5636
.pdfМИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»
И.А. Ямбаев
МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ, ТЕХНОЛОГИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
Учебно-методическое пособие
по подготовке к практическим занятиям по дисциплине «Материаловедение, технология конструкционных материалов» для обучающихся по направлению подготовки 13.03.01 Теплоэнергетика и теплотехника, профиль Промышленная теплоэнергетика
Нижний Новгород
2022
МИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»
И.А. Ямбаев
МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ, ТЕХНОЛОГИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
Учебно-методическое пособие
по подготовке к практическим занятиям по дисциплине «Материаловедение, технология конструкционных материалов» для обучающихся по направлению подготовки 13.03.01 Теплоэнергетика и теплотехника, профиль Промышленная теплоэнергетика
Нижний Новгород ННГАСУ
2022
УДК 621.7 (075)
Ямбаев И.А. Материаловедение, технология конструкционных материалов. [Электронный ресурс]: учеб.- метод. пос. / И.А. Ямбаев; Нижегородский государственный ар- хитектурно-строительный университет. – Нижний Новгород: ННГАСУ, 2022. – 7 с.: ил. – Текст: электронный.
Приведены рекомендации по подготовке к выполнению работ по дисциплине «Материаловедение, технология конструкционных материалов». Определена цель проведения работ. Рассмотрены сущность и особенности методики проведения каждой работы. Приведены примеры вопросов для их защиты. Рекомендована литература для более глубокого изучения дисциплины.
Предназначено обучающимся в ННГАСУ для подготовки к практическим занятиям по направлению подготовки 13.03.01 Теплоэнергетика и теплотехника, профиль Промышленная теплоэнергетика.
© И.А. Ямбаев, 2022 © ННГАСУ, 2022.
3
1. Цели освоения учебной дисциплины
Целями освоения учебной дисциплины «Материаловедение, технология конструкционных материалов» являются:
ознакомление студентов с основами теории и практики сварки металлов; строением и технологическими характеристиками сварочной дуги, источниками её питания (трансформатор, выпрямитель, преобразователь); сварочными электродами, режимами сварки, видами сварных соединений и швов; способами сварки, применяемыми при производстве металлических конструкций;
выработка у студентов практических навыков зажигания сварочной дуги и форми-
рования сварных швов.
Для углубления знаний студентов по дисциплине проводится комплекс работ по сварке металлов. При кафедре строительных конструкций имеется специализированная лаборатория сварки металлов.
2. Содержание практических занятий
Работы позволяют познакомиться на практике с различными способами сварки (ручная электродуговая, полуавтоматическая в среде углекислого газа, контактная точечная, газовая, кислородная резка).
В каждой работе приведены контрольные работы, которые позволяют студенту оценить свои знания перед защитой работы.
Курс лекций по учебной дисциплине «Материаловедение, технология конструкционных материалов» включает следующие разделы:
-сварка металлов;
-электроды для сварки;
-технология ручной дуговой сварки, виды сварки;
-дефекты сварных соединений и методы контроля качества конструкций.
2.1.Практическое занятие «Оборудование сварочного поста и основы техники безопасности при ручной дуговой сварке»
Даны понятия о сварочной дуге, дугах переменного и постоянного тока, прямой и обратной полярности, дугах прямого, косвенного и комбинированного действия. Описано строение дуги. Приведена схема включения в сеть индивидуального сварочного поста. Приведены оборудование сварочного поста, сварочный инструмент и их назначение. Определены факторы, влияющие на сопротивляемость организма. Изложены основы техники безопасности при ручной дуговой сварке.
В лаборатории сварки имеются два сварочных поста, работающие на переменном токе (от сварочного трансформатора) и на постоянном токе (от сварочного выпрямителя).
Контрольные вопросы:
понятие сварочной дуги;
дуга переменного и постоянного тока;
строение сварочной дуги;
дуги прямого, косвенного и комбинированного действия;
оборудование и инструмент сварочного поста;
факторы, влияющие на сопротивляемость организма;
меры безопасности в лаборатории сварки.
2.2. Практическое занятие «Сварочный трансформатор ТД-500. Зажигание ду-
ги»
Указаны источники питания сварочной дуги на переменном токе:
трансформаторы с нормальным магнитным рассеянием и с повышенным магнитным рассеянием (подвижный магнитный шунт или подвижные обмотки). Подробно рассмотрена
4
конструкция сварочного трансформатора ТД-500. Описан принцип его работы. Приведены внешняя вольт-амперная характеристика трансформатора и статическая характеристика дуги; технические данные источника питания. Даны практические рекомендации для зажигания электрической сварочной дуги.
Контрольные вопросы:
оборудование сварочного поста при сварке на переменном токе;
схема подключения сварочного трансформатора;
конструкция сварочного трансформатора ТД-500;
внешняя вольт-амперная характеристика трансформатора;
зажигание и процесс возникновения сварочной дуги.
2.3. Практическое занятие «Устройство сварочного выпрямителя»
Описаны преимущества питания сварочной дуги постоянным током, типы источников постоянного тока, достоинства сварочных выпрямителей в сравнении со сварочными генераторами. Рассмотрены устройство сварочного выпрямителя ИПП-500В и особенности работы трехфазного трансформатора с выдвижными магнитными шунтами. Отмечены основные технические параметры выпрямителя.
Контрольные вопросы:
преимущества сварочной дуги на постоянном токе;
основные типы источников постоянного тока;
устройство и назначение сварочного выпрямителя;
регулирование сварочного тока в выпрямителе;
принципиальная электрическая схема выпрямителя ИПП-500В;
основные технические данные выпрямителя ИПП-500В.
2.4.Практическое занятие «Полуавтоматическая сварка в среде углекислого
газа»
Описаны сущность сварки в среде углекислого газа, её преимущества перед ручной электродуговой и автоматической сваркой под слоем флюса. Отмечены и её недостатки. Рассмотрены устройство полуавтомата, назначение и работа механизма подачи электродной проволоки. Описана техника сварки углеродистой стали.
Контрольные вопросы:
сущность сварки в среде углекислого газа;
преимущества этого процесса сварки перед другими способами дуговой сварки;
схема процесса сварки в среде СО2;
материалы, применяемые для сварки;
блок-схема полуавтомата и его основные узлы.
2.5.Практическое занятие «Контактная точечная сварка»
Изложены физические основы контактной сварки. Описаны способы контактной сварки: точечная, шовная (роликовая), стыковая, рельефная. Рассмотрены схема процесса точечной сварки, циклограмма сварки, общее сопротивление между электродами. Приведены электрическая схема машины МТ-601, основные технические параметры. Даны рекомендации по выбору режима сварки, контролю качества сварных соединений.
Контрольные вопросы:
способы контактной сварки;
сущность процесса контактной сварки;
циклограмма точечной сварки;
сопротивление между электродами;
электрическая схема машины МТ-601;
5
выбор режима сварки;
контроль качества точечной сварки.
2.6. Практическое занятие «Газовая сварка»
Описаны сущность газовой сварки, принцип получения горючего газа в ацетиленовых генераторах, устройство газовых баллонов; назначение газовых редукторов и принцип газового редуцирования; назначение и принцип действия инжекторной горелки. Рассмотрены зоны ацетилено-кислородного пламени, виды газового пламени, способы регулирования скорости нагрева свариваемого металла (изменение мощности газового пламени, применение левой или правой сварки, изменение угла наклона газовой горелки). Описана сущность обратного удара и причины его возникновения.
В лаборатории сварки имеется специализированный пост газовой сварки.
Контрольные вопросы:
сущность газовой сварки;
принцип работы ацетиленового генератора;
назначение и принцип работы газового редуктора;
назначение и принцип действия газовой горелки;
строение ацетилено-кислородного пламени;
виды газового пламени;
способы регулирования скорости нагрева свариваемого металла;
обратный удар и причины его возникновения.
2.7. Практическое занятие «Кислородная резка металлов»
Описаны сущность кислородной резки; требования, предъявляемые к металлам, которые могут подвергаться кислородной резке; устройство ацетилено-кислородного резака и принцип его работы.
Контрольные вопросы:
сущность процесса кислородной резки;
требования к металлам, подвергаемым кислородной резке;
конструкция ацетилено-кислородного резака;
принцип работы резака.
3. Содержание курса лекций 3.1. Сварка металлов
Способы сварки, применяемые в строительстве. Терминология и классификация сварных соединений и сварных швов. Сварочная дуга и её свойства. Строение сварного шва и зоны термического влияния. Понятие о свариваемости стали. Схема процесса ручной дуговой сварки. Источники питания для дуговой сварки переменного и постоянного тока.
3.2.Электроды для сварки
Влияние кислорода, азота и водорода на металл шва. Электроды для ручной дуговой сварки. Условное обозначение электродов. Технологическая характеристика и назначение видов покрытия электродов.
3.3.Технология ручной дуговой сварки, виды сварки
Выбор основных параметров режима сварки. Движения электрода во время сварки. Сварка швов различной протяженности. Сварка проката большой толщины. Особенности сварки при низких температурах. Сварка арматуры железобетонных конструкций. Полуавтоматическая сварка в среде СО2. Автоматическая сварка под слоем флюса. Контактная (точечная, роликовая) сварка.
6
3.4. Дефекты сварных соединений и методы контроля качества конструкций
Дефекты сварных соединений. Причины появления дефектов. Способы их выявления и устранения. Методы контроля качества сварных соединений: внешним осмотром, испытание на непроницаемость (керосином, газом, гидравлические испытания, ваккумконтроль); рентгеновскими и гамма-лучами, ультразвуком.
4.Методические указания по освоению дисциплины
Объем курса включает часы контактной работы обучающихся с преподавателем (лекции, лабораторные работы, индивидуальные и групповые консультации) и самостоятельную работу обучающихся (подготовка к защите лабораторных работ, зачету по курсу). В течение курса студенты имеют возможность получить консультацию по различным вопросам подготовки в специально отведенные часы. Лекции позволяют представить значительный объем информации. Лекции по курсу имеют тематическую структуру с соблюдением принципа последовательного изложения, что позволяет сформировать понимание необходимых технических знаний.
7
Рекомендуемая литература
1.Мещеряков, В. М. Материаловедение, технология конструкционных материалов и сварка / В. М. Мещеряков. – Ростов-на-Дону : Феникс, 2008. – 320 с.
2.Оботуров, В. И. Сварочные работы в строительстве / В. И. Оботуров. – Москва :
АСВ, 2006. – 224 с.
3.Шилин, В. М. Материаловедение, технология конструкционных материалов / В. М. Шилин ; Нижегор. гос. архитектур.-строит. ун-т. – Нижний Новгород : ННГАСУ,
2004. – 75 с.
4.Куркин, С. А. Сварные конструкции / С. А. Куркин, Г. А. Николаев. – Москва :
Высш. шк., 1991. – 399 с.
5.Болдырев, А. М. Сварочные работы в строительстве и основы технологии металлов / А. М. Болдырев, А. С. Орлов. – Москва : АСВ, 1994. – 431 с.
6.Шебеко, Л. П. Лабораторные работы по контролю качества сварных соединений. Учеб. пособие для техникумов / Л. П. Шебеко. – Москва : Машиностроение, 1966.
– 95 с.
7.Материаловедение, технология конструкционных материалов : учеб. пособие / А. Г. Алексеев [и др.]. – Санкт-Петербург : ХИМИЗДАТ, 2014. – 504 с.
8
Ямбаев Иван Анатольевич
МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ, ТЕХНОЛОГИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
Учебно-методическое пособие
по подготовке к практическим занятиям по дисциплине «Материаловедение, технология конструкционных материалов» для обучающихся по направлению подготовки 13.03.01 Теплоэнергетика и теплотехника, профиль Промышленная теплоэнергетика
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»
603950, Нижний Новгород, ул. Ильинская, 65. http://www. nngasu.ru, srec@nngasu.ru