Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Технология металлов и сварка. Раздел «Сварочное производство». Учебно-методическое пособие
.pdf
имеет более низкие механические характеристики по
сравнению с исходным материалом. В этой связи для сварки
на воздухе применяются электроды с нанесенными на них
специальными покрытиями, которые при расплавлении
создают надежную защиту сварочной ванны от
взаимодействия с окружающей атмосферой и обеспечивают
высокое качество сварного соединения.
Покрытие электродного стержня состоит из
минералов (в основном используют марганцевые и железные
руды, мрамор, кварц), а также органических веществ
(крахмал, целлюлоза и др.) и специальных добавок.
Минералы, входящие в состав защитного покрытия,
выполняют роль флюсов (шлакообразующих компонентов).
Находящиеся в составе электродных покрытий органические
соединения относят к газообразующим компонентам. Под
действием тепла электрической дуги газообразующие
вещества сгорают, создавая газовую атмосферу, которая
защищает сварочную ванну от воздействия воздуха.
Для повышения устойчивости горения сварочной дуги
в электродное покрытие вводят соединения, содержащие
ионы щелочных металлов. Пары этих соединений снижают
сопротивление дугового промежутка из-за увеличения
степени его ионизации и делают дуговой разряд устойчивым.
Электродные покрытия содержат в своем составе
легирующие добавки и раскислители для придания металлу
сварного шва необходимых эксплуатационных свойств. Так,
легирующие добавки предназначены для компенсации
выгоревших легирующих компонентов, а работа
раскислителей направлена на восстановление окислившегося
в процессе сварки металла.
Сущность сварки электродом, покрытым защитным
флюсом, заключается в следующем. Электрическая дуга
расплавляет металлический стержень электрода, его
покрытие и свариваемый металл. В сварочной ванне металл
электрода смешивается с расплавленным металлом изделия.
11
Флюсы электродного покрытия вступают в химическое
соединение с неметаллическими включениями свариваемого
металла, образуя шлак. Так как удельная плотность шлака
меньше удельной плотности металла, шлак всегда находится
на поверхности сварочной ванны, защищая сварной шов от
окисления. Расплавленный шлак, покрывая капли
электродного металла и поверхность расплавленной
сварочной ванны, способствует предохранению их от
контакта с воздухом и участвует в металлургическом
рафинировании расплавленного металла. Затвердевающий
шлак образует на поверхности сварного шва шлаковую
корку, которая затем удаляется с готового изделия.
Поскольку большая часть теплоты выделяется на
торце металлического стержня электрода, на его конце
образуется коническая втулка из электродного покрытия,
способствующая направленному движению газового потока.
Это улучшает защиту сварочной ванны. Кроме того, втулка
сжимает дугу, увеличивая ее напряжение и мощность, а,
следовательно, глубину проплавления.
Таким образом, защитное покрытие электродов
выполняет следующие функции:
- рафинирование металла шва, т. е. выведение из
сварного шва вредных примесей;
- легирование металла шва, т. е. введение в сварной
шов легирующих элементов;
- раскисление металла сварочной ванны путем
введения химических элементов, активность которых по
отношению к кислороду выше, чем у свариваемого металла;
- защита металла сварочной ванны от окисления;
- стабилизация горения электрической дуги.
При использовании неплавящегося электрода
материал электрода в процессе сварки не расплавляется.
Неплавящиеся электроды предназначены только для
возбуждения и поддержания электрической дуги.
Формирование сварного шва происходит за счет
12
присадочного металла, химический состав которого
идентичен составу свариваемого металла. Для
электродуговой сварки используют неплавящиеся
вольфрамовые и графитовые электроды различных марок.
В зависимости от способа подачи присадочного
металла и флюсов к месту сварки различают ручной,
автоматический и полуавтоматический способы сварки. При
ручном способе сварки основным рабочим инструментом
сварщика служит держатель электродов, который должен
удовлетворять следующим техническим требованиям:
прочно закреплять электрод; обеспечивать надежный
электрический контакт источника тока с электродом,
возможность легкой и удобной смены электродов; иметь
минимальную массу. Электрододержатель должен
выдерживать до 8000-10000 зажимов электрода без ремонта.
Основные типы сварных соединений
Тип сварного соединения определяют взаимным
расположением свариваемых элементов и их
пространственным положением.
По расположению в пространстве сварные соединения
подразделяют (рис. 3) на нижнее, горизонтальное,
вертикальное и потолочное.
Рис. 3. Основные типы сварных соединений в зависимости от их
расположения в пространстве
По форме сопряжения соединяемых деталей можно
выделить следующие основные типы сварных соединений
(ГОСТ Р ИСО 17659-2009) :
13
Стыковое соединение, при котором
Н
детали лежат в одной плоскости и
примыкают друг к другу торцевыми
поверхностями.
Угловое соединение, при котором угол
между поверхностями двух свариваемых
деталей в месте примыкания кромок
составляет больше 30°.
ахлесточное соединение, при котором
детали параллельны друг другу и
частично перекрывают друг друга.
Тавровое соединение под прямым углом,
при котором детали сопрягаются под
прямым углом (образуя Т-образную
форму).
Тавровое соединение под острым углом,
при котором одна деталь примыкает к
другой под острым углом.
Торцовое соединение, при котором угол
между поверхностями двух деталей в
месте примыкания кромок составляет от
0° до 30°.
14
К
рестообразное соединение, при котором
П
П
две детали, лежащие в одной плоскости,
примыкают под прямым углом к третьей
детали, лежащей между ними
(образуя двойную Т-образную форму).
араллельное соединение, при котором
детали параллельны друг другу, например
при плакировании взрывом.
ерекрестное соединение, при котором
две детали (например, проволоки) лежат
друг на друге, пересекаясь.
В зависимости от типов сварных соединений
используют различные приемы ручной электродуговой
сварки (рис. 4), отличающиеся углом наклона
электрододержателя с закрепленным в нем электродом и
присадочного металла (в случае использования
неплавящегося электрода).
1) Стыковое соединение
15
2) Нахлесточное соединение
3) Угловое соединение
4) Тавровое соединение
Рис. 4. Приемы ручной электродуговой сварки в зависимости от
типов сварных соединений
16
В некоторых случаях для обеспечения необходимого
качества сварных соединений требуется специальная
подготовка (разделка) кромок свариваемых изделий.
Разделку кромок под сварку производят в тех случаях, когда
нельзя обеспечить необходимую глубину проплавления по
всему сечению сварного шва (большая толщина свариваемых
изделий, малая мощность источника тепла и т.д.). Выбор
формы подготовки кромок зависит от способа сварки, типа
сварного соединения, сварочного оборудования и
конкретных условий сварки.
Односторонняя сварка без предварительной разделки
кромок возможна при толщине свариваемых изделий менее
4 мм. Двустороннее соединение без разделки кромок
рекомендуется выполнять при толщине свариваемых изделий
менее 8 мм.
Различные виды подготовки кромок под сварку
представлены на рис. 5.
Рис. 5. Виды подготовки кромок под сварку
На рис. 6 представлены основные типы сварных
соединений с различными способами разделки кромок под
сварку.
17
Рис. 6. Основные типы сварных соединений с различными
способами разделки кромок под сварку
18
Порядок выполнения работы
1. Усвоить устройство сварочного трансформатора.
2. Выбрать тип сварного соединения и диаметр
электрода.
3. Подобрать величину сварочного тока для сварки
электродом данного диаметра.
4. При работе в сварочной кабине научиться зажигать
электрическую дугу и поддерживать ее стабильное
горение.
5. Выполнить сварной шов электродом выбранной
марки.
Контрольные вопросы
1. Какие способы сварки относятся к сварке
плавлением, а какие - к сварке давлением?
2. В чём заключается физическая сущность сварки?
3. Какие способы электродуговой сварки вы знаете?
4. Как распределяется температура в столбе
электрической дуги?
5. Какие компоненты входят в состав электродных
покрытий, каково их назначение?
6. Каковы основные принципы выбора типа и диаметра
сварочных электродов?
7. Перечислите основные типы сварных соединений в
зависимости от их взаиморасположения и
пространственного положения.
8. Какие источники тока используются для питания
сварочной дуги?
9. В каких случаях следует производить разделку
кромок под сварку?
19
Лабораторная работа №2
Газовая сварка
Оборудование:
1. Оборудованный пост газосварщика.
2. Инжекторная горелка.
3. Аппарат воздушно-плазменной резки - ESAB
PowerCut 400
Цель работы: знакомство студентов с
теоретическими основами газовой сварки; изучение
оборудования и технологических возможностей газовой
сварки и резки металлов; приобретение практических
навыков выполнения сварных швов приемами газовой
сварки.
Физическая сущность газовой сварки
Газовая сварка относится к сварке плавлением и
является наиболее старым способом получения неразъемных
соединений. При газовой сварке свариваемые поверхности и
присадочный материал в виде прутка или проволоки
расплавляют высокотемпературным пламенем газовой
горелки (рис. 7).
Рис. 7. Схема газовой сварки
1 – свариваемая заготовка; 2 – присадочная проволока;
3 – газовая горелка; 4 – газовое пламя
Газовое пламя получают путем сжигания горючего
газа в атмосфере технического кислорода. Тепло,
выделяющееся при горении смеси кислорода и горючего
20
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]