Технические характеристики

1. Номинальный сварочный ток при ПВ=100%, А 1000

2. Количество электродов 1

3. Димаетр електродной проволоки, мм 2…5

4. Способ защиты дуги флюс

5. Скорость подачи электрода, м/час от 30 до 360

6. Скорость сварки, м/час от 12 до 120

7. Регулировка скорости подачи электрода ступенчатая

8. Регулировка скорости сварки ступенчатая

9. Маршевая скорость, м/час 950±50

2. Технологичность сварных конструкций. Показатели технологичности.

Технологичность конструкции - это совокупность свойств, определяющих возможность ее изготовления с наименьшими затратами труда и материалов методами прогрессивной технологии в соответствии с требованиями к качеству.

Технологичность конструкции зависит от масштаба ее выпуска и типа производства. Конструкция, высокотехнологичная для одного масштаба выпуска, может оказаться нетехнологичной для другого. Технологичность отдельных деталей и узлов должна быть увязана со всем изделием в целом. На технологичность сварной конструкции влияют основной и наплавленный металл, точность изготовления деталей, подбор оптимальных конструктивных и технологических баз и размерных цепей, выбор способов сварки, мест эксплуатационных и технологических разъемов, толщина соединяемых деталей, размеры швов, возможность автоматизации и механизации процесса изготовления, применения стандартного оборудования и т.д. Проектирование и изготовление не должны противопоставляться друг другу, должна быть взаимосвязь между ними. На предприятиях, где налажен контроль проектируемых конструкций на технологичность, производятся наиболее технологичные конструкции.

Большое влияние на технологичность сварных конструкций оказывает свариваемость - способность данной конструкции при данном материале обеспечивать высокое качество сварных соединений. В первом приближении свариваемость сталей можно определить по эквиваленту углерода, одна из формул для подсчета которого приведена в гл. 1. Кроме химического состава на свариваемость влияет и толщина свариваемых кромок. С учетом этого фактора эквивалент углерода для низкоуглеродистых сталей можно определить из выражения или для легированных сталей где С, Mn, Ni, Сг, Mo,V - верхнее содержание элементов в стали; 5 толщина металла, мм.

Показатель технологичности определяет эффективность конструктивно-технического решения для обеспечения оптимальных затрат труда и материалов при производстве изделия. Технологичность изделия характеризуется удельной трудоемкостью и удельной массой.

Пеpечень показателей технологичности сваpных констpукций устанавливается в зависимости от состава и хаpактеpа фактоpов, влияющих на технологичность. К числу этих фактоpов могут быть отнесены следующие: • число и констpуктивно-технологическая сложность заготовок, деталей и узлов, используемых для изготовления сваpных констpукций; • ноpмализация, унификация, констpуктивная пpеемственность и взаимозаменяемость заготовок, деталей и узлов, используемых для изготовления сваpных констpукций; • количество и констpуктивно-технологическая сложность оpигинальных заготовок, деталей и узлов, используемых для изготовления сваpных констpукций; • совеpшенствование констpуктивных фоpм деталей с фоpмой, пpи котоpой возможно пpименение наиболее совеpшенных и пpоизводительных методов механической обpаботки; • уpовень пpогpессивности пpинципиальных схем, надежность кинематических связей узлов, точность pасчетов запаса пpочности деталей; • использование новых качественных и экономичных маpок и видов матеpиала; • матеpиалоемкость сваpных констpукций и коэффициент использования матеpиала; • pазнотипность сваpных соединений и пpотяженность тpуднодоступных сваpных швов; • энеpгоемкость технологических пpоцессов и обоpудования, используемых для изготовления сваpных констpукций;

2. Радиационные методы контроля металлов

Основаны на взаимодействии проникающих излучений с контролируемым объектом. Их применяют для контроля качества сварных и паяных швов, литья, качества сборочных работ, состояния закрытых полостей агрегатов и т. д. Проникающие излучения (рентгеновское, потока нейтронов, γ- и β-лучей), проходя через толщу материала детали и взаимодействуя с его атомами, несут различную информацию о внутреннем строении вещества и наличии скрытых дефектов внутри контролируемых объектов.

Наиболее распространенными радиационными методами являются рентгенография, рентгеноскопия и гамма-контроль, которые нашли применение на предприятиях металлургии и машиностроения. В качестве источников проникающих излучений применяют рентгеновские аппараты, бетатроны, линейные ускорители и микротроны, гамма-дефектоскопы и др.

В зависимости от методов детектирования (обнаружения и регистрации) ионизирующего изучения различают радиографию, при которой фиксирование изображения внутренней структуры изделия происходит на пленке или бумаге, радиоскопию (изображение наблюдается на экране) и радиометрию (регистрируются электрические сигналы). Радиография получила наибольшее распространение с связи с простотой, наглядностью и документальным подтверждением результатов контроля. При радиографическом контроле для регистрации интенсивности прошедшего через металл излучения применяют радиографическую пленку или фотобумагу (метод прямой экспозиции), металлические активируемые экраны или заряженные полупроводниковые пластины (метод переноса изображения). Более распространен метод прямой экспозиции. При нем могут использоваться все рассмотренные виды ионизирующих излучений. Оптическая плотность почернения радиографической пленки или фотобумаги зависит от дозы ионизирующего излучения, она больше на местах, перекрытых менее плотными участками контролируемого объекта. Поэтому такие дефекты, как поры, трещины, непровары, а также шлаковые включения, будут выглядеть на радиографической пленке в виде темных пятен соответствующей формы. Включения более плотные, чем основной металл (например, вольфрамовые при сварке алюминия неплавящимся электродом), будут на радиограммах иметь вид светлых пятен. Для лучшего выявления дефекта направление излучения должно по возможности совпадать с направлением его максимального размера.

Экзаменационный билет № 5

1. Строение и свойства сварочной дуги.

В сварочной дуге дуговой промежуток разделяется на три основные области: анодную, катодную и столб дуги. В процессе горения дуги на электроде и основном металле имеются активные пятна, представляющие собой более нагретые участки электрода и основного металла, через которые проходит весь ток дуги. Активное пятно находящееся на катоде, называется катодным, а пятно, находящееся на аноде, - анодным. Электрическая дуга – концентрированный источник теплоты с очень высокой температурой. Температура столба дуги достигает 6000 - 7000˚С, а температура катодного и анодного пятен стальных электродов – соответственно 2400 и 2600˚С. Дуга переменного тока не имеет выраженных катодной и анодной областей, так как в течение одной секунды происходят многократные изменения направления тока и смена катода на анод и обратно. Падение напряжения дуги переменного тока такое же, как дуги постоянного тока, и составляет 16 – 30В. Устойчивость горения и зажигания дуги переменного тока хуже, чем дуги постоянного тока, так как в начале и в конце каждого полупериода прохождения тока дуга угасает, падает температура активных пятен и для зажигания дуги вновь требуется повышенное напряжения. Для улучшения условий горения дуги переменного тока применяют покрытия, способствующие повышенной ионизации. Большое значение для ручной дуговой сварке имеет длина дуги. При длинной дуге увеличивается возможность контакта столба дуги и расплавляемого металла с воздухом, который вредно влияет на качество сварки, увеличивается напряжение дуги. В зависимости от применяемых электродов устанавливают длину дуги, которую необходимо выдерживать для получения качественного сварного шва.

2. Сущность процесса электрошлаковой сварки. Оборудование и материалы.

Расплавленные флюсы образуют шлаки, которые являются проводниками электрического тока. При этом в объеме расплавленного шлака при протекании сварочного тока выделяется теплота. Этот принцип и лежит в основе электрошлаковой сварки (рисунок 1). Электрод 1 и основной металл 2 связаны электрически через расплавленный шлак 3 (шлаковая ванна). Выделяющаяся в шлаковой ванне теплота нагревает его выше температуры плавления основного и электродного металлов. В результате металл электрода и кромки основного металла оплавляются и ввиду большей плотности металла, чем шлака, стекают на дно расплава, образуя ванну расплавленного металла 4 (металлическую ванну).

Преимущества: возможна сварка металла любой толщины (с 16 мм). Заготовки с толщиной до 150 мм можно сваривать одним электродом, совершающим поперечное колебание в плоскости стыка, при толщине более 150 мм используются нескольких проволок. Есть опыт сварки толщиной до 2 м.

Недостатки: образование крупного зерна в шве и околошовной зоне вследствие замедленного нагрева и охлаждения. Необходимо проведение термической обработки: нормализации или отжига для измельчения зерна.

3. Система конструкторской и технологической документации в сварочном производстве.

Комплексный анализ (аудит) сварочного производства предприятия производится с целью повышения качества продукции, производительности труда, снижения трудоемкости и материалоемкости.

На основе установления соответствия содержания конструкторско-технологической документации, сборочно-сварочных технологий требованиям нормативно-технической документации производится выработка мероприятий по организации сварочного производства, оптимизации КТД, технологий сборки и сварки, техническому переоснащению, рациональному выбору оборудования, оснастки, свариваемых и сварочных материалов, проведению входного, операционного контроля, контроля готовой продукции, снижению брака, уровня затрат, повышению экономической эффективности сварочного производства.

Аудит сварочного производства может включать следующие этапы:

1.    Анализ состояния сварочного производства предприятия, определение проблем

2.    Технологический контроль конструкторско-технологической документации. оптимизация конструкций изделий в соответствии с требованиями отраслевых РД и нормативно-технической документации по сварочному производству

3.    Разработка регламента по структуре и организации сварочного производства предприятия

4.    Разработка регламента по выбору, хранению и подготовке основных свариваемых и сварочных материалов

5.    Разработка регламента по сборке сварных конструкций

6.    Разработка регламента по сварке и термической обработке конструкций.

7.    Проектирование и внедрение оборудования, автоматизация и механизация производства.

8.    Разработка регламента по проведению контроля сварных соединений

9.    Проведение расчета экономической эффективности сварочного производства

10.  Исследования химического состава и механических свойств сварных соединений

11.   Проведение металлографических исследований сварных соединений

12.   Разработка сварочной документации, технологических инструкций, карт, стандартов на сварку, термообработку, восстановление, ремонт, неразрушающий контроль сварных соединений.

4. Акустические методы контроля сварных соединений.

Различают пассивные и активные акустические методы контроля сварных соединений. Пассивные методы основаны на исследовании упругих волн, возникающих в контролируемом изделии во время или по окончании технологического процесса, или при нагружении, в частности в момент образования или развития несплошностей. К ним относятся методы контроля, использующие акустическую эмиссию, а также шумо- и вибродиагностика. Активные методы основаны на исследовании распространения колебаний специально вводимых в контролируемое изделие.

Акустические колебания - это механические колебания среды. При акустическом контроле обычно используют колебания с частотой 0,5...25 МГц, т. е. ультразвуковые. Поэтому большинство акустических методов являются ультразвуковыми, хотя известны случаи использования и колебаний звуковой частоты, в частности импедансный метод контроля, используемый при контроле паяных, клееных или сваренных контактной сваркой конструкций.

При теневом методе признаком обнаружения дефекта служит уменьшение интенсивности (амплитуды) ультразвуковой волны, прошедшей от излучающего пьезопреобразователя к приемному (рис. 180, а). Недостатки метода - необходимость двустороннего доступа к изделию и малая точность оценки координат дефектов, достоинство - высокая помехоустойчивость. Метод может применяться для изделий с грубо обработанной поверхностью.

При зеркально-теневом методе признаком обнаружения дефекта является уменьшение интенсивности (амплитуды) ультразвуковой волны, отраженной от противоположной поверхности изделия (рис. 180, б). Отраженный сигнал называется донным. Метод не требует двустороннего доступа к контролируемому изделию, позволяет более достоверно выявлять корневые дефекты в стыковых швах, помехоустойчив, применяется для изделий небольшой толщины с грубо обработанной поверхностью. Однако точность определения координат дефекта и при этом методе невысока.

При эхо-методе признаком обнаружения дефекта является прием эхо-сигнала, отраженного от> дефекта (рис. 180, в). При зеркально-теневом и эхо-методе возможно использование одного пьезопреобразователя в качестве излучателя и приемника (при эхо-методе, как правило, так и делается), однако сигнал при этом должен подаваться импульсами. Если дефект расположен слишком близко к поверхности, то сигнал от него приходит раньше, чем закончится зондирующий импульс, и этот сигнал не будет заметен на фоне зондирующего импульса - дефект не обнаруживается. Слой материала, непосредственно прилегающий к пьезопреобразователю, в котором дефект не обнаруживается, называется мертвой зоной. Эхо-метод по сравнению с ранее рассмотренными позволяет достаточно точно определить не только наличие дефекта, но и его характеристики. Если длина волны ультразвуковых колебаний больше размера дефекта, то будет происходить его огибание и дефект не обнаружится. При большой величине зерен металла происходит значительное затухание колебаний. Так как длина волны обратно пропорциональна частоте колебаний, то с увеличением частоты повышается чувствительность к более мелким дефектам, но возрастают структурные помехи. Это необходимо учитывать при выборе частоты. При контроле сварных соединений обычно используются частоты от 0,5 до 10 МГц. Ультразвуковой контроль (УЗК) крупнозернистых материалов (чугуна, меди, аустенитных сталей) затруднен. Возможно существенное ослабление колебаний в околошовной зоне сварного соединения. Зависимость коэффициента затухания от величины зерна используют в ультразвуковых структурных анализаторах.