Головна
Банківська справа  |  БЖД  |  Біографії  |  Біологія  |  Біохімія  |  Ботаніка та с/г  |  Будівництво  |  Військова кафедра  |  Географія  |  Геологія  |  Екологія  |  Економіка  |  Етика  |  Журналістика  |  Історія техніки  |  Історія  |  Комунікації  |  Кулінарія  |  Культурологія  |  Література  |  Маркетинг  |  Математика  |  Медицина  |  Менеджмент  |  Мистецтво  |  Моделювання  |  Музика  |  Наука і техніка  |  Педагогіка  |  Підприємництво  |  Політекономія  |  Промисловість  |  Психологія, педагогіка  |  Психологія  |  Радіоелектроніка  |  Реклама  |  Релігія  |  Різне  |  Сексологія  |  Соціологія  |  Спорт  |  Технологія  |  Транспорт  |  Фізика  |  Філософія  |  Фінанси  |  Фінансові науки  |  Хімія

Процеси зварювання металів плавленням - Наука й техніка

ГК та ВО Росії

НГТУ

Кафедра ТМС

Курсова робота з

Техніці та технології в галузі.

Процеси зварювання

металів плавленням.

Факультет: Бізнесу

Група: ФБ-51

Студент: Авдакова Н.В.

Викладач: Куроєдов Ю.Б.

Новосибірськ

1997

Зміст:

Зварювання. Поняття, сутність процесу 3

Зварювання плавленням 4

Класифікація електричної дугового зварювання 6

Ручна дугова зварка і устаткування для неї 8

Технологія ручного дугового зварювання 10

Технологія газового зварювання 14

Додаток 17

Література 18

Зварювання. Поняття, сутність процесу.

Зварювання - це один з провідних технологічних процесів обробки металів. Великі переваги зварювання забезпечили її широке застосування в народному господарстві. За допомогою зварювання здійснюється виробництво суден, турбін, котлів, літаків, мостів, реакторів та інших необхідних конструкцій.

Зварюванням називається технологічний процес отримання нероз'ємних з'єднань за допомогою встановлення міжатомних зв'язків між зварюються частинами при їх місцевому або загальному нагріванні, або пластичній деформації, або спільною дією того й іншого.

Зварені з'єднання металів характеризує безперервність структур. Для отримання зварного з'єднання потрібно здійснити міжмолекулярні зчеплення між зварюються деталями, що призводить до встановлення атомарної зв'язку в прикордонному шарі.

Якщо зачищення поверхні двох з'єднуються металевих деталей при стисненні під великим тиском зблизити так, щоб могло виникнути загальне електронне хмара, що взаємодіє з іонізованими атомами обох металевих поверхонь, то отримуємо міцне зварне з'єднання. На цьому принципі заснована холодне зварювання пластичних металів.

При підвищенні температури в місці з'єднання деталей амплітуди коливання атомів щодо постійних точок їх рівноважного стану збільшуються, і тим самим створюються умови більш легкого отримання зв'язку між сполучаються деталями. Чим вище температура нагрівання, тим менший тиск потрібно для здійснення зварювання, а при нагріванні до температур плавлення необхідний тиск стає рівним нулю.

Шматок твердого металу можна розглядати як гігантську молекулу, що складається з атомів, розміщених в строго визначеному, часто дуже складному порядку і міцно пов'язаних в одне ціле силами міжатомної взаємодії.

Принципова сутність процесу зварювання дуже проста. Поверхневі атоми шматка металу мають вільні, ненасичені зв'язки, які захоплюють всякий атом або молекулу, наблизився на відстань дії міжатомних сил. Зблизивши поверхні двох шматків металу на відстань дії міжатомних сил або, кажучи простіше, до зіткнення поверхневих атомів, отримаємо по поверхні зіткнення зрощення обох шматків в одне монолітне ціле з міцністю з'єднання цільного металу, оскільки всередині металу і по поверхні з'єднання діють ті ж міжатомних сили. Процес з'єднання після дотику відбувається мимовільно (спонтанно), без витрат енергії і вельми швидко, практично миттєво.

Об'єднання окремих обсягів конденсованої твердої або рідкої фази в один загальний обсяг супроводжується зменшенням вільної поверхні і запасу енергії в системі, а тому термодинамічно процес об'єднання має йти мимоволі, без підведення енергії ззовні. Вільний атом має надлишок енергії в порівнянні з атомом конденсованої системи, і приєднання вільного атома супроводжується звільненням енергії. Таке мимовільне об'єднання спостерігається на обсягах однорідної рідини.

Набагато важче відбувається об'єднання обсягів твердої речовини: доводиться витрачати значні кількості енергії та застосовувати складні технічні прийоми для зближення з'єднуються атомів. При кімнатній температурі звичайні метали не з'єднуються не тільки при простому зіткненні, а й при стисненні значними зусиллями. Дві сталеві пластинки, ретельно відшліфовані і пригнані, піддані тривалого здавлення зусиллям у кілька тисяч кілограмів, за зняття тиску легко роз'єднуються, не виявляючи жодних ознак з'єднання. Якщо з'єднання виникають в окремих точках, вони руйнуються дією пружних сил при знятті тиску. З'єднанню твердих металів заважає, перш за все, їх твердість, при їх зближенні дійсне зіткнення відбувається лише в небагатьох фізичних точках, і розширення площі дійсного дотику досить важко.

Метали з малою твердістю, наприклад, свинець, досить міцно з'єднуються вже при незначному здавлюванні. У більш важливих для техніки металів твердість настільки велика, що поверхня дійсного дотику дуже мала в порівнянні із загальною уявною поверхнею дотику, навіть на ретельно оброблених і прагненнях поверхнях.

На процес з'єднання сильно впливають забруднення поверхні металу - оксиди, жирові плівки і ін., А також шари адсорбованих молекул газів, що утворюються на свежезачіщенной поверхні металу під дією атмосфери майже миттєво. Тому чисту поверхню металу, позбавлену шару адсорбованих газів, можна скільки-небудь тривалий час зберегти лише у високому вакуумі. Такі природні умови є в космічному просторі, де метали отримують здатність досить міцно зварюватися або "схоплюватися" при випадкових дотику. У звичайних же, земних умовах доводиться стикатися з негативною дією, як твердості металів, так і шару адсорбованих газів на поверхні. Для боротьби з цими труднощами техніка використовує два основні засоби: нагрів і тиск. Оскільки дана робота присвячена зварюванні металів за допомогою плавлення, зварювання тиском нижче детально висвітлюватися не буде.

Зварювання плавленням.

Зварювання плавленням здійснюється нагрівом зварювальних кромок до температури плавлення без здавлювання зварювальних деталей.

При нагріванні з підвищенням температури знижується твердість металу і зростає його пластичність. Метал, твердий і малопластічний при кімнатній температурі, при достатньому нагріванні може стати дуже м'яким і пластичним. Подальшим підвищенням температури можна довести метал до розплавлення; в цьому випадку відпадають всі труднощі, пов'язані з твердістю металу; обсяги рідкого металу мимовільно зливаються в загальну зварювальну ванну.

У багатьох випадках на процес зварювання істотно впливають забруднення поверхні металу: переважно оксиди і жирові плівки. Ці забруднення, потрапляючи в зварне з'єднання, можуть знижувати якість зварювання. Вони, на відміну від адсорбованих газів, можуть бути видалені з поверхні металу механічно (щітками, абразивами і т.д.) або хімічно (розчинниками, травителями, і флюсами).

Специфічним для зварювання засобом очищення служать флюси, що розчиняють оксиди при підвищених температурах. Крім усунення забруднень з поверхні металу, вживаються заходи до зменшення забруднення металу в процесі зварювання, в першу чергу оксидами. Для цієї мети використовуються флюси, шлаки, захисні гази, вдувається в зону зварювання.

Протиріччя між теоретичною можливістю зварювання металів без витрат енергії і практичною необхідністю витрат і досить значних може бути пояснено енергетичної моделлю процесу зварювання, схематично зображеної на рис 1.

2 H

1 h

3 h0

Рис. 1. Енергетична модель процесу зварювання

Атом на вільній поверхні металу в положенні 1 має енергію h, атом в обсязі металу в положенні 3 - меншу енергію h0; з'єднання обсягів металу зі знищенням вільної поверхні супроводжується звільненням енергії на атом: Dh = h-h0. Але для переміщення з положення 1 в положення 3 атом повинен подолати енергетичний поріг і пройти положення 2 з енергією H. Для подолання енергетичної порога атому потрібно підвести енергію DH = Hh, без чого неможливе подолання порогу і з'єднання обсягів металу. Енергія DH витрачається на пружну і пластичну деформації металу, необхідну для зближення поверхонь металу, на його нагрів руйнування плівки адсорбованих газів і т.д. Нагрівання знижує енергетичний поріг, перешкоджає з'єднанню твердих металів; розплавлення зводить висоту порога майже до нуля, роблячи можливим з'єднання без витрат енергії. З'єднання атомів при зварюванні металів відбувається зазвичай в дуже тонкому шарі, товщиною в кілька атомних діаметрів, і зона зварювання має плівковий характер. Збільшення ширини зони зварювання може бути вироблено за рахунок таких процесів, як дифузія, розчинення, кристалізація, що протікають більш повільно в часі і поступово поширюються за обсягом металу.

Найпростіші види зварювання плавленням відомі з глибокої давнини, наприклад ливарна зварювання. Сучасна схема зварювання плавленням показана на рис. 2

Рис. 2. Схема зварювання плавленням.

До з'єднуються деталей в місці зварювання підводять зварювальне полум'я; виробляють місцеве розплавлення деталей до утворення спільної зварювальної ванни рідкого металу. Після видалення зварювального полум'я метал ванни швидко охолоджується і твердне, в результаті деталі виявляються з'єднаними в одне ціле. Переміщаючи полум'я по лінії зварювання, можна отримати зварний шов будь-якої довжини. Зварювальне полум'я повинне мати достатню теплову потужність і температуру; зварювальну ванну потрібно утворювати на порівняно холодному металі: теплопровідність металів висока і швидко утворити ванну може тільки дуже гаряче полум'я. Досвід показує, що для зварювання сталі товщиною кілька міліметрів температура зварювального полум'я повинна бути не нижче 2700-3000 ° C. Полум'я з меншою температурою або зовсім не утворює ванни або утворює її надто повільно, що дає низьку продуктивність зварювання і робить її економічно вигідною. Джерела тепла, розвиваючі настільки високі температури, з'явилися відносно недавно.

Зварювальне полум'я розплавляє як метал, так і забруднення на його поверхні, що утворюються шлаки спливають на поверхню ванни. Гаряче полум'я сильно нагріває метал на поверхні, значно вище точки плавлення; в результаті змінюється хімічний склад металу і його структура після затвердіння; змінюються і механічні властивості. Затверділий метал ванни, так званий метал зварного шва зазвичай за своїми властивостями відрізняється від основного металу, незачепленою зварюванням. Зварювання плавленням відрізняється значною універсальністю; сучасними зварювальними джерелами легко можуть бути розплавлені майже всі метали, можливо з'єднання різнорідних металів.

Характерна ознака зварювання плавленням; виконання її за один етап-нагрів зварювальним полум'ям, на відміну від зварювання тиском.

Класифікація електричної дугового зварювання.

Всі існуючі способи зварювання, як уже згадувалося вище, можна розділити на дві основні групи: зварювання тиском (контактна, газопрессовая, тертям, холодна, ультразвуком) і зварювання плавленням (газова, термитная, електродугове, електрошлакове, електронно-променева, лазерна).

Саме широке поширення одержали різні способи електричного зварювання плавленням, а провідне місце займає дугове зварювання, при якій джерелом теплоти є електрична дуга.

Електричну зварку плавленням в залежності від характеру джерел нагріву і розплавлення зварювальних кромок можна розділити на наступні основні види зварювання, схема 1 (див. Додаток):

1. електрична дугова, де джерелом тепла є електрична дуга;

2. електрошлакове, де основним джерелом теплоти є розплавлений шлак, через який протікає електричний струм;

3. електронно-променева, при якій нагрів і розплавлення кромок з'єднуються деталей виробляють спрямованим потоком електронів, випромінюваних розпеченим катодом;

4. лазерна, при якій нагрів і розплавлення кромок з'єднуються деталей виробляють спрямованим сфокусованим потужним світловим променем мікрочастинок-фотонів.

При електричної дугового зварювання основна частина теплоти, необхідна для нагрівання і плавлення металу, виходить за рахунок дугового розряду, що виникає між зварюваних металом і електродом. Під дією теплоти дуги кромки зварювальних деталей і торець плавиться розплавляються, утворюючи зварювальну ванну, яка деякий час знаходиться в розплавленому стані. При затвердінні металу утворюється зварне з'єднання. Енергія, необхідна для освіти і підтримки дугового розряду, виходить від джерел живлення дуги постійного або змінного струму. Класифікація дугового зварювання проводиться залежно від ступеня механізації процесу зварювання, роду струму і полярності, типу дуги, властивостей електрода, виду захисту зони зварювання від атмосферного повітря та ін.

За рівнем механізації розрізняють зварювання вручну, напівавтоматичне і автоматичне зварювання. Віднесення процесів до того чи іншого способу залежить від того, як виконуються запалювання і підтримку певної довжини дуги, маніпуляція електродом для додання шву потрібної форми, переміщення електрода по лінії накладання шва і припинення процесу зварювання.

При ручному зварюванні зазначені операції, необхідні для утворення шва, виконуються робочим-зварювальником вручну без застосування механізмів.

При напівавтоматичного зварювання плавиться механізуються операції по подачі електродного дроту в зварювальну зону, а інші операції процесу зварювання здійснюються вручну.

При автоматичному зварюванні під флюсом механізуються операції щодо порушення дуги, підтримання певної довжини дуги, переміщенню дуги по лінії накладення шва. Автоматичне зварювання плавиться ведеться зварювальним дротом діаметром 1-6 мм; при цьому режим зварювання (струм, напруга, швидкість переміщення дуги та ін.) більш стабільний, що забезпечує однорідність якості шва по його довжині, в той же час потрібна велика точність у підготовці та складанні деталей під зварювання.

За родом струму розрізняють дуги, що живляться постійним струмом прямий (мінус на електроді) або зворотним (плюс на електроді) полярності або змінним струмом. Залежно від способів зварювання застосовують ту чи іншу полярність. Зварювання під флюсом і в середовищі захисних газів зазвичай проводиться на зворотній полярності.

За типом дуги розрізняють дугу прямої дії (залежну дугу) і дугу побічної дії (незалежну дугу). У першому випадку дуга горить між електродом і основним металом, який також є частиною зварювального ланцюга, і для зварювання використовується теплота, що виділяється в стовпі дуги і на електродах; у другому - дуга горить між двома електродами. Основний метал не є частиною зварювального ланцюга і розплавляється переважно за рахунок тепловіддачі від газів стовпа дуги. У цьому випадку харчування дуги здійснюється звичайно змінним струмом, але вона має незначне застосування через малу коефіцієнта корисної дії дуги (відношення корисно використовуваної теплової потужності дуги до повної теплової потужності).

За властивостями електроду розрізняють способи зварювання плавиться і неплавким (вугільним, графітовим і вольфрамовим). Зварювання плавиться є найпоширенішим способом зварювання; при цьому дуга горить між основним металом і металевим стрижнем, що подаються в зону зварювання у міру плавлення. Цей вид зварювання можна робити одним або декількома електродами. Якщо два електроди під'єднані до одного полюса джерела живлення дуги, то такий метод називають двоелектродної зварюванням, а якщо більше - багатоелектродного зварюванням пучком електродів. Якщо кожен з електродів отримує незалежне харчування - зварювання називають дводуговими (многодуговой) зварюванням. При дугового зварювання плавленням ККД дуги досягає 0,7-0,9.

За умовами спостереження за процесом горіння дуги розрізняють відкриту, закриту і прочинені дугу. При відкритій дузі візуальне спостереження за процесом горіння дуги проводиться через спеціальні захисні скла - світлофільтри. Відкрита дуга застосовується при багатьох способи зварювання: при ручному зварюванні металевим і вугільним електродом і зварюванні в захисних газах. Закрита дуга розташовується повністю в розплавленому флюсі - шлаку, основному металі і під гранульованим флюсом, і вона невидима. Напіввідчинені дуга характерна тим, що одна її частина знаходиться в основному металі і розплавленому флюс, а інша над ним. Спостереження за процесом здійснюється через світлофільтри. Використовується при автоматичному зварюванні алюмінію по флюсу.

За родом захисту зони зварювання від навколишнього повітря розрізняють наступні способи зварювання: без захисту (голим електродом, електродом із стабілізуючим покриттям), з шлакової захистом (толстопокритимі електродами, під флюсом), шлакогазовой (толстопокритимі електродами), газової захистом (в середовищі газів) з комбінованим захистом (газове середовище та покриття або флюс). Стабілізуючі покриття являють собою матеріали, що містять елементи, легко іонізуючі зварювальну дугу. Наносяться тонким шаром на стрижні електродів (тонкопокритие електроди), призначених для ручного дугового зварювання. Захисні покриття являють собою механічну суміш різних матеріалів, призначених захищати розплавлений метал від впливу повітря, стабілізувати горіння дуги, легувати і рафінувати метал шва.

Найбільше застосування мають середньо - і толстопокритие електроди, призначені для ручного дугового зварювання й наплавлення, що виготовляються в спеціальних цехах або на заводах.

Застосовуються також магнітні покриття, які наносяться на дріт у процесі зварювання за рахунок електромагнітних сил, що виникають між знаходиться під струмом електродним дротом і феромагнітним порошком, що знаходиться в бункері, через який проходить електродний дріт при напівавтоматичному або автоматичному зварюванні. Іноді це ще супроводжується додатковою подачею захисного газу.

Ручна дугова зварка і устаткування для неї.

Найбільший обсяг серед інших видів зварювання займає ручне дугове зварювання зварювання плавленням штучними електродами, при якій подача електроду і переміщення дуги вздовж зварювальних кромок здійснюється вручну. Схема процесу показана на рис. 3

Рис. 3. Ручне дугове зварювання металевим електродом з покриттям

Дуга горить між стрижнем електрода 1 і основним металом 7. Під дією теплоти дуги електрод і 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 утворює зварний шов 6. Рідкий шлак у 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 (сталеві покриті електроди для ручного дугового зварювання та наплавлення виготовляють відповідно до ГОСТ 9467-75).

Зварювальний пост для ручного дугового зварювання оснащується джерелом живлення, струмопідведення, необхідними інструментами, приладдям і пристосуваннями.

Зварювальні пости можуть бути стаціонарними і пересувними. До стаціонарних відносять 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 (трубопроводів, металоконструкцій, і т.д.) і ремонтних роботах. При цьому часто використовують переносні джерела живлення. Залежно від зварювальних матеріалів і застосовуваних електродів для ручного дугового зварювання застосовують джерела змінного або постійного струму з крутопадаючих характеристикою.

Основним робочим інструментом зварника при ручному зварюванні служить електродотримач, який призначений для затиску електрода й проведення зварювального струму. Застосовують електродотримачі пружинного, пластинчастого і гвинтового типів (рис. 4)

Згідно ГОСТ 14651-78 електродотримачі випускаю трьох типів в залежності від сили зварювального струму: 1 типу - для струму 125 А; 2- 125-315 А; 3-315-500 А.

Для підведення струму від джерела живлення до електродотримача і виробу використовують зварювальні проводи. Перерізу проводів вибирають за встановленими нормативами для електротехнічних установок (5-7 А / мм ^ 2).

До допоміжних інструментів для ручного зварювання відносяться: сталеві дротяні щітки для зачистки крайок перед зварюванням і для видалення з поверхні швів залишків шлаку, молоток-шлакоотделітель для видалення шлакової кірки, особливо з кутових і кореневих швів в глибокій обробленні, зубило, набір шаблонів для перевірки розмірів швів, сталеве клеймо для таврування швів, метр, сталева лінійка, схил, косинець, чертілка, крейда, а також ящик для зберігання і перенесення інструменту.

Технологія ручного дугового зварювання.

Вибір режиму.

Під режимом зварювання розуміють сукупність контрольованих параметрів, що визначають умови зварювання. Параметри режиму зварювання підрозділяють на основні та додаткові. До основних параметрів режиму ручного зварювання відносять діаметр електрода, величину, рід і полярність струму, напруга на дузі, швидкість зварювання. До додаткових відносять величину вильоту електрода, склад і товщину покриттів електрода, положення електрода і положення вироби при зварюванні.

Діаметр електрода вибирають залежно від товщини металу, катета шва, положення шва в просторі.

Приблизне співвідношення між товщиною металу S і діаметром електрода d е при зварюванні в нижньому положенні шва становить:

S, мм ... 1-2 3-5 4-10 12-24 30-60

d е, мм ... 2-3 3-4 4-5 5-6 6-8

Сила струму в основному залежить від діаметра електрода, але також від довжини його робочої частини, складу покриття, положення зварювання. Чим більше струм, тим більше продуктивність, т. Е. Більшу кількість наплавленого металу: G = aнIсвt, де G- кількість наплавленого металу, г; aн- коефіцієнт наплавлення, г / (А-ч); Iсв- зварювальний струм, А; t-час, ч.

Однак при надмірному струмі для даного діаметра електрода електрод швидко перегрівається вище допустимого рівня. Що призводить до зниження якості шва і підвищеного розбризкування. При недостатньому струмі дуга нестійка, часто обривається, у шві можуть бути непровари. Величину струму можна визначити за такими формулами: при зварюванні конструкційних сталей для електродів діаметром 3-6 мм I д = (20 + 6dе) d е; для електродів діаметром менше 3 мм I д = 30dе, де d е діаметр електрода, мм. Зварювання швів у вертикальному і стельовому положеннях виконують, як правило, електродами діаметром не більше 4 мм. При цьому сила струму повинна бути на 10- 20% нижче, ніж для зварювання в нижньому положенні. Напруга дуги змінюється у порівняно вузьких межах-16-30 В.

Техніка зварювання.

Дуга може порушуватися двома прийомами: дотиком впритул і відведенням перпендикулярно вгору або "чірканьем" електродом як сірником. Другий спосіб зручніше. Але неприйнятний у вузьких і незручних місцях.

У процесі зварювання необхідно підтримувати певну довжину дуги, яка залежить від марки і діаметра електрода. Орієнтовно нормальна довжина дуги повинна бути в межах Lд = (0,5-1,1) d е, де Lд - довжина дуги, мм; d е - діаметр електрода, мм.

Довжина дуги має суттєвий вплив на якість зварного шва і його геометричну форму. Довга дуга сприяє більш інтенсивному окислювання і азотуванню розплавляється металу, збільшує розбризкування, а при зварюванні електродами основного типу приводить до пористості металу.

У процесі зварювання електроду повідомляється рух у трьох напрямках. Перший рух - поступальний, у напрямку осі електрода. Цим рухом підтримується постійна (у відомих межах) довжина дуги в залежності від швидкості плавлення електрода.

Друге рух-переміщення електрода уздовж осі валика освіти шва. Швидкість цього руху встановлюється в залежності від струму, діаметра електрода, швидкості його плавлення, виду шва та інших факторів. При відсутності поперечних рухів електрода виходить так званий нитковий валик, на 2-3 мм більший діаметра електрода, або вузький шов шириною е ? 1,5dе.

Третє рух - переміщення електрода поперек шва для отримання шва ширше, ніж нитковий валик, так званого розширеного валика.

Поперечні коливальні рухи кінця електрода (рис. 5)

Рис. 5. Траєкторія руху кінця електрода при ручного дугового зварювання.

визначаються формою оброблення, розмірами і положенням шва, властивостями зварюваного матеріалу, навичкою зварника. Для широких швів, одержуваних з поперечними коливаннями, e = (1,55) d е.

Для підвищення працездатності зварних конструкцій, зменшення внутрішніх напружень і деформацій велике значення має порядок заповнення швів.

Під порядком заповнення швів розуміється як порядок заповнення оброблення шва за поперечним перерізом, так і послідовність зварювання по довжині шва.

По протяжності всі шви умовно можна розділити на три групи: короткі - до 300 мм, середні-300-1000, довгі - понад 1000 мм.

Залежно від протяжності шва, матеріалу, вимог до точності і якості зварних з'єднань зварювання таких швів може виконуватися різному рис 6:

Короткі шви виконують на прохід - від початку шва до його кінця. Шви середньої довжини варять від середини до кінців або назад ступінчастим методом. Шви великої довжини виконують двома способами: від середини до країв (обратноступенчатим способом) і врозкид.

При обратноступенчатим методі весь шов розбивається на невеликі ділянки довжиною по150-200 мм, на кожній дільниці зварювання ведуть в напрямку, зворотному загальному напрямку зварювання. Довжина ділянок зазвичай дорівнює від 100 до 350 мм. Залежно від кількості проходів (шарів), необхідних для виконання проектного перерізу шва, розрізняють однопрохідний (одношаровий) і багатопрохідний (багатошаровий) шви (рис.30).

З точки зору продуктивності найбільш доцільними є однопрохідні шви, які звичайно застосовуються при зварюванні металу невеликих товщин (до 8-10 мм.) З попередньою обробкою кромок.

Зварювання з'єднань відповідальних конструкцій великої товщини (понад 20-25 мм.), Коли з'являються об'ємні напруги і зростає небезпека утворення тріщин, виконують із застосуванням спеціальних прийомів заповнення швів "гіркою" або "каскадним" методом.

При зварюванні "гіркою" спочатку в оброблення крайок наплавляють перший шар невеликої довжини 200-300 мм, потім другий шар, який перекриває перший і має в 2 рази більшу довжину. Третій шар перекриває другий і довше його на 200-300 мм. Так наплавляют шари до тих пір, поки на невеликій ділянці над першим шаром оброблення не буде заповнена. Потім від цієї "гірки" зварювання ведуть в різні боки короткими швами тим же способом. Таким чином, зона зварювання весь час знаходиться в гарячому стані, що дозволяє попередити появу тріщин. "Каскадний" метод є різновидом гірки.

З'єднання під зварювання збирають у пристосуваннях, найчастіше з прихватками. Перетин пріхваточного шва становить приблизно 1/3 від перетину основного шва, довжина його 30-50 мм. Кутові шви зварюють "в кут" або "у човник" (рис.7).

Рис. 7. Положення електрода і вироби при виконанні кутових швів:

а - зварювання в симетричну "човник", б - в несиметричну "човник",

в - "в кут" похилим електродом, г - з оплавленням крайок.

При зварюванні "в кут" простіше збірка, допускається великий зазор між зварюються деталями (до 3 мм), але складніше техніка зварювання, можливі дефекти типу підрізів і напливів, менше продуктивність, тому що доводиться за один прохід зварювати шви невеликого перерізу (катет <8 мм) і застосовувати багатошарову зварювання. Зварювання "у човник більш продуктивна, допускає великі катети шва за один прохід, але вимагає більш ретельної збірки.

Забезпечення нормативних вимог з технології та техніці зварювання - основна умова отримання якісних зварних швів. Відхилення розмірів і форми зварного шва від проектних найчастіше спостерігаються в кутових швах і пов'язані з порушенням режимів зварювання, неправильної підготовкою кромок під зварювання, нерівномірною швидкістю зварювання, а також з несвоєчасним контрольним обміром шва.

Непроваром називають місцеве відсутність сплавлення між зварюються елементами, між металом шва і основним металом або окремими шарами шва при багатошаровому зварюванні. Непровар зменшує перетин шва і викликає концентрацію напруг, тому може значно знизити міцність конструкції. Ділянки шва, де виявлено непровари, величина яких перевищує допустиму, підлягають видаленню і подальшої заварці.

Непровар в корені шва в основному викликається недостатньою силою струму або підвищеною швидкістю зварювання, непровар кромки (несплавление кромки) - зсувом електрода з осі стику, а також блуканням дуги, непровар між шарами - поганий очищенням попередніх шарів, великим обсягом наплавляемого металу, натікання розплавленого металу перед дугою.

Подрезом називають місцеве зменшення товщини основного металу біля кордону шва. Підріз призводить до зменшення перерізу металу і різкої концентрації напружень в тих випадках, коли він розташований перпендикулярно діючим робочим напруженням.

Напливом називають натікання металу шва поверхню основного металу без сплаву з ним.

Прожога називають порожнину у шві, що утворилася в результаті витікання зварювальної ванни, є неприпустимим дефектом зварного з'єднання.

Кратером називають незаварених поглиблення, що утворюється після обриву дуги в кінці шва. У кратері, як правило, утворюються усадочні пухкості, часто переходять у тріщини.

Опіками називають невеликі ділянки піддалося розплавлення металу на основному металі поза зварного шва.

Підрізи, натікання, напливи, пропали, незаварені кратери, що залишилися після зварювання шлак і бризки, оплавлення крайок (у наріжних швах) викликаються переважно надмірною силою струму і напруги на дузі, великим діаметром електродів, неправильними маніпуляціями електродом, поганий збіркою під зварювання низьку кваліфікацію чи недбалістю зварника.

Технологія газового зварювання

Сутність газового зварювання. При газополум'яної обробки металів в якості джерела теплоти використовується газове полум'я - полум'я горючого газу, що спалюється для цієї мети в кисні в спеціальних пальниках.

В якості горючих газів використовують ацетилен, водень, природні гази, нафтовий газ, пари бензину, гасу та ін. Найбільш високу температуру в порівнянні з полум'ям інших газів має ацетіленокіслородное полум'я, тому воно знайшло найбільше застосування.

Газова зварювання-це зварювання плавленням, при якій метал в зоні з'єднання нагрівається до розплавлення газовим полум'ям (рис.8).

При нагріванні газовим полум'ям 4 кромки зварювальних заготовок 1 розплавляються разом з присадним металом 2, який може додатково вводитися в полум'я пальника 3. Після затвердіння рідкого металу утворюється зварний шов 5.

До переваг газового зварювання відносяться: простота способу, нескладність обладнання, відсутність джерела електричної енергії.

До недоліків газового зварювання відносяться: менша продуктивність, складність механізації, велика зона нагріву і більш низькі механічні властивості зварних з'єднань, ніж при дугового зварювання.

Газове зварювання використовують при виготовленні та ремонті виробів з тонколистової сталі товщиною 1-3 мм, зварюванні чавуну, алюмінію, міді, латуні, наплавленні твердих сплавів, виправленні дефектів лиття та ін.

Техніка зварювання.

У практиці застосовують два способи зварювання - правий і лівий (див. Рис.8) При правому способі зварювання ведуть зліва на право, зварювальне полум'я направляють на зварений ділянку шва, а присадні дріт переміщують слідом за пальником. Так як при правому способі полум'я направлено на зварений шов, то забезпечується кращий захист зварювальної ванни від кисню та азоту повітря, велика глибина плавлення, уповільнене охолодження металу шва в процесі кристалізації. Теплота полум'я розсіюється менше, ніж при лівому способі, тому кут оброблення крайок робиться не 90 °, а 60-70 °, що зменшує кількість наплавленого металу і викривлення. При правому способі продуктивність на 20-25% вище, а витрата газів на 15-20% менше, ніж при лівому. Правий спосіб доцільно застосовувати при зварюванні металу товщиною понад 5 мм і металів з великою теплопровідністю.

При лівому способі зварювання ведуть справа наліво, зварювальне полум'я направляють на ще не зварені кромки металу, а присадні дріт переміщують попереду полум'я. При лівому способі зварювальник добре бачить зварюваний метал, тому зовнішній вигляд шва краще, ніж при правому способі; попередній підігрів кромок зварюється забезпечує добре перемішування зварювальної ванни. Завдяки цим властивостям лівий спосіб найбільш поширений і застосовується для зварювання тонколистових матеріалів і легкоплавких металів.

Потужність зварювального пальника при правому способі вибирають з розрахунку 120-150 дм ^ 3 / год ацетилену, а при лівому -100-130 дм ^ 3 / год на 1 мм товщина зварюваного металу.

Діаметр присадного дроту вибирають залежно від товщини зварюваного металу і способу зварювання. При правому способі зварювання діаметр присадного дроту d = S / 2 мм., Але не більше 6 мм, при лівому d = S / 2 + 1 мм, де S- товщина зварюваного металу, мм

Швидкість нагріву регулюють зміною кута нахилу aмундштука до поверхні зварюваного металу (рис. 9, а).

Чим товще метал і більше його теплопровідність, тим більше кут нахилу мундштука до поверхні зварюваного металу.

У процесі зварювання газозварник кінцем мундштука пальника здійснює одночасно два рухи: поперечне (перпендикулярно осі шва) і поздовжнє (вздовж осі шва) (рис. 9) Основним є поздовжнє рух. Поперечний рух служить для рівномірного прогріву крайок основного металу та отримання шва необхідної ширини.

Газовим зварюванням можна виконувати нижні, горизонтальні (на вертикальній площині), вертикальні і стельові шви. Горизонтальні і стельові шви зазвичай виконують правим способом зварювання, вертикальні знизу вгору - лівим способом.

Основні види електричного зварювання плавленням

Електричне зварювання плавленням

Електродугова Електрошлакова Електронно-променева Лазерна

Плавиться неплавким електродом, що плавиться

Дугою прямої дії Дугою побічної дії

Відкритою дугою Під флюсом У середовищі захисного газу Дуговий плазмою Під флюсом

Ручна Напівавтоматична Автоматична

ЛІТЕРАТУРА:

1.Хренов К.К. Зварювання, різання та паяння металів - М .: Машинобудування, 1973.-408 с.

2.Стеклов О. І. Основи зварювального виробництва - М .: Вища. школа, 1986.-224 с., іл.

3.Рибаков В.М. Зварювання та різання металів-М .: Вища. школа, 1979.-214 с., іл.

4.Кітаев А.М., Китаєв Я.А. Дугове зварювання-М .: Машинобудування. 1983.-272 с. мул.

5.Шебеко Л.П. Виробниче навчання електро-газозварників - М .: Вища. школа, 1984.-167 с., іл.

6.Геворкян В.Г. Основи зварювального справи - М .: Вища. школа, 1985.-168 с., іл.

7.Думов С.І. Технологія електричного зварювання плавленням - Л .: Машіностроеніе.1987.-461с., Іл.
Трагедія уральської платини
Олександр ПОРТНОВ, доктор геолого-мінералогічних наук Історія платини починається з 1737 року, коли італійський астроном Антоніо де Уллоа привіз з Південної Америки зерна невідомого металу, видобутого з річкових пісків і схожого на срібло ("срібло" іспанською - "плата").

СЭЗ в Росії
КУРСОВА РОБОТА ПО РЕГІОНАЛЬНІЙ ЕКОНОМІЦІ на тему "СЭЗ В РОСІЇ" РЭА ім. Г. В. Плеханова Анісимов Михайло 2-ой курс факультетаБиДА. Зміст роботи: 1. Вступ. 2. Історичний аспект формування СЭЗ. 3. Сучасна концепція створення экономич. зон. 4. Зони спільного підприємництва в СНД. 5. Висновок.

Систематика локальних комплексів як один з перспективних напрямків сучасного ландшафтознавства
К.А.Дроздов Розвиток ландшафтознавства в порівнянні з більшістю інших природничих наук йде аномальним шляхом. Геологія, геоморфологія, грунтознавство, зоологія, ботаніка та інші дисципліни свій початок беруть від систематизації найпростіших об'єктів дослідження. Так, ботаніка зароджувалася

Європа: загальний огляд
Європа розташована переважно в помірних широтах, лише крайню північ її заходить в субарктичний і арктичний пояси, а південь в субтропічний. На відміну від інших великих регіонів Євразії, що лежать приблизно в тих же широтах, Європа, перебуваючи більшою своєю частиною в західному пріокеанічеськом

Характеристика Баренцева моря
Доповідь Виконувала уч-ца 8 «Г» шк.№76 Шулик Надя Ростов-на-Дону 2008 Баренцове море. Перші візити європейців почалися, з кінця 11 століття. Баренцове море було названо в 1853 р в честь голландського мореплавця Віллема Баренца. Наукове вивчення моря розпочато експедицією Ф. П. Літке 1821-1824,

Вимірювання кута випередження запалювання
Пристрій для вимірювання кута випередження запалювання чотиритактних карбюраторних двигунів Одним з поширених методів перевірки системи запалювання, зокрема кута випередження запалювання, є стробоскопический, при якому імпульс високої напруги на свічці першого циліндра підпалює стробоскопічних

Пристрій дублювання дзвінків
телефонного апарату. Введення 1991-1993 роки знаменуються народженням інформаційного ринку в Росії. Свідченням тому є: По-перше, кінець монополії державної телефонної мережі, поява низки спільних із західними фірмами-виробниками засобів зв'язку підприємств, які ввели в експлуатацію міжнародні

© 2014-2022  8ref.com - українські реферати