Скачивание материала началось

Предлагаем Вам установить расширение «Инфоурок» для удобного поиска материалов:

ПЕРЕЙТИ К УСТАНОВКЕ

Новый курс повышения квалификации!

Цифровая грамотность педагога. Дистанционные технологии обучения

Разработан летом 2020 специально для учителей

Успеть записаться

-50% До конца лета

Каждую неделю мы делим 100 000 ₽ среди активных педагогов. Добавьте свои разработки в библиотеку “Инфоурок”
Добавить авторскую разработку
и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ №ФС77-60625 от 20.01.2015
Инфоурок Технология Другие методич. материалыМЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ для студентов по выполнению лабораторных работ и практических занятий

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ для студентов по выполнению лабораторных работ и практических занятий

библиотека
материалов


hello_html_5198abf4.jpg















МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ


для студентов по выполнению лабораторных работ и практических занятий





22.02.06 Сварочное производство























Тольятти, 2017





















Методическое пособие составлено в соответствии с требованиями ФГОС к уровню подготовки выпускника по специальности СПО 22.02.06 Сварочное производство, предназначены для студентов, изучающих ПМ.05 Подготовка и осуществление технологических процессов изготовления сварных конструкций МДК 05.01 Выполнение работ по профессии рабочего 19756 Электрогазосварщик. Методическое пособие создано с целью оказания методической помощи студентам при выполнении лабораторных работ и практических занятий. Оно включает в себя краткую теорию об оборудовании, технологии, сварочных материалах, режимах сварки, описание экспериментальной части, практические задания, контрольные вопросы, справочные материалы, а также содержит используемые в науке, технике и производстве термины и определения основных понятий в области сварки металлов, которые применяются в документации всех видов научно-технической, учебной и справочной литературе. Пособие предназначено для студентов учреждений среднего профессионального образования.


Содержание

5

Практическое занятие №2 Составление ИТК «Подготовка металла к сварке при изготовлении узлов несложных изделий»

9

Практическое занятие №3 Типы сварных швов и соединений и их условное обозначение на чертежах. Расположение швов в пространстве

13

Практическое занятие №4 Подбор сборочно-сварочных приспособлений для сборки двутавровой балки и рамной конструкции

21

Практическое занятие №5 Опасные и вредные производственные факторы и средства защиты работающих

33

Практическое занятие №6 Изучение строения сварочной дуги и основных физических процессов, протекающих на ее участках

35

Практическое занятие №7 Система условного обозначения металлических электродов для ручной дуговой сварки и наплавки

37

Практическое занятие №8 Электроды для сварки низкоуглеродистых сталей

39

Практическое занятие №9 Выбор или расчет параметров режима ручной дуговой сварки

42

Практическое занятие №10 Изучение строения и характеристик ацетилено - кислородного пламени

47

Практическое занятие №11 Технология газовой сварки

49

Практическое занятие №12 Изучение устройства и определение технических характеристик ацетиленовых генераторов

51

Практическое занятие №13 Дефекты сварных швов

56

Практическое занятие №14 Визуальный и измерительный контроль сварных соединений. Составление дефектной ведомости на сварной шов

57

Практическое занятие №15 Устранение раковин и трещин наплавкой

60

Практическое занятие №16 Газопламенная правка

61

Лабораторная работа№1 Оборудование и оснастка для выполнения сварочных работ

62

Лабораторная работа№2 Подготовка к работе и обслуживание рабочего места электросварщика

68

Лабораторная работа№3 Изучение устройства сварочного трансформатора и снятие внешней характеристики

73

Лабораторная работа№4 Изучение устройства сварочного выпрямителя и снятие регулировочной характеристики

78

Лабораторная работа№5 Наплавка на плоскую поверхность детали из низкоуглеродистой стали

81

Лабораторная работа№6 Определение геометрических размеров швов в зависимости от условий сварки

84

Лабораторная работа№7 Сварка пластин из низкоуглеродистой стали стыковым однопроходным швом в нижнем и вертикальном положениях

87

Лабораторная работа№8 Сварка пластин из низкоуглеродистой стали угловым однопроходным швом в нижнем и вертикальном положениях

89

Лабораторная работа№9 Устройство, принцип работы и технологические возможности поста ручной аргонодуговой сварки

90

Лабораторная работа№10 Изучение устройства полуавтомата для сварки в защитных газах и определение влияния расхода защитного газа на внешний вид шва

92

Лабораторная работа№11 Изучение устройства баллонов для сжатых, сжиженных и растворенных газов и порядок подготовки их к работе

95

Лабораторная работа№12 Изучение устройства редукторов и подготовка их к работе

100

Лабораторная работа№13 Изучение устройства и практическое испытание инжекторных горелок

104

Перечень рекомендуемых учебных изданий, Интернет-ресурсов, дополнительной литературы

111


Введение


Методическое пособие предназначено для студентов специальности 22.02.06 Сварочное производство.

Основная цель лабораторных работ и практических занятий – организация работы по закреплению и углублению теоретических знаний, полученных на аудиторных занятиях и в ходе самостоятельной работы студента, формирование умений и навыков профессиональной деятельности, решению практических задач, развитию самостоятельности, ответственности и организованности.

Каждая из лабораторных работ и практическое занятие состоит из двух частей. В первой части содержатся теоретические сведения, во второй - излагается цель работы, дается описание необходимых материалов, оборудования, оснастки, инструмента, приводятся методические указания к порядку выполнения опытов, формы таблиц для записей данных измерений и результатов подсчетов. Заканчивается каждая работа указанием по составлению отчета и контрольными вопросами.

Перед выполнением работ в лаборатории студенты должны ознакомиться с правилами техники безопасности. К выполнению лабораторной работы (практического занятия) допускаются только подготовленные студенты, предварительно изучившие теоретический материал по учебнику и настоящему пособию. Кроме того, они должны иметь подготовленные формы таблиц для записей по работе, составленные при предварительном изучении работы по рекомендациям. В ходе выполнения лабораторных работ (практического занятия) студенты группами по 4–6 человек под руководством преподавателя или мастера изучают технику и технологию способов сварки, сварочное оборудование и его технико-экономические возможности, а также самостоятельно проводят экспериментальные исследования и (по возможности) выполняют сварочные операции. По окончании лабораторной работы (практического занятия) каждый студент индивидуально оформляет отчет о проделанной работе, который должен содержать исчерпывающие текстовые и графические ответы на поставленные вопросы. Работа считается выполненной после защиты ее у преподавателя.

Оценка знаний обучающихся производится по пятибалльной системе.

Оценка 5 ставится, если студент выполняет работу в полном объеме с соблюдением необходимой последовательности проведения экспериментальных исследований; в условиях и режимах, обеспечивающих получение правильных результатов и выводов; грамотно и аккуратно оформляет отчёт.

Оценка 4 ставится, если студент выполняет работу в полном объеме с соблюдением необходимой последовательности проведения экспериментальных исследований; в условиях и режимах, обеспечивающих получение правильных результатов и выводов; грамотно и аккуратно оформляет отчёт, но допускает несущественные ошибки, не влияющие на общий результат работы.

Оценка 3 ставится, если работа выполнена не полностью и объем выполненной части таков, что позволяет получить правильные результаты и выводы.

Оценка 2 ставится, если работа выполнена не полностью и объем выполненной части работы не позволяет сделать правильные выводы; если экспериментальные исследования и наблюдения проводились неправильно.

Выполнять пропущенные работы по уважительным и неуважительным причинам студент может на консультациях (согласно расписанию) или дома.



Практическое занятие№1

Определение геометрических параметров детали с помощью штангенциркуля, микрометра, угломера, универсального шаблона сварщика (УШС)


1. Цель работы

1.1 Закрепление теоретического материала по теме «Пользование измерительным инструментом».

1.2 Привитие навыков самостоятельной работы с натурным образцом.


2. Инструменты и приспособления:

2.1 Линейки измерительные металлические

2.2 Штангенциркули с величиной отсчета по нониусу 0,1мм

2.3 Микрометры 0-25мм, 25-50мм

2.4 Угломеры с величиной отсчета по нониусу 2′ и 5′

2.5 Щупы


3. Общие сведения

Измерение линейкой металлической

Приложить линейку к измеряемой детали.

Примечание. При измерении деталей простой формы (пластина, стержень и т.п.) их рекомендуется упереть в какой-либо предмет.

Приложить линейку плотно к поверхности измеряемой детали, упирая ее торцом к какой-либо выступ на детали или в предмет, к которому прижимают деталь.

Нулевое деление линейки должно точно совпадать с началом измеряемой части детали (рис.1).

hello_html_m13ae4c95.jpg



Рисунок 1

Прочитать размер на линейке. При определении размера глаз располагать точно против шкалы.

Измерение штангенциркулем

Провести наружное измерение.

Взять штангенциркуль и слегка ослабить зажимный винт рамки.

Развести губки штангенциркуля на размер, больший размера детали.

Передвинуть подвижную рамку до полного соприкосновения губок с поверхностью измеряемой детали (рис.2).

hello_html_19e87389.jpg


Рисунок 2

Прочитать показания штангенциркуля.

Произвести внутреннее измерение

Развести губки штангенциркуля на размер, меньший размера детали. Ввести малые губки в отверстие и передвинуть подвижную рамку до полного соприкосновения губок со стенками отверстия. Следить, чтобы губки касались поверхности отверстия по всей их длине (рис.3).

hello_html_m13ae4c95.jpg


Рисунок 3

Прочитать показания штангенциркуля (см.п.4).

Измерить глубину

Упереть торец штанги в верхний край измеряемого отверстия или уступа.

Опустить подвижную губку вниз до упора линейки глубиномера а дно отверстия или уступа. Закрепить подвижную рамку зажимным винтом и снять штангенциркуль с детали (рис.4).

hello_html_19e87389.jpg


Рисунок 4

Прочитать показания штангенциркуля (см.п.4).

Прочитать показания штангенциркуля

Отсчитать по шкале штанги целое число миллиметров до нулевого деления нониуса.

Определить, какое деление нониуса совпало с одним из делений штанги.

Умножив количество промежутков между нулевым делением нониуса и совпавшим делением на величину точности измерения штангенциркуля, определить количество десятых долей миллиметра (рис.5).




hello_html_m47a37a9b.jpg


Рисунок 5

Измерение микрометром

Измерить деталь.

Проверить точность установки микрометра на нуль. Взять микрометр за скобу в левую руку и, вращая правой рукой барабан против часовой стрелки, развести измерительные плоскости микрометра на размер, больший измеряемой детали.

Поместить деталь между пяткой скобы и торцом микрометрического винта микрометра и, плавно вращая трещотку по часовой стрелке, выдвигать микрометрический винт до тех пор, пока его торец и пятка скобы плотно соприкоснутся с измеряемой деталью, послышится характерный звук пощелкивания механизма трещотки.

Зафиксировать положение микрометрического винта стопором (рис.6).

hello_html_m260eb441.jpg

Рисунок 6

Прочитать показание микрометра.

Целые миллиметры и полумиллиметры отсчитывать по числу делений на втулке-стебле микрометра. Сотые доли миллиметра определить по делению на конической части барабана, совпавшему с продольной чертой стебля (рис. 7).


hello_html_m153c2dfa.jpg


Рисунок 7

Измерение углов угломером

Измерить угол

Примечание. Углы меньше 90º измеряют угломером с применением угольника, углы больше 90º-без угольника.

Установить сектор угломера в такое положение, чтобы угол между съемной линейкой и гранью угольника был несколько больше измеряемого угла детали.

Приложить одну грань измеряемого угла детали к съемной линейки угломера, передвинуть подвижную линейку так, чтобы между сторонами измеряемого угла детали и гранями угольника и съемной линейки угломера был равномерный просвет.

Закрепить сектор стопором (рис.8).

hello_html_m685419ac.jpg

Рисунок 8

Определить величину угла

Целое число градусов отсчитать по шкале основания угольника до нулевого деления нониуса.

Определить, какое деление нониуса совпало с одним из делений шкалы основания.

Умножив количество промежутков между нулевым делением нониуса и совпавшим делением на величину точности измерения угломером, определить количество минут.

Измерение зазоров щупом

В зазор вставить одну пластинку или набор пластин щупа так, чтобы они входили в зазор туго и на всю длину. Измерять зазор по всему периметру детали. При введении пластины щупа в зазор не прикладывать больших усилий во избежание их поломки (рис.9).

hello_html_m22832b55.jpg

Рисунок 9

Определить размер зазора.

Если в зазор вошла только одна пластина, то толщина ее определит величину зазора.

Если зазор измерен набором пластин, то величина его равна сумме толщин пластин.


4. Порядок выполнения работы

4.1 Упражнения в пользовании измерительным инструментом:

4.1.1 Измерение линейкой измерительной металлической

4.1.2 Измерение штангенциркулем

4.1.3 Измерение микрометром

4.1.4 Измерение углов угломером

4.1.5 Измерение зазоров щупом


5. Содержание отчета

1. Составить таблицу замеров (приложение 1.)

2. Ответить на контрольные вопросы


6. Контрольные вопросы

6.1 Почему при измерении длины измерительной линейкой нужно упирать ее торец и выступ на детали? Как правильно произвести измерение длины детали, если на ней нет выступа?

6.2 Как измерить штангенциркулем:

А) наружный размер детали?

Б) внутренний размер детали?

В) глубину отверстия или высоту выступа детали?

6.3 Как прочесть размер, установленный на штангенциркуле:

А) с величиной отсчета по нониусу 0,1мм?

Б) с величиной отсчета по нониусу 0,005мм?

6.4 Как измерить деталь микрометром?

6.5 Как прочесть размер, установленный на микрометре с пределом измерения:

А) 0-25мм?

Б) 25-50мм?

6.6 Как с помощью угломера измерить на детали углы:

А) меньше 90º?

Б) больше 90º?

6.7 Как прочесть размер, установленный на угломере:

А) с точностью измерения до 5′?

Б) с точностью измерения до 2′?

6.8 Как измерить величину зазора между деталями с помощью щупа?

6.9 Какие требования нужно соблюдать при пользовании измерительными инструментами, чтобы сохранить их в исправном состоянии?



Практическое занятие №2

Составление ИТК «Подготовка металла к сварке при изготовлении узлов несложных изделий»


1. Цель работы:

1.1 Научиться составлять инструкционно-технологические карты при подготовке металла к сварке


2. Оборудование и материалы:

2.1 Сборочные чертежи сварных конструкций

2.2 Спецификации


3. Общие сведения

Выбор вида заготовки для дальнейшей механической обработки во многих случаях является одним из весьма важных вопросов разработки процесса изготовления детали. Правильный выбор заготовки — установление ее формы, размеров припусков на обработку, точности размеров (допусков) и твердости материала, т. е. параметров, зависящих от способа ее изготовления, — обычно весьма сильно влияет на число операций или переходов, трудоемкость и в итоге на себестоимость процесса изготовления детали. Вид заготовки в большинстве случаев в значительной степени определяет дальнейший процесс обработки.

Разработка процесса изготовления детали может идти по двум принципиальным направлениям:

  • получение заготовки, приближающейся по форме и размерам к готовой детали, когда на заготовительные цехи приходится как бы значительная доля трудоемкости изготовления детали и относительно меньшая доля приходится на механические цехи;

  • получение грубой заготовки с большими припусками, когда на механические цехи приходится основная доля трудоемкости и себестоимости изготовления детали.

В зависимости от типа производства оказывается рациональным то или иное из указанных направлений или какое-либо промежуточное между ними. Первое направление соответствует, как правило, массовому и крупносерийному производству, так как дорогостоящее современное оборудование заготовительных цехов, обеспечивающее высокопроизводительные процессы получения точных заготовок, экономически оправдано лишь при большом объеме выпуска изделий. Способ изготовления заготовок заключается в следующих операциях: первичная обработка металла, разметка (наметка) металла, резка металла, зачистка, правка деталей и заготовок, подготовка кромок, пробивка отверстий, гибка заготовок и деталей.

Первичная обработка металла. После поступления основных материалов в заготовительном отделении цеха металлы подвергаются предварительной обработке. Операциями такой первичной обработки являются: правка материалов, вырезка заготовок, производимая для облегчения транспортировки и дальнейших операций по изготовлению деталей.

Правка металла — устранение деформаций и напряжений в металле различного профиля. Правку проката производят в холодном состоянии на листоправильных и сортоправильных вальцах и прессах, в зависимости от сортамента металла, подлежащего обработке. Для целей первичной обработки наиболее рентабельным способом резки всех сортаментов металла толщиной 5мм и более является газопламенная резка. Это объясняется портативностью аппаратуры и сравнительно высокой экономичностью и универсальностью способа. Более перспективной и производительной является плазменная резка. Процесс резки и рубки также производят с помощью различных инструментов — болгарки или гильотины.

Перед подачей материала в заготовительный цех целесообразно произвести очистку его от загрязнений и предварительную правку на складе металлов.

Очистка от жиров и ржавчины выполняется механическим или химическим способом. Механический способ — это способ, когда ржавчина и масла удаляются наждачной бумагой или зачистными машинами. Химический способ — это способ, при котором металл очищается от жиров и ржавчины с помощью химических растворов (щелочей).

Поверхности присадочного материала, а также кромок детали, которая будет свариваться, зачищается от ржавчины, загрязнений, следов окалин и прочих лишних веществ. Также нужно ликвидировать влагу, масляные пятна и другие химические пленки. При сварке металла в ванне не должно быть ничего неметаллического, что привело бы к образованию брака. Даже относительно небольшие остатки лишних вещей приводят к образованию пор, появлению трещин, созданию напряжений в металле и так далее. Благодаря всему этому, надежность сварного соединения резко снижается.

После черновой обработки - правки и в некоторых случаях резки весь прокат, поступающий в заготовительное производство, проходит ряд операций, из которых наиболее часто применяются следующие: разметка (наметка); резка; штамповка; зачистка; правка, подготовка кромок; очистка; образование отверстий, гибка.

Разметка (наметка) металла. Прежде, чем подступить к выполнению рабочих операций, изменяющих форму и очертание исходного материала, в большинстве случаев необходимо этот металл разметить. Разметка представляет собой нанесение на металл конфигурации изготавливаемых деталей в натуральную величину. Основной целью этой операции служит обеспечение точных, в соответствии с чертежами, размеров вырезаемых из металла деталей. В качестве оборудования используются разметочные плиты и столы. Средствами для разметки служат разного рода мерительные и чертежные инструменты. Разметку можно производить с помощью рулетки, металлического уголка, циркуля и так далее.

Вместо разметки в серийном и массовом производстве применяют наметку. При крупносерийном производстве используют шаблоны, которые изготовленные из листовой стали или фанеры. Наметку производят мелом или маркером. Необходимость разметки либо наметки отпадает в тех случаях, когда последующей операцией является газопламенная резка по контуру или механическая резка металла по упору, либо получение заготовок на портальных установках с программным управлением.

Резка металла. В большинстве случаев непосредственно после разметки или наметки следует рабочая операция резки металла. В соответствии с очертаниями вырезаемой детали различают резку прямолинейную и резку криволинейную по копирам.

Наиболее универсальным и широко распространенным способом резки незакаливающихся сталей является газопламенная резка. Рентабельность применения этого способа резки ограничивается минимальной толщиной подлежащего резке металла, равной 6 мм.

Кислородная резка более тонкого материала по чистоте поверхности реза уступает способам резки на механических станках. Криволинейные резы можно успешно выполнять данным способом только по дуге окружности при толщине металла более 8 мм. С увеличением толщины разрезаемого металла экономические и технические преимущества кислородной резки по сравнению с механической резкой повышаются, и при толщине металла более 25 мм эти преимущества кислородной резки во всех случаях становятся бесспорными.

Газопламенная вырезка деталей, как по прямолинейному контуру, так и по криволинейным контурам, может выполняться вручную резаками, на газопламенных машинах или более современными способами. Сравнение эксплуатационных характеристик автоматической, полуавтоматической и ручной кислородной резки, в основном, приводят к следующим данным:

  • скорость полуавтоматической и автоматической резки выше, чем ручной;

  • при механизированных способах резки по копирам отпадает необходимость в предварительной разметке или наметке материала;

  • чистота реза повышается с увеличением автоматизации процесса резки и за счет использования новейших технологий. В этом случае можно сразу производить чистую разделку кромок деталей под сварку.

Резка металла на механических станках отличается большой производительностью наряду с высоким качеством получаемого реза. Поэтому для массовых и крупносерийных работ по выполнению прямолинейных резов металла малой и средней толщины следует предпочесть холодную механическую резку газопламенной резке. Для прямолинейной механической резки листового металла наибольшее распространение получили гильотинные ножницы и ножницы для продольной и поперечной резки (пресс - ножницы), которые обрабатывают листовой, полосовой и широкополосный материал толщиной 13-23 мм. Для прямолинейной поперечной резки различных сортаментов профильного металла обычно применяют станки двух типов: пресс - ножницы и ножницы с закрытым зевом.

Криволинейные резы тонкого листового металла толщиной не более 6 мм рационально выполнять на роликовых ножницах с двумя дисковыми ножами.

Штамповка. Штамповкой называют процесс придания деталям нужной формы и получение определенного документами размера путем механического воздействия на них с помощью давления. Основное направление штамповки – это производство деталей из заготовок, в качестве которых используется листовой прокат. Под действием сдавливающего усилия заготовка подвергается деформации и приобретает нужную конфигурацию.

Различают штамповку, выполненную горячим способом с нагревом заготовки и холодным способом без ее предварительного нагрева. Штамповка деталей из листового металла осуществляется без их предварительного нагрева.

Деформацию давлением с нагревом заготовки используют при изготовлении деталей из металла, не обладающего достаточной пластичностью, и в основном применяют при производстве небольших партий объемных изделий из металлического листа, имеющего толщину в пределах 5 миллиметров.

Технология холодной деформации листового проката с помощью штампов подразумевает изменение формы и размеров изделия с сохранением их первоначальной толщины.

В качестве материала для получения штампованных изделий холодным способом используют полосы, листы или тонкую ленту в основном из низкоуглеродистых и легированных пластичных сталей, а также медных, латунных (содержащих свыше 60% меди), алюминиевых, магниевых, титановых и других пластичных сплавов. Применение для штамповки сплавов, обладающих хорошей пластичностью, связано с тем, что они легко поддаются деформационному изменению.

Для осуществления холодной штамповки листового металла используют различные операции, которые зависят от поставленной задачи достижения определенной формы заготовки. Их подразделяют на разделительные и формоизменяющие воздействия.

При разделительных деформациях материал заготовки частично отделяют по заданному контуру. Отделение осуществляется путем сдвига части металла по отношению к основной заготовке. Такими операциями являются резка, вырубка, пробивка и другие.

Зачистка. В целях получения гладких, без заусенцев поверхностей контура штампованных деталей, а также для удаления с поверхности кромок окалины и шлаков, получаемых после вырезки деталей газовым пламенем, кромки зачищают. Эту операцию в большинстве случаев выполняют наждачными кругами. Для этого используют либо шлифовальные машины, либо наждачные станки. Для зачистки от заусенцев мелких деталей применяют очистные барабаны.

Правка деталей и заготовок. Выпрямление деталей и заготовок из листового либо широкополосного материала, искривленных в процессе вырезки их газовым пламенем или на механических ножницах, производят на листоправильных вальцах, на прессах или вручную на плите с применением нагрева.

Подготовка кромок. Подготовка металла под сварку предполагает обработку кромок, особенно, при работе с толстыми заготовками. В итоге, они должны обрести определенную геометрическую форму, которая будет способствовать более надежному соединению. Подготовка включает в себя обработку угла разделки, ширины зазора, создания притупления, регулировку длины скоса и так далее. Кромки не обрабатываются, если толщина составляет менее 3 мм. При слишком большой толщине без обработки металл может не провариться полностью. Особенно актуально это, если у свариваемых деталей различная толщина. Правильный скос обеспечит плавность перехода между деталями, что снимет напряжение нагрузки при эксплуатации детали. После правильно подобранных параметров нужно еще обеспечить надежную фиксацию.

Очистка. Детали, соединяемые посредством сварки плавлением, а также контактной электросваркой в ряде случаев требуют очистки от окалины или окислов.

Эта подготовительная операция может быть выполнена одним из способов:

  • газопламенной обработкой;

  • пескоструйными либо дробеструйными аппаратами;

  • переносными наждачными кругами;

  • травлением в слабом растворе кислоты, последующей нейтрализацией в щелочном растворе, промывкой в горячей воде и просушкой на воздухе.

Пробивка отверстий. Операцию, называемой пробивкой, используют для создания в заготовке отверстия разной формы. Часть металла при пробивке из заготовки удаляется совсем, и ее вес уменьшается.

Отверстия в металле после предварительной разметки или наметки, либо по упору обрабатывают одним из следующих способов:

  • сверлением отверстий вручную, либо на сверлильных станках;

  • продавливанием отверстий на дыропробивных станках;

  • прожиганием отверстий струей кислорода после предварительного подогрева металла, с последующим рассверливанием полученного отверстия;

  • вырезание отверстий плазморезом или лазерным резаком;

  • гидроабразивной резкой;

  • прожиганием отверстий электрической дугой с последующим рассверливанием.

Гибка заготовок и деталей. С помощью операции гибки листовому изделию придается заданная форма его изгиба. В зависимости от вида гибки такая операция дает возможность получать изогнутые изделия разной конфигурации. Гибка листового, полосового и широкополосного металла производится на листогибочных вальцах. Гибке металла на трехвалковых вальцах всегда должна предшествовать предварительная подгибка кромок на кромкогибочном прессе. Помимо гибки листового материала в форму цилиндра, в ряде случаев встречается необходимость гибки по форме иного профиля. Такая гибка при листовом металле толщиной до 1 мм производится исключительно на прессах для отбортовки листов. Для гибки профильного материала используют прессы либо роликовые гибочные станки.



4. Порядок выполнения работы

4.1 Составить технологический процесс на заготовительные операции по примеру таблицы 1. (вариант1-15)


5. Содержание отчета

5.1 Таблица «Опасные и вредные производственные факторы и средства защиты работающих»


Таблица 1 – Подготовка металла к сварке

Листоправильные или углоправильные вальцы

Пост ГОМ

При необходимости в холодном или горячем состоянии

Разметка


Мел, угольник, рулетка Люкс 5м FIT-17286, измерительная линейка,

Согласно размерам чертежа

Резка


Гильотина, пресс-ножницы, комбинированные пресс-ножницы для резки двутавров и швеллеров, трублрез.

Оборудование для кислородной резки: Баллон с кислородом и горючим газом, шланги, редукторы, резак

Механическая или кислородная резка по разметке

Зачистка свариваемых кромок


Напильник, УШМ-9069

От заусенцев (от наплывов и остатков грата)

Контроль размеров полученных заготовок


Измерительная линейка, угольник, рулетка Люкс 5м FIT-17286, штангенциркуль ШЦ-2, универсальный шаблон УШС4

На соответствие согласно размерам чертежа

Маркировка


Клеймо, мел, чертилка, краска, маркер

Для точной сборки конструкции



Практическое занятие №3

Типы сварных швов и соединений и их условное обозначение на чертежах. Расположение швов в пространстве


1. Цель работы:

1.1 Изучить типы сварных швов и соединений, научиться обозначению сварных швов на машиностроительных чертежах.


2. Материалы:

2.1 Плакаты

2.2 Иллюстрированные учебные пособия


3. Общие положения

Виды сварных соединений


Сварным соединением называют неразъёмное соединение нескольких деталей, выполненное сваркой.

При сварке плавлением основными видами соединений являются: стыковое, нахлёсточное, угловое и тавровое. Применяются также соединения прорезные, торцовые, с накладками и электрозаклёпочные.

В стыковом соединении составляющие его элементы расположены в од-ной плоскости или на одной поверхности (Рис. 3.1, а–в). Оно наиболее распространено в сварных изделиях, так как имеет следующие преимущества перед остальными:

  1. Неограниченная толщина свариваемых элементов.

  2. Более равномерное распределение силовых линий (напряжений) при передаче усилий от одного элемента к другому (Рис. 3.1, а).

  3. Минимальный расход металла на образование сварного соединения.

  4. Надёжность и удобство контроля качества соединения рентгеновским излучением с определением места, размеров и характера дефекта сварки.

Недостатками стыковых соединений перед другими видами являются:

  1. Необходимость более точной сборки элементов под сварку.

  2. Сложность обработки кромок под стыковую сварку профильного металла (уголки, швеллеры, тавры, двутавры).

Угловое соединение — сварное соединение двух элементов, расположенных под прямым углом и сваренных в месте примыкания их краев (Рис. 3.1, д).

Тавровое соединение — сварное соединение, в котором к боковой поверхности одного элемента примыкает под углом и приварен торцом другой элемент (Рис. 3.1, е), как правило, угол между элементами прямой.


hello_html_5d928d7b.png

Рисунок 3.1 - Основные виды сварных соединений:

    • — стыковые; б — стыковые с отбортовкой; в — стыковые листов разной толщины;

  • — нахлесточные; д — угловые; е — тавровые; ж — прорезные; з — торцовые; и

с накладками; к — электрозаклёпочные; 1,3 — свариваемые элементы; 2 накладки

Угловые и тавровые соединения широко используются при сварке балок, колонн, стоек, каркасов, ферм и др., обеспечивая увеличение жесткости и уменьшение деформаций изделия.

Нахлёсточное соединение (Рис. 3.1, г) представляет собой сварное соединение, в котором свариваемые элементы расположены параллельно и перекрывают друг друга. Эти соединения имеют недостатки:

  1. Расход основного металла на перекрытия в соединении. Необходимость экономии металла ограничивает применение нахлёсточных соединений для элементов толщиной до 20 мм. Величина нахлёстки (перекрытия) должна быть не менее 5 толщин наиболее тонкого из свариваемых элементов.

  1. Распределение силового потока в нахлёсточном соединении является нелинейным (Рис. 3.2, б), поэтому оно хуже работает на переменную или динамическую нагрузку, чем стыковое. В конструкциях, работающих при низких температурах и подвергающихся действию переменных или динамических нагрузок, следует избегать нахлёсточных соединений.

  2. Возможность проникновения влаги в щель между перекрываемыми листами (при односторонней сварке), что вызывает коррозию сварного соединения.


hello_html_m74f9530c.jpg





а б

Рисунок 3.2 -. Распределение силовых линий в соединениях:

а— стыковое; б — нахлёсточное

  1. Сложность определения дефектов сварки. Преимуществами нахлёсточного соединения являются:

  1. Отсутствие скоса кромок под сварку.

  2. Простота сборки соединения (возможность подгонки размеров за счёт величины нахлестки).

Прорезные соединения (Рис. 3.1, ж) применяются тогда, когда длина шва нахлёсточного соединения не обеспечивает достаточной прочности.

Соединения с накладками (Рис. 3.1, и) применяют только в тех случаях, когда не могут быть выполнены стыковые или нахлёсточные соединения.

Накладки применяются также для соединения элементов из профильного металла и для усиления стыковых соединений.

Соединения электрозаклёпками (Рис. 3.1, к) применяют в нахлёсточных и тавровых соединениях. При помощи электрозаклёпок получают прочные, но не плотные соединения. Верхний лист пробивается или просверливается, а отверстие заваривается так, чтобы был частично проплавлен нижний лист (или профиль). При толщине верхнего листа до 6 мм его можно предварительно не просверливать, а проплавлять дугой, горящей под флюсом или в защитном газе, при этом можно применять и неплавящиеся электроды.


Классификация сварных швов

Сварные швы подразделяются на стыковые и угловые по виду сварного соединения и геометрическому очертанию сечения шва (Рис. 3.3). Стыковой шов характеризуется шириной ( b ) и усилением hв, глубиной провара hп, угловой — катетом К, шириной В, толщиной Н. Стыковые швы применяют для выполнения стыковых, торцовых, отбортованных, а иногда и угловых соединений. Угловые швы применяют в нахлёсточных, тавровых и угловых соединениях.

По форме наружной поверхности стыковые швы могут быть плоские или выпуклые (с усилением) (Рис. 3.4, г). Угловые швы могут выполняться и вогнутыми. Сварные соединения с выпуклыми швами, хотя и неэкономичны, однако лучше работают на статическую нагрузку, чем соединения с плоскими или вогнутыми швами. При плоских и вогнутых швах нет резких переходов от основного к наплавленному металлу, как следствие — нет концентрации напряжений, и возрастает сопротивляемость соединения динамическим или знакопеременным нагрузкам. В соответствии со стандартом допускается выпуклость шва при нижней сварке до 2 мм и не более 3 мм для швов, выполненных в остальных положениях. Вогнутость допускается во всех случаях не более 3 мм.

hello_html_m19820580.jpghello_html_212274f.jpg

Рисунок 3.3 - Классификация сварных швов по геометрическому очертанию сечения

b — ширина шва;

hb — усиление шва;

hn — глубина проплавления;

k — катет шва;

b — ширина шва;

H — толщина шва.


По положению в пространстве различают швы нижние, вертикальные, горизонтальные и потолочные (Рис. 3.4, а).

Сварка нижних швов наиболее удобна, легко поддаётся механизации. Наиболее сложен и труден потолочный шов, выполнение которого требует специальной тренировки. Вертикальные, горизонтальные и потолочные швы в большинстве случаев применяют в строительстве и монтаже крупных сооружений и значительно реже — в заводских условиях, где с помощью приспособлений удаётся почти полностью сваривать конструкцию только в нижнем положении.

По отношению к направлению действующих усилий швы подразделяются на фланговые (боковые) и продольные, оси которых параллельны направлению усилия; лобовые, оси которых перпендикулярны к направлению усилия; комбинированные и косые (Рис. 3.4, в).

По протяжённости различают швы сплошные и прерывистые. Прерывистый шов может быть цепным или шахматным. Цепной шов представляет собой двусторонний прерывистый шов таврового соединения, в котором участки сварки и промежутки расположены по обеим сторонам стенки один против другого (Рис. 3.4, б). Шахматный шов — двусторонний прерывистый шов таврового соединения, в котором промежутки на одной стороне стенки расположены против сваренных участков шва на другой стороне. Расстояние от начала проваренного участка шва до начала следующего участка называется шагом шва. Прерывистые швы применяют в соединениях, не требующих герметичности (непроницаемости) и когда сплошные швы слабо нагружены.


hello_html_5503e537.jpg


Рисунок 3.4 - Классификация сварных швов:

а по положению в пространстве; б по протяженности; в по отношению к направлению действующих усилий; г — по форме наружной поверхности


Сварные соединения со сплошными швами лучше выдерживают знакопеременную нагрузку и меньше поддаются коррозии, чем соединения с прерывистыми швами. Особо ответственные сварные изделия, как правило, выполняются со сплошными швами.

По условиям работы швы подразделяются на рабочие, воспринимающие внешние нагрузки, и связующие (соединительные швы), предназначенные только для скрепления частей изделия. Связующие швы часто называют нерабочими швами.

На виды сварки, конструктивные элементы сварных швов и подготовки кромок для них действуют государственные стандарты:

ГОСТ 5264–80. Ручная дуговая сварка. Соединения сварные. ГОСТ 8713–79. Сварка под флюсом. Соединения сварные.

ГОСТ 14771–76. Дуговая сварка в защитном газе. Сварные соединения. ГОСТ 16037–80. Соединения сварных стальных трубопроводов.

ГОСТ 14806–80. Дуговая сварка алюминия и алюминиевых сплавов в инертных газах. Соединения сварные.

Кроме стандартов на соединения стыковые и под прямыми углами, имеются стандарты на сварные соединения под острыми и тупыми углами (ГОСТ 11534–75, ГОСТ 11533–75, ГОСТ 23518–79).


Условное обозначение швов сварных соединений

На чертежах сварных изделий применяется система условного изображения и обозначения швов сварных соединений по ГОСТ 2.312–72.

В планах и боковых видах чертежа место видимого шва изображают сплошной линией, а невидимого — пунктирной линией (Рис. 3.5, а, б). В поперечных сечениях границы шва изображают сплошными полужирными линиями, а кромки свариваемых частей — сплошными тонкими линиями (Рис. 3.5, в).

Обозначение шва отмечается выноской, состоящей из наклонной линии и полки. Наклонная линия заканчивается односторонней стрелкой на месте шва.


hello_html_3002e72c.jpg

Рисунок. 3.5 - Условное изображение сварных швов:

а, б видимый и невидимый швы, в поперечное сечение; 1 — односторонняя стрелка, 2 — полка, 3 и 4 — элементы видимого и невидимого швов


hello_html_165e2dd.jpg

Рисунок 3.6-Структурная схема обозначения сварных швов на чертежах по ГОСТ 2.312–72

Характеристика шва проставляется или над полкой (когда односторонней стрелкой указана лицевая сторона шва), или под полкой (когда указана обратная сторона шва) и состоит из следующих элементов:

1 — вспомогательные знаки шва по замкнутой линии или контура монтажного шва (Табл. 1);

2 — стандарт на типы и конструктивные элементы швов сварных соединений;

  1. — буквенно-цифровое обозначение шва по стандарту на типы и конструктивные элементы швов сварных соединений;

  2. — условное обозначение способа сварки по стандарту на типы и конструктивные элементы швов сварных соединений (допускается не указывать). Приняты следующие обозначения способов сварки:

— ручная;

АФ — автоматическая под флюсом на весу; АФФ — автоматическая под флюсом на флюсовой подушке;

АФО — автоматическая под флюсом на остающейся подкладке; АФМ — автоматическая под флюсом на медной подкладке;

АФК — автоматическая под флюсом с предварительной подваркой корня шва; АФШ — автоматическая под флюсом с предварительной подваркой шва; ПФ, ПФО, ПФШ — то же, что и выше, но полуавтоматическая сварка; ИН — электродуговая сварка в инертных газах без присадочного металла;

ИНП — в инертных газах с присадочным металлом; ИП — в инертных газах и их смесях с углекислым газом плавящимся электро-дом; УП — в углекислом газе плавящимся электродом;

ШЭ — электрошлаковая проволочным электродом и т. д.

5 знак hello_html_m49f9c930.jpg и размер катета согласно стандарту на типы и конструктивные элементы швов сварных соединений (только для швов угловых, тавровых и нахлёсточных соединений);

6 — для прерывистого шва размер длины провариваемого участка, знак / или Z и размер шага;

– для одиночной сварной точки — размер расчётного диаметра точки;

– для шва контактной точечной электросварки или электрозаклёпки — размер расчётного диаметра точки или электрозаклёпки, знак / или Z и размер шага;

– для шва контактной роликовой электросварки — размер ширины шва; 7 вспомогательные знаки (тип прерывистого шва, обозначение шероховатости поверхности, знак снятия усиления шва и т. д.).

Все элементы условного обозначения располагаются в указанной последовательности и отделяются друг от друга знаком дефис (за исключением вспомогательных знаков).

Буквенные обозначения способа сварки необходимо проставлять на чертеже только в случае применения нескольких видов сварки в данном изделии, например, П — полуавтоматическая дуговая сварка, Г газовая, У — дуговая в углекислом газе, А автоматическая дуговая и др., ручная дуговая сварка не имеет буквенного обозначения. Можно не указывать на полке линии-выноски обозначения стандарта, если все швы в изделии выполняются по одному стандарту. В этом случае следует сделать соответствующее указание в примечаниях на чертеже (Табл. 1).

Таблица 1-Примеры условного обозначения сварных швов на чертежах

hello_html_6a5a4548.png

Таблица 2-Вспомогательные знаки в обозначении сварных швов


hello_html_25695edf.png

3. Порядок выполнения работы

3.1 Нарисовать все возможные варианты подготовки кромок под сварку двух листов одинаковой толщины. К каждому варианту написать обозначение сварного шва на чертеже, учитывая способ сварки, вид сварки и дополнительные условия. Исходные данные указаны в табл. 3.


4. Содержание отчёта

4.1 Нарисовать и описать основные виды сварных соединений.

4.2 Привести классификацию сварных швов.

4.3 Написать обозначение предложенных сварных швов на чертеже, учитывая способ сварки, вид сварки и дополнительные условия.


5. Контрольные вопросы

5.1 Что называется сварным соединением?

5.2 Какие существуют основные виды сварных соединений?

5.3 В чем преимущества и недостатки стыкового соединения?

5.4 В чем недостатки нахлёсточного соединения?

5.5 Какими параметрами характеризуются сварные швы?

5.6 Какова классификация сварных швов по геометрическому очертанию сечения?

5.7 Какова классификация сварных швов по положению в пространстве?

5.8 Как проводится подготовка кромок под сварку?

5.9 Какие существуют основные способы подготовки кромок под сварку?

5.10 Каково условное обозначение швов сварных соединений?

5.11 Какова структурная схема обозначения сварных швов на чертежах?

Таблица 3.



Практическое занятие №4

Подбор сборочно-сварочных приспособлений для сборки двутавровой балки и рамной конструкции


1. Цель работы:

1.1 Ознакомиться с классификацией сборочно-сварочных приспособлений и овладеть методикой выбора приспособлений для сборки и сварки конструкций


Общие положения:

В повышении эффективности работ при изготовлении сварных конструкций большая роль отводится применению сборочно-сварочных приспособлений и оснастки, предназначенных для временного закрепления и выверки элементов сварных конструкций и оборудования.

Сборочно-сварочными приспособлениями называются дополнительные технологические устройства к оборудованию, используемые для выполнения сборочных операций, сварки, наплавки, термической резки, контроля, устранения деформаций и др.

Сборочно-сварочной оснасткой называется совокупность приспособлений и специального инструмента для выполнения сборочных, монтажных, сварочных и других видов работ.

В общем случае сборочно-сварочное приспособление состоит из следующих элементов и устройств:

а) основания;

б) установочных (фиксирующих) элементов;

в) прижимных элементов;

г) поворотных устройств;

д) вспомогательных деталей, устройств и механизмов.

Основание (рама, корпус) представляет собой элемент, объединяющий в одну конструкцию все части приспособления. На основании располагаются опорные и направляющие детали, втулки, уголки, швеллеры, кронштейны и другие фиксаторы. Основание воспринимает массу изделия и все усилия, возникающие в процессе его сборки, прихватки, сварки и кантовки.

Установочные элементы и детали (опоры, упоры, пальцы, призмы, конусы, постели и др.) образуют базовые поверхности приспособлений и обеспечивают правильную ориентацию деталей в них в соответствии с правилом шести точек.

Прижимные (зажимные) элементы и механизмы предназначены для закрепления установленных в приспособление деталей, заготовок и узлов. Прижимы отличаются от зажимов тем, что их усилие направлено с одной стороны и они имеют одну рабочую поверхность. Примерами зажимов могут служить тиски, клещи и др.

  • соответствии со сложностью сварной конструкции и назначением приспособления оно может иметь все или часть перечисленных элементов.

Применение сборочно-сварочных приспособлений позволяет:

а) повысить производительность труда;

б) повысить качество продукции;

в) уменьшить трудоемкость работ;

г) улучшить условия труда;

д) расширить технологические возможности сварочного оборудования

Сборочно-сварочные приспособления классифицируются по нескольким признакам следующим образом:

по выполняемым операциям технологического процесса - приспособления для разметки, термической резки, сборки под сварку, сварки, контроля качества, термообработки, для установки, поворота, подачи и съема изделия, для перемещения сварочного автомата или сварщика;

по виду обработки и методу сварки приспособления для электродуговой сварки (ручной, полуавтоматической и автоматической), контактной сварки, электрошлаковой сварки, наплавки, пайки, термической резки и др.;

по уровню механизации и автоматизации приспособления ручные, механизированные, полуавтоматические и автоматические;

по виду установки приспособления стационарные, передвижные и переносные;

по источнику энергии привода приспособления пневматические, гидравлические, пневмогидравлические, электромеханические, магнитные др.

К сборочно-сварочным приспособлениям предъявляются следующие основные требования: должно быть достаточно прочным и жестким, не деформировать закрепляемые детали, технологичным, удобным в эксплуатации, иметь возможность использования типовых и стандартных деталей и узлов при конструировании приспособления, а также должно быть ремонтноспособным, безопасным в эксплуатации, иметь достаточно высокий срок службы.

Технологический процесс – это часть производственного процесса, содержащая действие по изменению предмета производства.

Технологический процесс должен обеспечить изготовление конструкции при минимальной трудоемкости операций, минимальном расходе сварочных материалов и электроэнергии, с высоким качеством сварных соединений, при наименьших остаточных деформациях конструкции и полном соблюдении мер по технике безопасности.

Наиболее широкое применение имеют двутавровые балки с поясными швами, соединяющими стенку с полками. Обычно такие балки собирают из трех листовых элементов. При сборке нужно обеспечить симметрию и взаимную перпендикулярность полок и стенки, прижатие их друг к другу и последующее закрепление прихватками. Для этой цели используют сборочные кондукторы с соответствующим расположением баз и прижимов по всей длине балки. На установках с самоходным порталом (рис. 4.1) зажатие и прихватку осуществляют последовательно от сечения к сечению. Для этого портал 1 подводят к месту начала сборки (обычно это середина балки) и включают вертикальные 2 и горизонтальные 3 пневмоприжимы. Они прижимают стенку балки 4 к стеллажу, а пояса 5 — к стенке. В собранном сечении ставят прихватки. Затем прижимы вы­ключают, портал перемещают вдоль балки на шаг прихватки и операция повторяется. Вертикальные прижимы 2 позволяют собирать балки значительной высоты Н, не опасаясь потери устойчивости стенки от усилий горизонтальных прижимов. Если балка имеет весьма большую высоту, например элементы мостовых пролетных строений, ее стенку изготовляют из нескольких продольных листов. Для сборки таких балок также может использоваться установка со сборочным порталом, но с большим числом вертикальных прижимов.

hello_html_27f0cf66.png

Рисунок 4.1-Схема самоходного портала для сборки двутавровой балки:

1-портал, 2-вертикальный пневмоприжим, 3-горизонтальный пневмоприжим, 4-стенка балки, 5-пояса балки

При изготовлении двутавровых балок поясные швы обычно сваривают автоматами под слоем флюса. Приемы и последовательность наложения швов могут быть различными. Наклоненным электродом (рис. 4.2,а, б) одновременно сваривают два шва, однако может возникнуть подрез стенки или полки. Выполнение швов «в лодочку» (рис. 4.2,в) обеспечивает более благоприятные условия их формирования и проплавления, зато приходится поворачивать изделие после сварки каждого шва. Для поворота используют позиционеры-кантователи. В центровом кантователе (рис. 4.3,а) предварительно собранная на прихватках балка 2 закрепляется зажимами в задней 1 и передней 3 бабках и с помощью червячном передачи 4 устанавливается в требуемое положение. Подвижная задняя опора позволяет сваривать в таком кантователе балки различной длины. Цепной кантователь (рис. 4.3,б) состоит из нескольких фасонных рам 5, на которых смонтировано по две звездочки (холостая 1 и ведущая 4) и блоку 6. Свариваемую балку 3 кладут на провисающую цепь 2. Вращением ведущих звездочек балка поворачивается в требуемое положение. Следует иметь в виду, что такой кантователь не обеспечивает жесткого положения свариваемой конструкции, поэтому сварку целесообразно производить сварочной головкой, перемещающейся непосредственно по балке. В некоторых случаях применяют кантователи на кольцах (рис. 4.3,в). Собранная балка укладывается на нижнюю часть кольца 1, откидная часть 2 замыкается с помощью болтов 3, и балка закрепляется системой зажимов 4.

hello_html_m6bb84b42.png


Рисунок 4.2-Способы укладки швов при сварке балок


hello_html_1408cd5b.png


Рисунок 4.3-Схема позиционеров-кантователей для сварки балок

а-в центрах; б-цепной; в-с кольцами


При раздельной сборке и сварке двутавра в универсальных приспособлениях доля ручного труда на вспомогательных и транспортных операциях (установка элементов, их закрепление, прихватка, освобождение от закрепления, извлечение из сборочного приспособления, перенос в сварочное приспособление, закрепление и поворот в удобное для сварки положение, снятие готового изделия оказывается значительной. Использование поточных линий, оснащенных специализированным оборудованием и транспортирующими устройствами, существенно сокращает эти потери. Поточные линии сварки балок таврового или двутаврового сечения могут оснащаться либо рядом специализированных приспособлений и установок, последовательно выполняющих отдельные операции при условии комплексной механизации всего технологического процесса, либо автоматизированными установками непрерывного действия.

Примером поточной линии первого типа может служить линия по производству сварных двутавровых балок на заводе им. Бабушкина в Днепропетровске. На рис. 4.4 показано расположение участков обработки стенок и полок, где римскими цифрами обозначены позиции выполнения отдельных операций.

hello_html_1b109694.png

Рисунок 4.4-Схема заготовительных участков линий изготовления двутавровых балок

На рольганг участка заготовки стенок листы подают мостовым краном. Если стенку двутавра приходится собирать из двух листов по длине, то на позиции I стыкуемые кромки проходят обрезку. Для этого оператор, управляя приводом рольганга, располагает листы 1 и 2 по обе стороны от упора 3, выдвигаемого над поверхностью рольганга снизу пневмо-цилиндром (рис. 4.5,а).

hello_html_m479ec026.png

Рисунок 4.5-Операции на участке заготовки стенок

Затем шлеперное устройство 4 сдвигает оба листа до упоров 5; упор 3 убирается ниже поверхности рольганга н самоходная тележка с двумя резаками, перемещаясь по направляющим 6, одновременно обрезает кромки листов 1 и 2. На позиции II (см. рис. 4.4) рольгангом листы устанавливают стыкуемыми кромками по оси флюсовой подушки, зажимают и сваривают автоматом под флюсом. На позицию III сваренную заготовку 1 подают рольгангом до упора 2 (рис. 4.5,б) и резаком по направляющей 3 обрезают по размеру L. На позиции IV (см. рис. 4.4) заготовку стенки кантователем передают на параллельный рольганг с поворотом на 180°, где на позиции V укладывают стыковой шов с другой стороны, а на позиции VI осуществляют правку волнистости в многовалковой правильной машине. На позиции VII ножницы с двумя парами дисковых ножей обрезают продольные кромки по размеру высоты стенки. Подъемные столы 5 (рис. 4.5в) с поперечным перемещением от ходовых винтов 6 приподнимают заготовку стенка над роликами рольганга 1, ориентируют ее и устанавливают по оси симметрии ножниц. Прямолинейность обрезаемых кромок обеспечивается тем, что задний конец заготовки захватывается пневмозажимом 2, скользящим по направляющей 3. Такой же пневмо-зажим 4 захватывает передний конец стенки на выходе из ножниц. Затем на позиции VIII (см. рис. 4.4) обрезанные кромки проходят очистку под сварку вращающимися щетками н готовая стенка рольгангом подается на позицию XII в питатель сборочного участка.

Для полок используют стальные полосы, продольные кромки которых обработки не требуют. Полосы, имеющие длину, равную длине свариваемой балки, укладывают краном на рольганг IX и подают в многовалковую правильную машину X для правки волнистости и саблевидности. Затем на рольганге XI средняя часть полосы защищается под сварку и готовые полки в горизонтальном положении с помощью магнитных захватов, подвешенных к траверсе крана, подают в питатель сборочного стана XII.

На сборочном участке последовательно расположены питатель и сборочный стан. Питатель принимает элементы в горизонтальном положении (рис. 4.6,а), поворачивает полки на 90° и подает все три элемента в сборочный стан. Опорными базами питателя служат ролики. Поворотом роликов 2 (рис. 4.6,б) полки переводятся в проектное положение с опорой их кромок на ролики 3. Выдача всех трех элементов из питателя осуществляется приводом опорных роликов 1 и 3.

hello_html_m589effb1.png

Рисунок 4.6-Схема опорных баз питателя

Общая компоновка узлов питателя показана на рис. 4.7. Два жестких суппорта 4 несут правую и левую группы опорных и приводных роликов. Их перемещением по направляющим 2 станины 1 (сближение или раздвижка) осуществляют наладку питателя по высоте собираемой балки. Перемещение суппортов производится оператором с пульта управления включением электродвигателя 5, который приводит в движение ходовые винты 3. Схема привода опорных роликов предусматривает возможность настройки питателя на заданную ширину полки.

hello_html_52d45aa3.png

Рисунок 4.7-Схема расположения основных узлов питателя


В сборочном стане элементы балки принимаются системой роликов, расположенных, как в питателе (рис. 4.8,а). Движение осуществляется вращением первой пары прижимных роликов 2. Положение элементов при сборке задается системой опорных баз и прижимов. При опускании роликов 1 (рис. 4.8,б) стенка балки 6 ложится на магнитный стол 4, притяжение которого фиксирует ее положение и устраняет волнистость. Подъемники 5 приподнимают полки над роликами 3, располагая их симметрично относительно стенки. Сборка завершается зажатием элементов по всей длине гидроцилиндрами прижимных роликов 2 и постановкой прихваток. После выключения магнитного стола и отхода прижимных роликов 2 ролики 1 приподнимают балку и она выдается из стана включением нажатия и вращения крайней пары роликов 2 {рис. 4.8,в).

hello_html_m4f9d23dc.png

Рисунок 4.8-Схемы расположения опорных баз и прижимов сборочного стана:

а-при приеме элементов; б-при сборке; в-при выдаче собранной конструкции

Из сборочного стана двутавр поступает на рольганг сварочного участка, где к нему приваривают выводные планки в виде тавриков. Так как в этой поточной линии поясные швы выполняют в положении «в лодочку» и первый из них укладывают со стороны, где нет прихваток, то на сварочном участке балку приходится последовательно устанавливать в положения, показанные римскими цифрами на рис. 4.9. Кантователь 11 (рис. 4.10) перекладывает балку с рольганга 10 на рольганг 2 с поворотом на 180°, подавая ее к сварочной установке 1, а затем к сварочной установке 9 до упора 8. Затем швелерным устройством 3 без кантовки балку передают на рольганг 4, откуда кантователем 5 с поворотом на 180° возвращают на рольганг 2 к сварочной установке 7 с последующей подачей к установке 6.

hello_html_m6cf9cd90.gif

Рисунок 4.9-Положение балки на сварочном участке

hello_html_m447f75f8.png

Рисунок 4.10-Схема сварочного участка

После сварочного участка балка попадает на участок отделки, где последовательно проходит через две машины для правки грибовидности полок (рис. 14.13) и через два торцефрезерных станка.

hello_html_78455edd.png

Рисунок 4.11-Схема правки грибовидности полок

В рассмотренной поточной линии во время транспортирования заготовок технологические операции не производятся. Примером установки, где транспортирование осуществляется непрерывно и совмещается во времени с выполнением сборочно-сварочной операции, может служить станок СТС-138 для сборки и сварки тавровых балок (рис. 4.12). Взаимное центрирование заготовок, их перемещение и автоматическая сварка под флюсом обоих швов осуществляются одновременно. Устройство для прижатия стенки тавра к поясу состоит из пневматического цилиндра и нажимного ролика 3. Центрирование элементов тавра производится четырьмя парами роликов; из них две пары 1 направляют пояс вдоль оси станины, а две другие пары 2 удерживают стенку вертикально и обеспечивают ее установку на средину пояса. Движение свариваемого элемента осуществляется приводным опорным роликом 4. Для плавного изменения скорости применен вариатор. Концы балки поддерживаются роликами опорных тележек 5.Для высокопроизводительного изготовления сварных балок в непрерывных автоматических линиях большое значение приобретает применение сварки токами высокой частоты, обеспечивающей скорость сварки 10— 60 м/мин, т. е. на порядок выше, чем при сварке под слоем флюса.

hello_html_m1e464306.png

Рисунок 4.12-Схема станка СТС для сварки балок таврового профиля


Американской фирмой «АМФ—Термантул» выпущены агрегаты для производства сварных двутавров из рулонного проката или обычных полос и листов. Заготовки для стенки и полос двутавра из рулонной стали подают к сварочному агрегату из трех разматывателей. Гибочное устройство обеспечивает подачу полок в зону сварки под углом 4—7° к кромкам стенки (рис. 4.13). Скользящие контакты 1 и 2 подводят ток к одной из полок и отводят от другой — сварочный ток протекает по поверхности стыкуемых элементов и через место их контактов под обжимаемыми роликами. При приварке полки к кромке стенки (рис. 4.14,а) сварное соединение приобретает неблагоприятную форму. Холодная деформация кромки стенки для увеличения ее толщины с зачисткой соединения после сварки в горячем состоянии позволяет обеспечить плавный переход от стенки к полке  (рис. 4.14,б).

hello_html_2b32c2fd.gif

Рисунок 4.13-Схема подвода тока в зону сварки


hello_html_m75d1c12e.gif

Рисунок 4.14-Варианты соединения стенки балки с полкой

В соответствии с этим в рассматриваемом агрегате кромки перед сваркой с полками проходят предварительную осадку. Жесткие заготовки полок значительной толщины подают не из рулонов, а поштучно из питателей. Эти заготовки проходят сварочную установку, плотно прижатые торцами друг к другу. Разрезку непрерывной стенки выполняют в местах расположения непроваренных стыков полок.

Принципиальным отличием отечественной технологии производства сварных двутавров является применение высокочастотного индукционного нагрева свариваемых кромок без скользящих контактов. Полки фиксируют относительно стенки за выступ тавра (рис. 4.14,в), а не за наружные кромки. Такая технология отработана на опытно-промышленной установке ВНИИМетмаша и ИЭС им. Е. О. Патона, и для ее реализации строится цех производства сварных двутавров.

Балки коробчатого сечения сложнее в изготовлении, чем двутавровые. Однако они имеют большую жесткость на кручение и поэтому находят широкое применение в конструкциях крановых мостов. При большой длине таких балок полки и стенки сваривают стыковыми соединениями из нескольких листовых элементов.

Сначала на стеллаж укладывают верхний пояс (полку), расставляют и приваривают к нему диафрагмы. Такая последовательность определяется необходимостью создания жесткой основы для дальнейшей установки и обеспечения прямолинейности боковых стенок, а также их симметрии относительно верхнего пояса. После приварки диафрагм устанавливают, прижимают (рис. 4.15,а) и прихватывают боковые стенки. Затем собранный П-образный профиль кантуют и внутренними угловыми швами приваривают стенки к диафрагмам (рис. 4.15,б). Сборку заканчивают установкой нижнего пояса. Сварку поясных швов осуществляют после завершения сборки и ведут наклоненным электродом без поворота в положение «в лодочку». Это объясняется тем, что для балки коробчатого сечения подрез у поясного шва менее опасен, чем для двутавра, поскольку в балках коробчатого сечения сосредоточенные силы передаются с пояса на стенку не непосредственно, а главным образом через поперечные диафрагмы.

hello_html_cf46d29.gif

Рисунок 4.15-Изготовление балки коробчатого сечения:

а-установка боковых стенок; б-сварка внутренних швов

При изготовлении полноразмерных балок моста крана все основные операции по заготовке листовых элементов и последующей общей сборки и сварки выполняют в механизированных поточных линиях с использованием автоматической сварки под слоем флюса. Узким местом производства таких балок коробчатого сечения является выполнение таврового соединения диафрагм и стенок угловыми швами. Небольшое расстояние между стенками затрудняет автоматическую сварку в горизонтальном положении (рис. 4.15,б), а вручную сварщику приходится выполнять эти швы в крайне неудобном положении. Целесообразно выполнять тавровое соединение в вертикальном положении сразу после сборки (рис. 4.16,а). Это исключает операцию кантовки балки и позволяет выполнять одновременно два угловых шва наклоненным электродом или автоматической сваркой в среде СО2. Предложение заменить угловые швы (рис. 4.16,а) пробочными проплавными соединениями (рис. 4.16,б) с отбортовкой кромок диафрагм не нашло применения в производстве.

hello_html_5c2dcfcc.gif

Рисунок 4.16-Соединение диафрагм с боковыми стенками

Особенности производства балок коробчатого сечения рассмотрим на примере поточной линии Узловского машиностроительного завода (рис. 4.17). Все заготовительные операции выполняются вне линии, и на склад 11 поступают полностью обработанные заготовки. Портальный кран 10 с электромагнитными захватами подает поочередно на рольганг 9 заготовки полок и стенок. В сварочном стенде 8 собирают поперечные стыки элементов балки и приводят автоматическую сварку под флюсом за один проход с обратным формированием шва на медной охлаждаемой подкладке. По мере сварки поперечных стыков элемент балки продвигается по рольгангу на участок рентгеновского контроля 7. Обычно рентгенографическому контролю подвергают все поперечные швы нижнего пояса, испытывающего напряжения растяжения, а швы остальных элементов контролируют выборочно. Готовые элементы мостовым краном с помощью жесткой траверсы снимают со стенда и в вертикальном положении устанавливают в накопители 6. Таким же образом эти элементы подают из накопителей к сборочным стендам. Стенды 1, 2, 3, 5 представляют собой систему козелков, размещенных параллельно друг другу на расстоянии 1,5—2 м. На стенде 5 собирают и сваривают верхний пояс с диафрагмами — «гребенку». «Гребенку» переносят мостовым краном на стенд 3, зачаливая ее эксцентриковыми захватами за диафрагмы в нескольких местах с помощью жесткой траверсы. Центральные козелки стенда 3 имеют регулировку по высоте. Это позволяет задавать верхнему поясу прогиб, равный строительному подъему, если он необходим для компенсации прогиба балки при работе конструкции под нагрузкой. При сборке этот предварительный прогиб пояса закрепляется боковыми стенками, что необходимо иметь в виду при проектировании их раскроя. Сборка осуществляется с помощью портальной самоходной установки 4. Для сварки диафрагмы со стенками используют портальную установку 12, несущую четыре головки для одновременного выполнения четырех вертикальных угловых швов в среде CO2.

hello_html_566b81e6.gif

Рисунок 4.17-Схема поточной линии изготовления балок коробчатого сечения

Сборка балки завершается на стенде 2, куда без кантовки передается мостовым крапом собранная на стенде 3 балка открытого сечения. Перед постановкой нижнего пояса выправляют искривления верхних кромок соковых стенок, полученные во время приварки диафрагм. Для этого расположенные на тележках 14 гидродомкраты подводят к концам балки и, нажимая на верхний пояс, выгибают балку до полной выборки строительного подъема. Кромки вертикальных стенок оказываются растянутыми в упругой области. Затем мостовым краном укладывают нижний пояс. С помощью самоходного портала 13, имеющего вертикальные пневмоцилиндры, пояс прижимают к балке и закрепляют прихватками. После освобождения балки строительный подъем восстанавливается. Далее балку передают на стенд 1 для сварки поясных швов наклоненным электродом. Вдоль стенда 1 по рельсам перемещаются два сварочных автомата 15. выполняющие под флюсом одновременно два поясных шва. Автоматы снабжены выносными сварочными головками, закрепленными шарнирно. В процессе сварки пружины постоянно поджимают, головку к балке, а копирующий ролик направляет электрод для укладки поясного шва. После кантовки балки таким же образом выполняют вторую пару швов.

Сварные элементы коробчатого сечения нашли применение в качестве стержней ферм железнодорожных мостов. В отличие от балок у них нет диафрагм, поэтому в серийном производстве используют специальные сборочные кондукторы, фиксирующие детали по наружному контуру. Кроме того, для предотвращения винтообразного искривления этих элементов сварку осуществляют наложением одновременно двух симметрично расположенных в одной плоскости угловых швов наклоненными электродами. Для этого используют двухдуговые тракторы типа ТС-2ДУ.

Схема сборочного кондуктора показана на рис. 4.18. На раме1с помощью ходовых винтов 2 передвигаются упоры 3 пневмоприжимами 4. Ход прижима 4 обеспечивает закрепление стенки 5 высотой 450—800 мм. Нижний лист 6 коробчатого элемента имеет равномерно расположенные вдоль продольной оси овальные отверстия, позволяющие производить окраску внутренней поверхности, использовать подставку 7 для фиксации листов.

Последовательность операций показана на рис. 4.19. После установки нижнего (рис. 4,19,а) и двух боковых листов через отверстие в нижнем листе выдвигают подставку и поворачивают ее на 90° (рис. 4.19,б). Подставка имеет разжимные кулачки, с помощью которых боковые листы прижимают к опорным стойкам, фиксируя заданный габаритный размер. Лапы кондуктора прижимают боковые листы к основанию. Затем трактором наклоненным электродами выполняют первую пару внутренних швов, причем по мере движения трактора выдвижные подставки автоматически убираются в корпус приспособления (рис. 4.19,в). После этого упоры с прижимами раздвигают, подставки поднимают на уровень нижней кромки второго горизонтального листа, раздвигая для удобства сборки верхние кромки вертикальных листов (рис. 4.19,г). Устанавливают верхний лист (рис. 4.19,д), возвращают упорные стойки с прижимами и двухдуговым трактором заваривают наружную пару швов (рис. 4.19,е). Сварку остальных швов выполняют вне кондуктора двухдуговым трактором (рис. 4.19,ж,з).

hello_html_m2ba126f3.png

Рисунок 4.18-Схема кондуктора для сборки стержней коробчатого сечения

hello_html_m5dc1115b.png

Рисунок 4.19-Последовательность сборочно-сварочных операций при изготовлении стержней коробчатого сечения

4. Порядок выполнения работы

4.1 Изучить сборочно-сварочные приспособления для сборки-сварки балок и рамных конструкций

4.2 Зарисовать схемы сборочно-сварочных приспособлений. Дать описание схем.


5. Содержание отчета

5.1 Схемы сборочно-сварочных приспособлений и их описание.


6. Контрольные вопросы

6.1 Какую оснастку используют для сборки и сварки балок двутаврового сечения в условиях мелкосерийного производства?

6.2 Какова последовательность выполнения сборочно-сварочных операций при изготовлении балок коробчатого сечения?

6.3 В чем состоят характерные особенности оснастки, используемой при сборке и сварке рамных конструкций?



Практическое занятие № 5

Опасные и вредные производственные факторы и средства защиты работающих


1. Цель работы:

1.1 Изучение опасных и вредных производственных факторов, их влияние на работающего и средства защиты.


2. Оборудование и материалы:

2.1 Не требуется


3. Общие сведения

При выполнении электросварочных работ возникают следующие опасные и вредные производственные факторы (Рис.5.1):

  • повышенная запыленность и загазованность воздуха рабочей зоны;

  • ультрафиолетовое, видимое и инфракрасное излучение сварочной дуги;

  • электромагнитные поля;

  • искры и брызги, выбросы расплавленного шлака и металла.

При отсутствии защиты возможны следующие воздействия на людей:

  • поражение органов зрения (воспаление, электроофтальмия, катаракта и т.п.);

  • ожоги кожных покровов;

  • поражение электрическим током;

  • отравление продуктами сварки.


hello_html_3bc7b737.png


Рисунок 5.1- Опасные и вредные производственные факторы при производстве сварочных работ

Для обеспечения безопасного производства работ электросварщики должны обеспечиваться средствами индивидуальной защиты, в число которых входят брезентовый костюм с огнезащитной пропиткой, ботинки и рукавицы (перчатки). Спецодежда и рукавицы должны быть сухими, без следов масла.

Для защиты лица и глаз электросварщики должны обеспечиваться защитными шлемами или щитками и специальными светофильтрами в зависимости от силы сварочного тока.

Вспомогательные рабочие также должны быть обеспечены светофильтрами: при работе в цехах - типа В-2; на открытых площадках - типа В-3 или Г.

При выполнении сварочных работ в условиях повышенной опасности, в том числе в сырых помещениях, электросварщики дополнительно должны обеспечиваться диэлектрическими перчатками, галошами и резиновыми ковриками.

Сварочные посты должны быть оборудованы местной вентиляцией. Сварка внутри замкнутых пространств (цистерн, резервуаров, баков и т.п.) без вентиляции не разрешается, женщины к таким работам не допускаются.

Исходя из негативного воздействия продуктов сварки на людей, при выборе предпочтение следует отдавать тем электродам, при плавлении которых выделяется наименьшее количество сварочного аэрозоля.

Электросварочные работы, так и газосварочные, могут выполняться на установках и оборудовании, отвечающим требованиям безопасности, изложенным в государственных стандартах, Правилах устройства электроустановок, строительных нормах и правилах.

Здесь главный опасный фактор - это возможное поражение людей электрическим током от самих сварочных установок при отсутствии на них или неисправности элементов защиты: световой сигнализации, защитного заземления, ограждения токоведущих частей и т.п.

Поэтому в организации назначаются приказом лица, ответственные за исправное состояние этих установок из числа инженерно-технических работников.

Требования безопасности, предъявляемые к электросварочным установкам, следующие.

Питание электрической дуги разрешается производить только от сварочных трансформаторов, генераторов и выпрямителей. Непосредственное питание сварочной дуги от силовой, осветительной и контактной сети не допускается.

Сварочное оборудование (трансформаторы, генераторы и др.) подключать к силовой сети и отключать от нее необходимо с помощью контактора или специального выключателя.

На участках, где применяются передвижные электросварочные установки, устанавливаются рубильники закрытого типа, предназначенные для подключения сварочных агрегатов. Длина между питающей сетью и передвижным сварочным агрегатом не должна превышать 10 м.

Для подвода сварочного тока к электрододержателям необходимо применять изолированные гибкие кабели, рассчитанные на надежную работу при максимальных электрических нагрузках.

Сечение проводов выбирается в зависимости от силы сварочного тока.

Металлические части электросварочного оборудования, не находящиеся под напряжением, а также свариваемые изделия и конструкции на все время сварки должны быть заземлены.

Перед проведением электросварочных работ на машинах, имеющих резиновые колеса, машину, а также корпус переносного трансформатора необходимо надежно заземлять.

При выполнении электросварочных работ в условиях повышенной опасности заземляют металлические части оборудования и зажим вторичной обмотки трансформатора, идущий к свариваемому изделию, чтобы не нарушалось заземление при пробое изоляции обмоток сварочного агрегата. При этом к клемме обратного провода присоединяется отдельный заземляющий провод, второй конец которого закрепляется к контуру заземления.

Запрещается использовать провода сети заземления, трубы санитарно-технических сетей (водопровод, газопровод и др.), металлические конструкции зданий, технологическое оборудование в качестве обратного провода электросварки (п. 9.36 СНиП 12-03-2001).

Для безопасного ведения электросварочных работ применяется устройство автоматического отключения напряжения холостого хода. Оно позволяет при разрыве электрической дуги создать в цепи безопасное напряжение - 12 В.

Подключение и отключение от сети электросварочных агрегатов, наблюдение за их исправным состоянием в процессе эксплуатации должны осуществляться аттестованными электромонтерами.

При выполнении временных электро- и газосварочных работ необходимо подготовить рабочее место или площадку, т.е. очистить от мусора, оснастить средствами пожаротушения, обеспечить плотный контакт обратного провода от сварочной установки (агрегата) со свариваемой конструкцией или её деталями. Обратный провод должен иметь надёжную изоляцию для исключения возникновения напряжения шага на поверхности земли или токопроводящего пола.

Если работы выполняются на высоте, то рабочее место должно иметь ограждение.

Вблизи рабочего места или площадки, на которых выполняются эти работы, не должны находиться посторонние люди.

При резке элементов конструкций должны быть приняты меры против случайного обрушения отрезанных элементов.

При выполнении работ на аппаратах, сосудах, содержащих горючие или вредные газы или электротехнических установках необходимо предварительно получить разрешение от эксплуатирующей организации и оформить наряд-допуск.


4. Порядок выполнения работы

4.1 Изучить опасные и вредные производственные факторы и средства защиты работающих (далее ОВПФ).

4.2 Заполнить таблицу «Опасные и вредные производственные факторы и средства защиты работающих»


5. Содержание отчета

5.1 Таблица «Опасные и вредные производственные факторы и средства защиты работающих»


6. Контрольные вопросы

6.1 Какой производственный фактор может вызвать профессиональную патологию, временное или стойкое снижение работоспособности, повысить частоту соматических заболеваний, привести к нарушению здоровья потомства?.

6.2 Как подразделяются средства защиты работающих?

6.3 В каких случаях применяются средства индивидуальной защиты?

6.4 Кто обеспечивается средства индивидуальной защиты?



Практическое занятие №6

Изучение строения сварочной дуги и основных физических процессов, протекающих на ее участках


1. Цель работы

1.1 Определить процессы, происходящие в дуговом промежутке сварочной дуги.


2. Оборудование и материалы:

2.1 Методические указания по выполнению практической работы, конспект, калькулятор, схема строения сварочной дуги и падения напряжения в ней.


3. Общие положения

Сварочной дугой называется длительный электрический разряд в ионизированной смеси паров и газов между двумя электродами или электродом и свариваемым металлом, характеризующийся большой плотностью тока и малым значением напряжения (15-30В).

Дуга состоит из трех зон: катодной (1) с катодным пятном, служащим для эмиссии электронов, анодной (2) с анодным пятном, бомбардирующимся электронным потоком; и столба дуги (3), который занимает промежуточное положение между катодной и анодной зонами (рис.6.1).

В процессе горения дуги на электроде и основном металле возникают активные пятна, которые представляют собой наиболее нагретые участки и проводят весь ток дуги. Активные пятна называются соответственно анодным и катодным. С катодного пятна происходит дополнительный выход электродов, кроме тех образовавшихся при ионизации в междуэлектродном пространстве. Электроны, которые выходят с поверхности электрода, называются первичными. Выход этих электродов происходит за счёт различных факторов: термоэлектронной эмиссии (испускания), автоэлектронной эмиссии, ионизации на катоде. Ионизация на катоде происходит в результате соударений с электронами положительных ионов. Положительные ионы образуются в результате ионизации в столбе дуги и притягиваются к катоду. Ионизация может происходить также в результате воздействий излучения (фотоионизация). В столбе дуги происходит образование так называемых вторичных электронов, а также положительных ионов (вторичными называют электроны, выбитые с орбит нейтральных атомов, находящихся в междуэлектродном пространстве). Таким образом, в столбе дуги электроны движутся к аноду, положительные ионы – к катоду. При этом ионы и электроны могут снова соединяться, образуя нейтральные атомы.


hello_html_69e83241.png

Рисунок 6.1 - Схема сварочной дуги и падения напряжений в ней:

1 – электрод; 2 – изделие; 3 – анодное пятно; 4 – анодная область дуги; 5 – столб дуги; 6 – катодная область дуги; 7 – катодное пятно.


4. Порядок выполнения работы

4.1 Охарактеризовать катодную область сварочной дуги.

4.2 Охарактеризовать столб дуги.

4.3 Охарактеризовать анодную область сварочной дуги.

4.4 Выразить в виде формулы напряжение для установившейся сварочной дуги.

4.5 Определить длину дуги (короткая, нормальная, длинная).

4.6 Указать область дуги, при которой обеспечивается оптимальный режим сварки.

4.7 Сделать вывод.

5. Содержание отчета

5.1 Пользуясь конспектом определить зависимость напряжения дуги от тока в сварочной цепи.

5.2 Построить схему сварочной дуги и падения напряжения в ней с указанием самого электрода, изделия, анодного пятна, анодной области дуги, столба дуги, катодной области дуги, катодного пятна.

5.3 Охарактеризовать три области вольтамперной характеристики и зависимость напряжения дуги от тока в сварочной цепи.


6. Контрольные вопросы

6.1 На какие области разделяется в сварочной дуге дуговой промежуток?

6.2 Какие электроны называются первичными?

6.3 Объясните суть термоэлектронной эмиссии?

6.4 Где происходит образование вторичных электронов?



Практическое занятие №7

Система условного обозначения металлических электродов для ручной дуговой сварки и наплавки


1. Цель работы:

1.1 Изучить систему условного обозначения металлических электродов для ручной дуговой сварки и наплавки


2 Оборудование и материалы

2.1. Методические рекомендации, краткий каталог сварочных электродов.


3. Общие положения

Обозначения электродов по ГОСТ 9466-75. Состав покрытия и электродного стержня, а так же технологические свойствами металла шва определяют марку электрода. Однако марка практически не содержит информации о свойствах и характеристиках наплавленного металла. В связи с этим в большинстве стран разработаны системы обозначения электродов, которые позволяют произвести идентификацию каждой марки. Обозначение электрода состоит из ряда цифровых и буквенных символов, характеризующих основные свойства наплавленного металла. Обозначение электрода проставляется в сопроводительной документации или на упаковочной наклейке. Наиболее распространенными стандартами в обозначении электродов являются ГОСТ 9466-75, международный стандарт ISO, Европейский стандарт EN, американский стандарт AWS, немецкий стандарт DIN. Многие позиции этих стандартов схожи, но полностью они не совпадают. Общим является только значок «Е» – международный символ ручной дуговой сварки.

Обозначение электродов по ГОСТ 9466-75 производится в виде дроби (рис. 7.1), в числителе и знаменателе которой указываются отдельные характеристики электродов.


Рисунок 7.1. - Структура и пример условного обозначения электрода


Классификация характеристик электродов определяется следующими признаками:

▪ по назначению: У – для сварки углеродистых и низколегированных конструкционных сталей , Л – для сварки легированных конструкционных сталей, Т – для сварки легированных теплоустойчивых сталей, В – для сварки высоколегированных сталей, Н – для наплавки поверхностных слоёв с особыми свойствами;

▪ по толщине покрытия в зависимости от соотношения диаметра электрода с покрытием (D) к диаметру электродного стержня (d): М – с тонким покрытием (D/d≤1,2), С – со средним покрытием (1,21,80);

▪ по качеству изготовления электродов: 1 – низкие требования к качеству; 2 – средние; 3 – высокие требования. В настоящее время данная позиция в обозначении электродов не используется;

▪ по механическим характеристикам наплавленного металла. Для низкоуглеродистых и низколегированных сталей проставляются три цифры. Первые две – временное сопротивление разрыву,кг/мм2, третья цифра – минимальная температура, при которой допускается эксплуатация наплавленного металла: 0 – температура не регламентирована; 1 – +20°С; 2 – 0°С; 3 – -20°С; 4 – -30°С; 5 – -40°С; 6 – -50°С; 7 – -60°С;

Для теплоустойчивых сталей проставляются две цифры: первая минимальная, вторая – максимальная температура эксплуатации наплавленного металла. По первой цифре маркировка совпадает с низкоуглеродистыми сталями (например, 5 – - 40°С). Вторая цифра обозначает следующие максимальные температуры: 0 – <450°С; 1 – 465°С; 2 – 485°С; 3 – 505°С; 4 – 525°С; 5 – 545°С; 6 – 565°С; 7 – 585°С; 8 – 600°С; 9 – >600°С.

Для высоколегированных сталей в этой позиции проставляются четыре цифры. Первая цифра характеризует стойкость наплавленного металла против межкристаллитной коррозии; вторая – указывает максимальную температуру, при которой гарантируется длительная прочность; третья – указывает максимальную температуру, при которой обеспечивается жаростойкость шва; четвертая цифра указывает содержание в шве ферритной составляющей;

▪по виду покрытия (см. п/п. 2.3.4);

▪по допустимым пространственным положениям сварки:1 – для всех положений,2–для всех положений, кроме вертикального сверху вниз,3 – для нижнего, горизонтального на вертикальной поверхности и вертикального снизу вверх,4 – для нижнего и нижнего в «лодочку»;

▪ по роду и полярности применяемого тока: 0 – постоянный ток, обратная полярность;

1 –Uд=50 В, полярность любая;

2 –Uд=50 В, полярность прямая;

3 –Uд=50 В, полярность обратная;

4 –Uд=70 В, полярность любая;

5 –Uд=70 В, полярность прямая;

6 –Uд=70 В, полярность обратная;

7 –Uд=90 В, полярность любая;

8 –Uд=90 В, полярность прямая;

9 –Uд=90 В, полярность обратная;

▪ обозначение стандарта, регламентирующего требования к электродам (ГОСТ 9466-75);

▪ обозначение стандарта, регламентирующего типы электродов: ГОСТ 9467-75, – для сварки; ГОСТ 10051-75 – для наплавки.

Группы перечисленных индексов в комбинациях, зависящих от типа и марки электродов, приводятся в паспорте на партию электродов. Паспортом снабжается каждая упаковка электродов.


4. Порядок выполнения работы

4.1 Изучить систему условного обозначения металлических электродов для ручной дуговой сварки и наплавки


5. Содержание отчета

5.1 Структура условного обозначения электрода

5.2. Расшифровка условного обозначения покрытых электродов


Э46 – ОЗС – 12 – 2,0 – УД

Е 43 1 (3) – Р12


Э50А – УОНИ 13/45 – 3,0 – УД

Е 51 4 – Б20


Э09ХМФ – ЦЛ – 39 – 2,5 – ТГ

Е27 – Б20


Практическое занятие №8

Электроды для сварки низкоуглеродистых сталей


1. Цель работы:

1.1 Изучить принципы классификации сварочных материалов (на примере классификации сварочных электродов).


2 Оборудование и материалы

2.1. Методические рекомендации, краткий каталог сварочных электродов.


3. Общие положения

Покрытый электрод – металлический стержень, на который нанесено покрытие опрессовкой или окунанием. Штучные покрытые сварочные электроды предназначены для ручной дуговой сварки. Они изготавливаются из отрезков сварочной проволоки (стержней) длиной 250–450 мм, на поверхность которых наносят слой специального покрытия. Покрытие предназначено для стабилизации сварочной дуги, образования газовой и шлаковой защиты, легирования и рафинирования расплавленного металла. Кроме того, образующийся при плавлении покрытия шлак способствует формированию поверхности шва. Один конец электрода на длине 20–30 мм свободен от покрытия (для обеспечения токоподвода при закреплении в электрододержателе). Толщина покрытия на сторону может колебаться от 0,5 до 2 мм, а его масса составляет до 50 % от массы стержня. Длина электрода зависит от его диаметра и химического состава стержня. Стержни малого диаметра и выполненные из высоколегированных сталей делаются короче в целях снижения электрического сопротивления и уменьшения нагрева электрода.

Компоненты электродных покрытий. Вещества, из которых состоят покрытия электродов, делятся на шесть групп:

1. Газообразующие компоненты при нагреве диссоциируют с образованием газов, которые вытесняют воздух из зоны горения дуги. Обычно вводятся в покрытие в виде минералов или органических веществ 10 г расплавленного покрытия выделяет 1000 – 1500 см3защитного газа, что обеспечивает надёжное оттеснение воздуха из зоны сварки.

2. Шлакообразующие компоненты при расплавлении образуют шлак, который, всплывая на поверхность сварочной ванны, обеспечивает шлаковую защиту от воздуха. В качестве шлакообразующих компонентов выступают окислы: кислые –SiO2;TiO2;A12O3или основные – СаО;MnO;MgO, а также галогены –CaF2.

Шлакообразующие входят в состав таких минералов, как гранит, гематит, различные руды, ильменитовый и рутиловый концентрат. Например, гранит содержит 70 % SiO2; 20 % А12О3; 5 % СаО.

3. Раскисляющие компоненты восстанавливают часть металла, находящегося в сварочной ванне в виде оксидов. Это достигается за счёт элементов, имеющих большее, чем железо, сродство к кислороду (Са, Аl,Ti,Si,Vа,Mn,Cr). В качестве раскислителей используются ферромарганец, ферросилиций, ферротитан.

4. Стабилизирующие компоненты обеспечивают устойчивое горение дуги. Эти компоненты содержат элементы, имеющие низкий потенциал ионизации. В электрическом поле они легко ионизируются, доставляя в дугу достаточное количество заряженных частиц. Это обеспечивает устойчивость дугового разряда. Стабилизирующими являются К,Na,Cа. Они входят в состав полевого шпата, мела, поташа и др.

5. Легирующие компонент дополняют металл шва элементами для придания ему специальных свойств – повышенной прочности, износо- и коррозионной стойкости и др. Вводятся в состав в виде ферросплавов – (ферротитан, феррохром, феррованадий). Легирование металла шва осуществляется в основном через стержень электрода. Легирование через покрытие является дополнительным.

6. Связующие компоненты связывают порошковые материалы покрытия в однородную массу. Как правило, в качестве связующего используется натриевое (Na2SiO2) или калиевое (K2SiO2) жидкое стекло. Для улучшения формовочных свойств покрытия в его состав вводятся пластификаторы – каолин, декстрин, слюда.

Некоторые компоненты покрытия, например мрамор, выполняют несколько функций одновременно.

Типы электродов. Тип электрода характеризует свойства наплавленного металла. Для конструкционных сталей – это механические свойства, для легированных сталей со специальными свойствами (теплоустойчивые, коррозионно-стойкие, жаропрочные и т. д.) – химический состав. Обозначение типа электрода регламентируется ГОСТ 9467-75 и ГОСТ 10052-75.Обозначение содержит букву Э, после которой проставляется временное сопротивление на разрыв σв, кг/мм2. После значения σв может проставляться буква А, что означает улучшенные пластические характеристики металла шва. Например, Э42А означает, что металл, наплавленный этими электродами, имеет прочность 42 кг/мм2 (420 МПа) и улучшенные пластические свойства. Для сварки высокопрочных сталей тип электрода может быть Э100.Для сварки сталей со специальными свойствами обозначение типа электрода имеет следующий вид: Э09Х2М – наплавленный металл содержит 0,09 % углерода, 2% хрома и 1% молибдена; Э10Х25Н13Г2Б – наплавленный металл имеет химический состав: 0,1% углерода; 25% хрома; 13% никеля; 2% марганца; 1% ниобия.

Типы электродных покрытий определяются их компонентным составом, обуславливающим характер защиты расплавленного электродного металла и сварочной ванны. В покрытиях электродов одних марок может преобладать шлаковая защита, других – газовая. Газовая защита может осуществляться за счёт органических соединений или минералов. По разному может происходить выведение из металла шва водорода – за счёт кислорода либо за счёт фтора. Разной может быть степень рафинирования металла шва и очищения его от серы и фосфора. В зависимости от того, какой подход реализуется при формировании компонентного состава, различают четыре типа электродных покрытий.

Кислое покрытие (обозначается буквой А) строится на основе материалов рудного происхождения. Шлакообразующие компоненты – оксиды, газообразующие – органические. Отсутствие кальция не позволяет хорошо очистить металл от серы и фосфора.

Преимуществами этого покрытия являются высокая производительность сварки (ан=12 г/А-ч), низкая чувствительность к порообразованию даже при сварке металла с загрязнёнными кромками. Дуга горит устойчиво как на постоянном, так и переменном токе.

Недостатком является пониженная ударная вязкость металла шва. Наличие в шве серы и фосфора снижает стойкость против образования кристаллизационных трещин. Для этих покрытий невозможно легирование шва из-за окисления легирующих элементов. Существенным недостатком является так же их повышенная токсичность сварочного аэрозоля вследствие большого содержания в нём соединений кремния и марганца. По этой причине такие электроды в настоящее время применяются ограниченно.

Основное покрытие (обозначается буквой Б) строится на базе фтористо-кальциевых соединений – СаСО3;CaF2. Газовая защита обеспечивается за счёт углекислого газа. Образующийся СаО очень стоек, поэтому свободного кислорода в зоне дуги не много. Кальций рафинирует металл шва, извлекая из него серу и фосфор. Фтор вводится для связывания водорода. Однако его количество ограничивают, поскольку он снижает устойчивость горения дуги.

Преимуществами покрытия являются высокая пластичность металла шва и повышенная стойкость против образования кристаллизационных трещин. Электроды обладают широкими возможностями легирования, что позволяет использовать их для сварки легированных сталей. Меньшее, чем у кислых покрытий, содержание соединений марганца и кремния делает их менее токсичными.

Недостатком является их повышенная чувствительность к увеличению влажности покрытия, наличию ржавчины, склонность к порообразованию при увеличении длины дуги. В связи с этим квалификация сварщика должна быть более высокой, электроды перед сваркой целесообразно прокаливать, а свариваемые кромки очищать. Недостатком этих покрытий является так же пониженная устойчивость горения дуги. Поэтому электроды с таким типом покрытия используют только для сварки на постоянном токе.

Основная область их применения – сварка ответственных конструкций из углеродистых сталей, работающих при отрицательных температурах или переменных нагрузках, а также сварка легированных сталей. Наиболее известными марками электродов с основным покрытием являются УОНИ 13/45; УОНИ 13/55; ТМУ-21.

Рутиловое покрытие (обозначается буквой Р). Его основу составляет рутиловый концентратTiО2(до 45%), а также алюмосиликаты (слюда, полевой шпат, каолин) и карбонаты (мрамор, магнезит). Рутиловый концентрат обеспечивает шлаковую защиту. Газовая защита обеспечивается введением органических соединений (до 5%). По механическим характеристикам сварных швов электроды с рутиловым покрытием занимают промежуточное положение между кислым и основным покрытиями. Их сварочно-технологические свойства достаточно высоки.

Стойкость к образованию пор у таких покрытий выше, чем у основных. Они не так чувствительны к увеличению длины дуги. Присутствие значительного количества рутила повышает вязкость шлака при уменьшении температуры дуги, поэтому электроды с рутиловым покрытием могут использоваться для сварки во всех пространственных положениях (если в покрытии отсутствует железный порошок). Однако для сварки легированных сталей они не пригодны из-за окисления легирующих элементов.

Рутиловое покрытие является самым распространённым в электродах, предназначенных для сварки низкоуглеродистых сталей. Наиболее известные марки электродов с рутиловым покрытием АНО-4; АНО-21; АНО-24; ОЗС-4; МР-3.

Целлюлозное покрытие (обозначается буквой Ц) строится на основе органических соединений. В своём составе содержит до 50% газообразующих компонентов (целлюлоза, мука, крахмал). Шлакообразующими добавками являются рутиловый концентрат, мрамор и др., однако их количество невелико, поэтому сварочная ванна достаточно вязкая, что позволяет выполнять качественные швы во всех пространственных положениях. Поскольку основу покрытия составляют органические соединения, его толщина относительно мала. Это даёт возможность осуществлять сварку в труднодоступных местах. Механические свойства шва соответствуют полуспокойной стали. Основной недостаток – повышенное разбрызгивание (до 15 %). Область их применения – сварка первого слоя (труднодоступного) неповоротных стыков трубопроводов. Наиболее известны марки ВСЦ-4; ВСЦ-4А.

Некоторые электроды имеют смешанные покрытия (обозначаются комбинациями соответствующих букв): рутилово-основное, рутилово-кислое, рутилово-целлюлозное. В некоторых случаях в электродные покрытия вводится железный порошок в количестве более 20 % (покрытие обозначается буквой Ж). Это способствует повышению коэффициента наплавки и увеличению производительности ручной сварки.


4. Порядок выполнения работы

4.1 Изучить принципы классификации сварочных материалов (на примере классификации сварочных электродов).

4.2 Заполнить таблицу 1


5. Содержание отчета

5.1.Таблица 1 «Классификация покрытых электродов»


6. Контрольные вопросы

6.1 Что такое покрытый электрод?

6.2 Какие основные компоненты входят в покрытия электродов?

6.3 Назначение электродных покрытий.

6.4 Назовите виды электродных покрытий и их преимущества и недостатки.



Практическое занятие №9

Выбор или расчет параметров режима ручной дуговой сварки


1. Цель работы

1.1 Получить практические навыки выбора и расчета параметров режима сварки, расхода сварочных материалов на примере ручной дуговой сварки.


2. Материалы:

2.1 Справочники по сварке

2.2 ГОСТ 5264 -80.

2.3 Исходные данные:

2.3.1 Тип соединения

2.3.2 Форма подготовки кромок

2.3.3 Характер выполнения шва

2.3.4 Толщина свариваемого металла

2.3.5 Марка электрода

      1. Положение шва в пространстве




3. Общие положения

Режимом сварки называют совокупность основных характеристик сварочного процесса, обеспечивающую получение сварных швов заданных размеров, формы и качества.

При ручной дуговой сварке основными параметрами режима являются:

  1. Диаметр электрода, dэл, мм.

  2. Сила сварочного тока, Iсв, А.

  3. Напряжение на дуге, Uд, В.

  4. Скорость сварки, Vсв, м/ч.

Дополнительными параметрами режима являются:

5. Род тока.

6. Полярность тока (при постоянном токе).

3.1. Расчет режима сварки швов стыковых соединений

Швы стыковых соединений могут выполнятся с разделкой и без разделки кромок по ГОСТ 5264-80.

Диаметр электрода при сварке швов стыковых соединений выбирают в зависимости от толщины свариваемых деталей.

При выборе диаметра электрода при сварке стыковых швов в нижнем положении следует руководствоваться данными таблицы 1.

Таблица 1 - Рекомендуемые диаметры электродов при сварке стыковых швов в нижнем положении, мм

При определении числа проходов следует учитывать, что сечение первого прохода не должно превышать 30-35 мм2 и может быть определено по формуле:

F1 = (6 – 8) dэл, мм2, (1)

а последующих проходов – по формуле:

Fс = (8 – 12) dэл, мм2 , (2)

где F1 – площадь поперечного сечения первого прохода, мм2;

Fс – площадь поперечного сечения последующих проходов, мм2;

dэл – диаметр электрода, мм.

Для определения числа проходов и массы наплавленного металла требуется знать площадь сечения швов.

Площадь сечения швов представляет собой сумму площадей элементарных геометрических фигур, их составляющих. Тогда площадь сечения одностороннего стыкового шва выполненного без зазора можно определить по формуле:

F1 = 0,75 е g , мм2 , (3)

а при наличии зазора в соединении – по формуле:

(F1 + F2) = 0,75 е g + S в, мм2, (4)

где е – ширина шва, мм; g – высота усиления шва, мм; S – толщина свариваемого металла, мм; в – величина зазора в стыке, мм.

Площадь сечения стыкового шва с V–образной разделкой и с подваркой корня шва (см. рис. 9.1) определяется как сумма геометрических фигур:

F = F1 + F2 + F3 + 2F4, (5)


hello_html_m7ad5a6f4.png

Рисунок.9.1 - Геометрические элементы площади сечения стыкового шва:

где S – толщина металла, мм; h – глубина проплавления, мм; c – величина притупления, мм; e – ширина шва, мм; e1 – ширина подварки корня шва, мм; в – величина зазора, мм; g – высота усиления шва, мм; g1 – высота усиления подварки корня шва, мм; α – угол разделки кромок.

Глубина проплавления определяется по формуле:

h = (S - c), мм. (6)

Площадь сечения геометрических фигур (F1 + F2) определяют по формуле 4, F3 – по формуле 3, а площадь прямоугольных треугольников F4 определяют по формуле:

F4 = h · x/2, мм2 , (7)

где x = h tg α/2;

тогда:

F4 = (h2 ·tg α/2) /2, мм2, (8)

Но рассматриваемая нами площадь V–образного шва состоит из двух прямоугольных треугольников, поэтому:

2F4 = h2 tg α/2, мм2 . (9)

Подставляя значения элементарных площадей в формулу (5), получим:

Fн = 0,75 е g +в S + 0,75 e1 g1 + h2 tg α/2, мм2 . (10)

При X–образной разделке площадь наплавленного металла подсчитывают отдельно для каждой стороны разделки.

Зная общую площадь поперечного сечения наплавленного металла (Fн), а также площадь поперечного сечения первого (F1) и каждого из последующих проходов шва (Fс), находят общее число проходов «n» по формуле:

n = (Fn-F1/Fс) + 1. (11)

Полученное число округляют до ближайшего целого.

Расчет сварочного тока при ручной дуговой сварке производится по диаметру электрода и допускаемой плотности тока по формуле:

Iсв = Fэл ·j = (π dэл2 / 4) j , А, (12)

где π – 3,14;

j – допустимая плотность тока, А/мм2;

Fэл – площадь поперечного сечения электрода, мм2;

dэл – диаметр электрода, мм.

Сварочный ток определяется для сварки первого прохода и последующих проходов только при сварке многопроходных швов.

Допустимая плотность тока зависит от диаметра электрода и вида покрытия: чем больше диаметр электрода, тем меньше допустимая плотность тока, так как ухудшаются условия охлаждения (см. табл. 2).

Таблица 2 - Допустимая плотность тока в электроде при ручной дуговой сварке

Напряжение на дуге при ручной дуговой сварке изменяется в пределах 15-30 В и при проектировании технологических процессов ручной дуговой сварки не регламентируется.

Поэтому напряжение на дуге следует принять какое – то конкретное.

Скорость перемещения дуги (скорость сварки) следует определять по формуле:

Vсв = Lн ·Iсв / γ Fн 100, м/ч, (13)

где Lн – коэффициент наплавки, г/А час; (см. табл. 3)

γ – плотность наплавленного металла за данный проход, г/см3 (7,8 г/см3 – для стали);

Iсв – сила сварочного тока, А;

Fн – площадь поперечного сечения наплавленного металла, мм2.

Скорость перемещения дуги (скорость сварки) определяют для первого прохода и последующих проходов только при сварке многопроходных швов. Результаты расчета режима сварки стыкового шва следует занести в табл. 3.

Таблица 3 - Режимы сварки стыкового шва и его размеры

3.2 Расчет режима сварки угловых швов

При сварке угловых швов диаметр электрода выбирается в зависимости от катета шва.

Примерное соотношение между диаметром электрода и катетом шва при сварке угловых швов приведено в табл. 4.

Таблица 4 - Рекомендации по выбору диаметра электрода при сварке угловых швов

При ручной дуговой сварке за один проход могут свариваться швы катетом не более 8 мм.

При больших катетах швов сварка производится за два и более проходов Максимальное сечение металла, наплавленного за один проход, не должно превышать 30 – 40 мм2 (Fmax = 30÷40 мм2).

Площадь поперечного сечения углового шва, которую необходимо знать при определении числа проходов, рассчитывают по формуле:

Fн = Kу К2 / 2 мм2 , (14)

где Fн – площадь поперечного сечения наплавленного металла, мм2;

К – катет шва, мм;

Ку – коэффициент увеличения, который учитывает выпуклость шва и зазоры.

Для наиболее часто встречающихся угловых швов с катетом 2 – 20 мм, коэффициент Ку выбирают по табл. 5.

Таблица 5 - Рекомендации по выбору коэффициента увеличения, учитывающий выпуклость шва и зазоры

n = Fn / (30-40). (15)

Полученное дробное число округляют до ближайшего целого.

Силу сварочного тока определяют по формуле:

Iсв = (π d2эл /4) j, ( 16)

где π – 3,14;

dэл – диаметр электрода, мм;

j – допустимая плотность тока, А/мм2.

Плотность тока выбирается в пределах, рекомендуемых табл. 2.

Напряжение на дуге при ручной дуговой сварке изменяется в пределах 20 – 38 В. Следует принять какое - то конкретное.

Скорость сварки определяют по формуле:

Vсв = Lн Iсв / γ Fн 100, м/ч, (17)

где Lн – коэффициент наплавки, г/А час;

γ – плотность наплавленного металла, г/см3 (7,8 г/см3 – для стали);

Fн – площадь поперечного сечения наплавленного металла углового шва, см2;

Iсв – сила сварочного тока, А.

Значения коэффициентов наплавки для различных марок электродов приведены в табл. 6.

Таблица 6 - Коэффициенты наплавки для различных марок электродов

Таблица 7 - Режимы сварки угловых швов

4. Порядок выполнения работы

4.1 Выполнить эскиз конструктивных элементов подготовки кромок и сварного шва в соответствии с ГОСТ 5264-80

4.2 Подобрать диаметр электрода в зависимости от толщины свариваемого металла

4.3 Рассчитать площадь поперечного сечения шва первого прохода Fi и последующих проходов F посл (мм2)

4.4 Рассчитать силу сварочного тока, определив допустимую плотность сварочного тока в зависимости от диаметра электрода и вида покрытия электрода

4.5 Определить род и полярность тока

4.6 Указать пределы значений величины напряжения на дуге

4.7 Рассчитать скорость перемещения дуги (м/ч)



5. Содержание отчета

5.1 Эскиз конструктивных элементов подготовки кромок и сварного шва в соответствии с ГОСТ 5264-80

5.2 Расчет параметров режима ручной дуговой сварки


Практическое занятие№10

Изучение строения и характеристик ацетилено-кислородного пламени


1. Цель работы:

1.1 Изучение строения и характеристик ацетилено-кислородного пламени.


2. Оборудование и материалы:

2.1 Плакаты: Сварочное пламя


3. Общие положения

Применяемые при газопламенной обработке горючие газы и жидкости – это углеводороды и их смеси с другими газами. В чистом виде применяется только водород. Водородно-кислородное пламя имеет синий цвет, в нем нет четко выраженных зон. Такое пламя трудно регулировать, в нем не видны изменения.

Все горючие газы, содержащие углеводороды, при сгорании в кислороде образуют пламя, в котором четко различаются 3 зоны: ядро, средняя – восстановительная зона и факел. Чем больше углеводорода в составе горючего газа, тем резче очерчено светящееся ядро пламени.

hello_html_436c9b9e.png

Рисунок 10.1 - Схема строения газокислородного пламени:

1 — ядро; 2 — восстановительная зона; 3 — факел пламени

В зависимости от соотношения кислорода и горючего пламя может быть нормальным, науглероживающим или окислительным (рис. 1.1).

Рассмотрим процессы, происходящие в этих зонах на примере ацетилено-кислородного пламени. Выходя из сопла горелки ацетилен, нагревается и частично распадается:

С2Н2= 2С + Н2

При этом образуются твердые частицы углерода, которые, раскаляясь, ярко светятся. Поэтому оболочка ядра – самая яркая зона пламени, хотя ее температура относительно невелика (около 1500°). Самая высокая температура создается во 2, средней зоне пламени. Здесь происходит первая стадия сгорания ацетилена за счет первичного кислорода, поступающего из баллона:

2С + Н22= 2СО+Н2

В результате этой реакции получается смесь компонентов активных по отношению к кислороду, способных восстанавливать металлы из окислов. Поэтому 2 зону называют восстановительной.

В третьей зоне, факеле пламени протекает вторая стадия горения ацетилена за счет кислорода воздуха:

2СО+Н2 +1,5О2 = 2СО +НО2


Двуокись углерода и пары воды частично диссоциируются (разлагаются). Выделяющийся при этом кислород, а также непосредственно СО и пары воды могут окислить свариваемый металл. Поэтому факел пламени - это окислительная зона.

Виды пламени.

По характеру сварочное пламя может быть нормальным, окислительным и науглероживающим.

Нормальное пламя.

Для полного сгорания объема ацетилена требуется 2,5объема кислорода: 1объем его поступает в пламя из кислородного баллона и 1,5- из воздуха. Пламя, образующееся при сгорании ацетилена в кислороде при подаче их в горелку в соотношении 1:1 называют нормальным. Однако практически для образования нормального пламени это соотношение должно быть 1,05…1,2, так как за счет кислорода, подаваемого в горелку, сгорает некоторая часть водорода и, кроме того, в кислороде содержаться примеси.

Ядро – резко очерченное, цилиндрической формы с плавным закруглением, ярко светящаяся оболочка, четко выражены все три зоны. Используют для сварки большинства сталей, сплавов и цветных металлов.

Науглероживающее пламя.

Соотношение ацетилена и кислорода более 1: 0,95 (избыток ацетилена). Ядро теряет резкость очертания, на конце проявляется зеленый венчик, восстановительная зона бледнеет и почти сливается с ядром. Факел желтеет. Используют для сварки чугуна, наплавке твердыми сплавами. Температура науглероживающего пламени меньше, чем окислительного и нормального.

Окислительное пламя.

Соотношение ацетилена и кислорода менее 1:1,3 (избыток кислорода). Ядро конусообразное, укороченное, имеет менее резкое очертание, бледнеет. Пламя – синевато - фиолетовое, горит с шумом. Все зоны сокращаются по длине. Окисляет металл. Шов получается хрупким и пористым, используется при сварке латуни.

Аналогичное строение и разновидности имеет пламя, получаемое при сгорании в кислороде газов – заменителей ацетилена. Отличие заключается в том, что для получения нормального пламени отношение объема кислорода к объему горючего газа должно быть больше, чем для смеси кислорода с ацетилена. Соответственно изменяются размеры зон пламени.

Таким образом, характер сварочного пламени оказывает большое влияние на качество сварного шва. Характер сварочного пламени определяется и регулируется сварщиком на глаз по его форме и окраске. Техника регулировки пламени следующая: после зажигания горелки полностью открывают кислородный вентиль и увеличивают подачу ацетилена до появления ацетиленистого пера. Затем медленно уменьшают подачу ацетилена до получения нормального пламени. Характер пламени регулируют при помощи ацетиленового запорного вентиля.


4. Порядок выполнения работы

4.1 Изучить строение сварочного пламени.

4.2 Виды пламени.


5. Содержание отчета

5.1 Схема строения ацетилено-кислородного пламени.

5.2 Таблица 1 «Виды пламени».

Таблица 1

6. Контрольные вопросы

6.1 Назовите зоны сварочного пламени.

6.2 Какие процессы, происходят в ядре, восстановительной зоне, факеле пламени.

6.3 Назовите виды сварочного пламени, дайте им характеристику и укажите область применения.

6.4 Как влияет вид пламени на качество сварного шва?


Практическое занятие №11

Технология газовой сварки


1. Цель работы

1.1 Получить навык в составлении технологии газовой сварки Закрепление теоретического материала по теме «Технология газовой сварки»

1.2 Привитие навыков самостоятельной работы со справочной литературой


2. Оборудование и материалы:

2.1 Пост газовой сварки.

2.2 Пластины из углеродистой стали

2.3 Присадочная проволока

2.4 Плакаты: Технология газовой сварки


3. Общие положения

Газопламенная обработка металлов - это ряд технологических процессов, связанных с обработкой металлов высокотемпературным газовым пламенем.

Газовая сварка плавлением, при которой нагрев кромок соединяемых частей деталей производится пламенем газов, сжигаемых на выходе из горелки для газовой сварки.

Газовое пламя чаще всего образуется в результате сгорания (окисления) горючих газов технически чистым кислородом (чистота не ниже 98,5%). В качестве горючих газов используют ацетилен, водород, метан, пропан, пропанобутановую смесь, бензин, керосин.

hello_html_m6222198f.png

Рисунок 11.1- Газовая сварка:

1 – соединяемые детали; 2 – сварочная ванна; 3 – присадочный материал; 4 – газовое пламя; 5 – горелка

В процессе сварки происходит расплавление основного и присадочного металлов. Регулирование степени их расплавления определяется мощностью горелки, толщиной металла и его теплофизическими свойствами. Газовой сваркой выполняют сварные соединения различного типа.

Металл толщиной до 2 мм соединяют встык без разделки кромок и без зазора или, что лучше, с отбортовкой кромок без присадочного металла.

Металл толщиной 2 ... 5 мм с присадочным металлом сваривают встык без разделки кромок с зазором между кромками.

При сварке металла свыше 5 мм используется V- или Х-образная разделка кромок.

Тавровые и нахлесточные соединения допустимы только для металла толщиной до 3 мм. При большой толщине неравномерный разогрев приводит к существенным деформациям, остаточным напряжениям и возможности образования трещин.

Свариваемые кромки зачищают от загрязнений на 30 ... 50 мм механическими способами или газовым пламенем. Перед сваркой детали сварного соединения закрепляются в сборочно-сварочном приспособлении или собираются с помощью коротких швов прихваток.

Направление движения горелки и наклон ее к поверхности металла оказывает большое влияние на эффективность нагрева металла, производительность сварки и качество шва. Различают два способа сварки: правый и левый (рисунок 2.2). Левым способом газовой сварки называется такой способ, при котором сварку ведут справа налево, сварочное пламя направляют на еще несваренные кромки металла, а проволоку перемещают впереди пламени (рисунок 11.2 б). Левый способ наиболее распространен и применяется при сварке тонких и легкоплавких металлов. При левом способе сварки кромки основного металла предварительно подогревают, что обеспечивает хорошее перемешивание сварочной ванны. При этом способе сварщик хорошо видит свариваемый шов, поэтому внешний вид шва получается лучше, чем при правом способе.

Правый способ (рисунок 11.2 а) – это такой способ, когда сварку выполняют слева направо, сварочное пламя направляют на сваренный участок шва, а присадочную проволоку перемещают вслед за горелкой. Так как при правом способе пламя направлено на сваренный шов, то обеспечивается лучшая защита сварочной ванны от кислорода и азота воздуха и замедленное охлаждение металла шва в процессе кристаллизации. Качество шва при правом способе выше, чем при левом. Правый способ экономичнее левого, производительность сварки при правом способе на 20-25% выше, а расход газов на 15-20% меньше, чем при левом.

Правый способ целесообразно применять при сварке деталей толщиной более 5 мм и при сварке металлов с большой теплопроводностью.

Мощность сварочной горелки для стали при правом способе выбирается из расчета ацетилена 120-150дм3/ ч., а при левом – 100-130дм3/ч. на 1 мм толщины свариваемого металла.

Диаметр присадочной проволоки выбирается в зависимости от толщины свариваемого металла и способа сварки.

При левом способе диаметр присадочной проволоки S = S/2 + 1 мм, а при правом S = S/2 мм, где S – толщина свариваемого металла.

Тепловое воздействие пламени на металл зависит от угла наклона оси пламени к поверхности металла (рис. 11.3).

hello_html_426d297f.png

Рисунок 11.2 - Способы перемещения горелки (способы газовой сварки)

hello_html_841ebf2.png


Рисунок 11.3 - Применяемые углы наклона горелки в зависимости от толщины металла

В процессе сварки горелке сообщаются колебательные движения и конец мундштука описывает зигзагообразный путь. Горелку сварщик держит в правой руке. При использовании присадочного металла присадочный пруток держится в левой руке. Присадочный пруток располагается под углом 45° к поверхности металла. Оплавляемому концу присадочного прутка сообщают зигзагообразные колебания в направлении, противоположном движению мундштука (рисунок 11.4). Газовая сварка может производиться в нижнем, вертикальном и потолочном положениях. При сварке вертикальных швов "на подъем" процесс удобнее вести левым способом, горизонтальных и потолочных - правым способом.

hello_html_785cc000.png

Рисунок 11.4 - Движения горелки и проволоки

а) при сварке стали толщиной более 3 мм в нижнем положении, б) при сварке угловых валиковых швов; 1 - движение проволоки; 2 - движение горелки; 3 - места задержек движения

При необходимости использования флюса он наносится на свариваемые кромки или вносится в сварочную ванну оплавляемым концом присадочного прутка (налипающим на него при погружении во флюс). Флюсы могут использоваться и в газообразном виде при подаче их в зону сварки с горючим газом.

4. Порядок выполнения работы

4.1 Изучить технологию газовой сварки.

4.2 Выполнить наплавку валиков левым и правым способами газовой сварки.

5. Содержание отчета

5.1 Способы газовой сварки: назначение, техника выполнения.

5.2 Решить задачу: Нужно, используя газовую сварку, соединить трубы диаметром 45 мм, толщиной стенки 3 мм. Назовите диаметр проволоки, количество слоев.

6. Контрольные вопросы

6.1 Укажите область применения газовой сварки.

6.2 Расскажите о преимуществах и недостатках левой и правой сварки.

6.3 Каким должно быть положение горелки и присадочной проволоки при левой и правой сварке?



Практическое занятие№12

Изучение устройства и определение технических характеристик ацетиленовых генераторов

1. Цель работы

1.1 Закрепление теоретического материала по теме «Горючие газы и жидкости для газопламенной обработки "металлов»

1.2 Привитие навыков самостоятельной работы с натурным образцом


2. Оборудование и материалы:

2.1 Инструкция к генератору АНВ-1,25-73

2.2 Натурный образец ацетиленового генератора АНВ-1,25-73

2.3 Натурный образец водяного предохранительного затвора

2.4 Плакаты: Ацетиленовые генераторы Предохранительные затворы


3. Общие положения

Ацетиленовые генераторы.

Ацетиленовыми генераторами называются аппараты, предназначенные для производства ацетилена из карбида кальция и воды. В соответствии с ГОСТом 5190—78 ацетиленовые генераторы, применяемые для сварки и резки металлов, классифицируются по следующим признакам:

- по производительности - 0,8; 1,25; 2,0; 3,2; 5,0; 10,0; 20,0; 40,0; 80,0; 160,0 и 320,0 м3

- по способу применения - передвижные с производительностью 1,25 - м3/ч, стационарные с производительностью 5-640 м /ч

- по давлению вырабатываемого ацетилена - низкого давления до 0,02 МПа, среднего давления от 0,02 до 0,15 МПа

- по способу взаимодействия карбида кальция с водой ацетиленовые генераторы могут быть следующих систем:

1) генераторы системы KB («карбид в воду»)

2) генераторы системы («вода на карбид») с вариантами процессов: а) «мокрый», б) «сухой»;

3) генераторы системы ВВ («вытеснение воды»)

4) генераторы комбинированной системы ВК и ВВ

Все ацетиленовые генераторы независимо от их конструкции и системы имеют следующие основные части:

1) газообразователь;

2) газосборник (газгольдер);

3) предохранительное устройство, обеспечивающее полный выпуск газа из аппарата;

4) предохранительный затвор;

5) автоматическую регулировку количества вырабатываемого ацетилена в зависимости от его потребления. Генераторы окрашены в белый или серый цвет. На корпусе генератора прикреплена табличка со следующими надписями:

1. Наименование организации, в систему которой входит завод-поставщик.

2. Наименование или товарный знак завода-поставщика.

3. Местонахождение завода-поставщика.

4. Наименование, тип, марка, заводской номер и год выпуска генератора.

5. Допустимый размер кусков карбида кальция в миллиметрах;

6. Единовременная загрузка карбида в килограммах.

7. Производительность в дм3/сек (м3/ч).

8. Предельное давление в Мн/м2 (кГ/см2).

9. Рабочее давление в Мн/м (кГ/см ).

10. Пределы температур, при которых может работать генератор.

11. Порядковый номер генератора.

12. Год и месяц выпуска генератора.

13. Номер стандарта.

Конструкция и работа генератора.

Генератор (рис. 12.1) состоит из корпуса 1 с вваренной в него ретортой 2, в которой помещена загрузочная корзина 3. Корпус генератора разделен горизонтальной перегородкой-25 на две части: нижнюю — газосборник и верхнюю, открытую сверху, — водосборник. Части сообщаются между собой соединительной циркуляционной трубкой 5, доходящей почти до дна газосборника. При низких температурах в соединительную трубку устанавливают водяной затвор 14, между газосборником и водяным затвором помещен карбидный осушитель- 22, соединенный с ними резиновыми шлангами 23 и 21. Генератор заполняют водой через открытую верхнюю часть корпуса до уровня шайбы 24. Вода в реторту проходит по газоотводящей трубке 28, куда она поступает через отверстие 26 при открывании вентиля 27, щиток которого выведен из корпуса генератора через сальник. Реторта закрыта крышкой 5 с помощью траверсы 7 и винта 6.

Ацетилен, выделяющийся в результате реакции между карбидом кальция и водой, поступает по газоотводящей трубке 28 в газосборник и вытесняет находящуюся в нем воду через циркуляционную трубу 8 в верхнюю часть генератора. Для прочистки газоотводящей трубки служит гайка 16. Воду подают в реторту до тех пор, пока она не будет вытеснена из газосборника ниже уровня вентиля 27. При этом по мере выделения ацетилена и возрастания давления в газосборнике и в реторте вода вытесняется из реторты 2 в камеру 13 через трубу 12. Благодаря вытеснению воды из реторты дальнейшее газообразование ограничивается, и рост давления в газосборнике замедляется.

При отборе газа из газосборника давление в нем и реторте падает; вода, вытесненная в камеру, возвращается в реторту и поступает к карбиду, вследствие чего газообразование возобновляется. При падении давления в генераторе до 2,25—2,65 кН /м2 (230—270 мм вод. ct.J вода в газосборнике поднимается выше уровня вентиля 27 и начинает наполнять реторту. Поступление воды в реторту прекращается после того, как давление газа пре­высит 2,65—2,74 кН/м2 (270—280 мм вод. ст.), т. е. когда уровень воды в газосборнике снова опустится ниже уровня вентиля 27. Газ при отборе поступает из газосборника в карбидный осушитель, загруженный карбидом, после чего проходит в водяной затвор, а из него через ниппель 75 в горелку или резак.

Карбидный осушитель 22 представляет собой цилиндрический сосуд, имеющий входной (внизу) и выходной ниппели. Внутри корпуса помещена решетка, на которую загружают карбид кальция. Осушитель закрывают крышкой; уплотнение достигается при помощи резинового кольца.

Водяной затвор служит для предохранения генератора от проникновения в него взрывной волны при обратном ударе пламени. Ацетилен поступает в водяной затвор по газоподводящей трубке 20, приваренной к отъемному нижнему донышку. Газоподводящая трубка помещена в предохранительной трубе, которая не доходит до нижнего донышка корпуса затвора. Плотность в месте соединения нижнего донышка с корпусом затвора создается резиновой прокладкой (кольцом) 10. Верхний конец газоподводящей трубки соединен шлангом 21 с карбидным осушителем; нижний конец трубки имеет шесть отверстий, через которые газ проходит в корпус затвора. Над отверстиями трубки расположена шайба 9, служащая рассекателем. Ацетилен, пройдя через воду, залитую в затвор до уровня контрольного крана 11, вытесняет часть воды в зазор между предохранительной и газоподводящей трубами. Газ выходит из затвора через ниппель 75.

При обратном ударе взрывчатая смесь вытесняет воду в предохранительную и газоподводящую трубы до тех пор, пока уровень воды не достигнет уровня нижнего отверстия предохранительной трубы. Через эту трубу взрывчатая смесь выходит в атмосферу, унося с собой воду. При проходе через отверстия в трубе часть воды задерживается в обечайке 77 и стекает обратно в затвор.

hello_html_43d084c8.png


Рисунок 12.1-Генератор АНВ-1,25-73: a— общий вид; б— схема

Подготовка генератора к пуску.

Перед пуском генератор следует осмотреть, обратить внимание на отсутствие ила в реторте и шлангах, соединяющих карбидный осушитель, а также посторонних предметов в корпусе генератора. Подготовка генератора к пуску состоит в следующем:

1. Зарядить карбидный осушитель 22, для чего снять его с рабочего места, отсоединить шланги 21 и 23; открыть крышку, очистить от извести осушитель и шланги; загрузить на решетку в сухой осушитель 1 кг карбида кальция грануляции 15/25 мм; закрыть крышку, положив под нее резиновою прокладку. Установить осушитель, присоединив его при помощи шланга 23 к газоотводящей трубке генератора и при помощи шланга 21 к водяному затвору.

2. Заполнить генератор водой до уровня шайбы 24; при этом вентиль 19 водяного затвора должен быть открыт, а вентиль 27 закрыт.

3. Заполнить водой водяной затвор 14 через открытую верхнюю обечайку 17 до уровня контрольного крана 11, после чего закрыть вентиль 19.

4. Открыть вентиль 27; убедиться в том, что вода поступает в реторту, после чего закрыть вентиль 27 и контрольный кран 4.

5. Корзину 3 до уровня ее верхних прутьев загрузить карбидом грануляции 25/80 мм. В корзину одновременно можно загружать не более 4 кг карбида.

6. Вставить корзину в реторту 2 без перекоса; плотно закрыть реторту крышкой 5 при помощи нажимного винта 6 и траверсы 7.

7. Открыть вентиль 27, пустить воду в реторту и выделившимся ацетиленом продуть реторту через пробный кран 4 в течение 1 мин,

после чего пробный кран закрыть. Во время продувки вентиль 27должен быть закрыт.

Обслуживание во время работы.

Для отбора газа из генератора требуется открыть вентиль 19 на водяном затворе. После израсходования заряда карбида (что определяется по выходу воды с жидким илом при открывании пробного крана 4 нужно закрыть вентиль 27 и тем самым прекратить подачу воды в реторту.

Чтобы перезарядить реторту, следует открыть ее крышку, вынуть корзину, очистить реторту от ила, промыть корзину и высушить ее без применения открытого огня. Загрузить карбидом запасную корзину, вставить ее в реторту, закрыть реторту, и снова открыть вентиль 27. После выработки каждой загрузки необходимо корпус генератора пополнить водой до уровня шайбы 24 в верхней части генератора. После переработки в генераторе каждых четырех загрузок карбида требуется перезаряжать карбидный осушитель, как указано выше.

Проверять уровень жидкости в водяном затворе следует при каждой перезарядке и после каждого обратного удара. При необходимости долить воду в затвор через верхнюю обечайку 17 до уровня контрольного крана 11; излишек воды слить. Для проверки уровня жидкости в водяном затворе, при работе в холодное время года, в момент перезарядки отсоединить затвор, вынуть его из циркуляционной трубы и открыть вентиль 19 и кран 11. Для разборки водяного затвора необходимо отвернуть гайку 18. После окончания работы промыть реторту, загрузочную корзину и камеру для вытесненной воды.

Предохранительные затворы

Предохранительный затвор является основным устройством, предохраняющим ацетиленовый генератор от попадания в него взрывной волны при обратном ударе пламени. Он препятствует также проникновению воздуха или кислорода в генератор или газопровод. Предохранительные затворы могут быть жидкостными или сухими. Жидкостные затворы обычно заливают водой, а в зимнее время — незамерзающей жидкостью. Сухие затворы заполняют мелкопористой металлокерамической массой. Их применяют на линиях с городским газом, пропан-бутановыми смесями и другими газами, имеющими малую скорость распространения взрывной волны.

По ГОСТу 8766—73 в зависимости от давления ацетилена жидкостные (водяные) затворы классифицируются:

- по предельному давлению поступающего ацетилена

1) затворы низкого давления (открытого типа) с наибольшим рабочим давлением до 0,01 МПа включительно;

2) затворы среднего давления (закрытого типа) с наибольшим рабочим давлением от 0,01 МПа до 0,15 МПа.

- по пропускной способности на:

1) центральные с пропускной способностью, соответствующей максимальной производительности генератора

2) постовые с пропускной способностью ацетилена до 3*2 м /ч Окрашены затворы или в белый цвет или в цвет генераторов, на которых они установлены. На корпусе затвора прикреплена табличка со следующими надписями:

1. Наименование организации, в систему которой входит предприятие-поставщик.

2. Наименование предприятия-поставщика и его местонахождение.

3. Наименование и тип затвора.

4. Предельно допустимое давление.

5. Номинальная пропускная способность.

6. Порядковый номер.

7. Год и месяц выпуска.

8. Номер стандарта.

Водяной затвор низкого давления открытого типа показан на рис. 12.2.

hello_html_m65159011.png


Рисунок 12.2 -Водяной затвор низкого давления открытого типа:

а - общий вид; б — схема; 1 — корпус; 2 — предохранительная трубка; 3

— газоподводящая трубка; 4 — воронка для налива воды; 5 — вентиль; 6

— ниппель отбора газа; 7 — контрольный кран; 8 — диск-рассекатель; 9 — днище затвора


4. Порядок выполнения работы

4.1 Разобрать образец ацетиленового генератора АНВ-1,25-73, найти основные его части;

4.2 Изучить принцип работы, правила обслуживания генератора

4.2 Изучить конструкцию водяного затвора, принцип его работы

4.3 Ответить на контрольные вопросы


5. Содержание отчета

5.1 Назначение ацетиленового генератора АНВ-1,25-73

5.2 Схема ацетиленового генератора АНВ-1,25-73, с перечнем основных частей генератора и указанием хода газа и воды в генераторе

5.3 Описание работы генератора

5.4 Техническая характеристика ацетиленового генератора АНВ-1,25-73

5.5 Назначение водяного предохранительного затвора

5.6 Схема водяного затвора в рабочем и аварийном состоянии, с указанием основных частей

5.7 Описание работы предохранительного затвора


6. Контрольные вопросы

6.1 Основные системы ацетиленовых генераторов.

6.2 Что такое обратный удар?

6.3 Какова грануляция карбида кальция, применяемая в генераторе?

6.4 В каком случае водяной затвор устанавливают внутри генератора?

6.5 До какого уровня генератор заполняют водой?



Практическое занятие№13

Дефекты сварных швов


1. Цель работы

1.1 Изучить дефекты сварных соединений и причины их возникновения


2. Оборудование и материалы:

2.1 Пособия: Типы сварных швов. Виды сварных швов.


3. Общие положения: Работа выполняется в соответствии с рекомендациями «Учебный элемент. Профессия Электросварщик ручной дуговой сварки. Отрасль (подотрасль): Машиностроение. Код: 01-17»


4. Порядок выполнения работы

4.1 Изучить дефекты сварных соединений и причины их возникновения

4.2 Заполнить таблицу


5. Содержание отчета

5.1 Таблица «Дефекты сварных швов и соединений»


6. Контрольные вопросы

6.1 Что называется трещиной?

6.2 Что называется порой?

6.3 Что называется непроваром кромок?

6.4 Что такое шлаковое включение?

6.5 Что называется трещиной?

6.6 Каковы причины появления пор?

6.7 Каковы причины появления брызг электродного метала?



Практическое занятие№14

Визуальный и измерительный контроль сварных соединений.

Составление дефектной ведомости на сварной шов


1. Цель работы

1.1 Приобрести навыки по выявлению дефектов и определению качества сварки внешним осмотром

1.2 Научиться составлять дефектную ведомость на сварной шов


2. Оборудование и материалы:

2.1 Лупа с 10 кратным увеличением

2.2 Металлическая линейка

2.3 Набор шаблонов

2.4 Набор сварных образцов с характерными дефектами

2.5 Лупа с 4 кратным увеличением

2.6 Электроды УОНИ-13/45

2.7 Присадочная проволока Св-08Г2С

2.8 Набор сварных образцов с характерными дефектами

2.9 Пособия: Типы сварных швов. Виды сварных швов.

2.10 Образцы с дефектными участками



3. Общие положения

Внешний осмотр и обмеры сварных швов, наиболее простые и наиболее распространенные способы контроля качества сварки. Они являются первыми контрольными операциями по приему готового сварного узла или изделия.

Этими видами контроля подвергаются все сварные швы независимо от того, какие испытания будут в дальнейшем.

Внешним осмотром сварных швов выявляют наружные дефекты: непровары, наплывы, прожоги, подрезы, наружные трещины и поры, смещение свариваемых кромок деталей и т.д.

Дефекты швов осматривают как невооруженным глазом, так и с применением лупы с увеличением до 10 раз.

Различные отклонения от установленных норм и технических требований, которые ухудшают работоспособность сварных конструкций, называются дефектами сварных соединений. Они уменьшают прочность сварных швов и могут привести к разрушению сварных соединений.

Все дефекты могут быть разделены на три основные группы:

  • дефекты формы и размеров сварных швов;

  • наружные и внутренние дефекты;

  • дефекты микроструктуры.

Наиболее частыми дефектами формы и размеров швов являются неравномерная ширина и высота шва, бугристость, седловины, перетяжки (рис. 14.1).


hello_html_m76f7a25b.png




Рисунок 14.1- Дефекты формы и размеров шва:

а - неравномерность шва, б - неравномерность ширины стыкового шва, в - неравномерность по длине катета углового шва.

Эти дефекты снижают прочность и ухудшают внешний вид шва. Причинами их образования являются колебания напряжения в сети, неравномерная скорость сварки, неправильный угол наклона электрода, протекание жидкого металла в зазоры и т. д.

Наружные и внутренние дефекты. Сюда относятся наплывы, подрезы, прожоги, непровары, трещины, шлаковые включения и газовые поры.

Наплывы - образуются в результате жидкого металла на кромки холодного основного металла. Они могут быть местными, в виде отдельных застывших капель, а так же иметь значительную протяженность вдоль шва.

Причинами образования наплывов является большой сварочный ток, слишком длинная дуга, неправильный наклон электрода.

В местах наплывов часто выявляются непровары, трещины и другие дефекты.

Подрезы - представляют собой продолговатые углубления (канавки) образовавшиеся в основном металле вдоль края шва.

Они образуются в результате большого сварочного тока и длинной дуги т.к. при этом возрастает ширина шва, и сильнее оплавляются кромки. Подрезы приводят к ослаблению сечения основного металла и могут быть причиной разрушения сварного соединения.

Прожоги - это сквозное проплавление основного или наплавленного металла. Причинами могут быть большой зазор между кромками, плохой подгон кромок, грейферный сварочный ток при небольших скоростях сварки.

Непроваром называется несплавление основного металла с наплавленным. Причинами образования непроваров являются плохая зачистка металла от окалины ржавчины, грязи, малый зазор, недостаточный сварочный ток, большая скорость сварки и т. д.


hello_html_ba73215.png

Рисунок 14.2-Дефекты микроструктуры в швах: непровары, газовые поры.


Трещины - так же как и не провары являются наиболее опасными дефектам сварных швов. Они могут возникать как в самом шве, в околошовной зоне располагаться вдоль и поперек шва.

На образование трещин влияет повышенное содержание углерода способствующее закалки, а также серы и фосфора. Сера увеличивает склонность к образованию горячих трещин, фосфор - холодных.

Шлаковые включения образуются в результате плохой зачистки кромок о окалины, ржавчины, грязи. Форма их различная: от сферической до игольчатой.

Шлаковые включения ослабляют сечение шва и уменьшают его прочность.

Газовые поры появляются в сварных швах вследствие быстрого охлаждения Газы не успевают выйти наружу и остаются в виде пузырьков (пор).

Пористость шва и размер отдельных пор зависит от того, как долго сварочная ванна находится в жидком состоянии. Газовые поры могут распределяться отдельными группами в виде цепочки или пустотой - они ослабляют сечение шва и уменьшают его прочность.


4. Порядок выполнения работы

4.1 Описать сварной шов (его участки) с дефектами, вычертить образец сварного шва с указанием дефектного участка:

Очистить сварной шов и прилегающую к нему поверхность на ширину не менее 20 мм по обе стороны от шлака, брызг расплавленного металла, окалины, которые могут затруднить проведение осмотра.

Провести осмотр швов по всей их протяженности, а в случаях недоступности обязательно с двух сторон. Дефекты шва осмотреть, как невооруженным глазом, так и с применением лупы с увеличением до 10 раз.

Произвести обмеры сварных швов. Размеры контролируют обычными измерительными инструментами - линейка, шаблоны.

Вычертить образец сварного шва с указанием дефектного участка

4.2 Составить дефектную ведомость на сварной шов



5. Содержание отчета

5.1 Описание сварного шва (его участки) с дефектами (размеры).

5.2 Схема образца сварного шва с указанием дефектного участка

5.3 Дефектная ведомость

Номер и тип сварного соединения

Толщина свариваемого металла, мм

Метод контроля

Контролируемые параметры

Средства контроля

Наименование выявленного дефекта

Характеристика выявленного дефекта

Схема выявленного дефекта

Заключение о годности сварного соединения































































6. Контрольные вопросы

6.1 Назначение внешнего осмотра (визуально - оптический контроль сварки).

6.2 Перечислить виды наружных дефектов

6.3 В чем причины появления дефектов сварки?

6.4 Каково влияние дефектов на работоспособность сварных соединений?



Практическое занятие№15

Устранение раковин и трещин наплавкой


1. Цель работы

1.1 Приобрести знания и умения по обнаружению дефектов отливок из низкоуглеродистой стали: раковин и трещин; производить подготовку дефектов к их устранению и устранять раковин и трещин в отливках из низкоуглеродистых сталей


2. Оборудование и материалы:

    1. Пост газовой сварки

    2. Горелка типа ГЗ с набором наконечников

    3. Защитные средства

    4. Литая заготовка из низкоуглеродистой стали марки Ст 3 с раковинами

    5. Литая заготовка из низкоуглеродистой стали марки Ст 3 с трещинами

    6. Присадочная проволока марки Св-08, диметром 2,0 мм

    7. Лупа 4-х или 10-ти кратного увеличения

    8. Штангенциркуль

    9. Струбцины

    10. Металлическая щетка

    11. Молоток слесарный

    12. Зубило

    13. Керн

    14. Наждачная бумага


3. Общие положения: Работа выполняется в соответствии с рекомендациями «Учебный элемент. Профессия Газосварщик. Отрасль (подотрасль): Машиностроение. Код: 04-01»


4. Порядок выполнения работы

4.1 Произведите ремонт отливки из низкоуглеродистой стали по устранению раковин и трещин наплавкой


5. Контрольные вопросы

5.1 Какого размера дефекты визуального обнаружения подлежат устранению?

а) Скопление раковин размером менее !,5 мм в количестве 3-х штук на 1 см2.

б) 2 мм.

в) 3 мм и более

5.2 Какова ширина зоны зачистки окрестности дефектного участка?

а) 5 мм.

б) 10 мм.

в) 25 мм

5.3 До какого уровня заполняют разделку дефекта наплавленным слоем?

а) Заподлицо с поверхностью детали.

б) Ниже уровня поверхности детали.

в) Выше уровня поверхности детали

5.4 Какие материалы не должны находиться в зоне наплавки?

а) Окалина.

б) Масла.

в) Ржавчина

5.5 На какую глубину производят разделку дефектного участка?

а) Сквозная выборка.

б) 5 мм.

в) До «здорового» металла

5.6 Металл прогревается быстрее, если пламя направлено к поверхности разделки под углом?

а) 30°.

б) 60°.

в) 90°.

5.7 Каким пламенем ведут обработку наплавкой?

а) Окислительным.

б) Нормальным.

в) Науглероживающим



Практическое занятие№16

Газопламенная правка


1. Цель работы

1.1 Приобрести знания и навыки выполнения газопламенной правки стальных листов, фасонного профиля типа уголков, труб, сварных двутавров


2. Оборудование и материалы:

2.1 Пост газовой сварки

2.2 Горелка типа ГЗ с набором наконечников

2.3 Контактная термопара 20-1000°С

2.4 Термокарандаши 500-700°С

2.5 Линейка металлическая

2.6 Заваренный образец таврового соединения


3. Общие положения: Работа выполняется в соответствии с рекомендациями «Учебный элемент. Профессия Газосварщик. Отрасль (подотрасль): Машиностроение. Код: 05-01»


4. Порядок выполнения работы

4.1 Выполните газопламенную правку представленного образца.


5. Контрольные вопросы

5.1 К факторам, влияющим на абсолютную величину деформации относятся:

а) конструктивные особенности изделия;

б) интенсивность нагрева;

в) температура нагрева

5.2 При увеличении температуры и зоны нагрева деформации нагреваемой части обазца:

а) увеличиваются;

б) уменьшаются;

в) не изменяются

5.3 Какой расход ацетилена на 1 мм толщины нагреваемого металла рекомендуется при выполнении газопламенной правки?

а) 100 дм3/ч.

б) 200 дм3/ч.

в) 300 дм}

5.4 Какой диапазон перемещения пламени рекомендуется при газопламенной правке?

а) 100-200 мм/мин.

б) 180-420 мм/мин.

в) 450-500 мм/мин

5.5 Сколько раз рекомендуется нагревать один и тот же участок?

а) 1 раз.

б) 2 раза.

в) без ограничений

5.6 При нагреве какой стороны деформированной поверхности достигаются лучшие
результаты при газопламенной правке?

а) вогнутой;

б) выпуклой;

в) не имеет значения




Лабораторная работа № 1

Оборудование и оснастка для выполнения сварочных работ


1. Цель работы

1.1 Знать различное оборудование для ручной дуговой сварки.

1.2 Знать различную оснастку для ручной дуговой сварки


2. Оборудование и материалы:

2.1 Сварочный трансформатор ТДМ-317У2.

2.2 Сварочный выпрямитель ВД-306

2.3 Сварочные провода

2.4 Зажим для обратного провода

2.5 Ви

2.6 Монтажный стол

2.7 Комплект переносных зажимов

2.8 комплект фиксаторов

2.9 комплект упоров


3. Общие положения


Сварочные работы выполняются на специально оборудованном рабочем месте сварщика, которое называется сварочным постом (Рис. 1.1).


hello_html_2c06f5f5.jpg

Рисунок 1.1- Сварочный пост

Источники питания сварочной дуги, провода и держатели электродов относят к оборудованию, а монтажный стол и различные устройства для сборки деталей под сварку-к оснастке для выполнения сварочных работ.


Схема подключения сварочного оборудования (Рис.1.2)


hello_html_m7ae19b50.png

Рисунок 1.2- Схема подключения сварочного оборудования


Для подвода тока от источника питания к электрододержателю применяют гибкие провода марок ПРГД, ПРГДО, АПРГДО. Они предназначены для подключения к источнику питания с напряжением сварочной цепи до 127В переменного тока частотой 50Гц или 220В постоянного тока.


hello_html_66dee075.jpg

Рисунок 1.3-Гибкие провода


Обратный провод, т.е. провод, соединяющий свариваемое изделие с источником питания, может быть менее гибким и обычно изготавливается из провода марки ПРГ. В качестве источников питания для ручной дуговой сварки используются источники питания переменного или постоянного тока с падающими внешними вольтамперными характеристиками, а также ступенчатым и плавным регулированием сварочного тока.

Для сварки переменным током используются сварочные трансформаторы, например, ТД-502, ТД-102, ТД-306, которые обеспечивают падающие ВАХ и возможность ступенчатого и плавного регулирования сварочного тока.

Таблица 1-Технические характеристики сварочных трансформаторов

hello_html_m6b0c3383.png


Для сварки постоянным током используются сварочные выпрямители, например, ВД-306, ВД-502, которые обеспечивают падающие ВАХ и возможность ступенчатого и плавного регулирования сварочного тока.


Таблица 2-Технические характеристики сварочных выпрямителей

hello_html_4fda71d0.png


Для крепления электрода, подвода к нему сварочного тока и манипулирования им при ручной дуговой сварке используются электрододержатели. Наибольшее распространение получили вилочные держатели. Они просты в изготовлении, имеют небольшую массу и позволяют быстро менять электрод. Однако они не всегда обеспечивают хороший контакт с электродом, что приводит к подгоранию контактных поверхностей.


hello_html_m2afdc2e0.jpg

Рисунок 1.4-Сварочные электрододержатели



При необходимости используют:

  • Пружинный держатель рычажного типа,

  • Безогарковый держатель и другие типы держателей.


hello_html_358199dd.png

Рисунок 1.5






Сборка и сварка изделия осуществляется на специальном монтажном столе. В ячейках монтажной плиты размещаются необходимые упоры и зажимы.

hello_html_47ac277e.png


Рисунок 1.6


Для фиксации взаимного положения свариваемых деталей используются переносные зажимы:

  • Струбцины,

  • Болтовые зажимы,

  • Клиновые скобы,

  • Зажимные скобы,

  • Пружинные скобы и т.д.

hello_html_55e88cb4.png


Рисунок 1.7


hello_html_m3df7331e.png


Рисунок 1.8



Магнитные зажимы могут быть использованы:

  • Для фиксации свариваемых кромок при сварке пластин встык;

  • Для сборки соединений других типов

hello_html_m545d63de.png


Рисунок 1.9







При монтаже крупных конструкций в основном используют прихваты, отдельные элементы которых привариваются к собираемым элементам.

Прихваты бывают жесткие и регулируемые.

hello_html_408514d0.png

Рисунок 1.10




  • Карман (а);

  • Упор жесткий (б);

  • Упор съемный (в);

  • Упор откидной (г);

  • Палец жесткий (д);

  • Палец откидной (г);

  • Призма регулируемая (ж);

  • Шаблон (з) и др.

hello_html_m6f5bbe9b.png


Рисунок 1.11



Прижимы:

  • Эксцентриковый

  • Фиксированный

  • Откидной

  • Поворотный

  • Пружинный


hello_html_6778ba44.pnghello_html_285f4893.png


hello_html_m15c2ea28.pnghello_html_6ba04989.png


hello_html_m5b85443.png


Рисунок 1.12


4. Порядок выполнения работы

4.1 Изучить оборудование и оснастку для выполнения сварочных работ.

4.2 Ответить на контрольные вопросы.


5. Контрольные вопросы

5.1 Для чего используется обратный провод?

5.2 Для какого вида сварки используются сварочные трансформаторы?

5.3 Для какого вида сварки используются сварочные выпрямители?

5.4 В чем особенность безогаркового электрододержателя?

5.5 В каких случаях используют сварочную оснастку, элементы которой приваривают к изделию?

5.6 Для чего может быть использована струбцина?

5.7 Из каких марок проводов обычно изготавливается обратный провод, соединяющий свариваемое изделие с источником питания?


Лабораторная работа №2

Подготовка к работе и обслуживание рабочего места электросварщика


1.Цель работы

1.1 Подготовить рабочее место к выполнению сварочных работ

1.2 Произвести обслуживание сварочного поста


2. Оборудование и материалы

2.1 Выпрямитель сварочный

2.2 Провода сварочные, сеч . 35 мм

2.3 Стол сварочный

2.4 Электрододержатель

2.5 Щиток и маска сварщика

2.6 Соединители проводов

2.7 Клеммы заземления или струбцина

2.8 Пенал для электродов

2.9 Комплект слесарного инструмента сварщика

2.10 Коврик резиновый

2.11 Мат войлочный

2.12 Щетка волосяная

2.13 Изоляционная лента

2.14 Сеть переменного тока напряжением 380, 220 В

2.15 Магистраль сжатого воздуха

3. Общие положения

Виды сварочные постов и их устройство.

Различают сварочные посты стационарные и передвижные.

Стационарные посты представляют собой открытые сверху кабины для сварки деталей небольших размеров. Передвижные посты применяют при сварке крупногабаритных изделий непосредственно на производственных площадях цеха или стройплощадки. На передвижных постах сварщик, как правило перемещается по свариваемой конструкции или вдоль нее , переходя от одного шва к другому

При значительном удалении от места сварки источник сварочного тока может быть перемещен на другое, более удобное место.

Для монтажных работ в различных промышленных отраслях, для ремонтных работ и в других случаях удобно использовать переносные сварочные выпрямители.

Рабочее место сварщика может быть укомплектовано как однопостовым (например, ВД-301, ВД-201, ВДУ-504 и т.д.), так и многопостовым источником сварочного тока (например, ВКСМ-1000, ВДМ-1001, ВДМ-201 и т.д.). Многопостовые источники позволяют питать током одновременно несколько сварочных душ и используются для централизованного питания нескольких сварочных постов – шести, девяти или восемнадцати.

Типовая схема стационарного сварочного поста.

В состав стационарного поста входит:

  • электрическая сеть переменного тока напряжением 380/220 В

  • сетевой рубильник с предохранителем;

  • источник сварочного тока (выпрямитель сварочный или трансформатор);

  • гибкие сварочные провода;

  • токоподвод к изделию;

  • подвод заземления (обратный провод);

  • стол сварочный, оборудованный местным отсосом.

Стационарный сварочный пост обычно устанавливается в виде отдельной кабины размеров 2 х 2,5 м.

Стенки кабины могут быть изготовлены из тонколистового железа или фанеры, пропитанной огнестойким составом.

Высота стен 1,8-2.0 м, дверной проем открыт или занавешен брезентом.

В кабине размещают металлический стол, на котором производят сварочные работы. Рабочая поверхность стола выполняется в виде стальной или чугунной плиты толщиной 20-25 мм или решетчатого настила. Все сварочные столы оснащаются местной вытяжной вентиляцией – стационарной или передвижной.

Для защиты близко работающих людей других профессий нестационарные (передвижные) сварочные посты должны ограждаться переносными щитами или ширмами.

При сварке крупногабаритных конструкций рабочее место сварщика должно быть оборудовано подъемной площадкой или лестницей.

При выполнении сварочных работ в неудобных рабочих позах (сидя, полусидя, стоя на коленях, лежа, а так же внутри замкнутых сосудов) сварщику следует пользоваться войлочными матами, резиновыми ковриками или деревянными настилами.


4. Порядок выполнения работы

4.1 Подготовка рабочего места к работе

Подготовка рабочего места сварщика включает в себя:

  • уборку рабочего места;

  • проверку состояния источника сварочного тока;

  • выбор инструмента, оснастки, средств индивидуальной з0ащиты и проверка их состояния’

  • сборка сварочной цепи’

  • запуск в работу источника питания и его обслуживание.

Перед начало работы:

  • освободите проходы и подходы к сварочному столу, источникам питания и пусковому рубильнику; при необходимости передвиньте источник сварочного тока в удобное для обслуживания место, при этом расстояние от источника тока до стен должно быть не менее 0,5 м, ширина проходов между оборудованием не менее 1,0 м;

  • уберите с поверхности рабочего стола посторонние предметы и производственный мусор: шлаковую корку, огарки электродов, окалину и т.д.

Выберите электрододержатель, руководствуясь УЭ «Оборудование и оснастка для выполнения сварочных работ».

При выборе типа электрододержателя необходимо учитывать: величину сварочного тока, диаметр электрода, положение сварки, особенности свариваемой конструкции.

Таблица 1

Конструкция электрододержателя должна:

  • обеспечивать надежное зажатие и быструю смену электрода – не более 4 сек;

  • зажимать электрод под разными углами – не менее 115 к оси электрододержателя;

  • обеспечивать надежную изоляцию токоведущих частей от случайного соприкосновения со свариваемым изделием или рукой сварщика;

  • иметь рукоятку электрододержателя с термостойкой электроизоляцией – превышение температуры наружной поверхности рукоятки не должна быть более 55 С.

Определите тип, сечение и длину сварочного провода:

  • сечение проводов следует выбирать в строгом соответствии с применяемыми сварочными токами. При выборе сечения провода воспользуйтесь рекомендациями приведенной таблицы 2.

Таблица 2

Сечение провода, мм

Одинарного

Двойного

200

25

-

300

50

2 х 16

400

70

2 х 25

500

95

2 х 35


Длина сварочных проводов не должна превышать 20…30м.

Применять провода длиной более 30 м не рекомендуется, т.к. при увеличении длины провода происходит значительное падение напряжение сварочной цепи, снимается маневренность и безопасность при обслуживании рабочего места. Удлинение сварочных проводов допускается производить путем соединения отдельных кусков провода при помощи специальных соединительных элементов (муфт, медных кабельных наконечников). Соединение провода «скруткой» - недопустимо, такое соединение непрочно, места соединения сильно нагреваются, что приводит к нарушению изоляции. Голенная часть провода создает опасность поражения электрическим током. Проверьте состояние изоляции сварочных проводов. При обнаружении незначительных повреждений изоляции – устраните их при помощи ленты.

Возьмите защитную маску и примерьте ее:

  • при необходимости отрегулируйте ее наголовник в соответствии с размерами Вашей головы;

  • подберите защитный светофильтр в соответствии с рабочим сварочным током. При выборе светофильтра руководствуйтесь рекомендациями приведенной таблицы 3;

Таблица 3

- вставьте светофильтр в рамку смотрового окошка защитной маски и закрепите его.

Подготовка к работе сварочной цепи

Сварочная цепь – это электрическая цепь, включающая в себя источник сварочного тока, сварочный провод электрододержателя, электрододержатель, свариваемое изделие, обратный провод.

Выполните сборку сварочной цепи:

  • присоедините сварочный провод электрододержателя к положительному полюсу источника сварочного тока, используя концевой соединитель штекерного типа:

  • при питании от многопостового источника тока присоединение сварочного провода выполняйте через контактные зажимы балластных реостатов, выведенных на общую клеммную доску:

  • присоедините обратный провод к изделию или к столу при помощи струбцины или пружинной клеммы;

  • сварочные столы стационарных рабочих мест, как правило, имеют постоянный токопровод от источника сварочного тока, проверьте наличие токопровода к столу и надежность его контактов;

  • проверьте наличие и исправность заземления корпуса источника сварного тока, при ослаблении контакта или неплотном зажатии провода заземления – подтяните его крепление при помощи гаечного ключа;

  • подсоедините другой конец обратного провода к отрицательному полюсу – сварочного выпрямителя при помощи концевого штекерного соединителя.

Запуск в работу и обслуживание источника сварочного тока.

Выпрямитель является универсальным и имеет крутопадающие и пологопадающие внешние характеристики.

Питание выпрямителя осуществляется от промышленной трехфазной сети переменного тока.

На лицевой панели источника сварочного тока расположены:

резистор-регулятор сварочного тока;

  • переключатель вида внешних характеристик;

  • переключатель способа управления режимов сварки (местное, дистанционное);

  • тумблер включения сварочной цепи;

  • вольтметр и амперметр для измерения режима сварки.

На задней стенке выпрямителя находится автоматический выключатель и болт заземления.

Подойдите к лицевой панели выпрямителя и произведите его запуск, в следующей последовательности:

  • установите вид внешней характеристики;

Виды внешних характеристик выпрямителя обозначены у соответствующего переключателя.

Для ручной дуговой сварки штучными электродами применяется падающая внешняя характеристика.

поверните ручку переключателя влево;

  • установите переключатель способа управления режимов сварки вправо в положение «Местное регулирование режима сварки» - для сварки штучники электродами;

  • подайте напряжение на выпрямитель через сетевой рубильник;

  • установите тумблер автоматического выключателя в положение «Включено», при этом должна загореться сигнальная лампа на лицевой панели выпрямителя; тумблер выключателя расположена на задней стенке выпрямителя;

  • произведите пуск вентилятора нажатием пусковой кнопки, убедитесь в правильно входе охлаждающего воздуха; воздух должен засасываться со стороны лицевой панели;

  • переведите тумблер включения сварочной цепи вправо в положение «Включение сварки» - тем самым подключается силовой трансформатор выпрямителя к сети и на выходе появится напряжение холостого хода Uxx = 60-80 В;

  • установите ручку резистора-регулятора сварочного тока в рабочее положение, и произведите настройку режима сварки пробными сварками;

  • при перерывах в работе отключите выпрямитель нажатием кнопки «Стоп» (красная).

4.2 Обслуживание сварочного поста.

Обслуживания рабочего места во время работы

Не кладите электроды на загрязненные и влажные поверхности стола, монтажной плиты или

свариваемого изделия. Хранение электродов на рабочем месте рекомендуется производить в специальных пеналах или переносных контейнерах.

Не допускайте попадания искр, брызг расплавленного металла и огарков на близко работающих рабочих. Огарки электродов отбрасывайте на заранее подготовленное место или складывайте место или складывайте в специальную тару (открытый поддон, контейнер и т.д.).

Предохраняйте себя и работающих рядом лиц от воздействия излучения сварочной дуги:

  • подавайте сигнал-предупреждение о зажигании дуги;

  • не зажигайте дугу до приведения маски в рабочее положение и не отстраняйте маску от лица до прекращения горения дуги;

  • защищайте места сварки переносными щитами, ширмами.

При перерывах в работе кладите электрододержатель на изолирующую подставку: не допускайте прикосновения открытых контактных зажимов со свариваемым изделием. В качестве такой подставки можно использовать керамическую или асбоцементную плиту, размером 250 х 250 мм.

Оберегайте сварочные провода от возможных повреждений – наездов цехового транспорта, зажатия тяжелыми деталями и других опасных механических воздействий.

При переходе на другое рабочее место сварные провода сверните в бухту (кольцами), перенос проводов волоком недопустим.

Послойную зачистку сварных швов от шлаковой корки производите в очках с прозрачными стеклами.

Готовые детали укладывайте в тару (или складируйте в удобном для подхода месте). Не загораживайте проходы готовыми изделиями.

Соблюдайте правила пожарной и электробезопасности.

Обслуживание рабочего места по окончании работы

По окончании сварочных работ:

  • отключите выпрямитель нажатием кнопки «Стоп» (красная);

  • переведите тумблер включения сварочной цепи влево в положение «Выключение сварки» - тем самым отключается силовой трансформатор;

  • поставьте тумблер автоматического выключателя в положение «Выключено» (0) и отключите электропитание сетевым рубильником.

  • отсоедините сварочные провода от полюсных зажимов (выводов) источника тока;

  • отсоедините обратный провод от изделия или стола (струбцину, пружинную клемму);

  • отсоедините электрододержатель с гибким проводом;


5. Контрольные вопросы

5.1 Что такое сварочный пост?:

5.2 Как обычно устанавливается стационарный пост?

5.3 Что включает в себя стационарный пост?

5.4 Чем оснащаются передвижные сварочные посты для защиты близко работающих людей других профессий?

5.5 Чем должно оборудовано рабочее место сварщика быть при сварке крупногабаритный конструкций?

5.6 Что включает в себя подготовка рабочего места к работе?

5.7 Что необходимо делать при обнаружении неисправности?



Лабораторная работа №3

Изучение устройства сварочного трансформатора и снятие внешней характеристики


1. Цель работы

1.1 Изучить конструкцию и принципа действия трансформатора с подвижными обмотками ТД-500УЗ;

1.2 Изучить принцип формирования внешней вольтамперной характеристики и способы регулирования силы сварочного тока трансформатора ТД-500УЗ.


2. Оборудование и материалы:

2.1 Сварочный трансформатора типа ТД-500УЗ;

2.2 Реостат балластный РБ-300;

2.3 Плакат: электрическая схема трансформатора типа ТД-500.


3. Общие сведения

Трансформатор сварочный ТД-500 служит для питания одного сварочного поста при ручной дуговой сварке, резке и наплавке металлов переменным током и предназначен для работы в закрытых помещениях и на открытом воздухе. При сварочных работах на открытом воздухе он должен быть защищен навесом от попадания на него дождя и снега. Трансформатор соответствует требованиям ГОСТ 95-77 при работе на высоте над уровнем моря не более тысячи метров, температура окружающего воздуха от -40 до +40 С и относительной влажности воздуха не более 90% при+20 С.

hello_html_62f0e214.jpg

Рисунок 3.1 - Сварочный трансформатор ТД-500:

1 — корпус, 2 —ручка для передвижения, 3—скоба для подъема, 4 — рукоятка для регулирования сварочного тока, 5 -рукоятка переключения ступеней.

Трансформатор ТД-500 стержневого типа представляет собой передвижную установку в однокорпусном исполнении с естественной вентиляцией и состоит из следующих основных узлов: магнитопровода, трансформаторных обмоток (первичной и вторичной), переключатель диапазона токов, токоуказательного механизма и кожуха. Каждый трансформатор выполняется только на одно напряжение сети: 220В или 380В.

Обмотки трансформатора имеют по две катушки, расположенные попарно на общем магнитопроводе.

Катушки первичной обмотки неподвижны, закреплены у нижнего ярма. Катушки вторичной обмотки подвижны. Через верхнее ярмо трансформатора пропущен ходовой винт, который ввинчивается в ходовую гайку, вмонтированную в обойму обмотки подвижных вторичных катушек. При вращении ходового винта рукояткой, находящейся сверху трансформатора, перемещаются вторичные катушки, и тем самым меняется расстояние между обмотками.

Для подключения сети и сварочного кабеля имеются специальные доски зажимов, закреплённые на сердечнике с торцевых сторон кожуха. Они закрываются крышками.

Диапазоны тока переключаются переключателем барабанного типа, рукоятка которого выведена на крышку трансформатора.

Для указания величины сварочного тока имеются токоуказательный механизм секторного типа, закреплённый на сердечнике под крышкой. Он связан с подвижной обмоткой рычажной передачей.

Отсчёт тока производится по шкале через смотровое окно на крышке кожуха.

Трансформатор снабжён ёмкостным фильтром для снижения помех радиоприёма, создаваемых трансформатором при сварке.

Для удобства перемещения трансформатор снабжён четырьмя колёсами и ручками. Для подъёма он имеет специальные скобы, расположенные на верхней части кожуха.

Напряжение, необходимое для процесса сварки, и подающая внешняя характеристика для стабильного горения сварочной дуги обеспечивается самой конструкцией трансформатора, выполненного в виде понижающего трансформатора с повышенной индуктивностью рассеяния, которое создаётся расположением первичной и вторичной обмоток вдоль стержней сердечника на некотором расстоянии друг от друга.

hello_html_476c3c2f.jpg

Рисунок 3.2 - Принципиальная электрическая схема сварочного трансформатора ТД-500 (а) и расположение первичной (1) и вторичной (2) обмоток на магнитопроводе (б).


Сварочный ток регулируется:

  • ступенчато - переключением обмоток, чем достигается два диапазона регулирования тока

  • плавно - изменением расстояния между первичной и вторичной обмотками, что обеспечивает плавное регулирование тока внутри каждого диапазона;

Попарно-параллельное соединение катушек обмоток даёт диапазон больших токов, а последовательное - диапазон малых токов. При последовательном соединении часть витков первичной обмотки отключается, и напряжение холостого хода повышается. Это благоприятно отражается на горении дуги при сварке на малых токах.

Ступени, переключают специальным переключателем. На схеме показано положение контактов переключателя для ступени больших токов. При переходе на ступень малых токов контакты 1—2, 3—4 и 5—6, 7—8 переключателя обеих обмоток одновременно размыкаются, а контакты 1-4 и 5-8 при этом одновременно замыкаются.

На каждой из этих ступеней плавное регулирование тока осуществляется изменением, расстояния между катушками вращением рукоятки ходового винта. При сближении катушек уменьшается индуктивное рассеяние, что приводит к увеличению сварочного тока и при их раздвижении увеличивается индуктивность рассеяния, а сварочный ток уменьшается.

Вторичное напряжение холостого хода трансформатора зависит от расстояния между катушками: большее напряжение холостого хода при сдвинутых катушках, меньшее - при раздвинутых.

Подготовка трансформатора к работе: Перед пуском нового трансформатора нужно:

  • очистить трансформатор от пыли, продувая его сухим сжатым воздухом; если необходимо подкрасьте повреждённые места, предварительно сняв с них ржавчину и обезжирив;

  • проверьте мегомметром на 500В сопротивление изоляции обмоток трансформатора, которая для первичного контура должно быть не ниже 1мОм, а для вторичного не ниже 0,5мОм (при снижении сопротивления изоляции трансформатора следует просушить, обдувая тёплым воздухом. Температура обмоток должна быть не менее 100 ° С);

  • заземлить корпус трансформатора - включать его без заземления запрещается; заземлите зажим вторичной обмотки трансформатора, к которому присоединяется проводник, идущий к изделию;

  • проверьте состояние электрических проводов и контактов;

  • убедитесь, что концы рабочего кабеля не касаются один другого, а присоединённый электрододержатель и конец второго рабочего провода не касаются одновременно металлической поверхности;

  • поставьте переключатель диапазонов контактов на необходимый диапазон;

  • проверьте соответствие напряжения сети напряжению, указанному на заводском щитке трансформатора.

Порядок работы со сварочным трансформатором:

  • на трансформаторе должен работать сварщик, ознакомившийся с паспортом;

  • качество сварки гарантируется при квалифицированном обслуживании с обязательным использованием качественных электродов;

  • после подключения трансформатора к сети приступите к сварке. Дополнительное плавное регулирование величины сварочного тока производиться вращением рукоятки ходового винта, изменяющего расстояние между первичными и вторичными катушками.

Техническое обслуживание сварочного трансформатора:

Чтобы обеспечить бесперебойную и длительную работу трансформатора, необходимы ежедневные и периодические осмотры.

При техническом обслуживании перед началом работы осмотрите трансформатор, выявите случайные повреждения отдельных наружных частей и устраните замеченные неисправности; проверьте заземление; проверьте надёжность крепления контактов проводов.

При периодическом обслуживании один раз в месяц:

  • очистить трансформатор от пыли и грязи, продув его сжатым воздухом, а в доступных местах, протерев чистой мягкой ветошью;

  • проверить состояние электрических контактов, и в случае необходимости обеспечить надёжный электрический контакт.

Один раз в три месяца:

  • проверить состояние электрических контактов и сопротивление изоляции;

  • проверить состояние конденсаторов фильтра защиты от радиопомех наружным осмотром, установите отсутствие механических повреждений конденсаторов. В случае присоединения новых конденсаторов взамен вышедших из строя зачистить места контактов и тщательно затянуть винтовые соединения, причём провод должен быть коротким.

Один раз в шесть месяцев:

  • очистить контакты и изоляционные части переключателя диапазона токов от медной пыли и налёта;

  • смазать смазкой все трущиеся части.

Меры безопасности:

При дуговой сварке следует принять меры против:

  • поражения электрическим током;

  • повреждения кожи рук и лица брызгами расплавленного металла;

  • повреждения глаз и ожогов кожи лица и рук излучением электрической дуги;

Напряжение сети 220В и 380В опасно. Поэтому:

  • корпус трансформатора надёжно заземляют. Для этого трансформатор снабжён болтом заземления;

  • запрещена работа трансформатора без кожуха и с открытыми крышками досок зажимов;

  • сварщик не должен касаться токоведущих частей первичной электрической цепи;

  • при переключении на другой диапазон тока сварочный трансформатор отключают от сети. Недопустимо переключать диапазон регулирования токов под напряжением;

  • заземляют зажим вторичной обмотки сварочной трансформатора, к которому присоединяется проводник, идущий к изделию (обратный провод);

  • запрещается перемещать трансформатор, не отключив его от сети.

При работе в пыльных помещениях с токопроводящим полом или в непосредственной от металлических поверхностей напряжение свыше 30В - опасно. В таких случаях необходимо принять меры предосторожности, исключающие соприкосновения тела сварщика с токоведущими частями вторичной электрической цепи, в том числе и при смене электрода, когда напряжение холостого хода на электрододержателе может быть 60-75В.

В случаях пробоя конденсатора фильтра защиты от радиопомех первичная обмотка соединяется с кожухом, что может быть опасно для жизни сварщика, если трансформатор не заземлён. Неисправные конденсаторы заменяют при отключённом от сети трансформаторе.

В качестве сварочных проводов от трансформатора к электрододержателю и к свариваемому изделию применяйте гибкий провод. Запрещается использовать провода с повреждённой изоляцией.

Излучение сварочной дуги вредно влияет на организм человека, особенно на глаза, вызывая резкую боль и временно ухудшение зрения. Для предохранения глаз от лучей необходимо закрывать лицо щитком, снабжённым светофильтром, если сварка производиться в общем помещении, изолировать рабочее место сварщика щитами и предупредить окружающих о вредном влиянии дуги на зрение.

Для предохранения от ожогов невидимыми лучами, излучаемыми дугой и брызгами расплавленного металла, руки сварщика должны быть защищены рукавицами, а тело специальной одеждой.

Чтобы защитить глаза от осколков шлака, зачистка шва производиться в очках с простыми стёклами.

Правила хранения сварочного трансформатора:

Трансформатор следует хранить в сухих отапливаемых помещениях с температурой от +1 до +40 С и относительной влажности не более 80%. Помещение должно быть изолировано от проникновения всякого рода газов и паров, способных вызвать коррозию. Категорически запрещается хранить в этом помещении кислоты, щёлочи и так далее.

Для сохранения и изоляции трансформатор надо оберегать от запотевания.


Технические характеристики сварочного трансформатора ТД-500УЗ

Номинальная мощность, кВА 32

Номинальный сварочный ток, А 500

Пределы регулирования сварочного тока, А 100-530

Напряжение холостого хода, В 60-76

Номинальное рабочее напряжение, В 36

Габаритные размеры, мм 765x720x810

Масса, кг -210


Таблица 1-Характерные неисправности трансформатора и методы их устранения:

Причина

Способ устранения

Сильный нагрев частей обмоток трансформатора и повышенное гудение трансформатора, большая величина тока холостого хода.

Витковое замыкание в обмотках.

Разобрать трансформатор, ликвидировать витковое замыкание. Если нужно перемотать обмотку, при этом армированные медью концы отрезать и вновь приварить газовой сваркой.

Чрезмерный нагрев сердечника и скрепляющих шишек.

Нарушение изоляции листов сердечника или шишек.

Восстановить изоляцию.

Повышенный нагрев контактов в соединениях.

Нарушение контакта в соединении.

Разобрать греющиеся соединения, зачистить, плотно подогнать контактные поверхности, до отказа затянуть зажимы.

Повышенный нагрев контактов переключателя, имеются следы нагара

Слабый контакт токоведущих шин с рабочими перемычками барабана: лопнули или ослабли пружины токоведущих шин.

Зачистить поверхности контактов, заменить пружины.


4. Порядок выполнения работы

4.1 Изучить конструкцию трансформатора ТД-500, его назначение, способы регулирования силы сварочного тока.

4.2 Изучить электрическую схему трансформатора, принцип ее работы.

4.3 Подсоединить к трансформатору балластный реостат в качестве нагрузки.

4.4 Произвести замеры значений силы сварочного тока в зависимости от напряжения на дуге.

4.5 Произвести замеры значений силы сварочного тока в зависимости от расстояния между обмотками трансформатора.


5. Содержание отчета

5.1 Описание назначения сварочного трансформатора ТД-500.

5.2Описание конструкции трансформатора ТД-500.

5.3Электрическая схема трансформатора ТД-500.

5.4Описание способов регулирования силы сварочного тока: ступенчатого и плавного внутри каждой ступени.

5.5 Таблица данных для построения ВАХ трансформатора.

5.6 График зависимости U = f (Iсв), вывод.

5.7 Таблица данных для построения зависимости силы сварочного тока от расстояния между катушками.

5.8 График зависимости Iсв = f(L), вывод.

5.9 Техническая характеристика трансформатора ТД-500

Таблица 2 - Таблица замеров

Диапазон токов

№№ рубильников

Измерение Ид,В Iсв, А

X. X.

СМТ

-

70

1

Нагрузка

-«-

1,2

50

45

Нагрузка

-«-

1,2,3

36

64

Нагрузка

- «-

1,2,3,4,5

12

88

X. X.

СБТ


60

1

Нагрузка

-«-

3,4

48

100

Нагрузка

-«-

3,4,5

35

160

Нагрузка

-«-

3,4,5,6

24

200


Таблица 3 - Таблица замеров


200

280

300

200

400

120



Лабораторная работа №4

Изучение сварочного выпрямителя и снятие регулировочной характеристики


1. Цель работы:

Изучить конструкцию, принцип работы, принцип формирования внешней вольтамперной характеристики и способы регулирования силы сварочного тока выпрямителя марки ВД-306У3.


2. Оборудование и материалы:

2.1 Сварочный выпрямитель ВД-306УЗ

2.2 Реостат балластный РБ-301

2.3 Плакат: электрическая схема выпрямителя ВД-306УЗ


3. Общие сведения

Сварочные выпрямители, имеющие падающую характеристику, применяют для ручной сварки, резки и наплавки, а также для автоматической сварки под флюсом.

Падающая внешняя характеристика сварочного выпрямителя обеспечивается понижающим трансформатором с усиленными магнитными полями рассеяния

hello_html_m1afe9272.jpg

Рисунок 4.1 - Выпрямитель ВД-306:

а - вид сбоку со снятым кожухом; б - общий вид

На металлической раме выпрямителя ВД-306 размещены (рис.4.1) выпрямительный блок 1 с вентилятором и трехфазный понижающий трансформатор 2 с усиленными магнитными полями рассеяния. С трех сторон конструкция защищена кожухом, а сверху крышкой, на которой размещена рукоятка 3 плавного регулирования сварочного тока. На лицевой панели конструкции расположены амперметр 4, кнопки «Пуск» и «Стоп», переключатель 6 диапазонов сварочного тока, два разъем 5 для подключения сварочного кабеля, имеющих соответствующую полярность ( + ) и ( - ), и разъем 9 для подключения выпрямителя к сети. Для обеспечения необходимого температурного режима полупроводниковых диодов в выпрямительном блоке имеется вентилятор. Металлическая рама установлена на двух колесах 7. Усиленные магнитные потоки рассеяния трехфазного понижающего трансформатора получают изменением магнитной связи между первичной (неподвижной) и вторичной (подвижной) обмотками. Вторичную обмотку перемещают поворотом рукоятки 3 в соответствующую сторону, обеспечивая плавное изменение силы тока заданной ступени и падающую внешнюю характеристику. Ступенчатое регулирование осуществляют переключением обмоток трансформатора по схеме «звезда - звезда», обеспечивая ступень малых токов, и по схеме «треугольник – треугольник», обеспечивая ступень больших токов. Для этого служит переключатель 6 диапазонов сварочного тока, который на упрощенной электрической схеме (рис. 4.2) обозначен П. Для защиты полупроводниковых диодов от перенапряжений между фазами вторичной обмотки трансформатора Т1 включены защитные разрядные цепи (на рис. 2 не показаны), При нажатии кнопки «Пуск» (на рис. 4.2 не показана) включаются электродвигатель М вентилятора и вспомогательный трансформатор Т2. При достижении необходимой скорости обдува полупроводниковых диодов срабатывает реле контроля вентиляции, которое через свой замыкающий контакт К2 подает напряжение питания на магнитный пускатель К1. Магнитный пускатель К1 своими контактами подключает первичную обмотку трансформатора W1 к напряжению сети. При этом на выходе сварочного выпрямителя ВД-306 появится напряжение постоянного тока Uo, он готов к работе. По окончании работы необходимо нажать кнопку «Стоп» (на рис, 4.2 не показана).

Аварийное отключение сварочного выпрямителя происходит:

  • при снижении скорости обдува полупроводниковых диодов;

  • при пробое любого из диодов;

  • при замыкании вторичных обмоток трансформатора W2 на корпус. При снижении скорости обдува диодов отключается реле контроля, вентиляции.

hello_html_7c708ad9.jpg

Рисунок 4.2 - Электрическая схема выпрямителя ВД-306

При настройке сварочного выпрямителя на рабочий режим подключить сварочный выпрямитель к напряжению сети; включить сварочный выпрямитель; при работе выпрямителя в режиме холостого хода установить необходимую ступень сварочного тока; с помощью ручек плавной настройки сварочного тока установить необходимый сварочный ток. При работе выпрямителя под нагрузкой или в режиме холостого хода; с помощью специальных ручек управления сварочным автоматом или полуавтоматом установить необходимую скорость подачи электродной проволоки в режиме механизированной и автоматической сварки.

При пробое одного из диодов или замыкании вторичных обмоток, трансформатора W2 нa корпус срабатывает блок защиты, состоящий из вспомогательного трансформатора Т2, реле контроля КЗ и магнитного усилителя А. При этом отключается магнитный пускатель К1.

Принцип действия блока защиты основан на зависимости выходного тока магнитного усилителя от силы тока, протекающего по вторичной обметке трансформатора Т1. С этой целью через окна магнитопровода магнитного усилителя А проходят провода двух фазных обмоток трансформатора Т1, которые выполняют функцию его обмотки управления, в нормальных условиях сила токов, протекающих в каждой фазе, соответствует номинальному значению. При этом магнитопровод магнитного усилителя А является ненасыщенным, а сила тока, проходящего по цепи, вторичная обмотка трансформатора Т2, реле контроля КЗ и рабочие обмотки магнитного усилителя А, не создает необходимого падения напряжения на обмотке реле контроля КЗ. При пробое диодов или замыкании вторичных обмоток трансформатора Т1 сила тока, протекающего в соответствующей фазе, увеличивается. Это приводит к насыщению магнитопровода магнитного усилителя А и увеличению тока, проходящего по цепи: вторичная обмотка трансформатора Т2, реле контроля КЗ и рабочие обмотки магнитного усилителя А, вызывая срабатывание, реле контроля КЗ, Это реле своим контактом разрывает цепь управления магнитного пускателя К1, происходит отключение, выпрямителя от сети.

Таблица 1 - Техническая характеристика сварочного выпрямителя с падающей характеристикой ВД-306У3

Диапазон регулирования сварочного тока, А

45-315

Напряжение холостого хода, В

61-70

номинальное рабочее, В

32

Потребляемая мощность, кВА

24

Габаритные размеры, мм

785X780X830

Масса, кг

180

Номинальная продолжительность нагрузки, %

60


4. Порядок выполнения работы

4.1 Изучить конструкцию выпрямителя ВД-306У3.

4.2 Изучить электрическую схему выпрямителя ВД-306 УЗ.

4.3 Ознакомиться со способами регулирования силы сварочного тока.

4.4 Подсоединить к выпрямителю балластный реостат в качестве нагрузки.

4.5 Произвести замеры значений силы сварочного тока в зависимости от напряжения на дуге.

4.6 Изучить блок защиты выпрямителя и причины аварийных отключений сварочного выпрямителя.


5. Содержание отчета

5.1 Описание назначения сварочного выпрямителя ВД-306УЗ.

5.2 Перечень основных узлов выпрямителя.

5.3 Электрическая схема выпрямителя ВД-306УЗ, ее основные узлы.

5.4 Порядок работы выпрямителя ВД-306УЗ.

5.5 Описание способов регулирования силы сварочного тока: ступенчатого и плавного внутри каждой ступени.

5.6 Таблица данных для построения ВАХ выпрямителя.

5.7 График зависимости U = f (Iсв) для двух ступеней: СМТ и СБТ, вывод.

5.8 Техническая характеристика выпрямителя ВД-306УЗ.


6. Контрольные вопросы

6.1 Причины аварийных отключений сварочного выпрямителя.

6.2 Принцип работы блока защиты выпрямителя.

6.3 Методика настройки выпрямителя на заданный режим работы.

Таблица 2 — Таблица замеров

Диапазон

токов

№№

рубильников

Измерения

Ид, В

Iсв, А

X. X.

СМТ

-

70







Нагрузка

- «-

1, ,3,4

29

50

Нагрузка

-«-

1,3,4,5

18

60

Нагрузка

- «-

1,3,4,5,6

10

70

X. X.

СБТ


82


Нагрузка

-«-

3,4

48

60






Нагрузка

-«-

3,4,5

34

100

Нагрузка

-«-

3, 4, 5, 6

20

140



Лабораторная работа №5

Наплавка на плоскую поверхность детали из низкоуглеродистой стали


1. Цель работы

1.1 Изучить технологию выполнения газовой сварки

1.2 Применить на практике полученные знания


2. Оборудование, приспособления, инструмент и материалы:

2.1 Сварочный пост

2.2. Горелка типа ГЗ с набором наконечников

2.3 Защитные средства

2.4 Металлическая щетка

2.5 Пластина из низкоуглеродистой стали Ст3 размером 4х125х300.

2.6 Присадочная проволока марки Св-08 d=3мм

2.7 Универсальный шаблон сварщика УШС3

    1. Линейка.


3. Общие сведения

Газопламенная обработка металлов - это ряд технологических процессов, связанных с обработкой металлов высокотемпературным газовым пламенем.

Газовая сварка плавлением, при которой нагрев кромок соединяемых частей деталей производится пламенем газов, сжигаемых на выходе из горелки для газовой сварки.

Газовое пламя чаще всего образуется в результате сгорания (окисления) горючих газов технически чистым кислородом (чистота не ниже 98,5%). В качестве горючих газов используют ацетилен, водород, метан, пропан, пропанобутановую смесь, бензин, керосин.

hello_html_m6222198f.png

Рисунок 5.1- Газовая сварка:

1 – соединяемые детали; 2 – сварочная ванна; 3 – присадочный материал; 4 – газовое пламя; 5 – горелка

В процессе сварки происходит расплавление основного и присадочного металлов. Регулирование степени их расплавления определяется мощностью горелки, толщиной металла и его теплофизическими свойствами. Газовой сваркой выполняют сварные соединения различного типа.

Металл толщиной до 2 мм соединяют встык без разделки кромок и без зазора или, что лучше, с отбортовкой кромок без присадочного металла.

Металл толщиной 2 ... 5 мм с присадочным металлом сваривают встык без разделки кромок с зазором между кромками.

При сварке металла свыше 5 мм используется V- или Х-образная разделка кромок.

Тавровые и нахлесточные соединения допустимы только для металла толщиной до 3 мм. При большой толщине неравномерный разогрев приводит к существенным деформациям, остаточным напряжениям и возможности образования трещин.

Свариваемые кромки зачищают от загрязнений на 30 ... 50 мм механическими способами или газовым пламенем. Перед сваркой детали сварного соединения закрепляются в сборочно-сварочном приспособлении или собираются с помощью коротких швов прихваток.

Направление движения горелки и наклон ее к поверхности металла оказывает большое влияние на эффективность нагрева металла, производительность сварки и качество шва. Различают два способа сварки: правый и левый (рисунок 5.2). Левым способом газовой сварки называется такой способ, при котором сварку ведут справа налево, сварочное пламя направляют на еще несваренные кромки металла, а проволоку перемещают впереди пламени (рисунок 5.2 б). Левый способ наиболее распространен и применяется при сварке тонких и легкоплавких металлов. При левом способе сварки кромки основного металла предварительно подогревают, что обеспечивает хорошее перемешивание сварочной ванны. При этом способе сварщик хорошо видит свариваемый шов, поэтому внешний вид шва получается лучше, чем при правом способе.

Правый способ (рисунок 5.2 а) – это такой способ, когда сварку выполняют слева направо, сварочное пламя направляют на сваренный участок шва, а присадочную проволоку перемещают вслед за горелкой. Так как при правом способе пламя направлено на сваренный шов, то обеспечивается лучшая защита сварочной ванны от кислорода и азота воздуха и замедленное охлаждение металла шва в процессе кристаллизации. Качество шва при правом способе выше, чем при левом. Правый способ экономичнее левого, производительность сварки при правом способе на 20-25% выше, а расход газов на 15-20% меньше, чем при левом.

Правый способ целесообразно применять при сварке деталей толщиной более 5 мм и при сварке металлов с большой теплопроводностью.

Мощность сварочной горелки для стали при правом способе выбирается из расчета ацетилена 120-150дм3/ ч., а при левом – 100-130дм3/ч. на 1 мм толщины свариваемого металла.

Диаметр присадочной проволоки выбирается в зависимости от толщины свариваемого металла и способа сварки.

При левом способе диаметр присадочной проволоки S = S/2 + 1 мм, а при правом S = S/2 мм, где S – толщина свариваемого металла.

Тепловое воздействие пламени на металл зависит от угла наклона оси пламени к поверхности металла (рис. 5.3).

hello_html_426d297f.png

Рисунок 5.2 - Способы перемещения горелки (способы газовой сварки)

hello_html_841ebf2.png

Рисунок 5.3 - Применяемые углы наклона горелки в зависимости от толщины металла

В процессе сварки горелке сообщаются колебательные движения и конец мундштука описывает зигзагообразный путь. Горелку сварщик держит в правой руке. При использовании присадочного металла присадочный пруток держится в левой руке. Присадочный пруток располагается под углом 45° к поверхности металла. Оплавляемому концу присадочного прутка сообщают зигзагообразные колебания в направлении, противоположном движению мундштука (рисунок 5.4). Газовая сварка может производиться в нижнем, вертикальном и потолочном положениях. При сварке вертикальных швов "на подъем" процесс удобнее вести левым способом, горизонтальных и потолочных - правым способом.

hello_html_785cc000.png

Рисунок 5.4 - Движения горелки и проволоки

а) при сварке стали толщиной более 3 мм в нижнем положении, б) при сварке угловых валиковых швов; 1 - движение проволоки; 2 - движение горелки; 3 - места задержек движения

При необходимости использования флюса он наносится на свариваемые кромки или вносится в сварочную ванну оплавляемым концом присадочного прутка (налипающим на него при погружении во флюс). Флюсы могут использоваться и в газообразном виде при подаче их в зону сварки с горючим газом.


4. Порядок выполнения работы

4.1 Изучить технологию газовой сварки.

4.2 Выполнить наплавку валиков левым и правым способами газовой сварки.


5. Содержание отчета

5.1 Способы газовой сварки: назначение, техника выполнения.

5.2 Решить задачу: Нужно, используя газовую сварку, соединить трубы диаметром 45 мм, толщиной стенки 3 мм. Назовите диаметр проволоки, количество слоев.


6. Контрольные вопросы

6.1 Укажите область применения газовой сварки.

6.2 Расскажите о преимуществах и недостатках левой и правой сварки.

6.3 Каким должно быть положение горелки и присадочной проволоки при левой и правой сварке?.


Лабораторная работа №6

Определение геометрических размеров швов в зависимости от условий сварки


1. Цель работы

1.1 Изучить влияние режима ручной сварки на долю основного металла шва и на его размеры.


2. Оборудование, приспособления, инструмент и материалы:

2.1 Сварочный пост постоянного и переменного токов с электроизмерительными приборами.

2.2. Секундомер.

2.3 Штангенциркуль.

2.4 Специальные настольные переносные тиски.

2.5 Специальная струбцина.

2.6 Ручной пресс для излома проб.

2.7 Чертилка.

2.8 Линейка.

2.9 Пластины из малоуглеродистой стали размером 100x100x1Омм

2.10 Электроды типа Э46А марки УОНИ13/45 и типа Э46 марки АНО-4 (dM= 4 мм).


3. Общие сведения

Независимо от типа и способа выполнения шов состоит из определенной доли основного и электродного металлов. Рассмотрим вопрос о влиянии режима ручной дуговой сварки на долю основного и электродного металлов. Рассмотрим вопрос о влиянии режима ручной дуговой сварки на долю основного металла в металле шва и на его размеры. Режим ручной дуговой сварки — это сила сварочного тока, напряжение на дуге, диаметр электрода, скорость перемещения дуги, угол наклона электрода и т. д.

Сила сварочного тока (А) может быть определена по следующей формуле:

hello_html_m638fc220.jpg

где к — коэффициент, принимаемый для электродов d = 3-4 мм равным 30—45 А/мм2;

dэлl— диаметр электрода, мм.

Увеличение силы сварочного тока приводит к увеличению эффективной тепловой мощности дуги Qэф, вследствие чего увеличиваются глубина проплавления, выпуклость, ширина валика и скорость плавления электрода. В результате этого доля основного металла в металле шва повышается.

Для определения доли основного металла в металле шва (а в данном случае наплавленного валика) требуется знать площадь сечения наплавленного валика FH (мм2), рассчитываемую по формуле (2)

hello_html_m523625aa.jpg

и площадь сечения проплавленного металла, которая с некоторой погрешностью может быть определена по формуле (3)

hello_html_m4630287d.jpg

Тогда долю участия основного металла в металле шва можно определить по формуле (4)

hello_html_7245e4dd.jpg

Повышение напряжения на дуге приводит к снижению глубины провара, так как увеличиваются потери тепла на лучеиспускание, угар и разбрызгивание. Вследствие увеличения длины дуги увеличивается площадь нагрева изделия, т. е. увеличивается ширина валика и, следовательно, уменьшается его выпуклость, так как на величину коэффициентов αэ и αн напряжение влияет незначительно. Доля же основного металла в металле шва при ручной электродуговой сварке с увеличением напряжения практически не меняется.

Увеличение диаметра электрода (при одной и той же силе сварочного тока) приводит к уменьшению плотности сварочного тока, температуры дуги, что влечет за собой уменьшение глубины провара и доли основного металла в металле шва, а также увеличение ширины валика.

Погонная энергия — это отношение эффективной тепловой мощности дуги, расходуемой на нагрев изделия, к скорости перемещения дуги, и определяет количество теплоты, введенное дугой в 1 см однопроходного шва или валика, т. е.

hello_html_m4de1b639.jpg

где F — площадь сечения шва или валика, мм2.

Следовательно, увеличение энергии приводит к увеличению площади сечения шва, т. е. к изменению доли основного металла в металле шва и формы валика. Скорость перемещения дуги при однопроходной сварке равна скорости сварки.


4. Порядок выполнения работы

Опыт 1. Изучить влияние марки электрода на форму шва

1. Зачистить пластины.

2. Прихватить их по торцам, пользуясь специальной струбциной (рис. 6.1).

3. Выправить пластины.

4. Разметить на пробе мелом положение валиков.

5. Подобрать силу тока 140—150А при диаметре электрода 4 мм.

hello_html_187e593d.jpg

Рис. 6.1-Приспособление для сборки пластин: 1 — прихватка; 2—пластина.

6. Наплавить валики перпендикулярно к стыку электродами различных марок при данном режиме, отмечая силу тока, напряжение на дуге и время ее горения. Наплавку каждого валика производить только на охлажденную пробу, для чего после наплавки валика проба охлаждается в воде до комнатной температуры. Отклонение силы тока допускается в пределах 10%.

7. Замаркировать каждый валик.

8. Измерить длину каждого валика.

9. Произвести излом пробы на ручном прессе (рис.6.2), предварительно охладив ее до комнатной температуры

hello_html_m179c1798.jpg

Рисунок 6.2 - Пресс для излома проб

Половину пробы (образца) закрепить в тиски и, пользуясь линейкой и чертилкой, провести линию раздела наплавленного и проплавленного металлов (рис. 6.3).

hello_html_mb476ac2.jpg

Рисунок 6.3 - Настольные переносные тиски

10. Размеры валиков (h, e, q) на образцах измерить штангенциркулем.

12. РассчитатьFnp, FH,y, VCB, qn no соответствующим формулам.

Опыт 2. Изучить влияние силы сварочного тока на форму и размеры шва.

1. Повторить пп. 1—4 опыта 1.

2. При силе сварочного тока 190А и 220А на пробе наплавить два валика перпендикулярно к стыку электродами марки АНО-4 (данные при силе тока 150 А взять из опыта 1), руководствуясь п. 6 и повторив пп. 7—12 опыта 1.

Опыт 3. Изучить влияние напряжения на дуге на форму шва, разбрызгивание и угар, для чего электродами марки УОНИ-13/45 выполнить наплавку трех валиков при силе сварочного тока 200—220 А, меняя напряжение от 24 до 36 В (за счет длины дуги).

Данные всех измерений и результаты расчетов занести в таблицу 1.


5. Содержание отчета

5.1. Методика постановки опыта

5.2. Вывод

5.3. Таблица результатов опытов и расчетов.

5.4. Расчеты площадей наплавки, площадей проплавления, доли основного металла в металле наплавки, скорости сварки и погонной энергии


Таблица 1 - Результаты опытов и расчетов

150

24

18

47

8

3

2






АНО-4

150

24

14

80

8

2

1






АНО-4

200

24

14

77

9

3

2






АНО-4

200

24

10

82

11

2

2






АНО-4

200

34

14

78

15

3

2








Лабораторная работа №7

Сварка пластин из низкоуглеродистой стали стыковым однопроходным швом в нижнем и вертикальном положениях


1. Цель работы

1.1 Выполнение сварки пластин из низкоуглеродистой стали стыковым однопроходным швом в нижнем и вертикальном положениях


2. Оборудование и материалы:

2.1 Источник сварочного тока

2.2 Электрододержатель

2.3 Провод сварочный, сечением 35 мм2

2.4 Струбцина или клемма пружинная

2.5 Провод сварочный (обратный), сечением 35 мм2

2.6 Защитные средства

2.7 Электроды штучные покрытые для сварки низкоуглеродистой стали, 0 4 мм

2.8 Шлакоотделитель

2.9 Молоток слесарный

2.10 Зубило

2.11 Щетка стальная металлическая

2.12 Щетка волосяная

2.13 Шаблон сварщика универсальный

2.14 Угольник

2.15 Линейка измерительная

2.16 Щуп

2.17 Пластины из низкоуглеродистой стали размером 4x100x300 мм:

— без разделки кромок

— с разделкой кромок

2.18 Уголок № 4,5 размером ~ 280...300 мм

2.19 Ветошь

2.20 Электроды штучные покрытые для сваркинизкоуглеродистой стали:

УОНИ 13/45 0 3 мм, ВСЦ d=3 мм, ВСЦ d=4 мм

2.21 Приспособление для вертикальной сварки


3. Общие положения: Работа выполняется в соответствии с рекомендациями «Учебный элемент. Профессия Электросварщик ручной дуговой сварки. Отрасль (подотрасль): Машиностроение. Код: 02-02. Код: 03-01»


4. Порядок выполнения работы

4.1 Выполните сварку пластин из низкоуглеродистой стали без разделки кромок, представленных инструктором, стыковым однопроходным швом в нижнем положении.

4.2 Выполните сварку пластин из низкоуглеродистой стали с разделкой кромок, представленных инструктором, стыковым однопроходным швом в нижнем положении

4.3 Выполните сварку стыкового соединения пластин из низкоуглеродистой стали, представленных инструктором, однопроходным швом в вертикальном положении снизу-вверх без разделки кромок.

4.4 Выполните сварку стыкового соединения пластин из низкоуглеродистой стали, представленных инструктором, однопроходным швом в вертикальном положении сверху-вниз без разделки кромок.

4.5 Выполните сварку стыкового соединения пластин из низкоуглеродистой стали, представленных инструктором, однопроходным швом в вертикальном положении сверху-вниз с разделкой кромок


5. Контрольные вопросы

5.1 Какой зазор Вы установите при стыковой сборке пластин толщиной 4 мм?

5.2 Какой диапазон сварочных токов следует применять при подборе режима сварки пластин электродом 0 4 мм?

5.3 Под каким углом к вертикали должен находиться электрод при однопроходной сварке стыковых соединений в нижнем положении?

5.4 Назовите причины образования непровара кромок?

5.5 В результате чего происходит протекание расплавленного металла в зазор между пластинами?

5.6 Какой диаметр электрода Вы возьмете для вертикальной сварки однопроходным швом пластин толщиной 3 мм?

5.7 Какой диапазон сварочных токов следует выбрать при вертикальной сварке электродом диаметром 4 мм?

5.8 Какой угол наклона электрода Вы установите при вертикальной сварке снизу-вверх пластин без разделки кромок?

5.9 Какие приемы вертикальной сварки Вы будете использовать для предотвращения стекания расплавленного металла?

5.10 Какой вид покрытая электродов целесообразнее использовать для вертикальной сварки "на спуск"?

5.11 Какой способ вертикальной сварки позволяет получить максимальное проплавление?

5.12 Какой способ вертикальной сварки допускает применение высокой скорости сварки?

5.13 Какой метод вертикальной сварки допускает применение минимальных зазоров?


Лабораторная работа №8

Сварка пластин из низкоуглеродистой стали угловым однопроходным швом в нижнем и вертикальном положениях


1. Цель работы

1.1 Выполнение сварки пластин из низкоуглеродистой стали угловым однопроходным швом в нижнем положении;

1.2 Выполнение сварки пластин из низкоуглеродистой стали угловым однопроходным швом в вертикальном положении сверху-вниз;

1.3 Выполнение сварки пластин из низкоуглеродистой стали угловым однопроходным швом в вертикальном положении снизу-вверх


2. Оборудование и материалы:

2.1 Источник питания сварочного тока

2.2 Электрододержатель со сварочным кабелем

2.3 Заземляющий зажим со сварочным кабелем

2.4 Сварочный стол со штативом

2.5 Отсос принудительной вентиляции

2.6 Средства индивидуальной защиты

2.7 Инструмент для подготовки кромок под сварку

2.8 Щетка металлическая, волосяная

2.9 Молоток-шлакоотделитель

2.10 Зубило

2.11 Щетка стальная металлическая

2.12 Щетка волосяная

2.13 Шаблон сварщика универсальный

2.14 Угольник

2.15 Линейка измерительная

2.16 Пластины из низкоуглеродистой стали размером 5x50x300 мм:

— без разделки кромок

— с разделкой кромок

2.17 Вспомогательная пластина из низкоуглеродистой стали

2.18 Электроды для сварки низкоуглеродистых сталей диаметром 3 и 4 мм

2.19 Угольник металлический

2.20 Линейка металлическая L = 150...500 мм

2.21 Приспособление для установки и фиксации сборки пластин


3. Общие положения: Работа выполняется в соответствии с рекомендациями «Учебный элемент. Профессия Электросварщик ручной дуговой сварки. Отрасль (подотрасль): Машиностроение. Код: 03-03»


4. Порядок выполнения работы

4.1. Выполните сварку пластин из низкоуглеродистой стали, представленных инструктором, угловым однопроходным швом в вертикальном положении сверху-вниз.

4.2. Выполните сварку пластин из низкоуглеродистой стали, представленных инструктором, угловым однопроходным швом в вертикальном положении снизу-вверх.


5. Контрольные вопросы

5.1 Как должны располагаться свариваемые пластины при сварке угловым швом в вертикальном положении?

5.2 Для сварки угловым швом в вертикальном положении сверху-вниз пригодны электроды:

а) УОНИ 13/45;

б) ОЗС-6;

в) АНО-9

5.3 При сварке угловым швом в вертикальном положении снизу-вверх дуга возбуждается:

а) рядом с верхней точкой стыка пластин;

б) рядом с нижней точкой стыка пластин;

в) в нижней точке стыка пластин

5.4 Как надо вести электрод, чтобы не допустить отекания расплавленного металла при сварке угловым швом сверху-вниз?

5.5 Чем поддерживается расплавленный металл в процессе сварки угловым швом сверху - вниз?


Лабораторная работа №9

Устройство, принцип работы и технологические возможности поста ручной аргонодуговой сварки


1. Цель работы:

1.1 Изучение устройства, принципа работы поста ручной аргонодуговой сварки


2. Оборудование и материалы:

2.1 Установка аргонодуговой сварки УДГ-1220

2.2 Секундомер

2.3 Линейка металлическая

2.4 Керн

2.5 Молоток

2.6 Зубило

2.7 Маркеры

2.8 Металлическая щетка

2.9 Вольфрамовый электрод и присадочная проволока

2.10 Пластины из стали и алюминиевых сплавов; плакаты

2.11 Схемы процесса и постов дуговой сварки в защитных газах

2.12 Справочная литература – выписки из технических описаний и инструкций, справочники, ГОСТы: Сущность и особенности способов дуговой сварки в защитных газах. Устройство, принцип работы и технологические возможности постов ручной аргонодуговой сварки и механизированной сварки в СО2. Техника и режимы дуговой сварки в защитных газах.


3. Общие сведения

Сущность аргонодуговой сварки состоит в том, что сварочная ванна защищается от воздействия азота и кислорода воздуха инертным газом аргоном, не вступающим ни в какие реакции с расплавленным металлом сварочной ванны. Схема горения дуги в инертных газах представлена на рисунке 9.1. Аргонодуговая сварка подразделяется на ручную, механизированную и автоматическую. Сварка в аргоне выполняется как плавящимся, так и неплавящимся (вольфрамовым) электродом.

hello_html_m281a9912.png

Рисунок 9.1-Схема сварки неплавящимся электродом в инертных газах:

1-мундштук, 2-электрод, 3-сопло, 4-присадочный пруток, 5-изделие, 6- защитный газ.

Аргонодуговую сварку применяют для соединения легированных, цветных металлов и их сплавов, ее выполняют на постоянном (рис.7.2), так и на переменном (рис.7.3) токе плавящимся и неплавящимся электродом.


1- баллон с защитным газом, 2- горелка, 3-сварной шов, 4-осциллятор, 5-трансформатор с регулятором


Ручная аргонодуговая сварка выполняется следующим образом: в специальную сварочную горелку подводится инертный газ и сварочный ток, другая фаза сварочного тока присоединяется к изделию. В этой горелке установлен вольфрамовый электрод, который в процессе сварки не плавится. Дуга горит между вольфрамовым электродом и изделием, а присадочная проволока подается в зону сварочной дуги. При ручной аргонодуговой сварке конец электрода затачивается на конус. Длина заточки, как правило, должна быть равна 2-3 диаметрам электрода.

Для возбуждения дуги можно применить источник питания с повышенным напряжением холостого хода или дополнительный источник питания с высоким напряжением (осциллятор), так как потенциал возбуждения и ионизация инертных газов значительно выше, чем кислорода, азота или паров металлов. Дуговой разряд инертных газов отличается высокой стабильностью.


4. Порядок выполнения работы

4.1 Изучить устройство, принципы работы и технологические возможности постов ручной аргонодуговой сварки неплавящимся электродом

4.2 Получить практическое представление о технических возможностях дуговой сварки в аргоне


5. Содержание отчета

5.1 Принципиальные схемы установки для сварки в среде аргона

5.2 Результаты наблюдений техники выполнения дуговой сварки в аргоне

5.3 Выводы по работе


6. Контрольные вопросы

6.1 В чем заключается сущность аргонодуговой сварки?

6.2 Перечислите основные элементы поста аргонодуговой сварки постоянного и переменного тока.



Лабораторная работа №10

Изучение устройства полуавтомата для сварки в защитных газах и определение влияния расхода защитного газа на внешний вид шва


1. Цель работы:

1.1 Изучение конструкции и принципа работы универсального сварочного полуавтомата А-1197.


2. Оборудование и материалы:

2.1 Универсальный сварочный полуавтомата А-1197

2.2 Сварочный выпрямитель ВС-600.

2.3 Плакат: электрическая схема универсального сварочного полуавтомата А-1197.


3. Общие сведения

Универсальные сварочные полуавтоматы

Конструктивные особенности сварочного полуавтомата определяются способом дуговой сварки (сплошной или порошковой проволоками, под флюсом, в СО 2, в инертных газах и т. д.). В то же время основные узлы этих полуавтоматов остаются одинаковыми, что позволяет за счет замены отдельных узлов или деталей создавать оборудование, пригодное для выполнения различных способов сварки. Из комплекта унифицированных узлов можно создавать ряд специальных полуавтоматов.

Наибольший интерес представляет унифицированный полуавтомат А-1197, предназначенный для сварки сплошной или порошковой проволоками на токах до 500А.

В зависимости от варианта исполнения полуавтомата он может быть использован для сварки или наплавки в среде углекислого газа, под флюсом или открытой дугой, без внешней защиты (рис. 10.1). Соответственно полуавтомат может комплектоваться горелкой 1 для сварки в газовой среде или горелкой 11 для сварки открытой дугой. К горелке 11 может присоединяться воронка 12 для сварки под флюсом.

Полуавтомат для сварки в СО2 комплектуется газовой аппаратурой. Он может снабжаться либо тележкой 13 и конической катушкой 6 для укладки большой бухты проволоки, либо кронштейном 8 и катушкой 9 малой емкости.

hello_html_m620999d5.jpg

Рисунок 10.1 - Общая схема универсального полуавтомата

а—передвижного на: тележке, б — переносного;1,11- горелки, 2 - шланг, 3 - провод, 4 — приставка с подающими роликами, 5 — ведущая шестерня, 6 - катушка для проволоки, 7 — сменная подставка (турель), 8- кронштейн, 9 - катушка, 10 — механизм подачи, 12 — воронка, 13-воронка.

Все полуавтоматы комплектуются горелками для сварки электродными проволоками диаметром 1,6—2 мм.

Конструкция горелок с шлангами разработана по единому принципу: электродная проволока подается по шлангу 2 (рис. 10.1) типа КН, не выполняющему никаких других функций. Сварочный ток подается по отдельному токоподводу 3. Параллельно им в общем пучке расположены также провода управления. Для подачи защитного газа монтируется добавочная трубка.

Перечисленные коммуникации соединены стяжками в один пучок, который обладает значительно большей гибкостью, чем общий шланг, содержащий все эти элементы. Это повышает маневренность горелки, 'меньше утомляет сварщика и облегчает переналадку, Шланг у мест крепления предохраняется от перелома рукояткой, или специальным резиновым чехлом.

Механизм подачи может быть изготовлен двух типов: с асинхронным двигателем, с помощью которого регулирование скорости подачи электродной проволоки осуществляется ступенями - сменой зубчатых шестерен, или двигателем постоянного тока с регулируемым числом оборотов, что обеспечивает плавное регулирование скорости подачи электродной проволоки.

Для надежной подачи порошковых проволок, обладающих малой жесткостью, механизм снабжен двумя парами подающих роликов, причем все ролики являются ведущими. Подающие ролики смонтированы на общей приставке 4 и вращаются от ведущей шестерни 5 редуктора механизма подачи 10. Редуктор имеет пару сменных шестерен, позволяющих настраивать скорость подачи отдельными ступенями (при асинхронном двигателе) или изменять диапазоны регулирования (при двигателе постоянного тока).

Подающие ролики изолированы от корпуса механизма подачи, что при необходимости позволяет устанавливать механизм непосредственно на свариваемое изделие.

Электрическая схема полуавтомата с плавным регулированием скорости подачи показана на рис.10.2. Число оборотов двигателя М настраивается резистором R9, расположенным на механизме подачи проволоки. Там же расположены: газовый клапан ОГ, переключатель В1 и кнопки КнЗ «Газ» и Кн2 «Электрод». Первая служит для продувки и заполнения газовой магистрали перед началом сварки, другая — для заправки электрода и для наладочных манипуляций.

hello_html_62c77ae9.jpg

Рисунок 10.2 - Принципиальная электрическая схема полуавтомата А-1197: АВ — автоматический выключатель, БПЗ — блок помехозащиты, Тр— понижающий трансформатор, Вп -— выпрямительный блок, Шн. — шунт А, V—измерительные приборы.

Для подачи напряжения в схему необходимо включить источник сварочного тока ПС. При этом включается подогреватель ПГ и подается напряжение на обмотку возбуждения ОВМ двигателя подачи. Направление вращения двигателя задается переключателем В1.

При нажатии гашетки на горелке (Кн1 «Пуск») напряжение подается на катушку реле Р1, которое включает реле Р2 и через него реле РЗ. В дальнейшем замыкается силовой контактор К.Ти включается якорная цепь двигателя подачи М. При этом размыкается нормально закрытый контакт Р1, шунтирующий якорь этого двигателя, и подается питание на электромагнит газового клапана ОГ. Замыкание электродной проволоки на изделие и последующий ее отрыв при нажатой гашетке приводит к возбуждению дуги и началу процесса.

Электросхема полуавтомата обеспечивает широкий диапазон ре­гулирования скоростей подачи и жесткую механическую характеристику привода.

После размыкания контакта «Пуск» отключается катушка контактора, отключается сварочный ток и двигатель подачи проволоки, а после выдержки времени 2-6с происходит отключение газового клапана. Запаздывание выключения ОГ обеспечивается цепочкой С, Р4 и Р5

4. Порядок выполнения работы

4.1 Изучить конструкцию универсального сварочного полуавтомата А-1197.

4.2 Изучить общую схему унифицированного сварочного полуавтомата А-1197.

4.3 Изучить принципиальную электрическую схему полуавтомата А-1197 и принцип ее работы.

5. Содержание отчета

5.1 Описание назначения сварочного полуавтомата А-1197.

5.2 Принципиальная схема сварочного полуавтомата А-1197, с указанием основных узлов.

5.3 Принципиальная электрическая схема полуавтомата А-1197, перечень ее основных элементов, описание принципа ее работы.

5.4 Техническая характеристика сварочного полуавтомата А-1197.


6. Контрольные вопросы

6.1 Принцип работы принципиальной электрической схемы полуавтомата А-1197

6.2 Как регулируется скорость подачи сварочной проволоки в сварочном полуавтомате А-1197.



Лабораторная работа № 11

Анализ конструктивных особенностей баллонов для сжатых и сжиженных газов


1. Цель работы

1.1 Закрепление теоретического материала по теме «Баллоны для сжатых и сжиженных газов».

1.2 Привитие навыков самостоятельной работы с натурным образцом


2. Оборудование и материалы:

2.1 Баллоны с кислородом, ацетиленом и пропаном

2.2 Плакаты: Баллоны


3. Общие положения

Для хранения и транспортировки сжатых, сжиженных и растворенных газов, находящихся под давлением, применяют стальные баллоны. Баллоны имеют различную вместимость - от 0,4 до 55 дм3.

Баллоны представляют собой стальные цилиндрические сосуды, в горловине которых имеется конусное отверстие с резьбой, куда ввертывается запорный вентиль. Для каждого газа разработаны свои конструкции вентилей, что исключает установку кислородных вентилей на ацетиленовый баллон и наоборот. На горловину плотно насаживают кольцо с наружной резьбой для навертывания предохранительного колпака, который служит для предохранения вентиля баллонов от возможных ударов при транспортировке.

Баллоны для сжатых, сжиженных и растворенных газов изготовляют из бесшовных труб углеродистой и легированной стали. Для сжиженных газов при рабочем давлении не свыше 3 МПа допускается применение сварных баллонов.

В зависимости от рода газа, находящегося в баллоне, баллоны окрашивают снаружи в условные цвета, а также соответствующей каждому газу краской наносят наименование газа (см. табл. 1).

Таблица 1 – Цвета условной окраски баллонов для хранения и транспортировки различных газов

Часть верхней сферической части баллона не окрашивают и выбивают на ней паспортные данные баллона: тип и заводской номер баллона, товарный знак завода-изготовителя, масса порожнего баллона, вместимость, рабочее и испытательное давление, дата изготовления, клеймо ОТК и клеймо инспекции Госгортехнадзора, дата следующего испытания. Баллоны периодически, через каждые пять лет, подвергают осмотру и испытанию.

Основные типы баллонов, применяемых для хранения и транспортировки кислорода, азота, водорода и других газов, приведены в таблице 2.

Кислородные баллоны

Для газовой сварки и резки кислород доставляют в стальных кислородных баллонах типа 150 и 150 л. Кислородный баллон представляет собой стальной цельнотянутый цилиндрический сосуд 3, имеющий выпуклое днище 1, на которое напрессовывается башмак 2; вверху баллон заканчивается горловиной 4. В горловине имеется конусное отверстие, куда ввертывается запорный вентиль 5. На горловину для защиты вентиля навертывается предохранительный колпак 6.

Наибольшее распространение при газовой сварке и резке получили баллоны вместимостью 40 дм3. Эти баллоны имеют размеры: наружный диаметр - 219 мм, толщина стенки - 7 мм, высота - 1390 мм. Масса баллона без газа 67 кг. Они рассчитаны на рабочее давление 15 МПа, а испытательное - 22,5 МПа.

Чтобы определить количество кислорода, находящегося в баллоне, нужно вместимость баллона (дм3) умножить на давление (МПа). Например, если вместимость баллона 40 дм3 (0,04 м3), давлением 15 МПа, то количество кислорода в баллоне равно 0,04х15=6 м3.

hello_html_68cf250c.png

Рисунок 11.1 - Кислородный баллон

На сварочном посту кислородный баллон устанавливают в вертикальном положении и закрепляют цепью или хомутом. Для подготовки кислородного баллона к работе отвертывают колпак и заглушку штуцера, осматривают вентиль, чтобы установить, нет ли на нем жира или масла, осторожно открывают вентиль баллона и продувают его штуцер, после чего перекрывают вентиль, осматривают накидную гайку редуктора, присоединяют редуктор к вентилю баллона, устанавливают рабочее давление кислорода регулировочным винтом редуктора. При окончании отбора газа из баллона необходимо следить, чтобы остаточное давление в нем было не меньше 0,05-0,1 МПа.

При обращении с кислородными баллонами необходимо строго соблюдать правила эксплуатации и техники безопасности, что обусловлено высокой химической активностью кислорода и высоким давлением. При транспортировке баллонов к месту сварки необходимо твердо помнить, что запрещается перевозить кислородные баллоны вместе с баллонами горючих газов. При замерзании вентиля кислородного баллона отогревать его надо ветошью, смоченной в горячей воде.

Причинами взрыва кислородных баллонов могут быть попадания на вентиль жира или масла, падения или удары баллонов, появление искры при слишком большом отборе газа (электризуется горловина баллона) нагрев баллона каким-либо источником тепла, в результате чего давление газа в баллоне станет выше допустимого.

Таблица 2 - Типы баллонов для сжиженных газов

Давление, МПа

Предел прочности, мН/м2

Относительное удлинение, %

условное

гидравлическое

пневматическое

100

10

15,0

10

650

15

150

15

22,5

15

650

15

200

20

30,0

20

650

15

150Л

15

22,5

15

900

10

200Л

20

30,0

20

900

10


Ацетиленовые баллоны

Питание постов газовой сварки и резки ацетиленом от ацетиленовых генераторов связано с рядом неудобств, поэтому в настоящее время большое распространение получило питание постов непосредственно от ацетиленовых баллонов. Они имеют те же размеры, что и кислородный. Ацетиленовый баллон заполняют пористой массой из активированного древесного угля (290- 320 г на 1 дм3 вместимости баллона) или смесь угля, пемзы и инфузорной земли. Массу в баллоне пропитывают ацетоном (225-300 г на 1 дм3 вместимости баллона), в котором хорошо растворяется ацетилен. Ацетилен, растворяясь в ацетоне и находясь в порах пористой массы, становится взрывобезопасным и его можно хранить в баллоне под давлением 2,5-3 МПа. Пористая масса должна иметь максимальную пористость, вести себя инертно по отношению к металлу баллона, ацетилену и ацетону, не давать осадка в процессе эксплуатации. В настоящее время в качестве пористой массы применяют активированный древесный дробленый уголь (ГОСТ 6217-74) с размером зерен от 1 до 3,5 мм.

Ацетон (химическая формула СН3СОСН3) является одним из лучших растворителей ацетилена, он пропитывает пористую массу и при наполнении баллонов ацетиленом растворяет его. Ацетилен, доставляемый потребителям в баллонах, называется растворенным ацетиленом.

Максимальное давление ацетилена в баллоне составляет 3 МПа. Давление ацетилена в полностью наполненном баллоне изменяется при изменении температуры (см. табл. 3):

Таблица 3

-- 5

00

++5

1+10

1+15

2+20

2+25


+30


+35


+40

Давление, МПа

1,34

1,4

1,5

1,65

1,8

1,9

2,15

2,35

2,6

3,0

Давление наполненных баллонов не должно превышать при 20°С 1,9 МПа.

При открывании вентиля баллона ацетилен выделяется из ацетона и в виде газа поступает через редуктор и шланг в горелку или резак. Ацетон остается в порах пористой массы и растворяет новые порции ацетилена при последующих наполнениях баллона газом. Для уменьшения потерь ацетона во время работы необходимо ацетиленовые баллоны держать в вертикальном положении. При нормальном атмосферном давлении и 20°С в 1 кг (л) ацетона растворяется 28 кг (л) ацетилена. Растворимость ацетилена в ацетоне увеличивается примерно прямо пропорционально с увеличением давления и уменьшается с понижением температуры.


hello_html_m3324d079.png

Рисунок 11.2 - Ацетиленовый баллон

Для полного использования емкости баллона порожние ацетиленовые баллоны рекомендуется хранить в горизонтальном положении, так как это способствует равномерному распределению ацетона по всему объему, и с плотно закрытыми вентилями. При отборе ацетилена из баллона он уносит часть ацетона в виде паров. Это уменьшает количество ацетилена в баллоне при следующих наполнениях. Для уменьшения потерь ацетона из баллона ацетилен необходимо отбирать со скоростью не более 1700 дм3/ч.

Для определения количества ацетилена баллон взвешивают до и после наполнения газом и по разнице определяют количество находящегося в баллоне ацетилена в кг.

Пример. Масса баллона с ацетиленом 89 кг, порожнего - 83 кг, следовательно, количество ацетилена в баллоне равно: по массе - 89-83=6 кг, по объему - 6/1,09=5,5 м3 (1,09 кг/м3 - плотность ацетилена при атмосферном давлении и температуре 20°С).

Масса пустого ацетиленового баллона складывается из массы самого баллона, пористой массы и ацетона. При отборе ацетилена из баллона вместе с газом расходуется 30- 40 г ацетона на 1 м3 ацетилена. При отборе ацетилена из баллона необходимо следить за тем, чтобы в баллоне остаточное давление было не менее 0,05-0,1 МПа.

Использование ацетиленовых баллонов вместо ацетиленовых генераторов дает ряд преимуществ: компактность и простота обслуживания сварочной установки, безопасность и улучшение условий работы, повышение производительности труда газосварщиков. Кроме того, растворенный ацетилен содержит меньшее количество посторонних примесей, чем ацетилен, получаемый из ацетиленовых генераторов.

Причинами взрыва ацетиленовых баллонов могут быть резкие толчки и удары, сильный нагрев (свыше 40°С).

Баллоны для пронан-бутана

Баллоны для пропан-бутана изготовляют согласно ГОСТ 15860-84 сварными из листовой углеродистой стали. Основное применение нашли баллоны вместимостью 40 и 50 дм3. Баллоны для пропан-бутана окрашиваются в красный цвет с белой надписью "пропан".

Баллон для пропан-бутана представляет собой цилиндрический сосуд 1, к верхней части которого приваривается горловина 5, а к нижней - днище 2 и башмак 3. В горловину ввертывается латунный вентиль 6. На корпус баллона напрессовываются подкладные кольца 4. Для защиты вентиля баллона служит колпак 7.

Баллоны рассчитаны на максимальное давление 1,6 МПа. Из-за большого коэффициента объемного расширения баллоны для сжиженных газов заполняют на 85-90% от общего объема. Норма заполнения баллонов для пропана - 0,425 кг сжиженного газа на 1 дм3 вместимости баллона. В баллон вместимостью 55 дм3 наливается 24 кг жидкого пропан-бутана. Максимальный отбор газа не должен превышать 1,25 м3/ч.

hello_html_77c219a1.png

Рисунок 11.3 - Баллон для пропап-бутана

Хранение и транспортировка баллонов

Транспортировка баллонов разрешается только на рессорных транспортных средствах, а также на специальных ручных тележках или носилках. При бесконтейнерной транспортировке баллонов должны соблюдаться следующие требования:

- на всех баллонах должны быть до отказа навернуты предохранительные колпаки;

- кислородные баллоны должны укладываться в деревянные гнезда (разрешается применять металлические подкладки с гнездами, оклеенными резиной или другими мягкими материалами);

- кислородные баллоны должны укладываться только поперек кузова машины так, чтобы предохранительные колпаки были в одной стороне; укладывать баллоны допускается в пределах высоты бортов;

- баллоны должны грузить рабочие, прошедшие специальный инструктаж.


4. Порядок выполнения работы

4.1 Изучить конструкции баллонов.

4.2 Изучить порядок подготовки баллона к работе

4.3 Ответить на контрольные вопросы


5. Содержание отчета

5.1 Назначение баллона.

5.2 Конструкции кислородного и ацетиленового баллонов.

5.3 Подготовка баллонов к работе.


6. Контрольные вопросы

6.1 В какие цвета окрашивают баллоны?

6.2 Расскажите, что Вызнаете о конструкции баллонов?

6.3 Расскажите правила хранения баллонов на сварочном посту?

6.4 За счет чего сохраняется ацетилен в баллонах?

Лабораторная работа № 12

Изучение устройства редукторов и подготовка их к работе


1. Цель работы

1.1 Закрепление теоретического материала по теме «Газовые коммуникации и оборудование рабочих постов»

1.2 Привитие навыков самостоятельной работы с натурным образцом


2. Оборудование и материалы:

2.1 Набор типовых газовых редукторов

2.2 Баллон с кислородом

2.3 Газовая горелка

2.4 Шланги

2.5 Плакат: Газовые редукторы

3. Общие положения

Редукторы предназначены для понижения давления сжатого газа в баллоне или трубопроводе до рабочего давления, под которым газ должен поступать в горелку или резак, и для автоматического поддержания этого давления на заданном уровне. Кроме того, при помощи редуктора производится регулирование давления и расхода сжатого газа, а также перекрытие подачи его при прекращении работы.

Редукторы классифицируются следующим образом:

1) по назначению — кислородные (К), ацетиленовые (А), метановые (М), пропано-бутановые (П) и т. п.;

2) по пропускной способности - баллонные (Б), рамповые (Р), сетевые (С);

3) по назначению и месту установки — прямого действия (газ, действуя на клапан, стремится открыть его) и обратного действия (газ, действуя на клапан, стремится закрыть его);

4) по схеме регулирования — однокамерные (О) и двухкамерные (Д);

5) по принципу действия - прямого и обратного.

Редукторы с одной камерой редуцирования называются однокамерными, а с двумя камерами — двухкамерными. Последние обеспечивают большее постоянство рабочего давления и менее склонны к замерзанию. Они применяются при больших расходах газа.

Редукторы выпускаются по ГОСТу 6268—78. В зависимости от газов они отличаются цветом окраски корпуса и присоединительными устройствами для крепления их к баллону или трубопроводу.

По эксплуатационным показателям наиболее совершенными являются редукторы обратного действия (рис. 12.1).

hello_html_m73a4ca3d.png

Рисунок 12.1 -Однокамерный редуктор обратного действия

Сжатый газ из баллона или сети поступает в камеру высокого давления 8. При вращении по часовой стрелке нажимного винта 2 последний будет ввертываться в крышку 1, и сжимать нажимную пружину 3, которая выгибает гибкую резиновую мембрану 4 вверх. При этом передаточный диск со штоком 5 сжимает обратную пружину 7, поднимает клапан 9 и газ из камеры высокого давления 8 поступает в камеру низкого (рабочего) давления 14, откуда через запорный вентиль 13 может поступать в горелку или резак. С увеличением числа оборотов нажимного винта рабочее давление газа будет увеличиваться.

Автоматическое поддержание рабочего давления на заданном уровне происходит следующим образом. Если отбор газа уменьшится, то давление в камере низкого давления 14 повысится, мембрана 4 выправится, нажимная пружина 3 сожмется, передаточный диск со штоком 5 опустится и редуцирующий клапан 9 под действием обратной пружины 7 прикроет седло клапана 10, уменьшив подачу газа в камеру низкого давления. При уве­личении отбора газа давление в камере низкого давления понизится, мембрана 4 вновь прогнется вверх и клапан приоткроется.

Если давление газа в камере низкого давления повысится сверх установленного предела, то при помощи предохранительного клапана 12 произойдет сброс газа в атмосферу. Для измерения давления газа соот­ветственно в камере высокого и низкого давления служат манометры 6 и 11.

Конструкция ацетиленовых редукторов (рис. 12.2) принципиально не отличается от конструкции кислородных. Основное отличие состоит только в размерах нажимной и обратной пружин. Ацетиленовый редуктор крепится к баллону при помощи накидного хомутика.

hello_html_m6cc63bfc.png

Рисунок 12.2 - Ацетиленовый редуктор РД-2А


Для понижения давления сжиженных горючих газов (пропана, бутана и др.), поступающих из баллона или из распределительной сети, применяются регуляторы давления (рис. 12.3). Регулятор крепится к баллону при помощи накидной гайки диаметром 21,8мм, с левой резьбой, 14 ниток на 1". Так как сжиженные газы сильно разъедают резину, мембраны для этих изготовляют из мембранного полотна, пропитанного бензомаслостойкой резиной.


hello_html_m4a6e73e9.png


Рисунок 12.3 - Устройство регулятора РД-1Б

1 — регулирующий винт; 2 — крышка; 3 и 7 — пружины; 4 — нажимной диск; 5 — про­кладка; б— мембрана; 8— клапан; 5 — резиновый уплотнитель; 10— центральный узел; 11— передаточный шпиндель; 12 — латунная сетка; 13 — накидная гайка; 14 — манометр; 15— кожаная набивка; 16— маховичок; 17— шпиндель; 18— фибровые прокладки; 19— манометр


От работы редуктора в значительной степени зависят качество и экономичность процесса газовой сварки, резки и других видов газопламенной обработки металлов. Для правильного выбора редукторов нужно знать его характеристику или уметь ее определять.

К числу основных характеристик редукторов относятся рабочее давление, пропускная способность, чувствительность регулировки, перепад давления и предел редуцирования.

Пропускная способность характеризуется количеством газа, которое может быть пропущено через редуктор в единицу времени, обычно в дм /сек (м /ч). Рамповые редукторы имеют пропускную способность до 69450x10 -3 дм/сек (250 м3/ч), а постовые не более 16 668 х 10 -3(60 м3/ч).

Чувствительность регулировки характеризуется из­менением рабочего давления газа при повороте регулировочного винта на 1,57 рад (90°), т. е. на ¼ оборота. Она определяется по формуле (1)


р' = р2— ро (Мн/м2), (1)


где ро — показание манометра при первоначальном рабочем давлении в Мн/м2;

р2 — показание манометра после поворота регулировочного винта на 1/4 оборота в Мн/м2

Для постовых кислородных редукторов чувствительность регулировки обычно составляет 0,05—0,15 Мн/м2

Перепад давления представляет собой величину изменения рабочего давления в камере низкого давления редуктора при прекращении отбора газа. Перепад давления Δp, выраженный в процентах от рабочего давления, определяется из соотношения (2)


Δp==(( p1 - р2)/ р2)100%, : (2)


где p1 — давление в камере низкого давления после прекращения отбора газа, Мн/м2;

р2 — рабочее давление в камере низкого давления при отборе газа, Мн/м2.

Для постовых редукторов перепад давления обычно составляет 15— 30%.

Пределом редуцирования называется наименьшее давление газа в баллоне или сети, при котором рабочее давление в редукторе начинает быстро падать. Это вынуждает заменять баллон. Обычно предел редуцирования примерно в 2 раза превышает рабочее давление газа после редуктора, т.е. pmin « 2

Одной из неполадок редукторов является самотек, т. е. просачивание газа из камеры высокого давления в камеру низкого давления при полностью закрытом клапане. Это происходит вследствие износа клапана или неплотного прилегания его к седлу. С целью определения влияния износа клапана на работу редуктора в него вставляют клапан с поверхностью уплотнителя, обработанной грубой наждачной бумагой, и проверяют, есть ли самотек. Для устранения самотека уплотнитель клапана шлифуют и полируют тонкой наждачной бумагой, натянутой на стекло, а седло клапана (в редукторе) притирают. После этого редуктор вновь проверяют.


4. Порядок выполнения работы

4.1 Разобрать редуктор (кислородный, ацетиленовый или пропановый), найти основные его части, рассмотреть и уяснить их назначение;

4.2 Изучить принцип газового редуктора обратного действия

4.3 Определить способ крепления редуктора (кислородного, ацетиленового, пропанового) к баллону

4.4 Составить техническую характеристику редуктора

4.5 Определить чувствительность регулировки и перепада давления кислородного редуктора

4.5.1 Продуть баллон и присоединить к нему редуктор, кислородный шланг и горелку.

4.5.2 При открытом кислородном вентиле на горелке отрегулировать по манометру низкого давления первоначальное рабочее давление р0 = 0,2-5-0,4 мН/л2

4.5.3 Повернуть по часовой стрелке регулировочный винт ре­дуктора на % оборота и снова снять показания манометра 2).

4.5.4 Перекрыть кислородный вентиль на горелке и снять новое показание манометра (ра).

4.5.5 Опыт повторить три раза и подсчитать среднее значение.

4.5.6 Результаты замеров записать в таблицу (см. таблицу замеров).

4.5.7 По результатам опыта вычислить по вышеприведенным формулам чувствительность регулировки и перепад давления.

4.5.8 Установить редуктор с плохо притертым клапаном и пронаблюдать явление самотека.


5. Содержание отчета

5.1 Назначение газового редуктора

5.2 Схема газового редуктора обратного действия

5.3 Описание принципа его работы

5.4 Основные рабочие характеристики редуктора

5.5 Основные неисправности редуктора

5.6 Техническая характеристика газового редуктора (см. табл. 1)

5.7 Определить чувствительность регулировки и перепада давления кислородного редуктора

5.7.1 Составить таблицу замеров (см. табл. 2)

5.7.2 Произвести расчет чувствительности регулировки

5.7.3 Произвести расчет перепада давления


6. Контрольные вопросы

6.1 Для чего нужен газовый редуктор?

6.2 Чем отличаются редукторы прямого и обратного действия?

6.3 Как делят редукторы по роду газа?

6.4 Назовите конструкции присоединительных устройств для крепления редукторов к баллону.

6.5 В какой цвет окрашивают корпуса редукторов?

6.6 Для чего применяют регуляторы давления?

6.7 Как классифицируются редукторы

Таблица 1 – Техническая характеристика редуктора

2)

Низкого давления в мН/м2)


Максимальное давление на входе в мН/м2


Пределы регулирования рабочего давления в мН/м2


Габаритные размеры, мм


Способ присоединения к баллону



Таблица 2 - Таблица замеров по определению чувствительности регулировки и перепада давления кислородного редуктора


Лабораторная работа№13

Изучение устройства и практическое испытание инжекторных горелок


1. Цель работы

1.1 Изучение конструктивных особенностей сварочных горелок


2. Оборудование и материалы:

2.1 Пост газовой сварки.

2.2 Стенд для испытания горелок.

2.3 Сварочные горелки с набором сменных наконечников.

2.4 Ротаметр.

2.5 Огнеупорный кирпич.

2.6 Стальное кольцо специальной формы.

2.7 Секундомер.

2.8 Сосуд с водой.

2.9 Плакаты: Газовые горелки


3. Общие положения

Сварочная горелка предназначена для смешения горючего газа или жидкости с кислородом и получения устойчивого сварочного пламени требуемой мощности, размеров и формы.

Горелки классифицируются по следующим признакам:

1) по способу подачи горючего газа и кислорода в смесительную камеру — инжекторные, безынжекторные (равного давления);

2) по числу пламени — одноплеменные и многопламенные;

3) по назначению — универсальные (для сварки, резки, подогрева и т.д.) и специализированные (только для сварки или закалки и т.д.);

4) по роду горючего — ацетиленовые, керосиновые, пропано-бутановые и т. д.;

5) по способу применения — ручные и машинные.

Наибольшее распространение имеют так называемые инжекторные одноплеменные универсальные ацетилено-кислородные горелки, выпускаемые по ГОСТу 1077—-69. Они снабжены несколькими сменными наконечниками и позволяют сваривать черные и цветные металлы, а также производить другие виды газопламенной обработки металлов (пайку, подогрев и т. п.).

Инжекторные горелки работают на ацетилене низкого и среднего давления. Подача ацетилена в смесительную камеру осуществляется за счет подсоса его струей кислорода, выходящего с большой скоростью из отверстия инжектора. Этот процесс подсоса называется инжекцией, а поэтому горелки такого типа называются инжекторными.

Для нормальной работы их давление поступающего кислорода должно быть 0,05—0,4 МПа, а давление ацетилена может быть значительно ниже: 0,001—0,12 МПа.

В инжекторной горелке (рис. 13.1 и 13.2) кислород из баллона под рабочим давлением через ниппель 1 и трубку 4, расположенную внутри рукоятки 3, поступает в сопло инжектора 8. Выходя из сопла с большой скоростью, кислород создает разрежение в ацетиленовых каналах, в результате чего ацетилен, поступающий через ниппель 2, подсасывается в смесительную камеру 10. Здесь ацетилен с кислородом образует горючую смесь, которая, выходя из мундштука 12 и сгорая, образует сварочное пламя. На корпусе 5 расположены кислородный 6 и ацетиленовый 7 вентили для регулировки подачи газов в смесительную камеру. Сменный наконечник 11 присоединен к корпусу горелки накидной гайкой 9.

hello_html_m1d6fbff6.png

Рисунок 13.1 – Инжекторная сварочная горелка


hello_html_m4bef54e5.png

Рисунок 13.2 - Разрез инжекторной части горелки:

1 — инжектор; 2 — смесительная камера; 3 — накидная гайка; 4 — корпус горелки

Безынжекторные горелки (рис. 13.3), называемые также горелками равного давления, работают на ацетилене среднего и высокого давления. В них отсутствует инжектор, который заменен простым смесительным соплом, ввертываемым в трубку наконечника горелки. В безынжекторные горелки кислород и ацетилен поступают примерно под одинаковым давлением порядка 0,05— 0,12МПа.

Кислород и ацетилен из баллонов через ниппели 1 и 2 и вентили 3 и 4 поступают в смесительную камеру 5, где потоки горючего газа и кислорода смешиваются. Из смесительной камеры однородная по всему объему горючая смесь проходит по трубке 6 наконечника, выходит из мундштука 7 и, сгорая, образует сварочное пламя.

hello_html_m11eae78b.png

Рисунок 13.3 - Схема безынжекторной сварочной горелки

Для нормальной работы безынжекторных горелок сварочный пост дополнительно снабжен беспружинным регулятором равного давления, например типа ДКР-1-56 (рис. 13.4), автоматически обеспечивающим равенство рабочих давлений кислорода и ацетилена.

hello_html_431561e4.png

Рисунок 13.4 - Схема беспружинного регулятора равного давления ДКР-1-56:

1— накидная гайка; 2— регулирующий клапан; 3 — корпус; 4— шток; 5 — хомут; 6 — нажимной диск;

В регуляторе используется усилие, создаваемое давлением одного из газов, поступающих в горелку. При возрастании давления регулирующего газа редуцирующий клапан открывается и соответственно увеличивается давление регулируемого газа, находящегося по другую сторону мембраны.

Конструкции сварочных горелок

Универсальная ацетилено-кислородная сварочная горелка «Москва» (рис.13.5) состоит из двух основных узлов: ствола А и наконечника Б, которые соединены между собой при помощи накидной гайки 7.

Ствол горелки, являющийся одновременно рукояткой, имеет два присоединительных штуцера. Кислород поступает "в горелку из кислородного шланга с внутренним диаметром 9 мм через ниппель /, а ацетилен — из ацетиленового шланга через ниппель 2.

Оба ниппеля присоединяются к стволу горелки при помощи накидных гаек 3 и 4. Гайка 4, служащая для присоединения ацетиленового ниппеля, имеет левую резьбу и риску на шестиграннике. В передней части ствола расположены два запорно-регулирующих вентиля (кислородный 5 и ацетиленовый 6), при помощи которых осуществляется точная регулировка состава и мощности пламени, а также перекрытие подачи газа при гашении пламени

Наконечник горелки является сменным узлом. Он состоит из смесительной камеры 9, инжектора 8, трубки горючей смеси 10 и мундштука 11. Через отверстие в мундштуке горючая смесь выходит наружу; при ее сгорании образуется сварочное пламя. Горелка снабжена семью сменными наконечниками — от № 1 до № 7, позволяющими изменять мощность пламени в довольно широких пределах. Мощность пламени данного наконечника изменяют при помощи запорно-регулирующих вентилей, дросселирующих газы.


hello_html_m7824876b.png

Рисунок 13.5 - Универсальная ацетилено-кислородная сварочная горелка «Москва»:

а — общий вид горелки с набором сменных наконечников; б— схема горелки

Ацетилено-кислородная сварочная горелка малой мощности «Малютка» предназначена для ручной сварки черных и цветных металлов малых толщин (таблица 1).

Таблица 1 - Техническая характеристика горелки «Малютка»

Конструктивно она похожа на горелку «Москва», но имеет меньшие размеры, меньший вес и шланги диаметром 5,5 или в мм. Горелка выпускается в комплекте с четырьмя наконечниками № 0, 1, 2 и 3. Она снабжена игольчатым ацетиленовым и кислородным шпинделями, которые обеспечивают точную регулировку подачи газов и не требуют больших усилий для открытия и закрытия вентилей.


Ацетилено-кислородная. безынжекторная горелка равного давления ГАР-1-58 (рис.13.6) внешне похожа на инжекторную горелку «Москва», однако внутреннее их устройство различное. Вместо инжектора в ствол наконечника горелки ввернуто смесительное сопло с дозаторными каналами, обеспечивающими постоянный состав горючей смеси.

hello_html_m60cd6d5d.png


Рисунок 13.6 - Безынжекторная горелка равного давления ГАР-1-58:

1 — кислородный и ацетиленовый штуцеры; 2 — трубки ствола; 3 и4 — запорно-регулирующие вентили; 5 и 6— дозаторные каналы; 7 - смесительная камера; 8 — ствол наконечника; 9 — мундштук

Испытание сварочных горелок

Качество и производительность газовой сварки и других видов газопламенной обработки металлов в значительной степени зависят от нормальной работы горелки, тепловой мощности пламени, состава рабочей смеси, скорости ее истечения из мундштука и других факторов. При контрольной проверке качества горелки производится целый ряд испытаний (рис. 13.7).

Газонепроницаемость.

Испытание на газонепроницаемость проводится воздухом, не содержащим масел и жиров, кислородом или азотом посредством погружения горелки в сосуд с водой. Для этого присоединяют кислородный шланг попеременно к кислородному, а затем к ацетиленовому ниппелю и после подачи кислорода под давлением 0,2—0,4МПа опускают, горелку в сосуд с водой на 15—20 сек. Образование пузырьков свидетельствует о неплотности в соединении смесительной камеры с корпусом ствола горелки или в сальниковой набивке вентилей.

Исправность инжектора и наличие разрежения в ацетиленовом канале проверяют так: на кислородный ниппель надевают кислородный шланг и в горелку подают кислород под давлением 0,2— 0,4 МПа. На ацетиленовый ниппель надевают шланг, соединенный с ртутным или водяным манометром. При открывании обоих вентилей горелки разрежение по манометру должно соответствовать величинам, указанным в табл. 1. Недостаточное разрежение свидетельствует о неплотности соединений или засорении каналов.

hello_html_m39fb4381.png

Рисунок 13.7 - Стенд для испытания горелок и резаков:

1 — кислородный редуктор; 2— контрольный манометр, включаемый при испытании горелки; 3 — контрольный манометр для испытания резаков; 4 — водяной открытый манометр для измерений давления ацетилена; 5 — ртутный открытый манометр для определения величины разрежения в ацетиленовых каналах; 6 — ротаметр для определения расхода кислорода; 7 — ротаметр для определения расхода ацетилена; 8 — водяной предохранительный затвор

Запас ацетилена в горелке.

Для устранения возможности образования пламени с избытком кислорода в горелке всегда должен быть запас ацетилена. Это значит, что нормальное пламя достигается при неполном открывании ацетиленового вентиля. При полном открывании его в пламени должен быть избыток ацетилена.

Запас ацетилена в горелке определяют так: устанавливают давление кислорода 0,2—0,4 МПа, зажигают горелку, регулируют нормальное пламя и по ротаметру замеряют расход ацетилена. После этого ацетиленовый вентиль открывают полностью и вновь определяют расход ацетилена. Увеличение расхода газа, выраженное в л/ч, и будет составлять величину запаса ацетилена. Величины запаса ацетилена, рекомендуемые для различных номеров наконечников, приведены ниже (см. табл.2.).

Таблица 2.

Устойчивость работы инжекторной горелки при нагреве наконечника сильно влияет на качество сварки, так как вследствие нагрева наконечника изменяется соотношение кислорода и ацетилена, увеличивается скорость воспламенения смеси и образуется окислительное пламя. Устойчивость работы горелки определяют так: зажигают горелку, а ее пламя направляют на огнеупорный кирпич со стальным кольцом. При этом, наблюдая за строением пламени и обращая особое внимание на ядро, засекают время, в течение которого пламя горит устойчиво без хлопков и обратных ударов. Следует помнить, что после каждого обратного удара нужно проверить состояние водяного затвора.


4. Порядок выполнения работы

4.1 Ознакомиться с конструкцией сварочной горелки, определить тип горелки и разобрать ее.

4.2 Рассмотреть основные части горелки (ствол, инжектор, смесительная камера, наконечник и мундштук), определить материал, из которого изготовлены отдельные детали

4.3 Вычертить принципиальную схему горелки и инжектора с указанием основных элементов.

4.4 Описать работу горелки

4.5 Проверить исправности инжектора и наличия разрежения в ацетиленовом канале

4.5.1 Установить рабочее давление кислорода 0,2—0,4 МПа

4.5.2 Снять ацетиленовый шланг и подсоединить ниппель к водяному или ртутному манометру.

4.5.3 Открыть оба вентиля горелки и замерить величину разрежения.

4.5.4 Создать искусственную неисправность (ослабить накидную гайку наконечника, подвернуть инжектор, засорить мундштук и т. п.) и повторить опыт. При этом инжекции не будет или она будет значительно ослаблена.

4.5.5 Устранить неисправность и еще раз повторить опыт.

4.6 Определить запас ацетилена

4.6.1 Собрать сварочный пост с включением ротаметра.

4.6.2 Установить давление кислорода 0,2—0,4 МПа зажечь горелку и отрегулировать пламя нормальным.

4.6.3 Записать расход ацетилена по ротаметру.

4.6.4 Полностью открыть ацетиленовый запорный вентиль (пламя при этом станет науглероживающим) и снова записать расход ацетилена.

4.6.5 Опыт повторить для всех номеров наконечников. Результаты наблюдения и замеров записать в таблицу (см. табл.3).

4.6.6 По данным замеров определить запас ацетилена и результаты внести в таблицу 4.

4.7 Проверить устойчивость работы горелки при нагревании наконечника

Эту часть работы следует провести дважды — сначала с горелкой низкого давления (инжекторной), а затем с горелкой среднего давления (безынжекторной).

4.7.1 Уложить на огнеупорный кирпич стальное кольцо специальной формы.

4.7.2 Зажечь горелку и отрегулировать пламя нормальным.

4.7.3 Направить пламя горелки на кирпич и включить секундомер.

4.7.4 Наблюдать за ядром пламени и при появлении первых хлопков погасить горелку, выключить секундомер, отсчитать время и записать его в таблицу.

4.7.5 Охладить горелку в воде и проверить работу предохранительного затвора. Опыт повторить для всех номеров наконечника.

4.8 Изучить строение сварочного пламени


5. Содержание отчета

5.1 Назначение газовой горелки

5.2 Принципиальная схема горелки и инжектора с указанием основных элементов.

5.3 Описание принципа её работы

5.4 Техническая характеристика горелки.

5.5 Таблица замеров величины разряжения в ацетиленовом канале (см. табл.3)

5.6 Вывод о причинах отсутствия или уменьшения инжекции

5.7 Таблица замеров и вычислений запаса ацетилена (см. табл.3)

5.8 Расчет запаса ацетилена

5.9 Таблица замеров по определению устойчивости работы горелки при нагревании наконечника (см. Приложение 3)

5.10 Вывод


6. Контрольные вопросы

6.1 Классификация сварочных горелок

6.2 При каком давлении кислорода и горючего газа работают инжекторные и безынжекторные горелки?

6.3 Назначение инжектора

6.4 Опишите порядок испытания сварочных горелок.

6.5 Что такое запас ацетилена в горелке и как он определяется?


Перечень рекомендуемых учебных изданий, Интернет-ресурсов, дополнительной литературы

Основные источники:

  1. Овчинников В.В. Подготовительно-сварочные работы [Текст]: учебник / В. В. Овчинников. – М., :ИЦ Академия, 2017. – 189

  2. Лялякин, В.П. Наплавка металлов.- [Текст]: учеб. для сред. проф. образования. -М.:ИЦ «Академия».-2016.-192с

  3. Справочник техника-сварщика [Текст] / В.В. Овчинников. - М.: ИД ФОРУМ: НИЦ ИНФРА-М, 2017. - 304 с.

  4. Овчинников В.В. Технология ручной дуговой и плазменной сварки и резки металлов: учебник/ В.В.Овчинников.- 4-е изд., стереотип.-М.: Академия,2014.240с

  5. Чернышов Г.Г. Сварочное дело: Сварка и резка металлов: учебник /Г.Г. Чернышов.-7-е изд., стер,- М.: Академия,2010.-496с

  6. Справочник техника-сварщика [Текст] / В.В. Овчинников. - М.: ИД ФОРУМ: НИЦ ИНФРА-М, 2017. - 304 с.

  7. Овчинников В.В.Контроль качества сварных соединений: учебник/ В.В.Овчинников.-2-е изд., стереотип.- М.:Академия,2013.-208с.-(Среднее профессиональное образование)

  8. Справочник техника-сварщика [Текст] / В.В. Овчинников. - М.: ИД ФОРУМ: НИЦ ИНФРА-М, 2017. - 304 с.

  9. Маслов Б. Г. Производство сварных конструкций : учебник СПО/ Б. Г. Маслов, А. П. Выборнов. — 5-е изд., стер. — М. : Издательский центр «Академия», 2013. — 288 с

  10. Овчинников В.В. Электросварщик на автоматических и полуавтоматических машинах: учеб.пособие/В.В.Овчинников.-5-е,- М.: Академия,2014.-64с

  11. Овчинников В.В. Технология ручной дуговой и плазменной сварки и резки металлов: учебник/ В.В.Овчинников.- 4-е изд., стереотип.-М.: Академия,2014.240с

  12. Лялякин, В.П. Наплавка металлов.- [Текст]: учеб. для сред. проф. образования .-М.:ИЦ «Академия».-2016.-192с.Справочник техника-сварщика [Текст] / В.В. Овчинников. - М.: ИД ФОРУМ: НИЦ ИНФРА-М, 2017. - 304 с

  13. Виноградов B.C. Электрическая дуговая сварка: учебник/В.С.Виноградов.-7-е изд., стереотип,- М.: Академия,2011.-320с


Дополнительные источники:

  1. БановМ.Д.,КазаковЮ.В, Козулин М.Г.и др. / под ред. Ю.В.Казакова. Сварка и резка материалов. – Учебное пособие. – М.: Издательский центр «Академия», 2000, 400с

  2. КозулинМ.Г. Технология электрошлаковой сварки в машиностроении: Учебное пособие. – Тольятти: ТолПИ, 2000, с.119

  3. Глизманенко Д.Л. Сварка и резка металлов.[Текст] учебник для ССУЗов. М.: Академия, 2008, 448с.

  4. Галушкин В.Н. Технология производства сварных конструкций[Текст]учебник – изд..2-ое перераб. и допол.-М.: Академия, 2010-192с

  5. Овчинников В.В. Оборудование, механизация и автоматизация сварочных процессов[Текст] учебник для ССУЗов – Академия ИЦ, 2010-256с

  6. МилютинВ.С.,Кабаев Р.Ф. Источники питания и оборудование для электрической сварки плавлением [Текст] учебник для ССУЗов - Академия ИЦ, 2010-368с

  7. Тихомиров и др. Наглядная безопасность и охрана труда. Безопасность труда при электро-и газосварочных работах. Серия мультимедийных обучающих программ


Нормативные источники:

  1. ГОСТ 26001-84 Свариваемость материалов.

  2. ГОСТ 14771-76 Полуавтоматическая сварка в среде защитных газов.

  3. ГОСТ 15543-70 Полуавтоматы для сварки в защитных газах.

  4. ГОСТ19903-74 Сталь прокатная толстолистовая. Сортамент.

  5. ГОСТ 2246-70 Сварочная проволока

Интернет-ресурсы:

  1. Сварщик» портал о сварке и сварочном оборудовании: Режим доступа// http://www.welder.ru/

  2. Промышленная группа «Дюкон»: Режим доступа //http://svarka.dukon.ru/

  3. Виртуальная библиотека для сварщика: Режим доступа //http://www.svarkainfo.ru/rus/lib/books/

  4. СВАРОЧНЫЙ ПОРТАЛ для машиностроения, строительства, нефтегазохимической промышленности является одним из лучших источников информации о сварке, о сварочном, строительном, машиностроительном, нефтехимическом оборудовании, производящемся и поставляемом в России: Режим доступа //http://www.svarka.com/





Курс профессиональной переподготовки
Учитель, преподаватель технологии
Курс повышения квалификации
Курс повышения квалификации
Найдите материал к любому уроку,
указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:
также Вы можете выбрать тип материала:
Похожие материалы

Вам будут интересны эти курсы:

Курс повышения квалификации «Подростковый возраст - важнейшая фаза становления личности»
Курс профессиональной переподготовки «Технология: теория и методика преподавания в образовательной организации»
Курс профессиональной переподготовки «Экскурсоведение: основы организации экскурсионной деятельности»
Курс профессиональной переподготовки «Клиническая психология: организация реабилитационной работы в социальной сфере»
Курс повышения квалификации «Технология и организация кухонь народов мира: особенности и традиции»
Курс профессиональной переподготовки «Логистика: теория и методика преподавания в образовательной организации»
Курс профессиональной переподготовки «Организация менеджмента в туризме»
Курс повышения квалификации «Финансы предприятия: актуальные аспекты в оценке стоимости бизнеса»
Курс профессиональной переподготовки «Управление ресурсами информационных технологий»
Курс профессиональной переподготовки «Черчение: теория и методика преподавания в образовательной организации»
Курс повышения квалификации «Учебная деятельность по предметной области «Черчение»: основы предмета и реализация обучения в условиях ФГОС»
Курс профессиональной переподготовки «Уголовно-правовые дисциплины: теория и методика преподавания в образовательной организации»
Курс профессиональной переподготовки «Осуществление и координация продаж»

Оставьте свой комментарий

Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.