Лабораторная работа - Изучение операций основных приемов газовой и электросварки - файл n1.doc

Лабораторная работа - Изучение операций основных приемов газовой и электросварки
скачать (418 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc418kb.30.05.2012 00:49скачать

n1.doc



Министерство образования Российской Федерации

Пермский государственный технический университет

Кафедра «Технология, конструирование и автоматизация

в специальном машиностроении»

ОТЧЕТ

По лабораторной работе №4
«Изучение операций основных приемов газовой и электросварки»
по курсу «технологические процессы в машиностроении»

Составил: студент группы ТКА-04 Салимов А.Р.

Принял: преподаватель Ярушин С.Г.


Пермь, 2006.

Общие положения

Сварка - процесс получения неразъёмных соединений посредством установления межатомных связей между свариваемыми частями при их местном или общем нагреве, или пластическом деформировании, или совместном действии того и другого. Основной задачей сварки является получение прочного неразъемного единения свариваемых заготовок с заданными физико-механическими свойствами. Сварное соединение считают высокопрочным и равнопрочным, если его физико-механические свойства близки к таким свойствам основного (свариваемого) металла и в нем отсутствуют дефекты - трещины, поры, шлаковые включения, раковины и др. Сварка позволяет надежно соединять между собой детали элементы узлов машин, заготовки практически любых толщин и конфигурации. Поэтому сварные изделия или отдельные его узлы могут иметь очень сложную форму в сочетании с незначительной массой при относительно простой и нетрудоемкой технологии изготовления.


Виды сварки, используемые в ОКБ «Темп»:

  1. Полуавтоматическая сварка (сварочный аппарат 203/2 Telmig);

  2. Газовая сварка (аргон);

  3. Контактная;

  4. Электробытовая;

  5. Дуговая сварка.

Электрическая дуговая сварка

Сущность процесса электрической дуговой сварки состоит в том, что рас­плавление кромок заготовок происходит за счет тепла сварочной дуги, возбуждаемой между электродом и кромками заготовок. Максимальная тем­пература дуги наблюдается в осевой ее части и составляет 4500-6000°С.

В качестве исходных заготовок при дуговой сварке используют продук­цию стального и цветного проката, объемной и листовой штамповки, поковки, отливки и др. Источником нагрева при дуговых способах сварки является сварочная дуга, представляющая собой устойчивый электрический разряд, происходящий в газовой среде между двумя электродами или электродом и деталью. Для поддержания такого разряда нужной продолжительности необходимо применение специальных источников питания дуги (ИПД). Для питания дуги переменным током применяют сварочные трансформаторы, при постоянном токе - сварочные генераторы или сварочные выпрямители. На рис. 1 показана схема электрической цепи дуговой сварки.



Рис. 1. Электрическая сварочная цепь дуговой сварки:

1 - свариваемая деталь, 2 - сварочный электрод, 3 - сварочная дуга, 4 - источник питания
Сварщик перемещает вручную электрод вдоль шва, сообщая концу элек­трода с горящей дугой поперечные колебательные или вращательные движе­ния для обеспечения равномерного расплавления обеих кромок заготовок и перемешивания металла сварочной ванны. По мере перемещения дуги металл сварочной ванны затвердевает, образуя сварной шов, соединяющий заготовки.

В случае сварки ответственных изделий с толщиной стенок более 4-6 мм, часто накладывают многослойные швы один на другой путем повторного про­хода, что обеспечивает более полный провар кромок на всю их толщину.

При сварке прерывистым швом или для прихватки заготовок в отдельных точках, сварщик перемещает электрод, возбуждая дугу периодически, в необ­ходимых точках.

Дуговая сварка покрытыми электродами (Рис 2). Наиболее широко применяют сварку стальными электродами, имеющими на поверхности электродное покрытие. Покрытие электродов готовится из порошкообразной смеси различных компонентов и наносится на поверхность стального стержня в виде затвердевающей пасты. Его назначение - повысить устойчивость горения дуги, провести металлургическую обработку сварочной ванны, и улучшить качество сварки. Сварной шов образуют за счет расплавления металла свариваемых кромок и плавления стержня сварочного электрода. При этом сварщик вручную осуществляет два основных технологических движения: подачу покрытого электрода в зону сварки по мере его расплавления и перемещение дуги вдоль свариваемого шва. Ручная дуговая сварка покрытыми электродами — один из наиболее распространенных способов, используемых при изготовлении сварных конструкций. Она отличается простотой и универсальностью, возможностью выполнения соединений в различных пространственных положениях и труднодоступных местах. Существенный недостаток ее - малая производительность процесса и зависимость качества сварки от квалификации сварщика.


Рис. 2 Ручная дуговая сварка покрытыми электродами:

1 – деталь, 2 – стержень электрода, 3 – покрытие, 4 - дуга
Дуговая сварка под флюсом (рис. 3). Электрическая дуга горит между плавящимся электродом и деталью под слоем сварочного флюса, полностью закрывающего дугу и сварочную ванну от взаимодействия с воздухом. Сварочный электрод выполнен в виде проволоки, свернутой в кассету и автоматически подаваемой в зону сварки. Перемещение дуги вдоль свариваемых кромок может выполняться или вручную, или с помощью специального привода. В первом случае процесс ведется с помощью сварочных полуавтоматов, во втором - сварочных автоматов. Дуговая сварка под флюсом отличается высокой производительностью и качеством получаемых соединений. К недостаткам процесса следует отнести трудность сварки деталей небольших толщин, коротких швов и выполнение швов в основных положениях, отличных от нижних.


Рис. 3. Сварка под слоем флюса:

1 - деталь, 2 - слой флюса, 3 - дуга, 4 - электрод
Дуговая сварка в защитных газах (рис. 4). Электрическая дуга горит в среде специально подаваемых в зону сварки защитных газов. При этом можно использовать как неплавящийся, так и плавящийся электроды, а выполнять процесс ручным, механизированным или автоматическим способом. При сварке неплавящимся электродом применяют присадочную проволоку, при плавящемся электроде присадки не требуется. Сварка в защитных газах отличается широким разнообразием и применяется для широкого круга металлов и сплавов.


Рис. 4. Сварка в защитном газе:

1 - деталь, 2 - защитный газ, 3 - электрод, 4 – дуга
Электрошлаковая сварка (рис. 5). Процесс сварки является бездуговым. В отличие от дуговой сварки для расплавления основного и присадочного металлов используется теплота, выделяющаяся при прохождении сварочного тока через расплавленный электропроводный шлак (флюс). После затвердевания расплава образуется сварной шов. Сварку выполняют чаще всего при вертикальном положении свариваемых деталей с зазором между ними. Для формирования шва по обе стороны зазора устанавливают медные ползуны-кристаллизаторы, охлаждаемые водой. Электрошлаковую сварку применяют для соединения деталей больших толщин (от 20 до 1000 мм и более).


Рис. 5. Электрошлаковая сварка:

1 - электрод, 2 - деталь, 3 - шлаковая ванна, 4 - сварной шов, 5 - ползуны - кристаллизаторы


Сварные соединения и швы.

Согласно ГОСТ 2601-84 устанавливается ряд терминов и определений связанных со сварными соединениями и швами. Сварное соединение - это неразъемное соединение нескольких деталей, выполненное сваркой. Конструктивный тип сварного соединения определяется взаиморасположением свариваемых частей. При сварке плавлением различают следующие типы сварных соединений: стыковое, угловое, тавровое, нахлесточное и торцовое. Применяется также соединение нахлесточное с точечным сварным швом, выполненное дуговой сваркой.

Рис. 6. Виды сварных соединений:

а, б - стыковое, в - стыковое отбортовочное, г - нахлесточное, д - угловое, е - тавровое, ж - прорезное, з - торцевое, и - нахлесточное с проплавлением.

В зависимости от положения продольной и поперечной оси шва в про­странстве различают сварку в нижнем, вертикальном, горизонтальном и

потолочном положениях. На практике большинство швов выполняют в наи­более удобном и надежном — нижнем положении.



Рис. 7. Угол наклона электрода при сварке:

А — угол при вертикальной сварке; Б — угол при горизонтальной сварке; В — угол при потолочной сварке.
Потолочный шов. Самый сложный из всех: Сварку выполняют периодическими короткими замыканиями конца электрода на сварочную ванну, во время которых металл сварочной ванны частично кристаллизуется, что уменьшает объем сварочной ванны. В то же время расплавленный электродный металл вносится в сварочную ванну.

Вертикальный шов. Может быть выполнен двумя способами — на спуск и на подъем. Предпочтительнее сварка на подъем. В этом случае нижележащий, уже частично закристаллизовавшийся металл удерживает находящийся выше (у электрода) расплавленный металл. При данном способе удобно проваривать корень шва и кромок. Объясняется это тем, что расплавленный металл с электрода будет стекать в сварочную ванну. Единственный недостаток данного способа — поверхность шва будет покрыта грубой чешуей. Сварка на спуск легче, но будет труднее получить качественный провар места соединения деталей. Дело в том, что расплавленный металл и шлак будут подтекать под дугу и удерживаться могут только силой поверхностного натяжения и силой действующей дуги. Но эти две силы могут быть недостаточными и расплавленный металл потечет.

Горизонтальный шов. Более сложен в исполнении, чем вертикальный. Причина — стекание расплавленного металла из сварочной ванны на нижнюю кромку. В результате Возможно образование подреза по верхней кромке: При сварке металла повышенной толщины обычно делают скос только одной верхней кромки, нижняя помогает удерживать расплавленный металл в сварочной ванне. Сварка горизонтальных угловых швов в нахлесточных соединениях не вызывает трудностей и по технике не отличается от сварки в нижнем положении.

Аргонодуговая сварка

Этим способом можно сваривать неплавящимся вольфрамовым электро­дом без присадки и с присадкой и плавящимся электродом вручную, полуав­томатическим и автоматическим методами. В качестве присадочного мате­риала и плавящегося электрода применяют в большинстве случаев проволоку d=0,5-3 мм, по химическому составу близкую к составу свариваемого мате­риала. Аргонодуговая сварка неплавящимся электродом является одним из луч­ших способов сварки тонколистовых заготовок (от 0,1 до 2 мм) изделий из мно­гих алюминиевых и магниевых сплавов, нержавеющих и жаропрочных сталей. Успешно также сваривают изделия из тугоплавких и химически активных ме­таллов и сплавов: ниобия, тантала, молибдена, циркония и др.


Рис. 8. Конструкция горелки для аргонодуговой сварки.
На рис. 8 представлена конструкция горелки для аргонодуговой сварки. В корпусе 4 горелки установлен зажим, в котором с помощью цанги 2 и гайки 1 крепится вольфрамовый электрод 6. В нижней части корпуса горелки крепится керамическое сопло 5, формирующее поток защитного газа. Защитный газ поступает через штуцер 9, проходит в зазоре между цангой и корпусом горелки и через боковые отверстия выходит в пространство между электродом и керамическим соплом. Здесь он формируется в ламинарный поток, обеспечивающий защиту места сварки. В верхней части корпуса горелки крепятся штуцеры 3 для подачи и отвода воды, охлаждающей корпус горелки. Здесь же размещен токоподвод 7. Для закрепления горелки в сварочной установке используется кронштейн 8.

Газовая сварка

Газовая, или газоплавильная сварка относится к группе способов сварки плавлением. Преобладающее значение имеет ацетилено-кислородная сварка; другие виды горючих имеют ограниченное применение. Различают три вида пламени в зависимости от соотношения подаваемых в горелку газов. Нейтральное пламя создается при соотношении компо­нентов 1:1,2. Оно наиболее распространено. Окислительное пламя получают при соотношении >1,2. Науглероживающее пламя создается при соотношении <1,2. Этот способ используют для сварки заготовки малых толщин (0,2-3,0 мм), для сварки инструментальных сталей, чугуна, латуней и т.п.



Рис. 9. Процесс газовой сварки.
Существенное технологическое отличие газовой сварки от дуговой сварки – более плавный и медленный нагрев металла. Это основное отличие сварочного газового пламени от сварочной дуги является в одних случаях недостатком, в других - преимуществом газового пламени и определяет следующие основные области его применения для сварки:



Рис. 10. Зависимость угла наклона от толщины свариваемых поверхностей.
Благодаря универсальности, сравнительной простоте и портативности необходимого оборудования газовая сварка весьма целесообразна для многих видов ремонтных работ. Сравнительно медленный нагрев металла газовым пламенем быстро снижает производительность газовой сварки с увеличением толщины металла, и при толщине стали выше 8-10 мм газовая сварка обычно экономически невыгодна, хотя технически еще возможна сварка стали толщиной 30-40 мм. При замедленном нагреве разогревается большой объем основного металла, прилегающего к сварочной ванне, что, в свою очередь, вызывает значительные деформации (коробление) свариваемых изделий. Это важное обстоятельство делает газовую сварку технически нецелесообразной, не говоря уже об экономической невыгодности для таких, например, объектов, как строительные металлоконструкции, мосты, вагоны, корпусы судов, станины крупных машин и т. п. Замедленный нагрев также вызывает длительное пребывание металла в зоне высоких температур, что влечет за собой перегрев, укрупнение зерна некоторое снижение механических свойств металлов. Значительные деформации металла, возникающие при газовой сварке, ограничивают возможности выбора рациональных форм сварных соединений. Из многообразных форм сварных соединений, выполняемых дуговой сваркой, при газовой сварке пользуются, как правило, лишь простейшим стыковым соединением. Угловые швы,, соединения нахлесточные и тавровые при газовой сварке используются лишь в случаях необходимости из-за затруднений, создаваемых значительными деформациями металла, свойственными газовой сварке.
Виды сварочных соединений, используемых в ОКБ «***»





Сварочный аппарат

Фото 4.


На маленьком пламени варятся изделия из тонких материалов, а на большом – из толстых материалов.



Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации