2. Оборудование и материалы

1. Машины для стыковой, точечной и шовной сварки.

2. Измерительная аппаратура.

3. Образцы для сварки.

4. Машина для испытания сварных соединений на растяжение.

5. Плакаты:

а) схема машины типа МСР-100;

б) схема машины типа МТ- 601;

в) схема машины типа МШП-50;

г) зависимость усилия сжатия и сварочного тока от времени для стыковой сварки сопротивлением и оплавлением;

д) зависимость усилия сжатия и сварочного тока от времени для шовной и точечной сварки.

3. Порядок выполнения работы

1. Ознакомиться с устройством и работой контактных машин для стыковой, точечной и шовной сварки.

2. Произвести необходимые измерения и определить основные технологические параметры машины для точечной сварки типа МТ-601.

3. Исследовать влияние шунтирования на прочность сварного соединения для точечной сварки.

4. Содержание отчета по работе

1. Наименование основных конструктивных элементов контактных сварочных машин (выполняется студентами в порядке подготовки к лабораторной работе).

2. Графические зависимости усилия сжатия и тока от времени для стыковой сварки сопротивлением, оплавлением; точечной и шовной сварки.

3. Сводную таблицу результатов измерения: основных технологических параметров контактной точечной машины; основных параметров режима точечной сварки; разрушающего усилия сварных точек в зависимости от величины шага между ними.

4. Схему, поясняющую расположение, последовательность нанесения сварных точек и шунтирование тока.

5. Выводы о влиянии шунтирования на прочность сварных точек.

Работа № 5 изучение газосварочного оборудования и свойств ацетилено-кислородного пламени

Цель - по эскизам и натурным образцам изучить устрой­ство оборудования для газовой сварки, строение и свойства ацетилено-кислородного сварочного пламени.

1. Теоретическая часть

Для газовой сварки и резки металлов используются кис­лород и горючий газ.

Кислород поставляется в баллонах емкостью 40 л под давлением 150 кгс/см². Для понижения давления газа, выхо­дящего из баллона, используется редуктор. Баллоны и ре­дукторы кислорода окрашиваются в голубой цвет.

В качестве горючих газов используются ацетилен и его заменители: технический пропан, пропан-бутановая смесь, природный, городской, коксовый газы, а также керосин и бензин. Ацетилен может поставляться в растворенном состоянии в ацетоне в баллонах емкостью 40 - 50 л с давлением, 16 - 18 кгс/см². Для предотвращения взрыва ацетиленового баллона, внутри он заполняется пористой массой. Баллоны и редукторы окрашиваются в белый цвет.

Для получения ацетилена на месте применяют карбид кальция, который является продуктом сплавления кокса с известняком по реакции

СаО + ЗС = СаС₂ + СО. (27)

Карбид кальция энергично взаимодействует с атмосфер­ной влагой и разлагается, поэтому его хранят и транспорти­руют в герметически закрытой таре.

Получение ацетилена из карбида кальция при взаимодей­ствии его с водой производится в ацетиленовых генераторах по экзотермической реакции

СаС₂ + 2Н₂О = С₂Н₂ + Са(ОН)₂ + Q^ . (28)

Теоретически на 1 кг карбида кальция требуется 0,562 кг воды. При этом получается 0,406 кг ацетилена, 1,156 кг га­шеной извести и выделяется тепло Q в количестве около 475 ккал. В связи с этим в зоне реакции температура может до­стигать 700 - 800°С. При такой температуре возможна поли­меризация и взрыв ацетилена. Для понижения температуры реакцию ведут при избытке воды. Практически на 1 кг кар­бида кальция в генераторах расходуют 10 - 15 л воды.

Согласно ГОСТ 1590 ацетиленовые генераторы клас­сифицируются по давлению получаемого ацетилена, виду установки, производительности и способу взаимодействия карбида кальция с водой.

По давлению генераторы делятся на аппараты низкого (до 0,1 кгс/см²) и среднего (от 0,1 до 1,5 кгс/см²) давления. По виду установки генераторы бывают передвижные про­изводительностью до 3 м³/ч и стационарные производительностью от 5 до 320 м³/ч.

По способу взаимодействия карбида кальция с водой установлены следующие системы: KB - «карбид в воду»; ВК - «вода на карбид»; ВВ - «вытеснение воды».

Рассмотрим устройство и работу передвижного ацетиле­нового генератора ГНВ-1,25, в котором использованы две си­стемы взаимодействия воды и карбида кальция - ВК и ВВ. Он имеет производительность 1,25 м³/ч и рабочее давление 0,025 - 0,030 кгс/мм².

Устройство оборудования в соответствии с рисунками, помещенными в лабораторной тетради.

Корпус 1 генератора разделен на две части перегородкой 3, в которую вварена труба 4. Вода заливается в верхнюю часть корпуса и по трубе 4 попадает в нижнюю часть корпу­са. При зарядке газогенератора водой заполняется вся ниж­няя часть корпуса, а над перегородкой 3 уровень воды не должен превышать 150 мм.

В нижнюю часть корпуса генератора вварен горизонталь­ный цилиндрический сосуд 7, называемый ретортой. При за­рядке генератора в реторту 7 вставляется корзина 9 с кар­бидом кальция, после чего реторта герметически закрывает­ся крышкой 8. После зарядки генератора открывают водяной кран 5, и по трубке 6 вода поступает в реторту 7, заполняет ее и смачивает карбид. Ацетилен по трубке 2 выходит из ре­торты попадает под колпак, расположенный над трубкой 2 и вваренный в перегородку 3, опускается и собирается в га­зосборнике, которым является пространство под перегородкой. Из газосборника ацетилен по трубке 11 идет к водяно­му затвору и затем по шлангам к горелке.

В процессе работы генератора уровень воды в корпусе колеблется около отверстия крана 5. При интенсивном отбо­ре газа уровень воды в нижней части корпуса находится вы­ше крана 5 и вода поступает реторту. Когда же газ не рас­ходуется, его давление в газосборнике возрастает, в резуль­тате чего уровень воды опускается ниже крана 5, так как часть воды вытесняется в верхнюю часть корпуса по трубе 4. Вода в реторту не поступает, однако реакция образова­ния ацетилена продолжается за счет воды, находящейся в реторте. Чтобы не допустить чрезмерно высокого давления в газосборнике, часть воды из реторты вытесняется и вытес­нитель 10 и контакт между водой и карбидом прекращается. По мере расходования газа давление в газосборнике и ре­торте понижается, вода из вытеснителя 10 опускается и вновь контактирует с карбидом кальция, уровень воды в корпусе генератора поднимается до крана 5 и вода снова поступает и реторту.

Таким образом, процесс расположения карбида и выде­ления из него газа в реторте регулируется автоматически, в соответствии с отбором ацетилена из генератора.

Водяной затвор служит для предотвращения взрыва га­зогенератора при обратном ударе пламени. Обратным уда­ром пламени называется проникновение фронта горения внутрь каналов сопла горелки и распространение его на­встречу потоку горючей смеси. Затвор низкого давления со­стоит из корпуса 16, в который входят газоподводящая 15 и предохранительная 14 трубки. В верхней части трубка 15 че­рез кран 12 соединена с газогенератором, а в нижней перекрывается глухой пробкой (на схеме не показано) у дна 21.

Через отверстия, расположенные в нижней части газоподводящей трубки, ацетилен поступает в корпус затвора, про­ходит через столб воды и лабиринт 18 для осушения, через кран 17 по шлангам поступает в горелку. Предохранитель­ная трубка 14 сверху оканчивается расширительным бачком 13, который сообщается с атмосферой, а снизу открыта, и конец се находится в воде, но расположен выше, чем отвер­стия газоподводящей трубки, над которыми расположен диск рассекателя 20. Он служит для того, чтобы предотвратить выход ацетилена в атмосферу через предохранительную трубку 14.

Перед началом работы проверяют уровень воды в затворе: при открытом контрольном кране 19 из него должна вы­текать вода; если нет, то ее доливают через расширительный бачок 13. При обратном ударе пламя попадает в корпус за­твора через кран 17. Ацетилен, находящийся в верхней части корпуса, мгно­венно воспламеняется, и внутри корпуса увеличивается дав­ление продуктов сгорания. Под действием давления газов часть воды через выходные отверстия трубки 15 попадает в ацетиленовый канал и образует в нем водяную пробку. Как только уровень воды в затворе понижается ниже конца предохранительной трубки 14, продукты сгорания и часть воды выбрасываются в расширительный бачок 13. При окон­чании обратного удара вода стекает в корпус затвора, и он снова готов к работе.

Сварочная горелка служит для смешения горючего газа и кислорода в определенных пропорциях, образования сва­рочного пламени и регулирования его тепловой мощности. Горелки подразделяются: по принципу действия - инжек­торные и безынжекторные; по числу сопел - однопламенные и многопламенные. Наибольшее применение имеют инжек­торные горелки, работающие на ацетилене низкого и сред­него давления. В настоящее время промышленность выпускает сварочные горелки средней мощности - «Звезда», ГС-3 и малой мощ­ности - «Звездочка» ГС-2. В эксплуатации находятся также горелки «Москва» и «Малютка», выпускавшиеся до 1971 г. Горелки «Москва», «Звезда» и ГС-3 близки по техниче­ским характеристикам и предназначены для сварки стали толщиной 0,5 - 30 мм. В комплект горелки входит ствол и смесь наконечников (табл. 2).

Ствол горелки состоит из двух трубок: кислородной 3 и ацетиленовой 12, которые заключены в кожух 4, С помощью гаек 2 и 13 к ним крепятся ниппели 1 и 14, на которые на­деваются шланги для подвода кислорода и ацетилена. На стволе горелки находятся два вентиля: кислородный и аце­тиленовый 5. К стволу накидной гайкой 8 крепится сменный наконечник 10, оканчивающийся мундштуком 11.

В корпус наконечника вставляется инжектор 6, имеющий центральное калиброванное отверстие. Между инжектором и стенками наконечника образуется инжекторная камера 7.

Для зажигания горелки сначала открывают кислородный вентиль, и кислород под давлением 0,5 - 4 кгс/см², проходя через калиброванное отверстие инжектора с большой скоростью, создает в инжекторной камере 7 разряжение. После этого открывают ацетиленовый вентиль. Ацетилен, имеющий избыточное давление всего 0,01 - 0,02 кгс/мм², засасывается кислородом и поступает в инжекторную камеру, а оттуда в расширяющуюся смесительную камеру 9, где движение сме­си газов замедляется, и они хорошо перемешиваются. Полу­ченная смесь при выходе из мундштука поджигается и, сго­рая, образует сварочное пламя. Для гашения горелки закры­вают сначала ацетиленовый вентиль, а затем кислородный. Такой порядок необходим для того, чтобы избежать обрат­ного удара пламени.

Для работы с заменителями ацетилена применяются спе­циальные горелки.

Таблица 2