План-конспект урока по теме "Технология ручной дуговой резки плавящимся электродом."

Занятие №33

Тема: Технология ручной дуговой резки плавящимся электродом.

Тип занятия: Комбинированное занятие.

Задачи занятия: Проверить знания предыдущего занятия, освоить новый материал.

Образовательная задача:

Знания (понятия, явления, величины.)

Умения:
специальные (правильно спланировать работу подобрать материалы, для разных видов резки плавящимся электродом)

Оборудование к уроку: Классная доска, проектор, интерактивная доска, компьютер.

План урока:

1.     Организационная часть — 2–3 мин.

2.     Актуализация знаний – 10 мин.

3.     Сообщение новых знаний — 40–47 мин.

4.      Закрепление материала — 15 мин.

5.     Выставить оценки – 3 мин.

6.     Сообщение задания на дом — 2 мин.

Ход урока:

Актуализация знаний – 10 мин.

Сфера применения

Электродуговую резку применяют исключительно в том случае, если нет необходимого оборудования для резки газом. Таким методом избавляются от небольших излишеств металлических заготовок и исправляют дефекты путём их поверхностной выплавки. Дуговой резке электродом поддаются цветные изделия, высоколегированные стали, а также чугун и различные сплавы.
         Применяемые способы

Электрическую дугу активно используют не только при сварке, но и при резке металла. Существует несколько разновидностей дуговой резки металлических деталей: ручная дуговая резка плавящимся и неплавящимся электродами, а также воздушно- и кислородно-дуговая резка.

Дуговая резка неплавящимся электродом

При данном способе работа проводится как на переменном, так и на постоянном токе прямой полярности. Сила тока должна составлять 400-800 А. При этом используются угольные и графитовые электроды.

Сообщение новых знаний — 40–47 мин.

Дуговая резка металлов выполняется металлическим плавящимся электродом, угольным электродом и неплавящимся вольфрамовым электродом в защитной среде аргона.

Дуговая резка металлическим плавящимся электродом

Сущность способа резки металлическим плавящимся электродом заключается в том, что сила тока подбирается на 30—40% больше, чем при сварке, и металл проплавляют мощной электрической дугой. Электрическую дугу зажигают у начала реза на верхней кромке и в процессе резки перемещают ее вниз вдоль разрезаемой кромки.

Схема резки металлическим электродом

Капли образующегося расплавленного металла выталкивают козырьком покрытия электрода. Козырек одновременно служит и изолятором электрода от замыкания последнего на металл. Основными недостатками этого способа резки являются низкая производительность и плохое качество реза. Режимы ручной дуговой резки стали металлическим плавящимся электродом приведены в табл.1.

Марка металла	Толщина металла, мм	Диаметр электрода, мм	Режим резки		Марка металла	Толщина металла, мм	Диаметр электрода, мм	Режим резки
			ток, А	Скорость, м/ч				ток, А	Скорость, м/ч
Низко Углеро дистая сталь	6 12 25	2,5	140	12,36 7,2 2,1	Коррозионно стойкая сталь	6 12 25	2,5	130	12 4,38 3
То же	6 12 25	3	190	13,8 8,1 3,78	То же	6 12 25	3	195	18,72 8,7 4,5
»	6 12 25	4	220	15 9,3 4,5	»	6 12 25	4	220	18,9 10,2 5,4

         Таблица 1. Режимы резки плавящимся электродом

Иногда применяют автоматическую резку под флюсом легированных сталей, имеющих толщину до 30 мм. Резку выполняют на обычных сварочных автоматах сварочной проволокой Св-08 или Св-08А с применением флюса АН-348 (табл. 2).

Резка плавящимся электродом

Резка стальным электродом основана на выплавлении металла из зоны резания теплотой электрической дуги, возбуждаемой между электродом и разрезаемым металлом. Этот способ широко применяется для грубой разделки металла. Резку производят стальными электродами с качественным покрытием, но более тугоплавким, чем для сварки. Такое покрытие обеспечивает при резке образование небольшого козырька, закрывающего зону дуги.

Козырек предохраняет электрод от короткого замыкания на разрезаемый металл, а также способствует более сосредоточенному нагреву металла. Электроды изготовляют из проволоки марки Св–08 или Св–08 А диаметром 2,5–6 мм и длиной 250–350 мм.

Применяют покрытие, способствующее улучшению процесса резки, состоящее из марганцевой руды (98 %) и поташа (2 %) или марганцевой руды (94 %), мрамора (3 %) и каолина (3 %). Толщина покрытия – 1–1,5 мм. Ток постоянный или переменный. Напряжение холостого хода не менее 65 В. При толщине разрезаемого металла 6–25 мм и диаметре электрода 2,5 мм применяют ток 130–140 А. Скорость резки составляет 3–12 м/ч. При диаметре электрода 5 мм ток достигает 300–350 А, а скорость резки – 7–25 м/ч. Рекомендуют электроды типа ОЗР–1, позволяющие резать металлы в любом пространственном положении.

Кислородно-дуговая резка отличается от обычной дуговой тем, что на нагретый до плавления участок поверхности металла подают струю чистого кислорода. Кислород прожигает металл участка резания и выдувает образовавшиеся оксиды и расплавленный металл из полости реза. При сгорании металла выделяется дополнительная теплота, которая ускоряет процесс плавки и резки металла. Такой способ применяется для выполнения коротких разрезов в различных строительных конструкциях.

При ручной кислородно-дуговой резке резаком типа РГД резчик в правой руке держит электрододержатель, а в левой – резак. Возбудив дугу и нагрев металл до плавления, резчик нажимает на рукоятку кислородного клапана и направляет струю кислорода на разогретый металл. Затем в процессе резки дугу и резак перемещают вдоль линии реза. Электродами служат стальные стержни диаметром 4–5 мм с покрытием ЦМ–7, ОММ–5, ОЗС–3 и др. Сварочный ток в зависимости от диаметра электрода достигает 250 А. Этим способом можно разрезать металл толщиной до 50 мм. Металл толщиной 10–20 мм режут электродом диаметром 4 мм со скоростью 450–550 мм/мин. Расход кислорода составляет 100–160 л/мин. Углеродистые и низколегированные стали толщиной 50 мм режут электродом диаметром 5 мм со скоростью 200 мм/мин при расходе кислорода до 400 л/мин.

 Таблица 2. Режимы автоматической резки под флюсом

Толщина разрезаемой легированной стали, мм	Диаметр сварочной прволоки, мм	Режимы резки
		ток, А	напряжение дуги, В	Скорость, м/ч
10	4	1000	40—42	34,8
20	4	1200	42—44	30
30	4	1500	46-50	24,9

Дуговая резка угольным электродом

При дуговой резке угольными, графитовыми электродами разделение достигают путем выплавления металла вдоль линии его раздела. Этот способ резки применяют при обработке чугуна, цветных металлов, а также стали в тех случаях, когда не требуется соблюдения точных размеров, а ширина и качество реза не имеют значения. Резку выполняют сверху вниз при соблюдении некоторого угла наклона оплавляемой поверхности к горизонтальной плоскости, что облегчает вытекание металла. Резку ведут на переменном или постоянном токе (табл. 3).

Таблица 3. Режимы резки угольным электродом

Толщина разрезаемой стали, мм	Диаметр электрода, мм	Режим резки
		Ток, А	Скорость, м/ч
6	10	400	21
10			18
16			10,5

Дуговая резка неплавящимcя вольфрамовым электродом

Резка в защитной среде аргона применяется весьма ограниченно и только в частных случаях при обработке легированных сталей или цветных металлов. Сущность способа резки заключается в том, что на электроде создают повышенный ток (на 20—30% больше, чем при сварке) и проплавляют насквозь металл.

Прорезание канавки в листе воздушно дуговой резкой             Выплавка канавок воздушно-дуговой резкой

 

 

Кислородно-дуговая резка

При кислородно-дуговой резке металл вначале расплавляется электрической дугой, а затем сгорает в поступающей струе кислорода и выдувается. На рисунке приведена схема кислородно-дуговой резки.

В настоящее время существует несколько методов кислородно-дуговой резки. За рубежом (в США, Франции и Бельгии), например, нашел применение метод кислородно-дуговой резки при помощи стальных трубчатых электродов.

Схема кислородно-дуговой резки металла

При этом способе резки металл нагревается дугой, возбуждаемой между трубчатым электродом и обрабатываемым  изделием. Струя кислорода,  поступающая из отверстия трубки, попадая на нагретую поверхность, окисляет металл по всей его толщине.

Электродами служат трубки из низкоуглеродистой или нержавеющей стали при наружном диаметре 5 — 7 мм. Внутренний диаметр трубки может быть 1 — 3,5 мм.                   Наружную поверхность электрода покрывают специальным покрытием, предохраняющим электрод от замыкания с обрабатываемым металлом при его опирании и перемещении. Кислородно-дуговую резку также выполняют и угольным электродом. Наиболее широкое распространение способ кислородно-дуговой резки нашел при подводных работах.

 

Схема оборудования поста для кислородно-дуговой резки стальным стержневым электродом: 1 — сварочный трансформатор, 2 — регулятор, 3 — рубильник, 4 — провода, идущие к держателю, 5 — электрододержатель, 6 — электрод, 7 — резак РГД-1-56, 8 — кислородный шланг, 9 — баллон с кислородом, 10 — редуктор.

Воздушно-дуговая резка

При воздушно-дуговой резке металл расплавляется дутой, горящей между изделием и угольным электродом, а удаляется струей сжатого воздуха. Воздушно-дуговую резку металлов выполняют постоянным током обратной полярности, так как при дуге прямой полярности металл нагревается сравнительно на широком участке, вследствие чего удаление расплавляемого металла затруднено. Возможно применение и переменного тока. Для воздушно-дуговой резки применяют специальные резаки, которые делятся на резаки с последовательным расположением воздушной струи и резаки с кольцевым расположением воздушной струи. В резаках с последовательным расположением воздушной струи относительно электрода сжатый воздух обтекает электрод только с одной стороны.

Схема воздушно-дуговой резки металла: 1 — разрезаемый металл;  2 — электрод;  3 — воздушно-дуговой резак;  4 —  разрезанный металл; 5 — струя воздуха.

Для воздушно-дуговой резки применяют угольные или графитовые электроды. Графитовые электроды более стойки, чем угольные. По форме электроды бывают круглыми и пластинчатыми. Величину тока при воздушно-дуговой резке определяют по следующей зависимости:

I = K*d,

где I — ток, А; d — диаметр электрода, мм; K— коэффициент, зависящий от теплофизических свойств материала электрода, равный 46—48 А/мм, для угольных электродов и 60—62 А/мм для графитовых.

Источниками питания для воздушно-дуговой резки служат стандартные сварочные преобразователи постоянного тока или сварочные трансформаторы.

Питание резака сжатым воздухом осуществляют от цеховой сети, имеющей давление 4—6 кгс/см2, а также от передвижных компрессоров. Применение сжатого воздуха при воздушно-дуговой резке давлением выше 6 ат нецелесообразно, так как сильная воздушная струя резко снижает устойчивость горения дуги.

Воздушно-дуговую резку разделяют на поверхностную строжку и разделительную резку.

Поверхностную строжку применяют для разделки дефектных мест в металле и сварных швах, а также для подрубки корня шва и снятия фасок. Фаску можно снимать одновременно на обеих кромках листа. Ширина канавки, образующаяся при поверхностной строжке, на 2—3 мм превышает диаметр электрода.

Установка воздушно-дуговой резки: 1 — резак; 2 — воздух; 3 — источник питания дуги.

Воздушно-дуговую разделительную резку и строжку применяют при обработке нержавеющей стали и цветных металлов. Она имеет ряд преимуществ перед другими способами огневой обработки металлов, так как более проста, а также более дешевая и более производительная.

В табл. 1 приведены режимы разделительной воздушно-дуговой резки угольным электродом, а в табл. 2 приведены данные по разделке корня шва, выполненного встык с К-образной подготовкой кромок.

Таблица 1. Режимы разделительной воздушно-дуговой резки

Толщина листа, мм	Диаметр электрода, мм	Ток, А	Скорость резки, м/ч
			Низкоуглеродистая сталь	Высоколегированная сталь
5 10 12 12 25	6 8 10 12 12	270 — 300 360 — 400 450 — 500 540 — 100 540 — 600	60 — 62 26 — 28 20 — 22 22 — 24 8 —10	63 — 65 30 — 32 22 — 24 24 — 26 10 — 12

Таблица 2. Режимы поверхностной воздушно-дуговой резки

Толщина свариваемого металла, мм	Диаметр электрода, мм	Ток, А	Ширина разделки корня шва, мм	Глубина разделки корня шва, мм
5 — 8	4	180	6—7	3—4
6 — 8	6	280	7,5—9	4—5
8 — 10	8	370	8,5—11	4—5
10 — 11	10	450	11,5—13	5—6

Закрепление материала:

1 Какие виды резки плавящимся электродом вы знаете?

Воздушно-дуговая сварка, кислородно-дуговая, дуговая резка неплавящимcя вольфрамовым электродом,  дуговая резка угольным электродом, дуговая резка металлическим плавящимся электродом.

2  Из чего состоит установка воздушно-дуговой резки?

резак; воздух; источник питания дуги.

3 Питание резака сжатым воздухом осуществляют от цеховой сети, имеющей давление  «4—6 кгс/см2,»

4 При кислородно-дуговой резке металл вначале расплавляется электрической дугой, а затем «сгорает в поступающей струе кислорода и выдувается.»

5 Изобразите прорезание канавки в листе воздушно дуговой резкой

Сообщение задания на дом — 2 мин.

Виноградов В.С. стр. 285-287.