Министерство образования Р.Ф.
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Факультет Машиностроительный
Направление Технологические машины и оборудование
Кафедра Оборудование и технология
сварочного производства
ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ СВАРКИ ПЛАВЛЕНИЕМ
Курсовая работа
Студент _________________________ Касьяненко Д.В.
подпись
_________________________
дата
Руководитель _________________________ Трущенко Е.А.
подпись
_________________________
дата
Томск 2004
Задание на курсовую работу
Вариант – № 17
Материал - Медь 3;
Толщина листов - 2мм.
1. Сварка в защитном газе неплавящимся электродом;
2. Газовая сварка.
Рисунок 1 – Задание на курсовую работу
СОДЕРЖАНИЕ С
Введение 5
1 МАТЕРИАЛ СВАРНОЙ КОНСТРУКЦИИ 7
1.1 Химические и физические свойства меди 7
1.2 Технологическая и металлургическая свариваемость меди 10
2 ХАРАКТЕРИСТИКА СПОСОБОВ СВАРКИ 13
2.1 Сварка в защитном газе неплавящимся электродом. Её достоинства и недостатки 13
2.1.1 Сущность способа сварки в защитном газе неплавящимся электродом 14
2.1.2 Особенности сварки неплавящимся вольфрамовым
электродом 16
2.2 Газовая сварка. Её преимущества и недостатки 18
2.2.1 Сущность способа газовой сварки 21
3 ВЫБОР СВАРОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ 24
3.1 Выбор сварочных материалов для сварки в защитном газе неплавящимся вольфрамовым электродом 24
3.2 Выбор сварочных материалов для газовой сварки 25
4 ВЫБОР ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ 29
4.1 Выбор источника питания дуги и горелки для аргонодуговой сварки неплавящимся вольфрамовым электродом 29
4.2 Выбор горелки для газовой сварки 31
5 ВЫБОР РЕЖИМОВ СВАРКИ 33
5.1 Выбор режима для сварки в аргоне неплавящимся
вольфрамовым электродом 33
5.2 Выбор режима для газовой сварки меди 33
6 Расход сварочных материалов 35
6.1 Расход сварочных материалов при сварке неплавящимся вольфрамовым электродом в среде аргона 35
6.2 Расход сварочных материалов при газовой сварке 35
7 ТЕХНОЛОГИЯ СБОРКИ И СВАРКИ 35
7.1 Технология сборки и сварки для метода сварки в среде аргона неплавящимся вольфрамовым электродом 35
7.2 Технология сборки и сварки для метода газовой сварки 36
8 ДЕФОРМАЦИИ И НАПРЯЖЕНИЯ ПРИ СВАРКЕ И МЕТОДЫ БОРЬБЫ С НИМИ 37
9 ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ
СВАРОЧНЫХ РАБОТ 39
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 42
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 43
Введение
В условиях научно-технического прогресса особенно важно развитие определяющих его областей науки, техники и производства. Практически нет ни одной отрасли машиностроения, приборостроения и строительства, в которой не применялись бы сварка и резка металлов. С помощью сварки получают неразъемные соединения почти всех металлов и сплавов различной толщины – от сотых долей миллиметра до нескольких метров.
В 1802 г. русский академик В.В. Петров впервые в мире открыл и описал явление электрической дуги, а также указал на возможность использования ее теплоты для расплавления металлов. В 1882 г. русский академик Н.Н. Бенардос изобрел способ дуговой сварки с применением угольного электрода. В 1888 г. русский инженер-металлург Н.Г. Славянов разработал металлургические основы дуговой сварки, создал первый автоматический регулятор длины сварочной дуги и изготовил первый в мире сварочный генератор.
Сваркой называется процесс получения неразъемных соединений посредством установления межатомных связей между свариваемыми частями при их нагревании или пластическом деформировании, или совместном действии того и другого (ГОСТ 2601-84). Различают два вида сварки: сварку плавлением и сварку давлением.
Сущность сварки состоит в том, что металл по кромкам свариваемых частей оплавляется под действием теплоты источника нагрева. Сущность сварки давлением состоит в пластическом деформировании металла по кромкам свариваемых частей путем их сжатия под нагрузкой при температуре ниже температуры плавления.
К сварке плавлением относится также газовая сварка, при которой для нагрева используется тепло пламени смеси газов, сжигаемой с помощью горелки (ГОСТ 2601-84). Способ газовой сварки был разработан в конце прошлого столетия, когда началось промышленное производство кислорода, водорода и ацетилена.
Газовая сварка применяется во многих отраслях промышленности при изготовлении и ремонте изделий из тонколистовой стали, сварке изделий из алюминия и его сплавов, меди, латуни и других цветных металлов и их сплавов. Разновидностью газопламенной обработки является газотермическая резка, которая широко применяется при выполнении заготовительных операций при раскрое металла.
В данной курсовой работе рассматриваются два способа сварки двух листов, толщиной 2мм, изготовленных из меди марки М3, в защитном газе неплавящимся электродом и газовой сваркой.
1 Материал сварной конструкции
1.1 Химические и физические свойства меди
Медь (лат.Cuprum) химический элемент. Один из семи металлов, известных с глубокой древности. Знакомство человечества с медью относится к более ранней эпохе, чем с железом; это объясняется с одной стороны более частым нахождением меди в свободном состоянии на поверхности земли, а с другой сравнительной легкостью получения ее из соединений. Древняя Греция и Рим получали медь с острова Кипра (Cyprum), откуда и название ее Cuprum. Особенно важна медь для электротехники. По электропроводности медь занимает второе место среди всех металлов, после серебра. Однако в наши дни во всем мире электрические провода, на которые раньше уходила почти половина выплавляемой меди, все чаще делают из алюминия. Медь применяют также при изготовлении различного рода теплообменников-нагревателей, холодильников, радиаторов, двигателей внутреннего сгорания и др.
Широкое применение имеют сплавы с цинком (латуни), меди с оловом (бронзы), меди с цинком и никелем и другие сплавы.
Медь (Cu) - тягучий, вязкий металл красного, в изломе розового цвета, в очень тонких слоях на просвет медь выглядит зеленовато-голубой. Медь - металл сравнительно мало активный. В сухом воздухе и кислороде при нормальных условиях медь почти не изменяется, так как образующуюся на её поверхности тончайшая плёнка окислов, делающая медь более тёмной, служит хорошей защитой от дальнейшего окисления. Но в присутствии влаги и углекислого газа поверхность меди покрывается зеленоватым налётом основного карбида меди [Cu2(OH)2CO3]. При нагревании на воздухе медь превращается в черную окись меди, которая при более высоких температурах разлагается, теряя кислород и переходя в закись меди Cu2O.
Техническая медь выпускается 9 марок по ГОСТ 859-78 (ред. 1992 г.) и в зависимости от марки может иметь различное количество примесей: Bi, Sb, As, Fe, Ni, Pb, Sn, S, Zn, P, O. В наиболее чистой меди марки М00 примесей может быть до 0,01%, марки М4 – до 1% [1].
В данной курсовой работе рассматривается марка меди – медь3. В таблице 1 приведен химический состав данной марки меди.
Таблица 1 – Химический состав меди М3 по ГОСТ 859-66, %
Марка меди |
Содержание примесей, %, не более |
||||||||||
Cu, не менее |
Bi |
Sb |
As |
Fe |
Ni |
Pb |
Sn |
S |
O |
Всего |
|
М3 |
99,50 |
0,003 |
0,05 |
0,05 |
0,05 |
0,2 |
0,05 |
0,05 |
0,01 |
0,08 |
0,5 |
В таблице 2 приведены физические и механические свойства технической меди.
Таблица 2 – физические и механические свойства технической меди
-
Название величины
Значение величины
Температура плавления, 0С
1083
Температура кипения, 0С
2360
Плотность, г/см3
8,94
Коэффициент линейного расширения (ά∙106) при
температуре,0С:
20 – 100
20 – 300
16,8
17,7
Продолжение таблицы 2
Теплопроводность, кал/(см∙с∙0С) |
0,923 |
Теплоёмкость при 20 0С, кал/(г∙0С) |
0,036 |
Предел прочности при растяжении σв, кгс/мм2: мягкая твёрдая |
22 - 24 40 |
Предел текучести σ0,2, кгс/мм2: мягкая твёрдая |
6 34 |
Относительное удлинение δ, %: мягкая твёрдая |
60 6 |
Относительное сужение ψ, %: мягкая твёрдая |
75 35 |
Твёрдость по Бринеллю HB, кгс/мм2: мягкая твёрдая |
45 110 |
Ударная вязкость ан, кгс∙м/см2 |
16 – 18 |