Автономное учреждение Чувашской Республики

Начального профессионального образования «Профессиональное училище №22 г.Канаш»

Министерство образования и молодежной политики Чувашской Республики

Письменная выпускная квалификационная

работа

на тему: Металлургические процессы при электрошлаковой сварке

Работа учащегося группы

по профессии «ЭГ»

Давыдов С. В.

Руководитель работы:

Федосеев А.В.

Консультанты:

по охране труда_____________Катяков В.Г.

по экологии________________Максимова С.М.

по графической части__________ Федосеев А.В.

Работа допущена к защите

Зам.дир.по производственной работе___________________________________________

Зам.дир.по учебной работе____________________________________________________

Методист___________________________________________________________________

Оглавление

Введение...........................................................................................4

1. . Краткая характеристика НПС……………………….…..6

2. . Основная часть…………………………………………….….…8

2.1 Технология электрошлаковой сварки

2.2 Оборудование электрошлаковой сварки

2.3 Регламентирующие требования руководящих документов

3. . Конструктивная часть…………………………….…..…….18

4. . Охрана труда……………………………………………..……..19

5. . Экологическая часть………………………………….…….21

6. . Выводы…………………………………………………….……....22

7. . Приложения (графическая часть)…………..….….23

8. . Список использованной литературы…………….28

Введение

Современный технический прогресс в промышленности не­разрывно связан с совершенствованием сварочного производства. Сварка как высокопроизводительный процесс изготовления не­разъемных соединений находит широкое применение при изго­товлении металлургического, химического и энергетического обо­рудования, различных трубопроводов, в машиностроении, в про­изводстве строительных и других конструкций.

Сварка — такой же необходимый технологический процесс, как и обработка металлов резанием, литье, ковка, штамповка. Большие технологические возможности сварки обеспечили ее широкое применение при изготовлении и ремонте судов, авто­мобилей, самолетов, турбин, котлов, реакторов, мостов и дру­гих конструкций. Перспективы сварки как в научном, так и в техническом плане безграничны. Ее применение способствует со­вершенствованию машиностроения и развитию ракетостроения, атомной энергетики, радиоэлектроники.

С развитием техники возникает необходимость сварки деталей разных толщин, в связи с ним постоянно расширяется набор применяемых видов и спосо­бов сварки. В настоящее время сваривают детали толщиной от не­скольких микрометров (в микроэлектронике) до десятков сантиметров и даже метров (в тяжелом машиностроении).

В начале 1950-х гг. в Институте электросварки им. Е.О. Патона создают электрошла - ковую сварку (ЭШС) для изготовления крупно­габаритных деталей из литых и кованых заготовок, что снизило затраты при изготовлении оборудования тяжелого машинострое­ния.

Электрошлаковая сварка относится термическому классу то – есть один из видов сварки, осуществляемый с использованием тепловой энергии.

Процесс сварки является бездуговым. В отличие от дуговой сварки для расплавления основного и при­садочного металлов используют теплоту, выделяющуюся при про­хождении сварочного тока через расплавленный электропроводный шлак (флюс). В начале процесса дугой расплавляют небольшое количество флюса. Затем электрод погружают в шлаковую ванну, горение дуги прекращается и ток начинает проходить через расплавленный шлак. Сварку выполняют снизу вверх чаще всею при вертикальном положении свариваемых деталей с зазо­ром между ними. Для формирования шва по обе стороны зазора устанавливают медные ползуны-кристаллизаторы, охлаждаемые водой. По мере формирования шва ползуны перемещаются в на­правлении сварки.

Разработано несколько способов ЭШС. Наиболее распростра­нена ЭШС проволочным электродом (одним или несколькими) с колебаниями или без колебаний, пластинчатым электродом большого сечения, плавящимся мундштуком.

ЭШС характеризуется высокой устойчивостью процесса, мало зависящей от рода тока, кратковременных изменений силы тока и даже его прерывания. Электрошлаковый процесс устойчив при плотностях тока 0,2...300 А/мм² и возможен при использовании проволочных электродов диаметром 1,6 мм и менее и пластинча­тых электродов. Эта устойчивость и саморе­гулирование обеспечены значительной тепловой инерцией ван­ны.

Наличие в электроцепи такого нелинейного активного сопро­тивления, как шлаковая ванна, позволяет использовать для свар­ки источники с жесткой внешней характеристикой, в том числе трехфазные трансформаторы.

Для принудительного охлаждения и формирования боковой поверхности шва обычно применяют мед­ные водоохлаждаемые устройства.

При ЭШС почти вся электрическая мощность передается шла­ковой ванне, а от нее - электроду и свариваемым кромкам. Рабо­чая температура шлаковой ванны достигает под электродом 1900...2000°С. Устойчивый процесс возможен только при посто­янной температуре шлаковой ванны.

Большая часть теплоты, выделяющейся в шлаковой ванне, пе­реносится в металлическую ванну, а от нее - к кромкам.

Скорость плавления присадочного металла при электрошлако­вой сварке больше, а расход электроэнергии на плавление рав­ных количеств электродного металла на 15...20% меньше, чем при дуговой сварке. Расход флюса в 10... 20 раз меньше, чем при дуговой сварке, и составляет около 5 % расхода электродной про­волоки.

При ЭШС обеспечивается высокое качество защиты свароч­ной ванны от воздуха и возможность получения за один проход сварных соединений теоретически любой толщины.

К недостаткам электрошлаковой сварки относят:

выполнение сварки только в вертикальном или в близком к вертикальному положении (отклонение от вертикали не более 30°) свариваемых плоскостей;

недопустимость остановки электрошлакового процесса до окон­чания сварки. В случае вынужденной остановки в сварном шве появляются дефекты. В таком случае сварной шов подвергают ре­монту или полностью удаляют и вновь сваривают;

крупнозернистая структура в металле шва и зоне термического влияния и обусловленная этим низкая ударная вязкость металла сварного соединения при отрицательных температурах;

необходимость изготовления и установки перед сваркой тех­нологических деталей (планки, «стартовые карманы», форми­рующие устройства и др.).

Электрошлаковую сварку применяют при выполнении пря­молинейных, криволинейных и кольцевых швов. Минимальная толщина деталей, соединение которых возможно ЭШС, нахо­дится в пределах 25...30 мм. Экономически наиболее целесооб­разно использовать ЭШС при изготовлении толстостенных кон­струкций из низко- и среднеуглеродистых, низко-, средне- и высоколегированных сталей, чугуна и цветных металлов (алю­миний, медь). Кроме того, ЭШС применяют для наплавки раз­личных сплавов на низкоуглеродистые и низколегированные стали.

К выполнению работ, связанных с техникой и технологией ЭШС, допускаются сварщики, получившие на специальных курсах необходимую теоретическую и практическую подготовку и аттестованные не ниже четвертого квалификационного разряда по действующему нормативному документу.