Билет 1

1. 1. Что называется сваркой (определение)

Сва́рка — процесс получения неразъёмных соединений посредством установления межатомных связей между свариваемыми частями при их местном или общем нагреве, пластическом деформировании или совместном действии того и другого

2. Технология левого способа газовой сварки, его технологические особенности (преимущества и недостатки) Левая сварка (рис. 2А) — является наиболее применяемым способом при газовой сварке металлов, толщиной 4—5 мм. При этом способе горелку перемещают справа налево, а присадочную проволоку перемещают впереди горелки. Сварочное пламя, направленное от шва, хорошо прогревает несваренный участок и присадочную проволоку. При малой толщине металла (менее 8 мм) горелку, перемещают только вдоль шва, а при толщине металла больше 8 мм выполняют дополнительные колебательные движения поперек оси шва. Присадочную проволоку концом погружают  сварочную ванну, перемешивая ее спиралеобразными движениями.

Левый способ хорош тем, что сварщик хорошо видит шов, что дает ему возможность обеспечить равномерность сварочного валика. Шов получает ровный и красивый. Мощность сварочного пламени: при левом способе сварки принимают в пределах 100 — 130 дм3 ацетилена в час на один мм толщи металла.

3. Расшифровать марку Св 08Г2С углерод 0,08марганец – 1,8–2,1; кремний – 0,7–0,95;

Билет 2

1. Что называется сварным соединением. Их виды и краткие характеристики

Сварное соединение — неразъёмное соединение, выполненное сваркой

Сварное соединение включает три характерные зоны, образующиеся во время сварки: зону сварного шва, зону сплавления и зону термического влияния, а также часть металла, прилегающую к зоне термического влияния. Они могут быть стыковыми, угловыми, нахлесточными, тавровыми и торцевыми

2. Технология правого способа газовой сварки его технологические особенности (принцип недостатков)Правая сварка (рис. 2Б) считается более экономичной, так как пламя направлено непосредственно на шов. Это дает возможность сваривать металл большой толщины с уменьшенным углом раскрытия кромок. А так как при этом количество наплавленного металла снижается, то вероятность коробления деталей снижается. Горелка при этом способе перемещается слева направо, а присадочный материал передвигают вслед за горелкой. Так как пламя направлено на шов, то скорость его охлаждения снижается, металл одновременно подвергается термической обработке, что способствует повышению качества шва.

3. Расшифровать марку 09Г2С

перед нами сталь имеющая 0,09% углерода, до 2% марганца, и менее 1% кремния и поскольку общее кол-во добавок колеблется в районе 2,5% то это низколегированная сталь.

Билет 3

1. Сварные швы их виды классификация .Сварные швы классифицируются по количеству наплавленных валиков —однослойные и многослойные; по расположению в пространстве — нижние, горизонтальные, вертикальные и потолочные; по отношению к действующим усилиям на швы —фланговые, лобовые (торцовые); по направлению - прямолинейные, круговые, вертикальные и горизонтальные

2. Сварочные баллоны виды маркировка характеристики

Газ	Цвет баллона	Цвет надписи	Цвет полосы	Пример
Азот	Чёрный	Жёлтый	Коричневый	Азот
Аммиак	Жёлтый	Чёрный	—	Аммиак
Аргон сырой	Чёрный	Белый	Белый	Аргон сырой
Аргон технический	Чёрный	Синий	Синий	Аргон технический
Аргон чистый	Серый	Зелёный	Зелёный	Аргон чистый
Ацетилен	Белый	Красный	—	Ацетилен
Бутилен	Красный	Жёлтый	Чёрный	Бутилен
Водород	Тёмно-зелёный	Красный	—	Водород
Гелий	Коричневый	Белый	—	Гелий
Закись азота	Серый	Чёрный	—	Закись азота
Кислород	Голубой	Чёрный	—	Кислород
Кислород медицинский	Голубой	Чёрный	—	Кислород медицинский
Нефтегаз	Серый	Красный	—	Нефтегаз
Сернистый ангидрид	Чёрный	Белый	Жёлтый	Сернистый ангидрид
Сероводород	Белый	Красный	Красный	Сероводород
Сжатый воздух	Чёрный	Белый	—	Сжатый воздух
Углекислота	Чёрный	Жёлтый	—	Углекислота
Фосген	Защитный	—	Красный	Фосген
Фреон-11	Серебристый	Чёрный	Синий	Фреон-11
Фреон-12	Серебристый	Чёрный	—	Фреон-12
Фреон-13	Серебристый	Чёрный	Две красных	Фреон-13
Фреон-22	Серебристый	Чёрный	Три жёлтых	Фреон-22
Хлор	Защитный	—	Зелёный	Хлор
Циклопропан	Оранжевый	Чёрный	—	Циклопропан
Этилен	Фиолетовый	Красный	—	Этилен
Все остальные горючие газы	Красный	Белый	—	Пропан
Все остальные негорючие газы	Чёрный	Жёлтый	—	Неон

3. Расшифровать марку Бр ОЦ4-3 Бронза состоит на 92,2-93,8 % из меди, 3,5-4,0 % — олова, 2,7-3,3 % — цинка .

Билет 4

1. Общие характеристики сталей их классификация. Углеродистая сталь – сталь без содержания легирующих (улучшающих) элементов Легированная сталь – сталь, в которую для улучшения технологических свойств добавлены легирующие элементы (Cr, Ni, Mo, Wo, V, Al, B, Ti и др.), а также Мn и Si в количествах, превышающих их обычное содержание как технологических примесей (1% и выше). Как правило, лучшие свойства обеспечивает комплексное легирование.

Сталь классифицируют по:

- химическому составу; - по микроструктуре; - способу производства и качеству (содержанию вредных примесей); - по назначению.

Классификация стали по химическому составу

По химическому составу сталь подразделяют на углеродистую и легированную.

Углеродистые стали разделяют по содержанию углерода на: - малоуглеродистые: менее 0,3 % углерода; - среднеуглеродистые: 0,3-0,7 % углерода; - высокоуглеродистые: более 0,7 % углерода.

Легированные стали разделяют по общему содержанию легирующих элементов на: - низколегированные: менее 2,5 %; - среднелегированные: 2,5-10,0 %; - высоколегированные: более 10,0%.

Классификация стали по микроструктуре

Классификация стали по способу производства и качеству (содержанию вредных примесей)

К вредным примесям в сталях относят серу S и фосфор P. В зависимости от их содержания стали разделяют на: - стали обыкновенного качества (рядовые): до 0,06% S, до 0,07% P; - качественные стали: до 0,04% S, до 0,035% P; - высококачественные стали: до 0,025% S, до 0,025% P; - особовысококачественные стали: до 0,015% S, до 0,025% P.

Классификация стали по назначению:Конструкционные стали,Строительные стали,Стали для холодной штамповки,Пружинные стали и т.д.

2. Устройство и принцип действия водяного затвора.

В корпус предохранительного затвора (поз.3) заливают воду до уровня контрольного крана (КК). Подача ацетилена происходит по трубопроводу (поз.1). Ацетилен проходит через обратный клапан (поз.2), расположенный в нижней части корпуса затвора. Проходя через воду и поднимаясь вверх через отражатель (поз.4), ацетилен скапливается в верхней части корпуса (поз.3).

Далее, проходя через расходный кран (РК), ацетилен направляется в сварочную горелку или резак. Вверху корпуса находится трубка (поз.6), выходящая из корпуса наружу. Трубка закрыта мембраной (поз.5) из алюминиевой фольги.

При обратном ударе, под давлением газового пламени мембрана разрывается, и горючая смесь выходит наружу. Давление обратного удара передаётся через воду (поз.6) на обратный клапан (поз2). Под действием этого давления, клапан закрывается, и подвод ацетилена от генератора прекращается. После выхода горящей газовой смеси, порванную алюминиевую мембрану заменяют.

3. Расшифровать марку 08Х18Т1 0,08 углерода, 18 хрома и 1 титана

Билет 5

1. Алюминий его общие характеристики и особенности свариваемости.

алюминий — лёгкий парамагнитный металл серебристо-белого цвета, легко поддающийся формовке, литью, механической обработке. Алюминий обладает высокой тепло- и электропроводностью, стойкостью к коррозии за счёт быстрого образования прочных оксидных плёнок, защищающих поверхность от дальнейшего взаимодействия.

1. На поверхности детали образуется тугоплавкая окись алюминия, высокая температура (2050…2060^оС) плавления которой препятствует образованию сварочной ванны и соединению кромок свариваемого материала, который расплавляется при более низкой температуре( 650 …660^оС).

2. Алюминий и его сплавы жидкотекучи , не меняют своего цвета, оставаясь серебристо-белыми. Это затрудняет сварку и визуальное определение момента сварки и заплавления шва.

3. Высокая теплопроводность алюминия и быстрый отвод тепла приводят к большим внутренним напряжениям, к короблению деталей и к появлению трещин.

Несмотря на эти затруднения можно получить качественные сварные швы одним из способов :

1. газовая сварка как без флюса, так и с флюсом;

2. электродуговая сварка плавящимся электродом;

3. электродуговая сварка неплавящим угольным электродом;

4. аргонно-дуговая сварка.

2. Редукторы для газовой сварки.

Газовые редукторы для сварки необходимы, чтобы понижать давление горючего газа или кислорода, при котором они находятся в газовом баллоне, до рабочего давления, при котором газ подаётся на газовую сварочную горелку или на сварочный резак. А также для поддержания рабочего давления на постоянном уровне в процессе сварки металлов. Существует несколько разных видов газовых редукторов, которые широко используются на практике для выполнения газовой сварки.

Устройство и принцип действия однокамерного редуктора газового баллона

На схеме ниже показано устройство редуктора газового баллона:

Принцип действия редуктора заключается в следующем. При открывании вентиля газового баллона для сварки, газ выходит в камеру высокого давления (поз.1), находящуюся в корпусе (поз.7) газового редуктора. Рисунок а) на схеме показывает нерабочее положение механизмов редуктора. При таком положении выход газа из камеры высокого давления (поз.1) в камеру низкого давления (поз.4) перекрывает клапан (поз.2), который плотно прижат к седлу (поз.3).

При завёртывании регулировочного винта (поз.9), он воздействует на пружину (поз.8), и сжимает её. Пружина (поз.8) при сжатии, воздействует на резиновую мембрану (поз.6) и передаточный штифт (поз.5). В свою очередь, штифт (поз.5) воздействует на клапан (поз.2) и открывает его. Таким образом, проход из камеры высокого давления (поз.1) в камеру низкого давления (поз.4) становится открытым.

Газ продолжает проходить в камеру до того момента, пока давление поступающего газа на резиновую мембрану (поз.6) не сравняется с давлением прижимной пружины (поз.8). Когда расход газа снижается, его давление в камере (поз.4) начинает превышать давление пружины (поз.8), она сжимается и клапан (поз.2) закрывается.

По мере того, как газ расходуется, его давление падает и пружина (поз.8) вновь разжимается, приводя в движение мембрану (поз.6), штифт (поз.5) и открывая клапан (поз.2), пропуская газ из камеры высокого давления в камеру низкого давления.

Кислородный и ацетиленовый газовые редукторы

При использовании газового редуктора, давление подводимого к горелке газа остаётся постоянным и регулируется автоматически. Кислородный редуктор ДКП-1-65 для газового баллона оснащён манометром высокого давления, способный показывать давление газа в пределах от 0 до 25МПа. Манометр низкого давления имеет измерительную шкалу от 0 до 2,5МПа и предохранительный клапан. На баллоне редуктор фиксируется накидной гайкой с правой резьбой 3/4''Tr.

Ацетиленовый редуктор ДАП-1-65 также оснащён редуктором высокого давления с диапазоном измерения давления от 0 до 3МПа и редуктором низкого давления с измерительным интервалом от 0 до 0,6МПа. Закрепляется редуктор на газовом баллоне с помощью хомута, который надевается на вентиль баллона.

3. Расшифровать марку 08Х18Н10 углерод 0,8% хром-18% Никель 10%

Билет 6

1. Медь и её сплавы их общая характеристика особенности сварки меди.

Медь – металл без полиморфных превращений с кристаллической ГЦК решеткой. Температура плавления составляет 1083^оС. При нагревании полиморфные превращения в меди отсутствуют. Плотность меди составляет 8940кг/м³.

Медь легко полируется, хорошо паяется и сваривается. По электрической проводимости и теплопроводности медь занимает второе место после серебра. Медь обладает высокой коррозионной стойкостью в атмосферных условиях, пресной и морской воде, едких щелочах, органических кислотах и других агрессивных средах, но взаимодействует с аммиаком и сернистыми газами.

Медь хорошо прокатывается в тонкие листы и ленту Холодная пластическая деформация (достигающая 90% и более) увеличивает прочность, твердость, предел упругости меди, но снижает пластичность и электрическую проводимость. При пластической деформации возникает текстура, вызывающая анизотропию механических свойств меди. Отжиг для снятия наклепа проводят при 550 – 600°С в восстановительной атмосфере, так как медь легко окисляется при нагреве.

К недостаткам меди относятся: невысокая прочность, плохая обрабатываемость резанием и низкая жидкотекучесть.

В зависимости от содержания примесей различают следующие марки меди: М00 (99,99% Сu), М0 (99,97% Сu), M1 (99,9% Сu), М2 (99,7% Сu), М3 (99,5% Сu).

Наиболее часто встречающиеся в меди элементы подразделяют на три группы.

К первой группе относятся растворимые в меди элементы Al, Fe, Ni, Sn, Zn, которые повышают прочность и твердость меди и используются для легирования сплавов на медной основе. Эти примеси резко снижают электропроводимость и теплопроводность меди.

Вторую группу составляют нерастворимые в меди элементы РЬ и Bi, которые ухудшают механические свойства меди и однофазных сплавов на ее основе. Образуя легкоплавкие эвтектики (соответственно, при 326 и 270°С), располагающиеся по границам зерен основной фазы, они вызывают красноломкость сплавов.

Нерастворимые элементы О, S, Se, Те присутствуют в меди и ее сплавах в виде промежуточных фаз (например, Сu₂О, Сu₂S). Они составляют третью группу элементов и образуют с медью эвтектики с высокой температурой плавления, не вызывающих красноломкости. Кислород при отжиге меди в водороде вызывает «водородную болезнь», которая может привести к разрушению металла при обработке давлением или эксплуатации готовых деталей.

Для легирования медных сплавов в основном используют элементы, растворимые в меди, – Zn, Sn, Al, Be, Si, Mn, Ni. Повышая прочность медных сплавов, легирующие элементы практически не снижают, а некоторые из них (Zn, Sn, Al) увеличивают пластичность. Высокая пластичность – отличительная особенность медных сплавов. Относительное удлинение некоторых однофазных сплавов достигает 65%. По прочности медные сплавы уступают сталям. Временное сопротивление большинства сплавов меди лежит в интервале 300...500 МПа, что соответствует свойствам низкоуглеродистых нелегированных сталей в нормализованном состоянии. И только у наиболее прочных бериллиевых бронз после закалки и старения предел прочности составляет 1100...1200 МПа и соответствует уровню прочности среднеуглеродистых легированных сталей, подвергнутых термическому улучшению.

Медные сплавы подразделяются на две основные группы: латуни и бронзы.

Медные сплавы маркируют по химическому составу, используя буквы для обозначения элементов и числа для указания их массовых деталей. В медных сплавах алюминий обозначают буквой А, бериллий – Б, железо – Ж, кремний – К, магний – Мг, никель – Н, олово – О, свинец – С, фосфор – Ф, цинк – Ц, цирконий – Цр, хром – X; марганец – Мц.

Латуни (сплавы меди с цинком) маркируют буквой Л. В деформируемых латунях, не содержащих, кроме меди и цинка, других элементов, за буквой Л ставится число, показывающее среднее содержание меди. В многокомпонентных латунях после Л ставятся буквы – символы элементов, а затем числа, указывающие на содержание меди и каждого легирующего элемента. Например, латунь Л68 содержит 68% Сu, латунь ЛАН59-3-2 содержит 59% Сu, 3% А1; 2% Ni (остальное Zn). В марках литейных латуней указывается содержание цинка, а количество каждого легирующего элемента ставится непосредственно за буквой, обозначающей его. Например, латунь ЛЦ40Мц3А содержит 40% Zn, 3% Mn и 1% Al.

Бронзы (сплавы меди со всеми элементами, кроме цинка) обозначают буквами Бр, за которыми ставятся буквы и числа. В марках деформируемых бронз сначала помещают буквы – символы легирующих элементов, а затем числа, указывающие на их содержание. Например, БрАЖ9-4 содержит 9% А1, 4% Fe, остальное – Сu. В марках литейных бронз после каждой буквы указывается содержание этого легирующего элемента. Например, БрО6Ц6С3 содержит 6% Sn, 6% Zn, 3% Pb, остальное – Сu.

Латуни

Медь с цинком образует a-твердый раствор с предельной концентрацией цинка 39% (рис. 22). При большем содержании цинка образуется электронное соединение CuZn (β-фаза) с кристаллической решеткой ОЦК. При 454…468°С (штриховая линия на диаграмме) наступает упорядочение β-фазы, а упорядоченный β-твердый раствор обозначается как β'-фаза.

 

Рисунок 22 - Диаграмма состояния Cu-Zn

При наличии в структуре латуни только α-твердого раствора увеличение содержания цинка вызывает повышение ее прочности и пластичности. Появление β'-фазы сопровождается резким снижением пластичности, повышением твердости и хрупкости. Прочность продолжает повышаться при увеличении содержания цинка до 45 %, пока латунь находится в двухфазном состоянии. При дальнейшем повышении процентного содержания цинка происходит переход латуни в однофазное состояние со структурой β'-фазы, что вызывает резкое снижение прочности. Практическое значение имеют латуни, содержащие до 45% Zn. Сплавы с большим содержанием цинка отличаются высокой хрупкостью.

Двойные латуни (содержащие только медь и цинк) подразделяются на однофазные (со структурой α-твердого раствора) и двухфазные(со структурой α и β-фаз).

Однофазные латуни обладают высокой пластичностью и хорошо поддаются холодной пластической деформации, которая значительно повышает их прочность и твердость. Для повышения пластичности проводят рекристаллизационный отжиг при 600…700°С.

Детали, которые изготовлены из деформируемых латуней при содержании более 20% цинка, могут подвергаться "сезонному " растрескиванию во влажном воздухе при наличии в атмосфере серных газов. Для предотвращения растрескивания детали отжигают при температурах, ниже температуры рекристаллизации (в большинстве случаев при 250…270^оС).

Повышение содержания цинка удешевляет латуни, улучшает их обрабатываемость резанием, способность противостоять износу, но при этом уменьшаются теплопроводность и электрическая проводимость.

Примеси повышают твердость и снижают пластичность латуней. Особенно неблагоприятно действуют свинец и висмут, которые в однофазных латунях вызывают красноломкость. Поэтому однофазные латуни не подвергают горячему деформированию, а выпускают в виде холоднокатаных полос, лент, проволоки, листов. Из проката изготавливают детали методом глубокой вытяжки (радиаторные трубки, снарядные гильзы, сильфоны, трубопроводы), а также детали, требующие по условиям эксплуатации низкую твердость (шайбы, втулки, уплотнительные кольца и др.).

Вследствие небольшого температурного интервала кристаллизации двойные латуни обладают низкой склонностью к дендритной ликвации, высокой жидкотекучестью, малой рассеянной усадочной пористостью и хорошей герметичностью. Но, несмотря на это, они практически не применяются для фасонных отливок, так как имеют довольно большую концентрированную усадочную раковину.

Для повышения обрабатываемости в латунь вводят свинец. Латунь ЛС59-1 («автоматная») поставляется в прутках и предназначается для изготовления деталей на станках-автоматах.

Для легирования латуней используют Al, Fe, Ni, Sn, Si. Эти элементы повышают прочность и коррозионную стойкость латуней. Поэтому легированные латуни широко применяют в речном и морском судостроении(ЛАЖ60-1-1). Латуни, легированные оловом (ЛО70-1, ЛО62-1) обладают высокой коррозионной стойкостью в морской воде и поэтому имеют название «морские латуни».

Практическое применение находят латуни с добавлением алюминия до 4 % (ЛА77-2), которые, благодаря однофазной структуре, хорошо обрабатываются давлением.

Алюминиевые латуни дополнительно легируют никелем, железом, марганцем, кремнием, обладающими переменной растворимостью в α-твердом растворе, что позволяет упрочнять эти латуни с помощью закалки и старения.

Латунь ЛАНКМц75-2-2,5-0,5-0,5 является единственным сплавом на основе системы Cu-Zn, который упрочняется дисперсионным твердением. Температура закалки составляет 800^оС, после проведения которой латунь имеет высокую пластичность, а после старения приобретает и высокую прочность (s_в = 700 МПа, d = 25%). Хорошая пластичность в закаленном состоянии позволяет дополнительно упрочнять сплавы с помощью пластического деформирования перед старением, что обеспечивает повышение временного сопротивления до 1000 МПа.

Кремнистые латуни характеризуются высокой прочностью, пластичностью, вязкостью как при обычных, так и при низких температурах (до -183°С). При легировании латуней для получения однофазной структуры используют небольшие добавки кремния (ЛК80-3). Такие латуни применяют для изготовления арматуры, деталей приборов, в судо- и машиностроении.

Бронзы