Меню Рубрики

Вывод по лабораторной работе сварка

Лабораторная работа № 6 ручная дуговая сварка и её применение

1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ: изучить сущность и виды электродуговой сварки и её применение. Освоить технику ручной дуговой сварки, научиться наплавлять валик.

2. КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ ИЗ ТЕОРИИ

Сварка технологический процесс получения неразъемных соединений из металлов, их сплавов и других материалов.

Электродуговая сварка относится к сварке металлов плавлением (термической сварке), сущность которой заключается в расплавлении кромок свариваемых соединений.

Источником теплоты при дуговой сварке является электрическая дуга, которая горит между двумя электродами, при этом часто один электрод представляет собой свариваемую заготовку.

Для питания сварочной дуги применяют источники переменного тока (сварочные трансформаторы) и источники постоянного тока (сварочные генераторы).

При применении постоянного тока различают сварку на прямой и обратной полярностях. В первом случае электрод подключается к отрица-тельному полюсу, во втором – к положительному.

Дуговая сварка может проводиться неплавящимся и плавящимся электродом.

Сварка неплавящимся электродом проводится по методу Н.Н.Бенардоса (рисунок 1, а). При этом электрод 1 изготавливается из какого-либо тугоплавкого материала, питание дуги 2 обеспечивают источники постоянного тока, дуга расплавляет основной 3 и дополнительный металл 4. Схема включения электрода и изделия в электрическую цепь соответствует сварке при прямой полярности, т.е. электрод – катод, изделие – анод.

Рисунок 1 — Виды сварки: а – неплавящимся электродом

(по методу Н.Н.Бенардоса); б – плавящимся

электродом (по методу Н.Г.Славянова)

Сварка плавящимся электродом по методу Н.Г.Славянова осуществляется от источников переменного или постоянного тока (рисунок 1, б). При этом дуга расплавляет основной металл и металлический электрод.

Неплавящиеся электроды представляют собой стержни, изготавливаемые из чистого вольфрама, электротехнического угля и синтетического графита.

Плавящиеся электроды состоят из металлического стержня и покрытия. Металлические стержни изготовляют из специальной сварочной проволоки (стальной, из алюминиевых, медных и титановых сплавов). Все марки стальной сварочной проволоки в зависимости от химического состава разделяют на три группы: углеродистую (Св-08; Св-10ГС и др.), легированную (Св-18ХМА; Св-10Х5М и др.) и высоколегированную (Св-06Х19Н10М5Т; Св-07Х25Н13 и др.). В марках проволоки «Св» обозначает слово «сварочная».

Назначение покрытия – защита зоны сварки от воздействия воздуха, легирование металла сварного шва полезными компонентами, стабилизация горения дуги и удаление вредных примесей из сварочной зоны. Покрытие наносится методом окунания или прессовки под давлением. В состав покрытий вводят шлакообразующие, газообразующие, связующие вещества, а также раскислители.

Электроды классифицируют по следующим признакам: типу покрытия, химическому составу жидкого шлака и назначению.

По назначению электроды подразделяют на следующие четыре группы: для сварки углеродистых и легированных конструкционных сталей; для сварки теплоустойчивых сталей; для сварки высоколегированных сталей; для наплавки поверхностных слоев с особыми свойствами.

Условное обозначение электродов для дуговой сварки и наплавки включает тип и марку электрода.

Типы электродов зависят от группы электродов по назначению.

Электроды для сварки конструкционных сталей подразделяют на типы Э34, Э42, …, Э45 в зависимости от механических свойств наплавленного металла. Цифры в обозначении означают прочность наплавленного металла в кгс/мм 2 . Например, электрод Э34 обеспечивает предел прочности сварного шва — в = 34 кгс/мм 2 ( 340 МПа).

Электроды для сварки теплоустойчивых сталей подразделяют на типы Э-ХМ, Э-ХМФБ и др. в зависимости от химического состава наплавленного металла. Обозначение их аналогично маркировке легированных сталей. Буквы М, Х, Ф и Б означают легирование соответственно молибденом, хромом, ванадием и ниобием, повышающими теплоустойчивость сварного шва. Например, электрод Э-ХМ дает наплавку, содержащую до 1 % Cr и Mo.

Электроды для сварки высоколегированных сталей ЭА-3М6, ЭА-2Б и др. классифицируют по структуре и составу металла сварного шва. Принцип маркировки – как для высоколегированных сталей. Так, например, электрод ЭА-3М6 является электродом аустенитного типа (А – аустенит), обеспечивающим наплавку, содержащую 0,03 % С и 6 % Мо.

Обозначение наплавочных электродов соответствует химическому составу наплавки и ее твердости по Роквеллу. Буква У означает содержание углерода в десятых долях процента. Например, ЭН-У30Х28С4Н4-50 — электроды наплавочные (ЭН), дающие наплавку, содержащую 3% С, 28 % Cr, 4% Si, 4% Ni, и обладающие твердостью HRC 50.

Марка электрода (УОНИ-13/45, ЦЛ-18 и т.д.) определяет состав покрытия и характеризует его технологические свойства: род и полярность тока, возможность сварки в различных пространственных положениях и др.

Схема сварки покрытым электродом представлена на рисунке 2. Под воздействием сварочной дуги 7 стержень электрода 6 плавится, металл его в виде капель поступает в металлическую ванну 8. При этом также плавится покрытие 5 электрода, образующее газовую защитную атмосферу 4 и жидкую шлаковую ванну 3 на поверхности расплавленного металла. Металлическая и шлаковая ванны вместе образуют сварочную ванну, которая после затвердевания образует сварной шов 1. Жидкий шлак по мере остывания образует на поверхности твердую шлаковую корку 2.

Рисунок 2 — Схема сварки покрытым электродом

Применение. Ручная дуговая сварка покрытым электродом в силу простоты, универсальности и высокого качества швов находит широкое применение. Этот вид сварки применяется главным образом в изделиях, имеющих короткие и прерывистые швы, швы сложной конфигурации, т.е. там, где трудно или невыгодно применять автоматические методы сварки. Положительной стороной ручной дуговой сварки является возможность производить сварку в любом пространственном положении, что особенно важно для сварки в монтажных условиях.

К недостаткам ручной дуговой сварки относятся: трудности сварки тонкого материала (менее 1-2 мм), длительный срок обучения сварщика высокой квалификации (1,0-1,5 г), большая зависимость качества сварки от индивидуальных особенностей сварщика, малая производительность.

Ручной дуговой сваркой можно сваривать стали, чугун, медь и медные сплавы. Естественно, что для каждого металла и его сплавов необходимо применять соответствующие электродные проволоки и покрытия. Виды соединений для ручной дуговой сварки приведены на рисунке 3.

Рисунок 3 — Рекомендуемые типы соединений для ручной дуговой

сварки: стыковое без разделки кромок (а),

стыковые с V-образной разделкой кромок (б),

стыковое соединение с Х-образной разделкой

кромок (в), угловое (г, д, е), тавровое (ж, з),

Соединение стыковое без разделки кромок (рисунок 3, а) рекомендуется для толщин металла не более 3 мм. Наличие зазора обеспечивает полное проплавление. Зазор а при S = 1-2 мм должен быть равен 0-1 мм, а при S = 3 мм – а = 0-1,5 мм.

Соединения стыковые с V-образной разделкой кромок (рисунок 3, б) рекомендуются для толщины 3-21 мм. Если толщина больше (до 30 мм) или необходимо уменьшить угловые деформации и площадь сечения шва, то применяют стыковое соединение с Х-образной разделкой кромок (рисунок 3, в). При этом необходимо иметь в виду, что сварка такого соединения требует доступа к нему с двух сторон.

Из угловых соединений (рисунок 3, г, д, е) соединение типа г рекомен-дуется для толщин не более 8 мм, соединение типа д – для толщин не более 26 мм. Для больших толщин рекомендуется соединение типа е.

Тавровое соединение указанного вида (рисунок 5, ж) рекомендуется для толщины не более 5-6 мм. В случае больших толщин на вертикальной стенке снимаются двусторонние фаски (рисунок 3, з).

Соединение нахлесточное (рисунок 3, и) применяется при S = 2-6 мм. Зазор а допускается от 0 до 4 мм. В отличие от стыкового соединения нахлесточное облегчает сборку сварных узлов, однако, из-за несоосности соединяемых деталей при работе в таких соединениях возникает изгибающий момент, снижающий прочность соединения, особенно из высокопрочных материалов. Нахлесточное соединение нерационально как с точки зрения уменьшения расхода металла, так и снижения массы конструкции. При применении нахлесточного соединения, так же как таврового и углового, имеющих повышенную жесткость, больше вероятность образования трещин при сварке.

3. ТЕХНИКА РУЧНОЙ ДУГОВОЙ СВАРКИ

Ручную дуговую сварку выполняют сварочными электродами, которые, подают в дугу и перемещают вдоль заготовки. Для удержания электрода и подвода к нему тока сварщик использует электродержатель. Сварщик защищает лицо от светового и ультрафиолетового излучений дуги предохранительным щитком или маской с темным стеклом, а тело и руки – брезентовой спецодеждой и рукавицами. Рабочее место сварщика – специальная сварочная кабина (рисунок 4).

Рисунок 4 — Рабочее место для ручной дуговой сварки: 1 – стол;

2 – электродержатель; 3 – сварочный трансформатор

Процесс сварки начинается с возбуждения дуги. При ручной электродуговой сварке зажигание дуги чаще всего производится методом короткого замыкания, который выполняется двумя способами.

Первый способ заключается в легком касании торцом электрода свариваемого места и быстром отводе его вверх на 3-4 мм. Второй способ заключается в «чирканьи» электродом по месту зажигания дуги и также соответственном отводе его от металла. Прикосновение электрода к изделию должно быть кратковременным, иначе электрод приваривается к свариваемому металлу. Если электрод приварился, то его следует оторвать резким поворачиванием вправо и влево.

После зажигания дуги и ее устойчивого горения электроду сообщают три основных движения:

1) подачу электрода по направлению его оси с учетом скорости плавления электрода;

2) перемещение вдоль шва в соответствии с режимом сварки и формированием нужного шва (валика);

3) поперечные движения – для равномерного распределения наплавляемого металла и обеспечения необходимой ширины сварного шва (для широких швов).

Ширина колебаний относительно оси шва не должна превышать двух-трех диаметров электрода, а сами колебания выполняются по спирали или зигзагу.

Электрод при сварке следует держать наклонно под углом 15-20°С к вертикальной линии в сторону перемещения электрода.

В процессе сварки необходимо держать длину дуги, равную (где d – диаметр электрода, мм). Дуга такой длины горит устойчиво и спокойно. Она обеспечивает получение высококачественного шва. При меньшей длине дуги наблюдается «примерзание» электрода, дуга прерывается, нарушается процесс сварки. Длинная дуга горит неустойчиво, расплавленный металл электрода разбрызгивается, окисляется и азотируется. Шов получается бесформенным, а металл шва содержит большое количество окислов, глубина проплавления основного металла недостаточная.

Вид тока и полярность выбирают в зависимости от применяемого материала и технологических требований к сварному изделию. При сварке деталей, требующих большого подвода теплоты для прогрева кромок, применяют прямую полярность («+» источника питания присоединяют к детали, а «-» источника – к электроду). При сварке тонкостенных изделий и сталей, не допускающих перегрева (нержавеющих, жаропрочных, высокоуглеродистых) применяют сварку постоянным током обратной полярности («+» — на электрод, «-» — на деталь). Если к сварному изделию не относятся указанные особенности, то сварку проводят переменным током.

4. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ

4.1. Вся сварочная аппаратура, источники сварочного тока, свариваемые конструкции, осцилляторы, столы сварщиков должны быть надежно заземлены.

4.2. Для защиты работающих в сварочном производстве от влияния вредных газов необходимо устраивать системы вентиляции, обеспечивающие чистоту воздуха и нормальные метеорологические условия.

4.3. Перед началом работы, а также периодически необходимо тщательно проверять исправность изоляции сварочных проводов и надежность всех контактных соединений.

4.4. Для сварки необходимо использовать индивидуальные кабины (для выполнения сварочных работ в стационарных условиях) и переносные щиты и ширмы (при сварке крупных изделий и на непостоянных местах работы).

4.5. Сварку проводить только с применением индивидуальных средств защиты (щитки и шлемы со вставными стеклами, брезентовый или специальный костюм, резиновые боты, рукавицы). Спецодежда сварщика должна быть сухой и исправной, а обувь не должна иметь металлических гвоздей.

источник

Лабораторная работа №7. Ручная дуговая сварка

1 Классификация способов сварки

Способов сварки насчитывается значительное количество. Их можно разделить на сварку плавлением и сварку давлением. К способам сварки плавлением относится дуговая сварка, электрошлаковая, электронно-лучевая и газовая. К способам сварки давлением относятся: контактная, газопрессовая, диффузная, термокомпрессорная, ультразвуковая, взрывом, трением, холодная.

2 Схемы электродуговой сварки

На рисунке 1 показаны схемы электродуговой сварки

Рисунок 1 – Схемы электродуговой сварки

а – неплавящимся электродом; б – плавящимся электродом; в – косвеной дугой; г – трёхфазной дугой

В первом случае осуществляется сварка неплавящимся электродом 1 дугой прямого действия 2, при которой соединение осуществляется путём расплавления основного материала 3 либо присадочного материала 4. В качестве неплавящегося электрода используют угольный или вольфрамовый электрод. Во втором способе производится сварка плавящимся (металлическим) электродом 1 дугой прямого действия 2 с расплавлением основного материала 3 и электрода, расходуемого в процессе плавления, который и заполняет ванну жидким металлом. В третьем способе плавление кромок детали происходит вследствие возникновения косвенной дуги 5, горящей между неплавящимся электродами 1. При сварке трёхфазной дугой 6 дуга горит между электродами 1, а также каждым электродом и основным металлом 3.

3 Схема сварки металлическим покрытым электродом

На рисунке 3 представлена схема сварки металлическим покрытым электродом

Рисунок 2 – Схема сварки металлическим покрытым электродом

Дуга 8 горит между стержнем электрода 7 и основным металлом 1. стержень плавится, и металл каплями стекает в металлическую ванну 9. Вместе со стержнем плавится покрытие электрода 6, образуя защитную газовую атмосферу 5 вокруг дуги и жидкую ванну на поверхности расплавленного металла. Металлическая и шлаковая ванна образуют сварочную ванну, которая по мере движения дуги затвердевает, образуя сварной шов 3. Жидкий шлак на поверхности шва образует твёрдую шлаковую корку 2.

4 Типы сварных соединений

На рисунке 3 показаны типы соединений

Рисунок 3 – Типы сварных соединений

а – стыковое соединение; б – угловое; в – нахлёсточное; г – тавровое

5 Индивидуальное задание (вариант 1)

Диаметр электрода, мм , г , г Сварочный ток, А Время горения дуги, с

а) Расчёт силовых параметров сварки

Сварочный ток:

где k – опытный коэффициент, А/мм; – диаметр электрода

Длина дуги для ручной сварки:

Напряжение, необходимое для устойчивого горения дуги:

где – коэффициент, характеризующий падение напряжения на электродах ( = 10 В для ручной сварки); – коэффициент, характеризующий падение напряжения на 1 мм дуги ( = 2 В/мм для ручной сварки)

б) Параметры эффективности сварки

Коэффициент наплавки: =

в) Определение коэффициента потерь:

г) Производительность сварки:

Вывод: в данной лабораторной работе освоена технология ручной ручной дуговой сварки, а также теоретические основы других способов сварки. Изучены типы сварных соединений и произведены необходимые расчёты.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Для студентов недели бывают четные, нечетные и зачетные. 9499 — | 7464 — или читать все.

178.45.235.145 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)

очень нужно

источник

Лабораторная работа № 3 Электродуговая сварка

Цель работы: изучить способы электродуговой сварки и сварочное оборудование. Приобрести практические навыки выполнения простейших сварочных работ.

Электродуговой сваркой называется процесс получения неразъемного соединения путём расплавления кромок соединяемых материалов за счёт тепла выделяемого при горении электрической дуги.

Способы электродуговой сварки можно классифицировать по розничным признакам, наиболее существенными из которых являются:

участие электрода в образовании сварного шва. Так (рис. 1) , в практике сварки применяются неплавящиеся (рис. 1,а) и плавящиеся (рис. 1,б) электроды,

Рисунок 1 – Способы электродуговой сварки:

а – неплавящимся электродом (способ Бенардоса);

б – плавящимся электродом (способ Славянова);

в – сварки дугой косвенного действия;

г – сварка трехфазной дугой

схема питания электрической дуги (применяют постоянный или переменный ток, одно- и многофазной, низкой и высокой частоты);

использование средств механизации (ручная и автоматическая сварка),

способ защиты зоны сварки от воздействия воздуха (открытые, защищённые и закрытые). Защищённые сварочные дуги получают, окружая зону сварки активными или инертными газами, а также при сварке качественными электродами с обмазкой (рис. 2) .Наиболее эффективная защита достигается при погружении дуги в порошкообразные, стекловидные флюсы (рис. 3) (сварка закрытой дугой).

Рисунок 2 – Сварка электродом в обмазке:

1 – основной металл, 2 сварной шов, 3 – шлаковая корка, 4 – сварочная ванна, 5 – шлаковая ванна, 6 – газовая защитная атмосфера. 7 – стержень

Рисунок 3 – Автоматическая сварка под слоем флюса:

1 – токоподвод, 2 – механизм подачи, 3 – электродная проволока, 4 – ванна жидкого шлака, 5 – слой флюса, 6 – твердая шлаковая корка, 7 – сварной шов, 8 – основной металл, 9 – металлическая ванна жидкого металла, 10 – дуга

Электрическая сварочная дуга представляет собой мощный электрический разряд в газовой среде. Газ проводит электрический ток только при наличии в нём заряженных частиц – ионов и электронов, и в этом случае его называют ионизированным.

Для возбуждения дуги при невысоких напряжениях (55 – 65В), применяемых при сварке, электродом прикасаются к поверхности детали (рис. 2) , замыкая этим накоротко цепь сварочного тока. Благодаря наличию высокого переходного сопротивления в месте соприкосновения происходит выделение значительного количества тепла, обеспечивающего интенсивный разогрев электродов, необходимый для эмиссии электронов. При разведении электродов, течение тока не прекращается — возбуждается дуга (рис. 4) . Конец отрицательного электрода (катод) излучает поток электронов, которые под влиянием электрического поля устремляются к аноду. Эмиссия электронов от катода приводит к ионизации газа, в результате соударений электронов с молекулами газа.

Рисунок 4 – Схема процесса зажигания дуги при сварке

(а – короткое замыкание, б – после отвода электрода, в – устойчивый дуговой разряд):

1 – электрод, 2 – основной металл, 3 – электроны, 4 – ионы, 5 – катодное пятно, 6 – столб дуги, 7 – анодное пятно

Взаимная бомбардировка катода положительными ионами и анода отрицательными частицами, приводит к переходу кинетической энергии частиц в тепловую, сопровождающуюся расплавлением конца электрода и основного металла. Температура дуги в центре достигает 6000 – 7000°С (рис 4,в ). Электрические параметры дуги изменяются от 1 до 3000 А и от 10 до 70 В. Соответственно мощность дуги изменяется от 0.01 до 150 кВт, т.е. в 15000 раз. Это позволяет сваривать металлы от очень малых до больших толщин. Электрические свойства дуги выражаются статической вольтамперной характеристикой, представляющей собой зависимость между напряжением и током в установившемся дуговом разряде (рис. 5,а). Статическую характеристику дуги можно разделить на три участка. На участке I характеристика падающая, на II – жёсткая, на III – возрастающая.

Рисунок 5 – Статическая вольтамперная характеристика дуги (а) и зависимость напряжения дуги Uд от ее длины Lд (б)

Самое широкое применение имеет дуга с жесткой характеристикой (т.е. на участке, где напряжение дуги не зависит от тока). Существует пропорциональная зависимость напряжения дуги от её длины (рис. 5,б) Аналитически она выражается формулой:

где Uд – напряжение дуги, В;

α, β – опытные коэффициенты, зависящие от рода металла и вида газа в дуговом промежутке ( для стальных электродов α=10в, β=2 В/мм).

Для зажигания дуги при использовании стальных электродов достаточно напряжение 45 – 50 В, а угольных электродов — 55 – 65 В. После зажигании электрической дуги напряжение падает до 15 – 20 В (стальные электроды) и 30 – 40 В (угольные электроды). Загрязнение поверхности изделия маслом, краской и т п. ухудшает стабильность горения дуги. Для увеличения устойчивости горения дуги применяют осцилляторы трансформирующие промышленный ток в частоту 106 Гц и напряжение 2500-3000 В. Другой путь – это введение в состав электродных покрытий солей щелочных или щелочноземельных металлов (мела, поташа в др.), которые повышают степень ионизации дугового промежутка.

Для питания сварочной дуги применяют специальные источники постоянного и переменного тока. К источникам постоянного тока относятся однопостовые сварочные генераторы, выпрямители, аккумуляторы. К источникам переменного тока – трансформаторы.

Широко распространены сварочные трансформаторы типа СТЭ рис 6. СТН рис. 7.

Рисунок 6 – Схема сварочного аппарата СТЭ-34:

1 – понижающий трансформатор, 2 – регулятор тока (а – неподвижная часть, б – подвижная часть регулятора), 3 – зазор магнитопровода

Рисунок 7 – Схема сварочного трансформатора СТН:

1 – первичная обмотка, 2 – вторичная обмотка, 3 – реактивная обмотка, С – регулирующий пакет магнитопровода

Источники тока для обычных целей (например освещения), имеют внешнюю характеристику приближающуюся к прямой (рис. 8, а) независимо от изменения нагрузки. Для случая питания сварочной дуги применяют источники, имеющие падающую внешнюю характеристику (рис. 8, б).

Зависимость напряжения источника от силы тока обеспечивает взаимосвязь ее с характеристикой дуги (рис. 5). Источник сварочного тока должен регулироваться плавно или ступенчато.

Сварочный агрегат, например СТЭ-34, состоит из понижающего трансформатора 1 (рис. 6), индукционного регулятора (дросселя) 2 и электродержателя с проводами. Трансформаторы выполняются на напряжение в первичной обмотке 1 – 220 или 380 В и во вторичной на холостом ходе 60 – 65 В. Магнитопровод 1 трансформатора набран из листовой электротехнической стали, который способствует возникновению высокой напряженности магнитного поля при прохождении тока через первичную обмотку. Так как переменный ток меняет свою полярность 50 раз в секунду, то и образованное им магнитное поле меняется с той же частотой. При пересечении магнитным полем витков вторичной обмотки I в них индуктируется Э.Д.С., обеспечивающего сварочный ток. Величина сварочного тока регулируется дросселем 2, который служит также для получения падающей характеристики источника тока и повышает устойчивость горения дуги. Величина тока регулируется путём изменения магнитного сопротивления (индуктивности), за счёт перемещения подвижной части магнитопровода, т.е. изменение зазора ( S). С увеличением воздушного зазора (S) сварочный ток возрастает, т к. уменьшается магнитное сопротивление дросселя.

Сварка постоянным током может осуществляться в полевых условиях при отсутствии силовой электрической сети. На рис. 9 представлены схемы сварочных генератором постоянного тока с самовозбуждением.

Рисунок 9 – Схема сварочного генератора с самовозбуждением с параллельной намагничивающей и последовательной размагничивающей обмотками возбуждения:

1 – якорь, 2 и 3 – обмотки возбуждения, а и в – главные щетки, с – вспомогательная щетка, R – реостат, Фн– намагничивающий поток,

Фр – размагничивающий поток

В генераторе обмотки 1 и 2 (рис. 9) включены таким образом, что создаваемые ими магнитные потоки направлены навстречу друг другу. При этом намагничивающий поток Фн не зависит от нагрузки, а размагничивающий поток Фр – возрастает по мере увеличения сварочного тока. В результате взаимодействия магнитных потоков генератор имеет падающую внешнюю характеристику. Регулировка осуществляется за счёт смещения щёток по коллектору.

Электроды представляют собой металлические прутки диаметром от 1 до 12 мм и длимой 350-450 мм. Практически используются электроды диаметром 2 – 6 мм для сварки деталей различной толщины, электродами диаметром 2 мм сваривают детали толщиной до 2 мм, диаметром 3 мм – детали толщиной 2 – 5 мм, диаметром 4 – 5 мм – детали толщиной 5 – 10 мм, диаметром 5 – 8 мм – детали толщиной свыше 10 мм. Поверхность электродов покрывают обмазкой, которая в процессе сварки образует шлак, защищающий расплавленный металл от взаимодействия с кислородом и азотом воздуха и для повышения устойчивости горения электрической дуги. Наиболее распространенными марками высококачественных электродов для сварки малоуглеродистых сталей являются ОММ-5, АНО, УОНИ-13. Состав обмазки ОММ-5 – 37% титанового концентрата, 2% марганцевой руды, I3 % – полевого шпата, 20% – ферромарганца, 9 % – крахмала, 30% – жидкого стекла.

Нанесение покрытия производится либо окунанием в электродную ванну с жидкой массой, либо на специальных прессах.

Сварочный пост (рис. 10) для ручной электродуговой сварки должен иметь следующее оборудование: распределительный щит, сварочный агрегат, рабочий стол, кабину или ширму, молоток, щётку, плоскогубцы, гибкий кабель для подвода тока, электроды. Сварщика необходимо обеспечить спецодеждой: брезентовым костюмом и рукавицами, сапогами и предохранительным щитком (шлемом) со специальными темными стёклами для защиты глаз и лица от действия инфракрасных и ультрафиолетовых лучей, излучаемых электрической дугой.

Рисунок 10 – Общий вид стационарного поста для ручной дуговой сварки:

1 – источник сварочного тока, 2 – сварочный стол, 3 – газоотсос, 4 – электрододержатель, 5 – ящик для инструмента, 6 – ящик для электродов

Режим электродуговой сварки зависит от диаметра электрода и величины сварочного тока. Выбор величины сварочного тока производится в зависимости от диаметра, марки электрода и его положения в пространстве, толщины и состава свариваемого материала, рода тока и типа соединения. С увеличением толщины свариваемого материала соответственно увеличивается и сила тока.

Зависимость между силой тока и диаметром электрода выражается уравнением:

где I — сила тока при сварке. А;

Коэффициент К для сварки малоуглеродистой стали металлическим электродом составляет 40 – 50, для сварки высоколегированной стали 25 – 40, угольным электродом 5 – 8 и графитовым 18 – 22 А/мм.

Различают следующие типы сварных соединений (рис. 11): стыковые (I) , нахлесточные (II) , тавровые (III) , угловые (IV) .

По расположению шва а пространстве различают нижние, вертикальные и потолочные (рис. 11 – У,1У).

Для получения качественной сварки необходимо дугу поддерживать более короткой, так как при длинной дуге наблюдается сильное разбрызгивание металла и около шва появляется много крупных капель расплавленного металла. Шов получается неровным, с большим количеством включений окислов, вследствие чего качество металла шва ухудшается.

Техника наложения валика зависит от сечения свариваемых изделий: при малом сечении (> 3 им) получают узкий валик путем перемещения электрода вдоль линии сварки, при сечении более 3 ми получают широкий или уширенный валик. Практически ширина валика равна 2,5 диаметра электрода. Угол наклона электрода к изделию равен 15 – 30 ° .

Дли получения качественной сварки необходимо:

1) тщательно очистить свариваемые поверхности;

2)правильно подобрать силу сварочного тока,

3) поддерживать короткую дугу;

4) поддерживать правильную и равномерную скорость подачи электрода вдоль линии сварки и осуществлять им поперечные колебательные движения;

5) выдерживать угол наклона электрода к изделию.

Порядок выполнения работы

1. Ознакомиться с правилами техники безопасности сварочных работ.

2. Изучить особенности процесса электродуговой сварки, оборудование и режимы процесса. Основные положения работы записать в отчет.

3. Освоить технологию сварки заготовок из малоуглеродистой стали.

1.Как зажигается электрическая дуга?

2.Что представляет собой статическая вольтамперная характеристика дуги?

3.Как зависит напряжение электрической дуги от тока и длины дуги?

4.Назовите основные источники питания электрической дуги?

5.Чем отличается внешняя характеристика источника тока?

6.Опишите основные узлы сварочного агрегата СТЭ-34?

7.Опишите принцип работы сварочного генератора с самовозбуждением?

8.С какой целью электроды покрывают обмазкой?

9. Каковы типоразмеры электродов для сварки?

10. Как зависит ток дуги от диаметра электрода?

11.Перечислите основные типы сварных соединений.

12.Как классифицируют швы по расположению в пространстве?

источник

Лабораторная работа №2 Определение механических свойств сварных соединений трубопроводов

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Уфимский государственный авиационный технический университет»

Лабораторный практикум

По дисциплине

«Проектирование сварных конструкций»

Составители А. Ю. Медведев, М.П. Савичев

Лабораторный практикум по дисциплине «Проектирование сварных конструкций» / Уфимск. гос. авиац. техн. ун-т; сост. А.Ю. Медведев., М.П. Савичев – Уфа, 2015 – 32 с.

Приведены сведения, необходимые для выполнения курса лабораторных работ по дисциплине «Проектирование сварных конструкций».

Предназначены для студентов направления бакалаврской подготовки 15.03.01 – «Машиностроение» обучающихся по профилю «Оборудование и технология сварочного производства». Могут быть полезны студентам направления магистерской подготовки 15.04.01 – «Машиностроение» обучающихся по профилю «Оборудование и технология сварочного производства».

Табл. 6. Ил. 12. Библиогр.: 3 назв.

Лабораторная работа №1 Выбор показателей качества сварных соединений трубопроводов. 6

1.3. Порядок выполнения работы.. 8

1.4. Требования к отчету. 11

Лабораторная работа №2 Определение механический свойств сварных соединений трубопроводов. 13

2.3. Теоретическая часть. 13

2.4. Оборудование, материалы и оснастка. 18

2.5. Порядок выполнения работы.. 18

2.6. Требования к отчету. 19

Лабораторная работа №3 Определение поперечной усадки при сварке и наплавке 21

3.2. Теоретическая часть. 21

3.3. Оборудование, материалы и оснастка. 22

3.4. Порядок выполнения работы.. 22

3.5. Требования к отчету. 24

Лабораторная работа №4 Релаксация напряжений при высоких температурах 25

4.2. Теоретическая часть. 25

4.3. Оборудование, материалы и оснастка. 29

4.4. Порядок выполнения работы.. 29

4.5. Требования к отчету. 31

Список терминов, обозначений и сокращений

НТД нормативно-техническая документация
КД конструкторская документация
ПТД производственно-технологическая документация
ВИК визуально-измерительный контроль
УЗД ультразвуковая дефектоскопия
РК радиографический контроль

Объем лабораторного практикума по дисциплине «Проектирование сварных конструкций» составляет 16 учебных часов, из которых:

• 4 часа отводятся на выполнение лабораторной работы №1;

• 4 часа отводится на выполнение лабораторной работы №2;

• 4 часа отводятся на выполнение лабораторной работы №3;

• 4 часа отводятся на выполнение лабораторной работы №4.

Навыки и знания, полученные в ходе выполнения лабораторного практикума, будут необходимы при курсовом и дипломном проектировании студентов направления бакалаврской подготовки 15.03.01 – «Машиностроение», профиля «Оборудование и технология сварочного производства».

Лабораторная работа №1
Выбор показателей качества сварных соединений трубопроводов

Ознакомиться с основными показателями, характеризующими качество сварных соединений. Научиться назначать виды испытаний, разрушающих и неразрушающих методов контроля с учетом конструктивных, эксплуатационных и технологических особенностей сварной конструкции. Получить опыт работы с нормативно-технической документацией.

Под термином «качество продукции» принято понимать совокупность свойств продукции, обусловливающих её пригодность удовлетворять определённые потребности в соответствии с её назначением. Качество сварного соединения является комплексным свойством, которое в зависимости от назначения сварной конструкции может оцениваться целым рядом различных показателей. Традиционно для несущих сварных соединений за показатели качества принимают результаты механических испытаний, металлографических исследований и неразрушающего контроля.

Требования к качеству сварных соединений оговариваются разработчиком конструкторской документации (КД), а возможность их обеспечение определяется условиями производства, в частности принятой технологией сварки, оговоренными производственно-технологической документацией (ПТД).

Проектирование, изготовление и эксплуатация опасных производственных объектов (объекты, эксплуатация которых связана с рисками нанесения вреда одновременно многим людям, а также экологической среде) регламентирована законодательством в области промышленной безопасности, в таких случаях разработка КД и ПТД должна вестись с учетом требований нормативно-технической документации (НТД).

Типичным примером опасных производственных объектов, поднадзорных Ростехнадзору, являются трубопроводы пара и горячей воды. Их сварные соединения выбраны в качестве объектов рассмотрения в данной лабораторной работе.

Основным нормативно-технической документом, регламентирующим требования к проектированию, конструкции, материалам, изготовлению, монтажу, ремонту и эксплуатации трубопроводов, транспортирующих водяной пар с рабочим давлением более 0,07 МПа или горячую воду с температурой свыше 115°С являются “Правила устройства и безопасной эксплуатации трубопроводов пара и горячей воды ПБ 10-573-03”[1] (далее ПБ).

Основным производственно-технологическим документом, определяющим технологию сборочно-сварочных работ, термической обработки сварных стыков труб, а также объем и порядок контроля, нормы оценки качества сварных соединений трубопровода пара и горячей воды является “Руководящий документ РД 153-34.1-003-01 “Сварка, термообработка и контроль трубных систем котлов и трубопроводов при монтаже и ремонте энергетического оборудования” [2] (далее РД).

При назначении методов контроля качества, их объема и нормативных показателей в ходе лабораторной работы необходимо пользоваться обоими вышеуказанными документами [1,2]. В частности, ПБ регламентирует применяемые методы и, частично, их нормативные показатели. РД, в свою очередь, дополняет ПБ: устанавливает количество необходимых образцов, объемы контроля, схемы вырезки образцов из сварного соединения и др.

В задании на лабораторную работу указаны:

1. Назначение узла (t и p – соответственно температура и давление транспортируемой среды);

2. Типоразмер соединяемых элементов трубопровода (рис. 1.1);

Рис. 1 – Условное обозначение заданного трубопровода.

3. Марка основного материала (рис. 1);

4. Тип соединения и способ сварки (рис. 2);

Рис. 2 – Обозначение сварного типа соединения.

В ходе выполнения лабораторной работы необходимо:

1. Назначить испытания и методы неразрушающего и разрушающего контроля сварных соединений для заданного трубопровода в соответствии с требованиями НТД и ПТД.

2. Назначить объем контроля, нормы на определяемые в ходе испытаний показатели и количество необходимых образцов.

1.3. Порядок выполнения работы

1. В соответствии с выданным вариантом задания из табл. 1 данного методического указания выписать данные своего трубопровода.

2. На основании заданных условий эксплуатации трубопровода определить его категорию и группу (ПБ, п.1.1.3, стр.1.).

3. Определить класс материала трубопровода (РД, приложение 28, табл. П28.1, стр. 207).

4. Выписать все методы контроля качества сварных соединений трубопроводов пара и горячей воды, оговоренные НТД и ПТД (РД, п. 18.1.2, стр. 106 и ПБ, п.4.4.2, стр. 19).

5. Перечислить виды механических испытаний, применяемых при контроле качества сварных соединений трубопроводов пара и горячей воды (ПБ, п. 4.10.4, стр. 24), а также наименования всей получаемых показателей. Данные занести в табл. 1.2. из данных методических указаний (далее — таблицу).

6. Провести анализ необходимости применения каждого вида механических испытаний для заданного трубопровода при аттестации технологии сварки (ПБ, п.4.10.4, 4.10.11, стр. 24,25).

7. Назначить количество образцов для каждого из применяемых механических испытаний (ПБ, п.4.10.11, стр. 25).

8. Назначить нормативные значения показателей, получаемых в ходе механических испытаний (ПБ, Приложение 8, п.7.1, стр. 52). Данные занести в таблицу. При этом значение временного сопротивления основного металла трубы можно узнать в РД (приложение 3, табл. П3.2, стр. 155).

9. Проверить, необходимы ли металлографические исследования при аттестации технологии сварки заданного трубопровода. Если нужно — назначить требуемое для их проведения количество образцов (ПБ, п.4.10.5, п. 4.10.11 стр. 24, 25). Перечислить недопустимые дефекты (ПБ, Приложение 8, п.2.1, стр. 50).

10. Назначить методы контроля качества узла (конструкции) в сборе. В данном случае, применить наиболее распространенный метод контроля качества трубопроводных систем — гидроиспытания. Необходимо назначить величину пробного давления, температуру рабочей среды и длительность выдержки. (ПБ, п.4.12, стр. 26).

11. Назначить, при необходимости, измерение твердости металла шва (ПБ, п. 4.9, стр. 23) и объем контроля (РД, п. 18.4.2, стр. 111). Определить нормативное значение получаемого показателя – твердости по Бриннелю (РД, табл.18.3, стр. 111). Полученные данные занести в таблицу.

12. Определить, необходимо ли стилоскопирование металла шва (ПБ, п. 4.8, стр. 23 и РД, п.18.2, стр.107). При необходимости — определить объем испытаний (РД, п. 18.2.1, стр. 107). Данные занести в таблицу.

13. Назначить объем ВИК (ПБ, п. 4.5.1, стр. 20). Указать недопустимые дефекты. Назначить нормы допустимых дефектов (ПБ, приложение 8, п. 2.1, п.2.2 и таблица 1.1, стр. 50). Данные занести в таблицу. Под размерным показателем РП в лабораторной работе понимается толщина стенки трубопровода.

14. Назначить объем радиографической (РК) и ультразвуковой (УЗД) дефектоскопии (РД, табл. 18.4 стр. 115) в зависимости от категории трубопровода. Назначить нормы допустимых дефектов (ПБ, приложение 8, таблица 2.1, стр. 51).

15. Изучить разделы НТД и ПТД, касающиеся применения магнитопорошкового и капиллярного контроля (ПБ, п. 4.7, стр. 23, РД п. 18.8 с. 135). Записать названия данных испытаний в таблицу. В графах “Показатели” и “Нормативные значения показателей” записать – “соответствуют нормам визуально-измерительного контроля”. Объем испытаний – “оговаривается чертежами”.

Табл. 1 – Варианты заданий к лабораторной работе.

Отчет по лабораторной работе должен включать цель работы, краткие теоретические сведения, расчетную часть и выводы.

Расчетная часть отчета должна содержать описание выполнения работы и сведения о НТД, регламентирующих методы и объем контроля качества сварных соединений узла.

Выводы по лабораторной работе должны содержать сведения о методах испытаний сварных соединений, их объеме и нормах отбраковки (табл. 2).

Табл. 2 – Номенклатура показателей качества сварных соединений.

Показатели Нормативные значения показателей Методы испытаний (контроля) св. швов Объем испытаний
1.
2.

1. Какие документы регламентируют устройство трубопроводов горячей воды и пара, требования к методам и объемам контроля качества их сварных соединений?

2. Какие методы неразрушающего контроля согласно НДТ и ПТД применяются для контроля сварных соединений трубопроводов пара и горячей воды?

3. Какие методы механических испытаний сварных соединений трубопроводов пара и горячей воды предусмотрены НДТ и ПТД? Какие нормативные показатели при этом определяются?

4. В каких случаях допускается заменять испытание сварного соединения на статический изгиб испытанием на сплющивание?

5. Какие методы контроля сварного соединения в сборе применяются для контроля сварных соединений трубопроводов пара и горячей воды?

6. Какие показатели оцениваются в ходе гидравлических испытаний трубопровода?

7. Для материалов какого класса обязательно применение стилоскопирования и замера твердости?

Лабораторная работа №2 Определение механических свойств сварных соединений трубопроводов

Получить опыт работы с нормативно-технической документацией, овладеть методиками проведения испытаний сварных соединений на растяжение и сплющивание.

1. Назначить типы образцов для проведения испытаний, составить схемы их вырезки и определить требования к механической обработке образцов для заданного сварного трубопровода;

2. Определить требования к условиям проведения испытаний, оборудованию и к испытательной оснастке (при необходимости);

3. Провести испытания контрольных образцов на статическое растяжение и сплющивание на испытательной машине УММ-40;

4. Составить протокол (лабораторное заключение) о результатах механических испытаний.

Разрушающий контроль путем механических испытаний сварных соединений проводят в целях проверки соответствия прочностных и пластических свойств различных участков сварного соединения требованиям НТД и ПТД.

Механические испытания сварных соединений трубопроводов пара и горячей воды включают испытания на растяжение, изгиб или сплющивание, ударный изгиб. Эти испытания проводятся на образцах, изготовленных из специально сваренных контрольных соединений или из производственных сварных соединений. Методика проведения испытаний оговорена ГОСТ 6996.

Механические испытания и исследования выполняют: при аттестации технологии сварки объектов, на которые распространяются правила Ростехнадзора; при контроле сварочных материалов; при контроле квалификации сварщиков – во время их аттестации или допуска к работе; при контроле производственных сварных соединений.

Контрольные сварные соединения должны быть идентичны контролируемым производственным стыкам по марке стали, размерам труб (при контроле однотипных сварных соединений – по одному из типоразмеров), конструкции и виду соединения и выполнены тем же методом сварки, с использованием соответствующих сварочных материалов, на тех же режимах, с тем же подогревом и т.д. Сварные соединения (или вырезанные из них образцы) должны быть термообработаны по тому же режиму, что и производственные стыки.

Число контрольных сварных соединений, контролируемых в соответствии (для изделий, подконтрольных Ростехнадзору), должно быть не менее одного на все однотипные производственные сварные соединения, выполненные каждым сварщиком в течение 6 месяцев.

Механические испытания контрольных стыков труб, подконтрольных органам Ростехнадзора, наружным диаметром 108 мм и менее при толщине стенки менее 12 мм можно проводить как на отдельных образцах, вырезанных из контрольного стыка, так и на целых стыках со снятым усилением. В последнем случае испытание на изгиб заменяется испытанием на сплющивание, а минимальное число контрольных стыков должно быть не менее одного для каждого из предусмотренных видов испытаний.

Из стыка технологического трубопровода пара и горячей воды (согласно требованиям ПБ и РД), изготавливаются два образца для испытания на растяжение, два, образца – на изгиб и три образца (при толщине стенки 12 мм и более) – на ударный изгиб.

Стыки газопроводов и технологических трубопроводов условным диаметром до 50 мм включительно испытывают целыми стыками (с неснятым усилением у стыков газопроводов) на растяжение и (со снятым усилением) на сплющивание. Таким же образом могут испытываться контрольные стыки прочих трубопроводов диаметром 108 мм и менее при толщине стенки менее 12 мм.

Из вертикальных контрольных стыков, сваренных без поворота труб, заготовки образцов вырезают по схеме, приведенной на рис. 3 Для горизонтальных стыков можно применять любое расположение заготовок по окружности стыка.

Рис. 3 – Схемы вырезки образцов из вертикальных стыков:

а – стык труб котлов и трубопроводов, подконтрольных

Ростехнадзору, выполненный газовой и контактной сваркой; б – то же из сталей разных структурных классов независимо от способа сварки; в – стык газопроводов; г – стык технологических трубопроводов (испытание на ударную вязкость в сварных соединениях трубопроводов из углеродистых и аустенитных сталей); Р – заготовки под образцы для испытаний на растяжение; И – заготовки под образцы для испытаний на изгиб; У – заготовки под образцы для испытаний на ударный изгиб; М – заготовки под образцы для металлографических исследований

Заготовку из контрольных стыков для изготовления образцов вырезают механическим способом. Разрешается вырезать заготовки огневой резкой, кроме контрольных стыков из хромомолибденованадиевой стали и стали мартенситного и мартенситно-ферритного классов. В этом случае заготовка должна быть сделана до термообработки (если она предусмотрена) и должен быть оставлен припуск не менее 5 мм на каждую сторону реза для образцов, подвергаемых механическим испытаниям, и 10 мм для образцов, предназначенных для металлографических исследований. Окончательная форма придается образцам путем механической обработки без применения предварительной правки.

Форма и размеры образцов для механических испытаний должны соответствовать ГОСТ 6996. Размеры плоских образцов, вырезанных из стыков труб для испытания на растяжение, должны соответствовать данным табл. 3.

Табл. 3 – Размеры плоских образцов, вырезанных из стыков труб для испытания на растяжение, мм

Рис. 4 – Форма и размеры образцов для испытаний сварных соединений на растяжение:

а – для толстостенных труб (S > 12 мм);

б – для тонкостенных труб (S 30 мм):

а схема вырезки и размеры образца; б схема испытаний;

D = 2h – диаметр пуансона; L = D + 2,5h + 80 мм – длина образца; h = r, l = L/3;

1 – сварной шов; грани образца на длине l закруглить

Для испытания сварного соединения на ударный изгиб образцы изготавливают из средней части шва с надрезом, расположенным по середине образца со стороны раскрытия шва.

Рис. 7 – Испытание на сплющивание:

а – размеры образца; б – схема испытания; Dн – наружный диаметр трубы;

L – длина образца; S – толщина стенки трубы; b – просвет между сжимающими

поверхностями в момент появления трещины

2.4. Оборудование, материалы и оснастка

o Оборудование. Машина разрывная УММ-40.

o Материалы. Сварные соединения стальных трубопроводов диаметром до 40 мм и длиной не менее 300 мм (для испытания на статическое растяжение) и диаметром до 50 мм (для испытания на сплющивание).

o Исходные данные.В качестве исходных данных к лабораторной работе выступает номенклатура механических испытаний сварного соединения, разработанная в ходе выполнения лабораторной работы №1.

2.5. Порядок выполнения работы

1. Назначить типы образцов для проведения испытаний, их размеры и схему вырезки. Указать требования к механической обработке образцов.

2. Назначить требования к условиям проведения испытаний, оборудованию и к испытательной оснастке (при необходимости);

3. Провести испытания образцов (в ходе одной лабораторной работы проводится испытание одного образца на растяжение и испытание одного образца на сплющивание);

4. Составить заключения о результатах механических испытаний (приложение А).

Отчет по лабораторной работе должен включать задачи работы, краткие теоретические сведения и описание выполнения работы.

Описание выполнения работы должно содержать:

1. Эскизы образцов, назначенных для проведения испытаний.

2. Схемы их вырезки и требования к механической обработке.

3. Требования к условиям проведения испытаний, оборудованию и к испытательной оснастке (при необходимости);

4. Описание проведенных испытаний.

5. Заключения о результатах механических испытаний.

1. Какие характеристики определяются при испытании сварного соединения на статическое растяжение?

2. Какие характеристики определяются при испытании сварного соединения на ударный изгиб?

3. Какое свойство сварного соединения характеризует угол загиба?

4. Опишите схему проведения испытаний на статический изгиб.

5. Опишите оборудование, применяемое для проведения испытаний на ударный изгиб.

6. В чем заключается отличие испытаний металла различных участков сварного соединения и наплавленного металла от испытаний сварного соединения на статическое растяжение?

Приложение А – Рекомендуемый ПТД бланк протокола механических испытаний

Лабораторная работа №3
Определение поперечной усадки при сварке и наплавке

В процессе выполнения лабораторной работы студент должен изучить механизм образования поперечной усадки при сварке и наплавке, овладеть инженерной методикой расчета поперечной усадки.

Рассмотрим перемещение кромок при сварке пластин встык с зазором (рис. 8). Металл при нагреве расширяется не только в направлении Ох, но и в перпендикулярном направлении Оу. Характер перемещения края пластины, по кромке которой движется источник тепла, показан кривой V на рис. 8, а. При подходе источника тепла (точка О) кромка интенсивно перемещается (участок CBD), достигая максимального перемещения VMAX в точке О. Затем по мере остывания металла край пластины постепенно возвращается в исходное положение. Чем больше теплоотдача в воздух, тем интенсивнее перемещение кромки. Если свариваются две пластины с зазором (рис. 8, б), то кромка каждой из пластин испытывает поперечное перемещение V. В момент сваривания перемещения достигают максимальной величины VMAX. а взаимное приближение кромок составляет 2VMAX .

Рис. 8 – Схема образования поперечной усадки при однопроходной сварке встык.

На участке ОА металл обладает небольшим сопротивлением пластической деформации, в результате чего он испытывает удлинение 2(VMAX -VA). В точке A пластическое удлинение металла прекращается и таким образом фиксируется взаимное сближение кромок, равное 2VA. В процессе остывания пластины подтягиваются друг к другу и возникает поперечная усадка ΔПОП=2VA. В пластинах, которые свариваются без зазора, перемещение кромок впереди источника тепла не может осуществляться беспрепятственно. До некоторой точки В (рис. 8, а) происходит упругая деформация; а от точки В до точки D – пластическая. Поперечная усадка оказывается меньше, чем при сварке с зазором.

Максимально возможное перемещение кромок при отсутствии теплоотдачи в воздух

α – коэффициент линейного расширения;

сρ – объемная теплоемкость.

Фактически величина поперечного укорочения, как было объяснено выше, меньше теоретически возможного. При электродуговой однопроходной сварке металла встык толщиной до 12–16 мм поперечное укорочение равно

ΔПОП≈(0,5÷0,7)2VMAX

3.3. Оборудование, материалы и оснастка

o Оборудование сварочное. Трактор сварочный АДФ-1002 с источником питания ТДФЖ-1000.

o Оснастка. Кондуктор сварочный. Деформометр.

o Инструмент.Индикаторная головка часового типа, штангенциркуль, линейка стальная, угольник слесарный, инструмент слесарный, спецодежда.

o Материалы. Одна пластина из малоуглеродистй стали размерами 200х100х8 на одну лабораторную работу. Сварочная проволока Св-08А, сварочный флюс АН-347.

3.4. Порядок выполнения работы

1. Подготовка пластины.

1.1. Получить пластину размером 100х200хδ; δ=5-8мм.

1.2. Очистить пластину с лицевой и обратной сторон металлической щеткой от ржавчины.

1.3. Нанести на пластине керном измерительные базы в соответствии с рис. 9.

Рис. 9 – К измерению размеров пластины.

1.4. Произвести измерения баз №1, №2, №3 деформометром. Измерения каждой базы произвести по три раза.

Результаты занести в табл. 4.

Табл. 4 – Результаты замера размеров пластины.

№ базы Начальные замеры, мм Среднее, мм Замеры после сварки, мм Среднее, мм

1.5. Вычислить среднее значение из трех измерений.

2. Наплавка валика.

2.1. Подготовить установку к наплавке, настроить сварочный трактор и источник питания.

2.2. Произвести наплавку валика. Во время наплавки вести наблюдения за показаниями вольтметра и амперметра. Основные параметры режима наплавки занести в табл. 5.

Табл. 5 – Основные параметры режима наплавки валика на пластину.

I, А U, В VСВ, м/ч dэ, мм VП, м/ч

3. Расчет коэффициента поперечной усадки.

3.1. Вычислить эффективную мощность источника тепла Дж/с, полагая КПД η=0.85-0.95.

3.2. Вычислить 2 Vмах по формуле (3.1), используя следующие значения величин α=12*10 -5 град -1 ; сρ=4.9 Дж/см 3 *град; λ=0.4Вт/см*град.

3.3. После полного остывания пластины произвести повторные измерения баз, результаты занести в таблицу 3.1 и получить экспериментальное значение.

3.4. Пользуясь формулой (3.2), вычислить коэффициент А.

3.5. Полученные значения коэффициента А сравнить с имеющимися в справочной литературе. Значения коэффициента А для поперечной усадки представлены в табл. 6.

Табл. 6 – Справочные значения коэффициента поперечной усадки.

57500 10500 – 22000 10500 – 22000

вид сварки q/vC, Дж/см 2 qУ.П=q/(vC*δ), Дж/см 2
Под флюсом при переменном токе ≤46300 >46300 ≤31200 >31200 0.06+0,203*10 -4 qУ.П 1,00 0,15+0,272*10 -4 qУ.П 1,00

Отчет по лабораторной работе должен включать цель работы, краткие теоретические сведения, расчетную часть и выводы.

Расчетная часть отчета по лабораторной работе должна содержать:

1 Описание проведенного эксперимента с заполненными табл. 4 и табл. 5.

2 Расчет коэффициента поперечной усадки А.

Выводы по лабораторной работе должны содержать:

· полученное в эксперименте значение коэффициента поперечной усадки;

· сравнение величины экспериментально полученного значения коэффициента со справочными данными.

1. Что такое термический цикл?

2. От чего зависит поперечная усадка?

3. Объясните различие в величине поперечной усадки при сварке различных материалов?

4. Назовите пути уменьшения поперечной усадки.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: На стипендию можно купить что-нибудь, но не больше. 9038 — | 7258 — или читать все.

178.45.235.145 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)

очень нужно

источник

Adblock
detector