Литература:
Акулов А.И., Бельчук Г.А., Демянцевич В.П. «Технология и оборудование сварки плавлением». – М.: Машиностроение, 1977, - 432 с.
Думов С. И. Технология электрической сварки плавлением — Учебник для машиностроительных техникумов. — 3-е изд., перераб. и доп. — Л.: Машиностроение. Ленингр. отделение, 1987. — 461 с.: ил.
Справочник сварщика/Под ред. В. В. Степанова.— 4-е изд., перераб. и доп. — М.: Машиностроение, 1982.— 560 с., ил. (Серия справочников для рабочих).
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА N7
ИЗУЧЕНИЕ ДУГОВОЙ ТЕРМИЧЕСКОЙ РЕЗКИ
ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Интенсивный нагрев металла электрической дугой успешно используется в технике не только для сварки, но и для резки металла (рис. 10). Нашли применение следующие способы дуговой резки:
ручная дуговая резка неплавящимся и плавящимся покрытыми электродами, используемыми при сварке;
воздушно-дуговая резка;
кислородно-дуговая резка;
резка сжатой дугой.
Ручную дуговую резку неплавящимся и плавящимся электродами используют как вспомогательную операцию. При дуговой резке неплавящимся электродом применяют угольные и графитовые электроды. Резка обеспечивается за счет выплавления металла из зоны реза, а не за счет его сгорания в струе кислорода, как при газовой резке. Благодаря высокой температуре нагрева могут резаться материалы, не подвергающиеся кислородной резке (чугун, высоколегированные стали, цветные металлы). Применяют постоянный и переменный ток максимальной мощности. Для этого способа характерна очень малая точность и чистота реза.
При дуговой резке плавящимся электродом рез получается более чистый и узкий, чем при резке неплавящимся электродом. Резку выполняют методом опирания. Наличие покрытия приводит при резке к повышению устойчивости дуги, замедлению плавления стержня электрода, изоляции его от стенок реза и ускорению резки благодаря окислению расплавленного металла компонентами покрытия. Ток при резке на 20—30% выше, чем при сварке.
При воздушно-дуговой резке металл расплавляется теплотой электрической дуги, а затем выдувается сжатым воздухом из зоны реза. При этом небольшая часть металла сгорает в кислороде, содержащемся в воздухе. Этот способ применяют для удаления дефектных мест под заварку и разделительной резки листов из нержавеющей стали толщиной до 20 мм. Резку проводят на постоянном токе угольным (графитовым) электродом с помощью специальных резаков обычно с боковой подачей сжатого воздуха под давлением 0,4—0,5 МПа.
Кислородно-дуговая резка заключается в том, что разрезаемый металл разогревается с помощью электрической дуги, а затем сжигается струей кислорода подаваемой к месту реза параллельно электроду. Окислы, получаемые при сгорании металла, выдуваются из места реза этой же струей кислорода. Применяют угольные и графитовые электроды, а также специальные плавящиеся трубчатые электроды с подачей кислорода через внутреннее отверстие. Способ используется ограниченно.
Рис. 22. Схемы
дуговой резки металла:
а - ручная
дуговая плавящимся электродом,
б -
воздушно-дуговая; 1 -
резак, 2 –
воздушная струя, 3
– канавка, 4
- электрод.
Резка плазменной струей основана на расплавлении металла в месте реза и его выдувании потоком плазмы. Плазменную струю используют для резки металла толщиной от долей до десятков миллиметров. Для резки металла малой толщины используют плазменную струю косвенного действия. При повышенной толщине металла лучшие результаты достигаются при плазменной струе прямого действия — плазменной дуге (рис. 2). Благодаря высокой температуре и большой кинетической энергии плазменной струи резке подвергаются практически все металлы.
В зависимости от металла в качестве плазмообразующих газов можно использовать азот, водород, аргоно-водородные, аргоно-азотные, азотно-водородные смеси. Использование для резки двухатомных газов (Н2, N2) энергетически более выгодно. Двухатомный газ поглощает при диссоциации в плазмотроне теплоту, которая переносится и выделяется на поверхности реза, где происходит объединение свободных атомов в молекулы. При использовании электродов из циркониевых и гафниевых сплавов в качестве плазмообразующего газа при резке можно использовать воздух.
Алюминий и его сплавы толщиной от 5 до 20 мм режут в азоте, толщиной от 20 до 150 мм — в азотно-водородных смесях (65—68% азота, 35—38% водорода). Нержавеющие стали толщиной до 20 мм, разрезают с применением чистого азота, а при толщине от 20 до 50 мм — смеси 50% азота и 50% водорода. В качестве плазмообразующих газов при резке низкоуглеродистых сталей толщиной до 40—50 мм применяют сжатый воздух.
При резке меди и ее сплавов в качестве плазмообразующих газов применяют азотно-водородную смесь, азот или атмосферный воздух. ГОСТ 12221 устанавливает для плазменно-дуговой резки четыре типа аппаратуры: ПЛР — для ручной резки, ПЛРМ — для ручной и машинной резки, ПЛМ — для машинной резки, ПЛМТ — для машинной точной резки.
Резка лазерным лучом. Высокая концентрация энергии позволяет использовать лазерный луч для прецизионной (точной) резки металлов и неметаллов. Лазером можно резать стекла, керамику, алмазы и другие материалы. Сущность лазерной резки заключается в локальном плавлении и испарении металла под воздействием сфокусированного луча. При резке, как правило, используют лазеры непрерывного действия, обладающие большими энергиями излучения в инфракрасном диапазоне. Основная область применения лазерной резки— микроэлектроника.
Рис. 23. Схема плазменно-дуговой резки: а - плазменной дугой; 1 - дуга, 2 - газ, 3 - плазма, 4 - разрезаемый металл; 5 - электрод, 6- резак; б - плазменной струей; 1 - плазма, 2 - сопло, 3 -источник постоянного тока, 4 - электрод, 5 - мундштук, 6 - дуга, 7 - разрезаемый металл.
Цель занятия.
Изучить оборудование поста для ручной дуговой резки, настройку режимов дуговой резки и влияние режима резки на форму реза.
Необходимые материалы.
Стальная пластинка размером не менее200 х100х5 из низкоуглеродистой конструкционной стали. Покрытые электроды, из имеющихся в наличии, диаметром 3...5 миллиметров для сварки низкоуглеродистой стали.
Оборудование, приспособления, инструмент.
Сварочный выпрямитель ВДУ – 504, электрододержатель, балластный реостат, провода сварочные, маска, молоток, зубило, маска или щиток и спецодежда сварщика.
Порядок выполнения работы:
Изучить теоретическую часть лабораторной работы, оборудование для дуговой резки покрытыми электродами, а также влияние режима резки на форму реза.
По диаметру и марке электрода, ориентируясь на приведенную ниже литературу, подобрать сварочный ток.
Проверить изоляцию проводов, надежность их соединения, заземление источника питания, изоляцию электрододержателя.
Выставить на балластном реостате выбранную силу тока.
Зажать пластину и разметить мелом положение резов.
Под руководством наставника сделать два реза с различной силой тока, замеряя время разрезания детали.
Выключить источник питания и оценить качество и скорость резки
Результаты занести в таблицу11.
Сделать выводы.
Таблица 11. Результаты измерений.
№ опыта |
Диаметр электрода, мм |
Сила тока, А |
Измерения |
|
времени |
качества |
|||
1 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
Содержание отчета.
Тема лабораторной работы.
Цель занятия.
Схема установки для резки покрытыми электродами.
Таблица технических характеристик ВДУ - 504.
Таблица результатов измерений.
Выводы.
Контрольные вопросы.
Основные части установки для резки покрытыми электродами их назначение.
Установка силы тока с помощью балластного реостата.
Параметры режима резки и их влияние на форму, и качество реза.
Литература:
Фоминых В. П., Яковлев А. П.
Ручная дуговая сварка: Учеб. пособие для техн. училищ. — б-е изд., испр. и доп. — М.: Высш. школа, 1981. —256 с., ил.
Шебеко Л. П. Оборудование и технология дуговой автоматической и механизированной сварки: Учеб. для сред. ПТУ.— М.: Высш. шк., 1986.— 279 с.: ил.
Справочник сварщика/Под ред. В. В. Степанова.— 4-е изд., перераб. и доп. — М.: Машиностроение, 1982.— 560 с., ил.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА N8
ИЗУЧЕНИЕ ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ЭЛЕКТРОКОНТАКТНОЙ ТОЧЕЧНОЙ СВАРКИ
ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Классификация контактных машин.
Классификацию выполняют по следующим признакам:
по виду выполняемых сварных соединений — для стыковой, точечной, рельефной, шовной и шовно-стыковой сварки;
по назначению — универсальные и специальные;
по характеру действия — неавтоматические, полуавтоматические и автоматические;
по способу установки — стационарные и передвижные;
по способу питания — переменным током промышленной частоты (однофазные и трехфазные), низкочастотные, выпрямленным током, энергией разряда конденсаторов;
по устройству механизма сжатия или осадки — рычажные, пружинные, механические, пневматические, пневмогидравлические, гидравлические.
