МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНИЙ ТРАНСПОРТНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

до виконання

ЛАБОРАТОРНИХ РОБІТ

з навчальної дисципліни

"ГАЗОТЕРМІЧНА ОБРОБКА"

(для студентів денної та заочної форм навчання)

Київ НТУ 2013

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНИЙ ТРАНСПОРТНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

до виконання

ЛАБОРАТОРНИХ РОБІТ

з навчальної дисципліни

"ГАЗОТЕРМІЧНА ОБРОБКА"

(для студентів денної та заочної форм навчання)

Затверджено

на засіданні навчально-методичної Ради

Національного транспортного університету

протокол № від 2012р.

КИЇВ-2013

Газотермічна обробка металів. Методичні вказівки до виконання лабораторних робіт / Посвятенко Е.К., Алєксєєв В.В. / К.: НТУ. – 2013. – 39с.

У методичних вказівках викладено методику виконання лабораторних робіт з «Газотемічної обробки металів».

Методичні вказівки складені у відповідності до програми курсу «Газотемічна обробка металів» .

Зміст

Вступ………………………………………………………………………………………......5

Лабораторна робота №1 Визначення швидкості розкладання карбіду кальцію та виходу з нього ацетилену..………………………………………………………………………………6

Лабораторна робота №2 Дослідження характеристик газових редукторів……………10

Лабораторна робота №3 Випробування газозварювального пальника………………..13

Лабораторна робота №4 Дослідження продуктивності й витрат матеріалів у разі зварювання правим і лівим способами………………………………………………………..16

Лабораторна робота №5 Вибір параметрів газового паяння, інструменту і

обладнання………………………………………………………………………………………21

Лабораторна робота №6 Дослідження впливу параметрів на продуктивність………..25

Лабораторна робота №7 Дослідження впливу технологічних параметрів на процес киснево-флюсового різання……………………………………………………………………30

Лабораторна робота №8 Визначення технологічних параметрів плазмового різання……………………………………………………………………………………………35

Література…………………………………………………………………………………. …39

Вступ

Дисципліна «Газотермічна обробка матеріалів» відповідно до узагальненого об’єкта діяльності бакалавра за напрямом 6.050504 «Зварювання» - процеси створення нерознімних з’єднань, поверхонь, зварювальне устаткування – охоплює процеси й обладнання газового зварювання, паяння, газотермічного різання. Вона належить до дисциплін професійної та практичної підготовки нормативної частини державної освітньо-професійної програми підготовки бакалаврів за напрямом 6.050504 «Зварювання».

Перед виконанням лабораторної роботи студент повинен ознайомитися зі змістом роботи, усвідомити її мету й завдання, засвоїти правила техніки безпеки під час виконання робіт у лабораторії, відповісти на контрольні запитання викладача й отримати дозвіл на виконання роботи.

Приймання робіт викладачем здійснюється в міру їх виконання.

У методичних вказівках викладено опис і сутність методики виконання та оформлення звітів таких лабораторних робіт.

1. Визначення швидкості розкладання карбіду кальцію та виходу з нього ацетилену.

2. Дослідження характеристик газових редукторів.

3. Випробування газозварювального пальника.

4. Дослідження продуктивності й витрат матеріалів у разі зварювання правим і лівим способами.

5. Вибір параметрів режиму газового паяння, інструменту й обладнання.

6. Дослідження впливу параметрів газокисневого різання на продуктивність.

7. Визначення технологічних параметрів киснево-флюсового різання.

8. Визначення технологічних параметрів плазмового різання.

Лабораторна робота №1 Визначення швидкості розкладання карбіду кальцію та виходу з нього ацетилену

Мета роботи – дослідження впливу грануляції карбіду кальцію на швидкість його розкладання та виходу з нього ацетилену.

Завдання роботи:

1) визначити вихід ацетилену ( у літрах з кілограма карбіду кальцію ) залежно від грануляції.

2) визначити швидкість розкладання карбіду кальцію залежно від грануляції

3) побудувати графіки залежності швидкості розкладання карбіду кальцію від часу

Теоретичні відомості

Дослідження швидкості розкладання карбіду кальцію здійснюється за допомогою пристрою, схему якого показано на рис.1.1.

Рис.1.1. Схема пристрою для розкладання карбіду кальцію

Принцип дії зазначеного пристрою такий. До горизонтально розташованого циліндричного резервуара 1 зі стінками 2 з органічного скла приварено дві циліндричні посудини 4. Ці посудини з’єднанні з корпусом 1 за допомогою трубок 3; вони закриваються кришками 7. Між посудинами 4 розміщено газоутворювач 9, поділений заслінкою 12 на дві частини. У верхню його частину засипають 50 г CaC₂ і закривають кришкою 10 і гвинтом на траверсі 11. До нижньої частини газоутворювача 9 приєднують скляну банку 6 і ущільнюють притисканням гвинта 5. Газоутворювач з’єднаний з газозбірником трубкою 8. Заслінка 12 утримується в горизонтальному положенні до скидання CaC₂ у воду за допомогою важеля 13, який обертається відносно осі. У корпус газозбірника 1 вмонтовано термометр 14 зі шкалою до 1000 ^оС. До посудини 4 (правої) приєднано водомірну скляну трубку 15 зі шкалою, нульове значення якої знаходяться на рівні заливання води «а-а».

Для підготовки пристрою до роботи треба зняти кришку 7 і залити в резервуар 4 воду до рівня «а-а». Потім слід заповнити водою скляну банку 6 на 60…70 % і встановити її, притискаючи гвинтом 5. Пристрій готовий до роботи.

Обладнання та матеріали

• пристрій для розкладання карбіду;

• барометр;

• секундомір;

• карбід кальцію грануляції 2/8 і 15/25 мм;

• ваги з важками;

• міліметровий папір.

Послідовність виконання роботи

1. Ознайомитись із завданням роботи і вивчити схему дії пристрою.

2. Перевірити пристрій, залити газозбірник водою.

3. Зробити наважки карбіду кальцію масою 50 г грануляції 2/8 і 15/25 мм.

4. Залити в скляну банку 0,5…0,7 л відстояної води.

5. Засипати в газоутворювач наважку карбіду кальцію.

6. Скинути карбід кальцію в банку з водою, водночас увімкнувши секундомір.

7. За шкалами А та В контролювати рівні води, що витісняється та надходить із газозбірника. Потрібно фіксувати зміни рівнів води через кожні 30 с протягом перших 2 хв, а потім – через 1 хв до повного розкладу карбіду кальцію.

8. Зафіксувати температуру й тиск ( за барометром ) згідно з табл.1.1.

9. Усі дані занести до табл.1.2,1.3.

10. Виконати розрахунки й занести їх результати до табл. 1.4.

11. Побудувати графіки швидкості розкладання карбіду кальцію.

Методика обчислень

За даними табл.1.2, 1.3 виконаємо такі обчислення.

1. З урахуванням площі перерізу

S= /4=17662,5мм²=1,7663 дм²

посудини 4 визначаємо об’єм води, що витісняється до посудини:

V´₁=S ,

де: показання за шкалою А.

Оскільки пристрій для розкладання карбіду кальцію містить дві посудини, необхідно подвоїти об’єм V₁:

V=2V₁´.

2. Внесемо поправки на стиснення газу за певного надлишкового тиску Р_н і коливання атмосферного тиску Р_б пропорційне тиску водяної пари Р_в. Значення Р_н, мм.рт.ст., пропорційне сумі показань за шкалами А та В:

Р_н

Значення Р_в слід брати з табл. 1.1 залежно від температури в газозбірнику.

Таблиця 1.1. Значення Р_в залежно від температури

Температура в газозбірнику,˚С	15	16	17	18	19	20	21	22	23	24	25
Рв, мм рт.ст.	12,8	13,6	14,5	15,5	16,5	17,5	18,6	19,8	21,1	22,4	23,8

Для виведення основної розрахункової формули скористаємося законами Бойля-Маріотта й Гей-Люссака:

де: V_{0 –} об’єм ацетилену, що виділяється за нормальних умов;

Р₁= Р_б + Р_{н, --} Р_в. .

Підставивши до виразу для V₀ відомі величини, отримаємо:

де: V₀ – вихід ацетилену з 1 кг карбіду кальцію, л/кг; S – площа перерізу посудини, дм²; h_А – рівень води за шкалою А, мм; Р₁= Р_б + Р_н, – Р_в. – дійсний тиск ацетилену, мм рт.ст.; m – маса карбіду кальцію, кг.

Таблиця 1.2. Значення Р_б та Р_в залежно від грануляції СаС₂

Грануляція, мм	Маса порції СаС2,що розкладається, г	Тиск, мм рт.ст.		Температура t1, оС	Діаметр посудини протитиску, см
		барометричний Рб	водяної пари Рв
2/8					17,5
15/25					17,5

Таблиця 1.3. Значення Р_в залежно від грануляції СаС₂

Грануляція,мм	Час, с	0	30	60	90	120	150	180
2/8	Рівень води hА,мм
	Рівень води hВ, мм
	Надлишковий тиск Рн, мм рт.ст.
15/25	Рівень води hА,мм
	Рівень води hВ, мм
	Надлишковий тиск Рн, мм рт.ст.

Таблиця 1.4. Вихід ацетилену з 1 кг СаС_2, л/кг

Грануляція,мм	Час, с
	0	30	60	90	120	150	180
2/8
15/25