одежды студент должен надеть специальный защитный костюм – куртку, брюки, рукавицы.

·         В процессе сварки свариваемые пластины нагреваются до высоких температур (1200 °С). Горячую пластину следует взять специальными клещами, которые имеются в каждой кабине. ПОМНИТЕ, что горячую пластину ни в коем случае нельзя подносить к лицу, так как от нее отскакивает шлак, что может привести к весьма сильному травматизму.

·         Нельзя бросать огарки электродов на пол, так как, наступив на огарок, можно поскользнуться и упасть.

·         Обгоревшие рукавицы и костюм должны быть переданы лаборанту.

Порядок выполнения работы

1. Изучить основные положения теории и техники сварки

Сваркой называется технологический процесс получения неразъемного соединения. Для получения сварного соединения соединяемые поверхности сближают на расстояния, в пределах которых действуют силы межатомного сцепления. По методу объединения заготовок различают сварку плавлением и сварку давлением.

Расплавленный металл получают путем плавления кромок заготовок и электродного (или присадочного) металла электрической дугой (рис.1). После заполнения зазора между заготовками металл затвердевает, образуя прочный сварочный шов.

Рис.1. Схемы сварки неплавящимся (а) и плавящимся (б) электродами

1 – электрод; 2 – свариваемое изделие; 3 – присадочный металл

Ручную электродуговую сварку применяют для соединения металлов толщиной от 1 до 60 мм при выполнении коротких швов в различных пространственных положениях (рис.2) и в труднодоступных местах.

Рис.2. Возможные пространственные положения шва при ручной электродуговой сварке:

а – нижнее; б – вертикальное; в – горизонтальное; г – потолочное

1.1. Сварочная дуга и источники сварочного тока.

Сварочная дуга – мощный стабильный разряд электричества в ионизированной атмосфере газов и паров металла. Ионизация дугового промежутка происходит во время зажигания дуги и непрерывно поддерживается в процессе ее горения. Процесс зажигания дуги включает три этапа: короткое замыкание электрода на заготовку, отвод на расстояние 3 – 6 мм и возникновение устойчивого дугового разряда. Короткое замыкание (рис.3а) выполняется для разогрева торца электрода 1 и заготовки 2 в зоне контакта с электродом. После отвода электрода (рис.3б) с его разогретого торца (катода) под действием электрического поля начинается эмиссия электронов            Столкновение быстродвижущихся по направлению к аноду электронов с молекулами газов и паров металла приводит к их ионизации

 В результате дуговой промежуток становится электропроводным и через него начинается разряд электричества. Процесс зажигания дуги заканчивается возникновением устойчивого дугового разряда (рис.3в).

Электрические свойства дуги выражаются статической вольтамперной характеристикой, которая представляет собой зависимость между напряжением на дуге и током дуги (рис.4а). Характеристика состоит из трех участков: I, II, Ш, каждому из которых присущи свои особенности.

Рис.3. Схема процесса зажигания дуги

Объяснение им можно дать, если рассматривать дуговой промежуток как цилиндрический газовый проводник, проводимость которого зависит от количества находящихся в нем ионов и электронов. Так при увеличении тока до 100 А (участок I) соответственно возрастает количество ионов и электронов в дуговом промежутке, при этом его проводимость увеличивается, а, следовательно, напряжение на дуге уменьшается (падающая характеристика). При токе в 100 А наступает полная ионизация дугового промежутка. Если же продолжать увеличивать ток до 1000 А, то происходит увеличение площади поперечного сечения дуги (пропорционально увеличению тока) и поэтому напряжение на дуге практически постоянно (участок  II, жесткая характеристика). При дальнейшем увеличении тока (участок III) площадь поперечного сечения дуги изменяется мало, дуговой промежуток ионизирован полностью и его проводимость остается постоянной, следовательно, напряжение на дуге увеличивается (возрастающая характеристика).

                      а                                                          б

Рис.4. Вольтамперная характеристика дуги (а) и совмещенная вольтамперная характеристика дуги и источника тока (б)

Источники сварочного тока для дуговой электрической сварки должны иметь падающую (или пологую) внешнюю характеристику (рис.4б). Внешней характеристикой источника электрического тока называют зависимость напряжения на его выходных клеммах от тока цепи при нагрузке. Режим горения сварочной дуги определяют точкой пересечения характеристики дуги (кривая 1) и источника тока (кривая 2).

На рис.4 б точка А соответствует режиму холостого хода источника тока (величина сварочного тока I = 0; напряжение холостого хода U_X.X= 60 – 80 B). Дуга отсутствует.

 Точка D соответствует  режиму короткого замыкания (напряжение короткого замыкания       

U_К.З=0; I_К.З. =I_МАХ).

Точка В соответствует моменту зажигания и неустойчивому горению дуги.

Точка С соответствует рабочему сварочному режиму с устойчивым горением дуги и величиной сварочного тока I_СВ.

Нормальное горение дуги обеспечивает источник сварочного тока с крутопадающей характеристикой (рис.4б, кривая 2), которая необходима для облегчения зажигания дуги (за счет повышенного U_Х.Х); для ограничения тока короткого замыкания          (I_K.З  /I_CB<1,5);

для сохранения стабильной проплавляющей способности дуги (изменения U_Д вследствие колебания длины дуги приводят к незначительному изменению I_CB).

Для питания сварочной дуги применяют источники переменного (сварочные трансформаторы) и постоянного тока (сварочные генераторы и выпрямители). Сварочные трансформаторы применяют чаще, так как они проще в эксплуатации и долговечнее.

При использовании постоянного тока различают сварку на прямой и обратной полярностях. В первом случае электрод подключается к отрицательному полюсу и служит катодом, во втором – к положительному и служит анодом.

Рассмотрим принцип работы сварочного трансформатора с повышенным магнитным рассеянием (тип ТДМ). В трансформаторах данного типа (рис.5) на стальном сердечнике 3 установлены две пары обмоток: неподвижная первичная 1 и подвижная вторичная 2 Обе первичные обмотки, также как и вторичные электрически связаны между собой параллельно. Первичная обмотка подключается к сети с напряжением 220/380В, а вторичная к электрододержателю 5 и сварочному столу 6. Вращением винта 4 вторичная обмотка может быть приближена к неподвижной первичной обмотке или удалена от нее.

Рис.5. Принцип работы сварочного трансформатора

Для создания падающей внешней характеристики используют увеличенное магнитное рассеяние вокруг обмоток трансформатора. При работе трансформатора основной магнитный поток Ф_О, создаваемый обмотками 1 и 2, замыкается через железный сердечник 3 (рис.6).

Рис.6.Схема магнитных потоков Ф_S1 и Ф_S2 сварочного трансформатора ТДМ при удалении (а) и сближении (б) вторичной (2) и первичной (1) обмоток

Часть магнитного потока ответвляется и замыкается вокруг обмоток через воздушное пространство, образуя потоки рассеяния Ф_S1 и Ф_S2. Потоки рассеяния индуктируют в обмотках электродвижущую силу самоиндукции, направленную против основной электродвижущей силы. С ростом сварочного тока увеличиваются потоки рассеяния и, следовательно, возрастает индуктивное сопротивление вторичной обмотки, что создает внешнюю падающую характеристику трансформатора.

Величину сварочного тока I_СВ плавно регулируют, изменяя расстояние между первичной и вторичной обмотками (рис.6). При сближении обмоток происходит частичное взаимное уничтожение противоположно направленных потоков рассеяния Ф_S1 и Ф_S2 (рис.6,б), что приводит к уменьшению индуктивного сопротивления вторичной обмотки и увеличению сварочного тока.

1.2. Оборудование сварочного поста.

Сварка небольших по размеру деталей выполняется на сварочном посте. Сварочный пост для ручной электродуговой сварки оборудуется сварочным трансформатором, рубильником (контактором), сварочным столом и приточно-вытяжной вентиляцией. Электрическая схема подключения сварочного поста (рис.7), содержит сеть переменного тока 1 напряжением 220-380 В, который подается через контактор 2 к сварочному трансформатору 3. От сварочного трансформатора по гибким проводникам 4, 5 ток подводится к электрододержателю и сварочному столу (изделию).

Рис.7. Сварочный пост

Электрододержатель служит для установки и зажима металлического электрода и подведения к нему сварочного тока.

Электрод представляет собой металлический стержень с нанесенным на него специальным покрытием. Один конец электрода оголен – контактный конец. Диаметр электрода определяется диаметром электродного стержня. Электрод устанавливается в электрододержатель контактным концом.

2. Изучить методику расчета режимов ручной электродуговой сварки.

2.1. Диаметр электрода d_Э выбирают, исходя из толщины свариваемого металла S (табл.1).

2.2. Сварочный ток I_СВ (А) выбирают в зависимости от диаметра электрода и типа свариваемого металла

.                            (2)

Для сварки легированных сталей, вычисленные по формуле (2) значения рабочего тока снижаются на 10–15%.

2.3. Длину дуги (l_Д , мм) выбирают по диаметру электрода

.                                    (3)

Чем короче дуга, тем выше качество наплавленного металла.

2.4. Напряжение горения дуги (U_Д, В) пропорционально длине дуги

,                                       (4)

где a, b – опытные коэффициенты. Для стальных электродов a=10В, b= 2 В/мм.

2.5. Напряжение зажигания дуги U_З.Д  при постоянном токе – 50В, при переменном токе – 60В.

2.6. Ток зажигания дуги I_З.Д= 20А.

3. Выбор электродов для ручной электродуговой сварки.

Для этого необходимо определить:

- материал сварочной проволоки (марку материала проволоки выбирают в соответствии с химическим составом свариваемого металла);

- тип покрытия стержня электрода;

- тип и марку электрода в зависимости от марки свариваемой стали и требований к механическим свойствам (прочности, пластичности) наплавленного металла (табл.2);

- длину электрода (табл.3).

Электроды имеют следующие типы покрытий:

1.       Р – руднокислое покрытие содержит в своем составе окислы железа и марганца, способные активно окислять металл. Электроды с таким покрытием не чувствительны к ржавчине, но чувствительны к сере и фосфору. Используют для сварки конструкционных углеродистых сталей при любых пространственных положениях. Позволяют выполнять сварку на переменном и постоянном токе (прямой и обратной полярности).

2.       О – органическое покрытие состоит из газообразующих веществ, обеспечивающих надежную защиту металла сварочной ванны от окисления. Для защиты металла шва от насыщения водородом в состав покрытия вводят титановый концентрат и марганцевую руду. Применяют для заварки монтажных стыков и сварки тонкого металла.

3.       Т – рутиловое покрытие содержит в своем составе значительное количество двуокиси титана в виде рутила (ТiО₂). Газовую защиту сварочной ванны достигают за счет декстрина и продуктов разложения магнезита МgСО₃=МgО+СО₂. Раскислитель – марганец. Покрытие обеспечивает стабильное горение сварочной дуги на постоянном и переменном токе и формирование шва в любых пространственных положениях.

4.       Ф – фтористокальцевое покрытие. Основным компонентом покрытия является полевой шпат (СаF₂) и карбонаты кальция (мрамор, мел). Газовая защита осуществляется за счет газообразующих продуктов диссоциации карбонатов, например: СаСО₃= СаО+СО₂. В качестве раскислителей могут быть использованы кремний, марганец, титан, алюминий. Швы, выполненные электродами с данным покрытием, содержат минимальное количество водорода. Покрытие чувствительно к ржавчине, маслам, влаге. Сварка осуществляется на постоянном токе обратной полярности. Применяется при сварке ответственных конструкционных сталей перлитного, ферритного и аустенитного классов.

Согласно ГОСТ 9467-75 электроды для сварки мало-, среднеуглеродистых и низколегированных сталей (Ст3, сталь45, 30ХГСА и др.) подразделяют на типы Э34, Э42, Э42А, …, Э145.

Цифры в обозначении типа электрода означают прочность наплавленного металла в МПа, буква А – повышенную пластичность металла сварного шва. Свойства наплавленного металла должны быть равны или несколько выше соответствующих свойств свариваемого металла.

Электроды для сварки легированных теплоустойчивых сталей (типа 12ХМ, 20ХМБФ и др.) подразделяют на типы Э-ХМ, Э-МХ, Э-ХМБФ и др. в зависимости от химического состава наплавленного металла. Буквы Х, М, Б, Ф означают легирование металла стержня соответственно хромом, молибденом, ванадием, ниобием, повышающим теплоустойчивость сварного шва.

Для сварки сталей ферритного класса (нержавеющих хромистых типа Х13, Х17, Х25, Х28) используют электроды типа ЭФ-Х13, ЭФ-Х17, ЭФ-Х25, ЭФ-Х28.

 Здесь цифры указывают содержание хрома в % в металле шва, буква Ф – класс свариваемой стали.

Для сварки сталей аустенитного класса (нержавеющих хромоникелевых типа 12Х18Н9, 17Х18Н9, 04Х18Н10Т, 12Х18Н10Т) выбор типа электрода зависит от условий работы сварной конструкции. Для работы в слабой, сильной агрессивной среде, при отрицательной температуре, высокой температуре к сварным швам предъявляются различные требования, которые могут быть выполнены только с помощью специальных электродов. Для этих целей существует 34 различных электродов. Для слабой агрессивной среды применяют тип электрода ЭА-1а, для сильной агрессивной среды – ЭА-1б.

Здесь буква А указывает на аустенитный класс сталей.

Важной характеристикой электродов является марка (ЦЛ-18, УОНИ-13/45, АН-1 и др.), которая определяет состав покрытия, род и полярность тока, возможность сварки в различных пространственных положениях и т.д.

Рекомендуемые марки электродов для выбранных типов электродов приведены в табл.4.

Длину электрода выбирают в соответствии с его диаметром по табл.3.

4. Изучить технологию ручной электродуговой сварки.

4.1. Установка рабочего тока сварки.

Установка рабочего тока сварки и его регулирование на сварочных трансформаторах ТДМ-300, имеющихся в лаборатории МГУИЭ, осуществляется по шкале токов, расположенной на вертикальной панели.

4.2. Возбуждение сварочной дуги и поддержание ее горения.

Возбуждение сварочной дуги может производиться двумя способами: постукиванием или чирканьем. В первом случае сварщик частым легким постукиванием ударяет по свариваемому металлу до тех пор, пока не возбудится сварочная дуга, после чего электрод отводится на 2…4 мм вверх от металла. Во втором случае сварщик чиркает по металлу концом электрода и отводит его на небольшое расстояние (2…4), возбуждая дугу.

В дальнейшем для обеспечения стабильного горения сварочной дуги необходимо поддерживать постоянную длину дуги путем постепенного опускания электрода по мере его оплавления.

4.3. Положение и перемещение электрода при сварке.

В производственных условиях наложение швов при сварке металлоконструкций производят в различных пространственных положениях. Наиболее распространенным способом является сварка в нижнем положении, когда поверхность свариваемого изделия горизонтальна (рис.2а).

Наложение вертикальных и потолочных швов (рис.2б,г) производится сварщиком высокой квалификации с помощью короткой дугой на несколько пониженных токах электродами меньшего диаметра. Вертикальные швы сваривают в направлении снизу вверх.

При сварке изделий в нижнем положении сварщик располагает электрод наклонно к направлению сварки (рис.9), зажигает дугу и по мере оплавления электрода опускает его вниз и перемещает вдоль шва. Изменяя угол наклона электрода к поверхности свариваемого изделия можно, в некоторых пределах, регулировать глубину провара металла Н.

Глубина проплавления металла под воздействием тепла сварочной дуги называется глубиной провара Н (рис.9).

В зависимости от типа свариваемой конструкции наплавляют узкий (ниточный) или широкий (уширенный ) валик.

Рис.9. Положение электрода при сварке

Узкий валик накладывают при сварке  тонких листов толщиной 2…3 мм, горизонтальных, потолочных швов и при проваре корня шва.

При наплавке узких швов электрод равномерно перемещают вдоль шва, не делая никаких поперечных колебаний концом электрода, При изменении скорости перемещения электрода вдоль шва меняется ширина узкого шва. Для нормальной сварки необходимо подобрать такую скорость перемещения электрода, при которой ширина образующегося шва была на 2…3 мм больше диаметра электрода.

При наложении уширенных швов сварщик сообщает электроду поперечные колебания с постоянной частотой и амплитудой, совмещая их с поступательным движением электрода вдоль шва и опусканием электрода по мере его оплавления (рис.10).

Поперечные колебательные движения могут быть различны и выбор их определяется навыком сварщика. Ниже приведены наиболее употребительные поперечные колебания, применяемые при наложении уширенных валиков (швов). При выполнении практических работ их можно опробовать (рис. 11).

Следует дополнительно отметить, что деталь на сварочном столе следует располагать с небольшим наклоном, чтобы образующийся на поверхности жидкого металла шлак не затекал на участок перед дугой. При затекании шлака уменьшается глубина провара металла и возможно образование дефектных швов.

Рис.11.Поперечные колебательные движения электрода при нанесении уширенных швов

5. Подготовить элементы сварного соединения под сварку.

Перед сваркой кромки металла тщательно подготавливают: зачищают стальной щеткой, шкуркой, правильно располагают друг относительно друга, а при необходимости проводят разделку напильником или абразивным кругом.

Все сварные соединения делят на четыре типа: стыковые, тавровые, нахлесточные, угловые. Различные типы сварных соединений и этапы подготовки кромок в зависимости от толщины свариваемого металла приведены в табл.5.

Стыковое соединение может быть выполнено со скосом и без скоса кромок. К наиболее простому способу относится сварка кромок без скоса, которое применяется для металла толщиной до 6 мм. В этом случае сварку выполняют как с одной, так и с двух сторон наложением уширенных швов.

В тех случаях, когда необходимо обеспечить провар металла на полную толщину, делают скос кромок. Он обязателен, если толщина металла свыше 8 мм.

Стыковое соединение может быть сварено одним швом (однослойная сварка) или несколькими швами( многослойная сварка). Однослойная сварка соединений со скосом кромок показана на рис.12а. Сварку начинают в точке А, затем электрод перемещают вниз (проваривают корень шва) и выводят на другую кромку. С обратной стороны рекомендуется накладывать подварочный шов (рис.12б).

Многослойную сварку соединения со скосом кромок (рис.12в) начинают с провара корня шва (шов 1), используя для этой цели электрод меньшего диаметра, чем необходимо, а затем уширенными валиками наплавляют последующие слои (2, 3, 4, 5 и т. д.).

            а                                  б                                 в

Рис.12. Однослойная и многослойная сварка

Сварка угловых и тавровых соединений может производиться однослойным и многослойными швами.

Однослойную сварку применяют для соединений с катетом шва до 8 мм (рис.13а).

При однослойной сварке вначале накладывают ниточный (узкий) шов, проваривая корень шва, а затем уширенные швы (рис.13б).

Сварку угловых и тавровых соединений для предупреждения образования дефектов шва лучше производить в «лодочку» (рис.13в.)

            а                      б                                 в         

Рис.13. Порядок сварки соединений

6. Получить индивидуальное задание у преподавателя на выполнение работы.

7. Зарисовать вид сварного соединения и указать тип соединения, толщину свариваемых заготовок и их материал.

Заполнить п.1 бланка отчета.

8. Рассчитать режим сварки, используя п.2.

Заполнить п.2 бланка отчета.

9. Зарисовать совмещенную вольтамперную характеристику сварочного трансформатора и электрической дуги по выбранному режиму сварки. Заполнить п.3 бланка отчета.

10. Выбрать тип и марку электрода, используя п.3. Заполнить п.4 бланка отчета.

11. Выбрать вид перемещения электрода и зарисовать его в п.5 бланка отчета.

12. Подготовить элементы сварного соединения под сварку

13. Установить на сварочном трансформаторе рабочий ток сварки путем вращения ручки регулятора. Установку тока производить при выключенном сварочном трансформаторе.

14. Установить заготовки на сварочном столе и вставить электрод в электрододержатель.

15. Взять электрододержатель с электродом и установить электрод над пластиной; закрыть лицо сварочным щитком и легким постукиванием электродом по пластине возбудить сварочную дугу.

При наложении узких (ниточных) швов после возбуждения дуги электрод медленно перемещают вдоль пластины так, чтобы за дугой был виден жидкий металл сварочной ванночки. Длина дуги при этом должна быть минимальной.

При наложении уширенного шва после возбуждения дуги ее перемещают вдоль пластины с поперечными колебаниями (рис.11).

16. Дать оценку дефектам полученного сварного соединения.

Контроль сварного соединения осуществляют внешним осмотром, выявляя наружные дефекты и размеры шва. Наружные, наиболее часто встречающиеся дефекты, показаны на рис.14.

Рис.14. Наружные дефекты сварного шва:

а –наплывы; б –подрезы; в –непровары; г –прожог; д – трещины

в основном металле

17. Полученное сварное соединение предъявить преподавателю для его оценки.

Исходные данные

№ варианта	Тип сварного соединения	Свариваемый металл			Требования к пластичности металла шва	Практическое выполнение шва
		Марка	Прочность sВ, МПа	Толщина S, мм
1	Нахлесточное	Сталь10	340	6	Обычные	Ниточный
2	Стыковое	ВСт1пс	410	18	Повышенные	Уширенный
3	Стыковое	12Х13	, b600	8	Обычные	Ниточный
4	Угловое	ВСт3пс	490	30	Обычные	Уширенный
5	Тавровое	Сталь15пс	380	10	Обычные	Ниточный
6	Стыковое	14ХГС	500	10	Повышенные	Уширенный
7	Нахлесточное	18Х3МФ	650	4	Обычные	Ниточный
8	Угловое	ВСт2пс	400	40	Повышенные	Уширенный
9	Тавровое	10ХСНД	540	30	Повышенные	Ниточный
10	Угловое	20Х3МВФ	900	8	Обычные	Уширенный
11	Стыковое	ВСт4пс	510	40	Повышенные	Ниточный
12	Нахлесточное	10Г2СД	490	15	Повышенные	Уширенный
13	Угловое	12МХ	420	10	Повышенные	Ниточный
14	Нахлесточное	Сталь30	500	20	Обычные	Уширенный
15	Тавровое	20Х13	660	8	Обычные	Ниточный
16	Тавровое	15Х5	400	10	Обычные	Уширенный
17	Стыковое	20Х1М1Ф1БР	800	4	Обычные	Ниточный
18	Стыковое	10ХНД	480	5	Повышенные	Уширенный
19	Стыковое	0Х18Н9	550	4	Повышенные	Ниточный
20	Тавровое	15Г2СФ	560	25	Повышенные	Уширенный

СПРАВОЧНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Таблица 1

Определение диаметра электрода

S, мм	0,5 – 1,5	1,5 – 3	3 – 5	6 – 12	свыше 13
dЭ, мм	1,5 – 2	2 – 3	3 – 4	4 – 5	5 - 6

Таблица 2

Выбор типа электродов

Тип электрода	Область применения
Э34	Сварка малоуглеродистых и низколегированных сталей (sВ 460 МПа)
Э42
Э46
Э50	Сварка среднеуглеродистых и низколегированных сталей (sВ 550 МПа)
Э55
Э42А	К металлу шва предъявляют повышенные требования пластичности
Э46А
Э50А
Э60А
Э70	Сварка низколегированных сталей повышенной прочности (sВ 600 МПа)
Э85
Э100
Э145
Э-М	Сварка теплоустойчивых сталей
Э-МХ
Э-ХМ
Э-ХМФ
Э-ХМФБ
Э-Х5МФ

Продолжение табл.2

Тип электрода	Область применения
ЭФ-Х13	Сварка нержавеющих хромистых сталей (ферритного класса)
ЭФ-Х17
ЭФ-Х25
ЭФ-Х28
ЭА-1а	Сварка нержавеющих хромоникелевых сталей (аустенитного класса), работающих в слабой агрессивной среде
ЭА-1Б	Сварка нержавеющих хромоникелевых сталей (аустенитного класса), работающих в сильной агрессивной среде

Таблица 3

Выбор длины электрода

Диаметр электрода dЭ, мм	1,6	2	3	4	5 и более
Длина электрода L, мм	200	250	300	400	450

Таблица 4

Характеристика электродов для сварки различных типов стали

Тип электрода	Марка электрода	Тип покрытия	Род и полярность тока	Пространственное положение шва	Предел прочности шва sВ, МПа
Э34	АН-1	Р	Переменный, постоянный любой полярности	Любое	380
Э42	ОММ-5	Р	----«----	----«----	480
	ОМА-2	О	----«----	Любое	460
	АНО-3	Т	Переменный, постоянный любой полярности	----«----	480
Э42А	УОНИ-13/45	Ф	Постоянный обратной полярности	----«----	460
	УП-1/45	Ф	То же, и переменный	----«----	480
Э46	ОЗС-6	Т	Переменный и постоянный любой полярности	----«----	480
Э46А	Э-138/45Н	Ф	Постоянный обратной полярности	----«----	470
Э50	ВСЦ-3	О	Постоянный любой полярности	----«----	510
Э50А	УОНИ-13/55	Ф	Постоянный обратной полярности	----«----	520
	УП-1/55	Ф	То же, и переменный	----«----	540
Э55	УОНИ-13/55У	Ф	Постоянный обратной полярности	Нижнее, вертикальное	570
Э60А	УОНИ-13/65	Ф	----«----	Любое	620
Э70	ЛКЗ-70	Ф	----«----	Нижнее	800
Э85	УОНИ-13/85	Ф	----«----	Любое	900
Э100	ЦЛ-19-63	Ф	----«----	----«----	1060
Э145	НИАТ	Ф	----«----	----«----	1600
Э-М	ЦУ-2М	Ф	----«----	----«----	600
Э-МХ	ЦЛ-14	Р	Переменный, постоянный обратной полярности	----«----	510
Э-ХМ	ЦЛ-30-63	Ф	----«----	Нижнее, вертикальное	650
Э-ХМФ	ЦЛ-20-63	Ф	Постоянный обратной полярности	Любое	590
Э-ХМФБ	ЦЛ-27	Ф	----«----	----«----	550
Э-Х5МФ	ЦЛ-17-63	Ф	----«----	----«----	650
ЭФ-Х13	УОНИ10/Х13	Ф	----«----	Нижнее, вертикальное
ЭФ-Х17	УОНИ10/Х17	Ф	----«----	Любое

Продолжение табл.4

Тип электрода	Марка электрода	Тип покрытия	Род и полярность тока	Пространственное положение шва	Предел прочности шва sВ, МПа
ЭФ-Х25	ЦЛ-10 на проволоке Св-10Х25Т	Ф	----«----	----«----
ЭФ-Х28	ЦЛ-10 на проволоке Св-13Х28Т	Ф	----«----	----«----
ЭА-1а	ОЗЛ-8	Ф	----«----	Любое
ЭА-1Б	ОЗЛ-17	Ф	----«----	----«----

Таблица 5

Типы и виды сварных соединений

Тип соединения	Толщина деталей S, мм	Вид соединения
Стыковые	2
	2 – 6
	6 – 15
	15 – 20
	20 – 30
	30
Нахлесточные	1 – 20
Угловые	5 – 60
Тавровые	2 – 12
	12 – 60

Контрольные вопросы

1. Основные положения техники безопасности при выполнении электродуговой сварки.

2. Назовите особенности сварки плавящимся и неплавящимся электродом.

3. Какие положения сварочного шва в пространстве вы знаете?

4. Что называют сварочным постом?

5. Что называют вольтамперной характеристикой электрической дуги и сварочного трансформатора?    

6. Как регулируют величину сварочного тока в трансформаторе типа ТДМ?

7. Как выбирают тип и марку электрода?

8. Какие способы зажигания электрической дуги вы знаете?

9. В чем заключаются особенности наложения ниточных и уширенных швов при однослойной и многослойной сварке?

10. Основные типы сварных соединений.

11. Основные виды наружных и внутренних дефектов сварных соединений.

Отчет о лабораторной работе «Ручная электродуговая сварка металлическим электродом»	Ф.И.О. обучающегося
	Группа № 1 Вар.

1. Исходные данные

Эскиз сварного соединения	Свариваемый материал				Требования к прочности металла шва sВ, МПа	Практическое выполнение шва (ниточный, уширенный)
	Марка	Прочность sВ, МПа	Требования к пластичности	Толщина S, мм

 

2. Расчет режима сварки

Определяемая величина	Обозначение, размерность	Расчетная формула	Полученный результат
Диаметр электрода
Длина электрода
Сварочный ток
Длина дуги
Напряжение горения дуги
Напряжение зажигания дуги
Ток зажигания дуги

 

3. Совмещенная вольтамперная характеристика дуги и источника тока для рассчитанного режима сварки

	U,В
					I,А

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Выбор типа и марки электрода

Тип электрода	Тип покрытия	Область применения	Марка электрода	Род, полярность тока	Пространственное положение шва

 

5. Практическое выполнение шва

Схема положения электрода при сварке	Схема перемещения электрода при сварке	Оценка качества полученного сварного шва (внешние дефекты)