Методичні вказівки для студентів спеціальності 131 «Технологія і устаткування зварювання»



Скачати 361.53 Kb.

Сторінка1/3
Дата конвертації15.06.2017
Розмір361.53 Kb.
ТипМетодичні вказівки
  1   2   3

1 Міністерство освіти і науки України Донбаська державна машинобудівна академія (ДДМА)

ПРАКТИКУМ ЗІ ЗВАРЮВАННЯ

Методичні вказівки
для студентів спеціальності 131
«Технологія і устаткування зварювання
усіх форм навчання
Затверджено на засіданні методичної ради Протокол № 5 від 24.03.2016
Краматорськ
ДДМА
2016

2
УДК 621.791. (07) Практикум зі зварювання : методичні вказівки для студентів спеціальності Технологія і устаткування зварювання усіх форм навчання / уклад. : І. О. Бойко, Д. А. Волков. – Краматорськ : ДДМА, 2016. – 35 с. У методичних вказівках наведено перелік практичних робіт, наводиться мета робіт, загальні відомості про способи дугового зварювання плавленням, інструкція з техніки безпеки, рекомендації щодо змісту, оформлення та обсягу звіту, питання для самоперевірки, список довідкової літератури. Укладачі І. О. Бойко, ст. викл.
Д. А. Волков, доц.
Відп. за випуск Н. О. Макаренко, проф.




3
ЗМІСТ


Вступ ..................................................................................................................... 4 Мета і організація практикуму ........................................................................... 4 Техніка безпеки при виконанні зварювальних робіт ....................................... 5
Практичне заняття 1. Технологія ручного дугового зварювання ................... 6
Практичне заняття 2. Технологія механізованого зварювання низьковуглецевих сталей у вуглекислому газі ............................................... 17 Практичне заняття 3. Технологія механізованого зварювання під флюсом ......................................................................................................... 24 Практичне заняття 4. Технологія аргонно-дугового зварювання неплавким електродом .......................................................................................................... 32





4
ВСТУП
Методичні вказівки з дисципліни Практикум зі зварювання для студентів спеціальності 131 Технологія та устаткування зварювання Методичні вказівки складені з таким розрахунком, щоб студенти мали можливість самостійно закріпити лекційний матеріал, усвідомити мету і завдання роботи, порядок її виконання та отримати практичні навики. Детальний опис кожної лабораторної роботи дозволяє студенту в лабораторії під керівництвом викладача виконати необхідне вивчення зварювального обладнання, оформити звіті захистити його в кінці заняття. В результаті виконання лабораторних робіт студент повинен самостійно вирішувати наступні завдання
- запуск в роботу та проведення регламентних робіт з обладнання
- вибір параметрів режимів зварювання та їх налаштування на зварювальному обладнанні
- орієнтуватися в електричних схемах апаратів для механізований-ної зварювання
- пошук можливих несправностей, що порушують роботу апаратів для ручного та механізованого зварювання.
МЕТА І ОРГАНІЗАЦІЯ ПРАКТИКУМУ
Практичні роботи з дисципліни Практикум зі зварювання проводяться з метою набуття практичних навичок роботи зі зварювальним устаткуванням. Заняття проводяться по кафедральному розкладом в лабораторіях кафедри. У процесі виконання робіт підгрупа розбивається на бригади по
3…4 студента в кожній. Перед початком виконання робіт студенти проходять інструктаж з техніки безпеки. До виконання робіт допускаються студенти, які мають необхідну теоретичну підготовку. Результати досліджень подаються у вигляді таблиць і графіків. Робота закінчується короткими висновками і вважається виконаною після співбесіди та підписання звіту викладачем. Звіт про виконання роботи повинен оформлятися на аркушах стандартних розмірів (формат А) і містити такі відомості
- Номер та найменування роботи
- П.І.Б. і групу студента, який виконав роботу
- Мета роботи
- Робоче завдання
- Результати роботи (електричні і принципові схеми устаткування, креслення загального вигляду, опис вузлів та ін.);
- Висновки.



5
ТЕХНІКА БЕЗПЕКИ ПРИ ВИКОНАННІ ЗВАРЮВАЛЬНИХ РОБІТ
Робота електрозварника пов'язана з низкою можливих шкідливих і небезпечних впливів на його організм. Для ослаблення та усунення шкідливих і небезпек, пов'язаних з виконанням процесу дугового електрозварювання, необхідно суворе виконання встановлених правил охорони праці і техніки безпеки. Найбільший вплив на зварника і всіх осіб, що знаходяться в зоні виконання електрозварювальних робіт, надає випромінювання зварювальної дуги. Зварювальний дуга є джерелом випромінювань з різною довжиною хвилі видимих світлових, ультрафіолетових і інфрачервоних. Зварювальний дуга має яскравість видимого випромінювання, нестерпний для людського ока, до якої він не може пристосуватися. Часті перерви в горінні дуги створюють різкі контрасти освітленості. Для ослаблення світлового потоку і пом'якшення контрастів освітленості застосовується густо забарвлене захисне скло, через яке зварювальник спостерігає за процесом зварювання. Потужне ультрафіолетове випромінювання дуги викликає болісно протікає запалення очей (електроофтальмія) і при тривалій дії викликає опіки шкіри. Захисне скло повинне повністю затримувати ультрафіолетові промені всі частини тіла, незакриті одягом, повинні захищатися від випромінювань дуги. Обличчя і шия повинні бути захищені щитком або шоломом-маскою, кисті рук - рукавицями. Захисне скло повинне достатньою мірою поглинати і інфрачервоні промені, що можуть викликати при тривалому впливі зниження гостроти зору. Сучасні спеціальні захисні скла, вироблені в Україні, повністю гарантують збереження зору зварника і забезпечують достатню видимість місця зварювання. Забороняється користуватися випадковими кольоровими скельцями. Забарвлене захисне скло зовні прикривається звичайним безбарвним склом, що охороняє від бризок металу і періодично змінювані в міру забруднення та зменшення прозорості. Небезпека випромінювань зварювальних дуг для оточуючих зменшується огорожею поста зварювання кабінами, переносними щитами, завісами і т. п. Зварювальна дуга безперервно виділяє в навколишнє середовище гази і дим з дрібних твердих частинок, переважно оксидів металу. Кількість газів і димових частинок і ступінь їх шкідливості для працюючих залежать відроду зварюваного металу, складу електродної обмазки, відповідно до чого і застосовуються вентиляційні та інші пристрої для захисту працюючих. Електрозварник наражається на небезпеку ураження електричним струмом, оскільки він майже неминуче стосується струмоведучих частин зварювального ланцюга. Особливо небезпечна в цьому відношенні зварювання всередині котлів та резервуарів та інших об'єктів, в яких зварювальник сидить або лежить на металі, і зварювання в сирих приміщеннях, на відкритому повітрі в сиру погоду і т. п. Для зменшення небезпеки ураження струмом необхідно суворо дотримуватися правил безпеки , надійно заземлювати корпусу зварювальних машині апаратів, спостерігати за справністю електрозварювальної апаратури та ізоляції всіх частин зварювальної установки. У більш небезпечних випадках необхідно застосовувати для зварника дерев'яні підмостки, гумові килимки та ін., що підсилюють ізоляцію тіла зварника від землі.


6
ПРАКТИЧНЕ ЗАНЯТТЯ 1

ТЕХНОЛОГІЯ РУЧНОГО ДУГОВОГО ЗВАРЮВАННЯ

Мета роботи ознайомитися з сутністю процесу, обладнанням, матеріалами та режимами ручного дугового зварювання.

1.1

Теоретична частина

Рисунок 1.1 – Ручне дугове зварювання металевим електродом
з покриттям (стрілкою вказаний напрям зварювання)
Електродугове зварювання відноситься до методів зварювання плавленням і за розповсюдження займає перше місце серед інших видів зварювання. До числа металів, що зварюються електричною дугою, відносяться майже всі конструкційні сталі, сірий і ковкий чавуни, мідь, алюміній, нікель, титан, їх сплави та інші метали і сплави. Схема процесу показана нарис. Дуга горить між стрижнем електрода 1 і основним металом. Під дією теплоти дуги електроді основний метал плавляться, утворюючи металеву зварювальну ванну 4. Краплі рідкого металу 8 з розплавляється електродного стрижня переносяться в ванну через дугового проміжок. Разом зі стрижнем плавиться покриття електрода 2, утворюючи газову захист 3 навколо дуги і рідку шлакову ванну на поверхні розплавленого металу. Металева та шлаковая ванни разом утворюють зварювальну ванну. У міру руху дуги метал зварювальної ванни твердне і утворюється зварний шов 6. Рідкий шлаку міру охолодження утворює на поверхні шва тверду шлакову кірку 5, яка видаляється після охолодження шва. Для забезпечення заданого складу і властивостей шва зварку виконують покритими електродами, до яких пред'являють спеціальні вимоги.

7 Зварювальний пост дугового зварювання - місце виробництва зварювальних робіт - оснащується залежно від виду зварювальних робіт, обраної технології зварювання і ряду інших факторів. Зварювальні пости можуть бути стаціонарними і пересувними. До стаціонарних постів відносяться пости, розташовані в цеху, переважно в окремих зварювальних кабінах, в яких зварюють вироби невеликих розмірів. Пересувні зварювальні пости, як правило, застосовують при монтажі великогабаритних виробів (трубопроводи, металоконструкції, судини) і ремонтних роботах. При цьому часто використовують переносні джерела живлення. На заводах, як правило, зварювальні пости розташовуються в спеціальних кабінах площею не менше 2…2,5 м кожна. Кабіну відгороджують перегородками, а вхід закривають фіранками, просоченими вогнестійким складом. При зварюванні громіздких деталей і великогабаритних зварних конструкцій зварювальні пости розгортають відкрито в цеху, на монтажно- будівельному майданчику, на магістральній трасі. При цьому робоче місце по можливості огороджують захисними щитами або ширмами. Основне обладнання зварювального поста складається з джерела живлення дуги, зварювальних проводів, електродотримача і різних пристосувань, необхідних для закріплення зварювальних деталей. При розміщенні постав кабіні встановлюють металевий стіл з масивною чавунною або сталевою кришкою площею в 1 м, на якій виробляють зварювальні роботи, і гвинтовий стілець з відкидною спинкою. Кабіна повинна мати місцеву витяжну вентиляцію та заземлення. В умовах будівельно- монтажного майданчика за відсутності заземляющей шини або іншого заземлювального пристрою застосовують штучне заземлення. Дугове зварювання можлива при постійному і змінному струмі. Дуга при постійному струмі стійкіше, але витрата електроенергії більше і вартість зварювання вище. Для живлення дуги постійним струмом застосовують генератори і випрямлячі, а змінним струмом - зварювальні трансформатори. Оптимальним для ручного дугового зварювання є застосування джерел зварювального струму з крутопадаючих вольт-амперної характеристикою. Така характеристика дозволяє обмежити величину струму при короткому замиканні, полегшує запалювання дуги за рахунок підвищеної напруги холостого ходу, забезпечує стійкість горіння дуги і практично її постійну проплавляючу здатність. Приналежності та інструмент зварника
1. Електродотримачі служить для затиску електрода і підведення до нього зварювального струму. Він повинен міцно утримувати електрод, забезпечувати зручне і міцне закріплення зварювального кабелю, а також швидке видалення огірків і закладку нового електрода. Нарис показано кілька видів електродотримачів.

8

Рисунок 1.2 – Види електродотримачів

Рисунок 1.3 – Захисні засоби очей і обличчя зварника
2. Щитки (риса, маски (рис. 1.3, бабо шоломи (рис. 1.3, в) служать для захисту очей і обличчя зварника від впливу випромінювань зварювальної дуги і бризок металу. У них є оглядове отвір, в який вставляють спеціальне скло - світлофільтр, що затримує інфрачервоні і ультрафіолетові промені і знижує яскравість світлових променів дуги. Зовні світлофільтр захищений від бризок металу простим прозорим склом.
3. Металеві щітки (ручні із електроприводом) для зачистки (оброблення) швів і очищення зварених швів від шлаку.
4. Молоток, зубило, кріпильний інструмент.
5. Набір шаблонів для проміру розмірів швів.
6. Сталеві клейма для клеймування зварених швів. Для захисту тіла від опіків зварник користується брезентовим костюмом, брезентовими рукавицями та шкіряного або валяной взуттям. Штани повинні бути гладкими без одворотів з напуском поверх черевиків або валянок. Рукавиці повинні одягатися з напуском на рукави і зав'язува- тися тасьмою. Прямий одяг і відсутність відкритих частин тіла виключають можливість попадання бризок металу на тіло і в складки спецодягу.

9 При зварюванні всередині резервуарів, баків, цистерн необхідно користуватися гумовими чобітьми і гумовим шоломом. При зварюванні металевих конструкцій, якщо зварювальник працює лежачи, сидячи або стоячи на елементах свариваемой конструкції, крім гумових чобіт (або калоші шолома необхідні гумові килимки, а також наколінники, підлокітники, підшиті повстю. Крім спецодягу до засобів індивідуального захисту зварника відносяться пояс запобіжний лямками (при роботі на висоті рукавички гумові діелектричні калоші гумові діелектричні килимки гумові діелектричні.
Електроди для ручного дугового зварювання
Класифікація електродів. Електроди, застосовувані для зварювання та наплавлення, класифікуються за призначенням (для зварювання сталі, чавуну, кольорових металів і для наплавочних робіт, технологічним особливостям (для зварювання в різних просторових положеннях, для зварювання з глибоким проплавленням і для ванної зварювання, типу покриття (кисле, целюлозне, рутилове, основне, змішане та інше, хімічним складом стрижня і покриття, характеру шлаку, механічними властивостями металу шва і способу нанесення покриття (обпресуванням або зануренням. Основними вимогами для всіх типів електродів є
- Забезпечення стабільного горіння дуги і гарного формування шва
- Отримання металу зварного шва заданого хімічного складу
- Спокійне і рівномірне розплавлення електродного стрижня і покриття- Мінімальне розбризкування електродного металу і висока продуктивність зварювання легка віддільність шлаку і достатня міцність покриттів
- Збереження фізико-хімічних і технологічних властивостей електродів протягом певного проміжку часу
- Мінімальна токсичність при виготовленні і при зварюванні. Електроди для дугового зварювання сталей і наплавлення по ГОСТ
9466-75 поділяються на такі класи
- Для зварювання вуглецевих і легованих конструкційних сталей;
- Для зварювання легованих теплостійких сталей;
- Для зварювання високолегованих сталей з особливими властивостями- Для наплавлення поверхневих шарів з особливими властивостями крім електродів для наплавлення кольорових сплавів. Електроди для зварювання вуглецевих і легованих конструкційних сталей позначають помарці й типу електрода, діаметру стрижня, за типом покриття і ГОСТу. Тип електрода позначається буквою Е і цифрою, що вказує гарантований межа міцності металу шва в кгс / мм. Буква А в позначенні вказує, що метал шва, наплавлений цим електродом, має підвищені пластичні властивості. Такі електроди застосовують при зварюванні найбільш відповідальних швів. Для виготовлення стрижнів біль-

10 шості електродів, призначених для зварювання вуглецевих і легованих конструкційних сталей, застосовують дріт марок Св-08 і Св-08А. Кожному типу електрода відповідає кілька марок електродів. Наприклад, типом Е відповідають електроди ОМА, АНО-6, МЕЗ-04 та ін. Марка електрода - це його промислове позначення, як правило, характеризує стрижень і покриття. Електродні покриття (обмазки) складаються з іонізуючих, шлакооб- разующих, газообразующих, розкислюючих, легуючих, і сполучних компонентів. Іонізуючі речовини призначені для зниження ефективного потенціалу іонізації, що забезпечує стабільне горіння дуги. В якості іонізуючих компонентів в покриття вводять такі речовини, як крейда, мармур, поташ, польовий шпат та ін.
2. Газоутворюючі речовини, які при зварюванні розкладаються або згоряють, виділяючи велику кількість газів, що створюють в зоні дуги газову оболонку. Завдяки цій оболонці метал шва охороняється від впливу атмосферного кисню та азоту. Такими газотвірними речовинами є крохмаль, деревне борошно, целюлоза та ін.
3. Розкислюючі речовини, які володіють великим спорідненістю з киснем і тому відновлюють метал шва. Розкислювачами служать феросплави, алюміній, графіті ін.
4. Шлакоутворюючі речовини створюють шлакову захист розплавленого металу шва, а також крапель електродного металу, що проходять через дугового проміжок. Крім того, шлаки активно беруть участь в металургійних процесах при зварюванні і сприяють отриманню якісного шва. В якості шлакообразующих речовин застосовують польовий шпат
(K
2
OхAl
2
O
3
х6SiO
2
), кварц (SiO
2
), мармур, рутил, марганцеву руду та ін.
5. Легуючі речовини, які в процесі зварювання переходять з покриття в метал шва і легируют його для додання тих чи інших фізико-механічних якостей. Добрими легирующими речовинами є феромарганець, феро- силіцій, ферохром, ферротитан. Рідше застосовують різні оксиди металів міді, хрому та ін.).
6. Звязуючі речовини призначені для замісу всіх компонентів покриття у вигляді пасти, а також для зв'язування пасти на осерді електрода і додання певної міцності після висихання покриття. Таким речовиною є рідке скло. Рідше застосовується декстрин. Загальні вимоги до металевим плавким електродів для дугового зварювання конструкційних сталей, технічні умови та класифікація встановлюються ГОСТ 9467 - 75 і ГОСТ 9466 - 75. Електроди для ручного дугового зварювання виготовляють наступних класів

11 У – для зварювання вуглецевих і низьколегованих конструкційних сталей; Л – для зварювання легованих конструкційних сталей; Т – для зварювання легованих теплостійких сталей; В – для зварювання високолегованих сталей з особливими властивостями Н – для наплавлення. За видами покриття електроди поділяють з кислим покриттям - умовне позначення Аз рутиловим - Р з целюлозним - Ц з основним - Б з покриттям змішаного типу - відповідне подвійне позначення (наприклад,
АЦ,); з іншими видами покриттів - П. Кислі покриття (АНО-1, СМ) містять руди у вигляді оксидів заліза і марганцю при плавленні вони виділяють кисень, здатний окислити метал ванни і легуючі домішки. Для ослаблення дії кисню в покриття вводять розкислювачі у вигляді феросплавів. Однак наплавлений метал має відносно малу в'язкість і пластичність і знижений вміст легуючих домішок. Рутилові покриття (АНО-3, АНО-4, МР-3, ОЗС-4) мають основним компонентом рутил (ТiO2–діоксид титану. Шлакоформуючі служать рутил, а також польовий шпат, магнезит та ін. В якості розкислювача і легу- ючого компонента застосовують феромарганець. Целюлозні покриття (ВСЦ-1, ВСЦ-2, ОМА) містять головним чином органічні компоненти в якості газообразующих і в'яжучих речовин. Як розкислювачі введені феромарганець, феросиліцій. Основні покриття (УОНІ-13, ДСК) складені на основі плавикового шпату (СаF
2
) і мармуру (карбонат кальцію СаСОз). Відсутність у складі цього покриття оксидів заліза і марганцю дозволяє широко легувати наплавляється метал. При зварюванні можна отримати метал шва заздалегідь заданого хімічного складу з хорошими механічними властивостями. Як розкислювачі покриття містить ферротитан, феромарганець і феро- силіцій. Приклад умовного позначення електродів наведено нарис. Для виконання зварного шва перш за все визначають режим зварювання, що забезпечує хорошу якість зварного з'єднання, встановлені розміри і форму при мінімальних витратах матеріалів, електроенергії та праці. Режимом зварювання називається сукупність параметрів, що визначають процес зварювання вид струму, діаметр електрода, напруга і значення зварювального струму, швидкість переміщення електрода уздовж шва та ін. Основними параметрами режиму ручного дугового зварювання є діаметр електрода і зварювальний струм. Інші параметри вибирають залежно від марки електрода, положення свариваемого шва в просторі, виду обладнання та ін.

12
Рисунок 1.4 – Умовне позначення електродів для зварювання
та наплавлення сталі (по ГОСТ 9466-75)
Діаметр електрода встановлюють залежно від товщини зварювальних кромок, виду зварного з'єднання і розмірів шва. Для стикових з'єднань прийняті практичні рекомендації щодо вибору діаметра електрода d залежно від товщини зварювальних кромок s:
s, мм . . . . <2 3...5 6...8 9...12 13...20
>20
d, мм . . . . <2 3...4 4...5 5...6 6...8 8...10
При зварюванні у вертикальному положенні (рис. 1.5) не слід вибира- ти електроди діаметром більше 5 мм; при зварюванні в стельовому і гори- зонтальному на вертикальній площині положеннях не рекомендується ви- користовувати електроди діаметром більше 4 мм.
Рисунок 1.5 – Положення в просторі при зварюванні
та наплавленні

13 При виконанні кутових і таврових з'єднань беруть до уваги розмір катета шва. При катеті шва 3...5 мм зварювання здійснюють електродом діаметром 3 ... 4 мм при катеті 6...8 мм застосовують електроди діаметром
4...5 мм. При багатопрохідної зварюванні швів стикових з'єднань перший прохід виконують електродом діаметром не більше 4 мм. Це необхідно для гарного провару кореня шва в глибині оброблення. За обраному діаметру електрода встановлюють значення зварювального струму. Зазвичай для кожної марки електродів значення струму вказано на заводській етикетці, але можна також визначити за такими формулами э при d э = 4...6 мм
I = (20 + 6d э э при d э
<4 мм и d э
>6 мм, де I – значення зварювального струму, А Э – діаметр електроду, мм. Отримане значення зварювального струму коригують, враховуючи товщину металу і положення свариваемого шва. При товщині кромок менше, розрахункове значення зварювального струму зменшують напри товщині кромок> е - збільшують на 10 ... 15%.
Зварку вертикальних і стельових швів виконують зварювальним струмом, на 10 ... 15% зменшеним проти розрахункового. Зварювальну дугу збуджують двома прийомами. Можна торкнутися зварюється торцем електрода і потім відвести електрод від поверхні виробу на 3 ... 4 мм, підтримуючи горіння утворилася дуги. Можна також швидким бічним рухом торкнутися зварюваного виробу і потім відвести електрод від поверхні виробу на таку ж відстань (за методом запалювання сірника. Дотик електрода до виробу повинно бути короткочасним, тому що інакше він приварюється до виробу – примерзає. Відривати «примерз- ший електрод слід різким повертанням його вправо і вліво. Довжина дуги значно впливає на якість зварювання. Коротка дуга горить стійко і спокійно. Вона забезпечує отримання шва високої якості, так як розплавлений метал електрода швидко проходить дугового проміжок і менше піддається окисленню і азотуванню. Але занадто коротка дуга викликає примерзанню електрода, дуга переривається, порушується процес зварювання. Довга дуга горить нестійкий з характерним шипінням. При цьому глибина проплавлення недостатня, розплавлений метал електрода розбризкується і більше окислюється і азотуєтся. Шов виходить безформним, а метал шва містить велику кількість окислів. Для електродів з товстим покриттям довжина дуги вказується в паспортах. У процесі зварювання електроду надаються рухи, показані нарис а - у напрямку осі електрода 1 в зону дуги. Швидкість руху повинна відповідати швидкості плавлення електрода, щоб зберегти сталість довжини дуги б - вздовж лінії свариваемого шва 2. Швидкість переміщення неповинна бути великою, так як метал електрода не встигає сплавитися з основним металом (непровар). При малій швидкості переміщення можливі перегріві перевитрата металу шов виходить широкий, товстий, продуктивність

14 зварювання низька в - поперечні коливальні рухи застосовують для отримання розширеного валика шириною рівною (3... 4) d е. Поперечні руху уповільнюють охолодження наплавляемого металу, полегшують вихід газів і шлаків і сприяють найкращому сплавлению основного і електродного металу та отримання високоякісного шва. Утворений в кінці наплавлення валика кратер необхідно ретельно заварити.
Рисунок 1.6 – Рух электрода в процесі зварювання


Поділіться з Вашими друзьями:
  1   2   3


База даних захищена авторським правом ©divovo.in.ua 2017
звернутися до адміністрації

войти | регистрация
    Головна сторінка


загрузить материал