Lab4

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

«Национальный исследовательский Томский политехнический Университет»

Институт электронного обучения

Нефтегазовое дело

Отчёт по лабораторной работе

ОБОРУДОВАНИЕ И ТЕХНОЛОГИЯ РУЧНОЙ ДУГОВОЙ СВАРКИ

по дисциплине: Технология конструкционных материалов

Исполнитель:

студент группы

О-2Б11

Бочкарев Вячеслав Дмитриевич

24.05.2024

группа

ФИО

Дата

Руководитель:

преподаватель

кафедры

МТМ

Багинский Андрей Евгеньевич

24.05.2024

должность

кафедра

ФИО

Дата

Томск –

2024 г.

Цель работы

1. Изучить оборудование и параметры режима ручной дуговой сварки.

2. Освоить основные элементы сварки.

Теоретические сведения по теме работы

Сварка – это технологический процесс получения неразъемных соединений из различных материалов в результате образования атомно-молекулярных связей между частицами (атомами) соединяемых заготовок.

1. Ручная дуговая сварка покрытым плавящимся электродом

Ручная дуговая сварка выполняется за счёт тепловой энергии электродугового разряда высокой мощности, с температурой до 7000 градусов по Цельсию.

Сварочная дуга – это мощный, стабильный, высокотемпературный разряд электричества в ионизированной атмосфере газов и паров металла.

Сварочная ванна – это совокупность металлической и шлаковой ванн.

2. Оборудование для ручной дуговой сварки

Источник питания для ручной дуговой сварки – это устройство, которое позволяет получать необходимый по роду и силе ток.

Внешняя характеристика источника питания – это зависимость напряжения на его выходных клеммах от силы тока в электрической цепи.

Для ручной дуговой сварки используются источники  с крутопадающей внешней ВАХ .

Наиболее широко используются трансформаторы с  повышенным магнитным рассеянием.

Рабочее напряжение на выходе такого трансформатора (напряжение сварочной дуги ) определяется по формуле:

,

где – напряжение холостого хода трансформатора;

– сила тока дуги (сила сварочного тока);

– индуктивное сопротивление трансформатора.

Максимальная сила тока, соответствующая режиму короткого замыкания на первом этапе зажигания дуги, ограничена величиной  индуктивного сопротивления трансформатора, что предупреждает перегрев проводов и самих источников тока:

.

Регулирование максимального тока в сварочном трансформаторе выполняется за счёт изменения величины индуктивного сопротивления.

3. Сварочные электроды

Электрод для ручной дуговой сварки – это отрезок стальной проволоки (длиной  250-400 мм), на поверхность которого нанесено покрытие.

Покрытие электродов выполняет следующие основные функции:

1) Обеспечивает стабильное горение дуги

2) защищает расплавленный металл от воздействия атмосферы

3) способствует формированию шва с требуемой структурой и свойствами

Равномерное горение дуги достигается за счёт  введения в покрытие стабилизирующих компонентов – легко ионизирующихся веществ.

Газовая защита сварочной ванны выполняется за счёт  введения в покрытие газообразующих веществ.

Для обеспечения шлаковой защиты в покрытия вводят  шлакообразующие элементы.

Для удаления кислорода из сварочной ванны в покрытия вводят  раскисляющие компоненты.

Для повышения прочности и улучшения структуры шва вводят  легирующие элементы.

Для прочности покрытия и хорошего сцепления его со стержнем добавляют  пластификаторы и связующие компоненты.

4. Режим ручной дуговой сварки

Основными параметрами режима ручной дуговой сварки являются  диаметр электрода и сила сварочного тока.

Диаметр электрода d выбирается в зависимости от толщины листов свариваемого металла S.

Сила сварочного тока I определяется по формуле: I=(20+6d)·d, А, где d –  выбранный диаметр электрода.

Ручная сварка удобна в любых пространственных положениях (рис. 1) –   нижнем, вертикальном, горизонтальном, потолочном.

Рис. 1. Возможные пространственные положения при сварке:

а – нижнее ; б – вертикальное ; в – горизонтальное ; г – потолочное

Основными дефектами сварных швов являются подрезы, наплывы, непровары, трещины холодные и горячие, раковины, поры.

Качество полученных соединений определяется различными средствами технического контроля: внешним осмотром, неразрушающими и разрушающими методами.

Практическая часть

Построить три вольт-амперные характеристики по результатам просмотра работы трансформаторов в виртуальном комплексе.

Рис. 2. Построитель диаграмм

Выполнение индивидуального задания¹

С помощью каких средств повышают устойчивость горения сварочной дуги?

Для повышения устойчивости горения сварочный дуги в покрытие электрода вводят стабилизирующие компоненты – легко ионизирующие вещества (натрий, калий, кальций, мрамор и т.д.). Испаряясь, они создают ионизированную токопроводящую атмосферу, через которую горит электрическая дуга.

Какие явления происходят в процессе зажигания дуги?

Сам процесс зажигания дуги включает 3 этапа и состоит из: КЗ электрода на заготовку, в точках касания происходит разогрев металла; отвод электрода на 3-5 мм, при этом происходит эмиссия электронов с поверхности разогретых пятен, их столкновение с молекулами газов и парами металла, что приводит к ионизации зазора и промежуток становится электропроводным; возникновение устойчивого разряда и разогрев дуги до рабочей температуры, дуга горит между заготовкой и электродом, электрод c покрытием и заготовкой плавится и образует сварочную ванну, по мере движения ванна кристаллизируется и формирует сварной шов, жидкий шлак после затвердевания образует слой защитной шлаковой корки.

Как устроен сварочный пост ручной дуговой сварки?

Обычно сварочный пост – стационарное рабочее место сварщика, оно должно быть оборудовано вытяжной вентиляцией, рубильником тока, сварочным трансформатором с заземлением, соединительные кабели, электродержатель и сварочный стол. Ко всему прочему пост должен содержать набор слесарных инструментов, таких как зубило, молоток, щетка. Дополнительно устанавливают электрический шкаф для прокалки электродов, мерительный инструмент, щитки и маски для сварщика.

1 Вам следует ответить на два вопроса из списка, приведенного в методических указаниях. Вопросы индивидуальны, выбираются случайным образом в лабораторной установке.