Дипломна робота
Електро та газозварювання
Значення зварювання для народного господарства.
Зварювання є одним із основних технологічних процесів виготовлення і
ремонту деталей і виробів по всіх галузях промисловості народного
господарства. При зварюванні приводиться економія металу до 50%.
Зварювання широко використовується у літакобудуванні, кораблебудуванні,
будуванні мостів і турбін. Зварювання дозволяє отримати нероз‘ємне
з‘єднання товщиною від 0.1 мм. до декількох метрів. На даному етапі
розроблені нові види високопродуктивного обладнання для зварювання, а
також зварювання різних металів і сплавів різної товщини. Поряд з
традиційними конструкційними сталями зварюють спеціальні сталі та сплави
на основі титану, цирконію, молібдену, ніобію й інших металів, а також
різнорідних матеріалів. Промисловість України випускає значну кількість
різних марок електродів для дугового зварювання конструкцій із
вуглецевих, легованих, жароміцних, тепло-, корозіє-, жаростійких та
інших сталей.
Складаємо технологічний процес виготовлення зварного вузла, що
зображення на кресленні.
Підготовка деталей до зварювання полягає в очищенні, випрямленні,
розміщенні, різані й складанні.
Кромки та прилеглу зону ( шириною 20 – 30 мм з кожного боку ) очищують
від іржі, фарби, окалини, масла та інших забруднень до металевого блиску
щітками, полум’ям, а при відповідальних з’єднаннях використовують
травлення, знежирення, піскоструменеву обробку.
Деталі з вм’ятинами, випинами, хвилястістю, жолобленнями та
викривленнями обов’язково випрямляють. Листовий, сортовий прокат
випрямляють у холодному сані ручним і машинним способом. Сильно
деформований метал випрямляють у гарячому стані. Для випрямлення
застосовують молотки, преси, правильні машини.
Для перенесення розмірів деталі з креслення на метал використовують
розмічання. При цьому користуються інструментами: лінійкою, кутником,
циркулем, рисувалкою, шаблонами. В процесі розмічання необхідно
враховувати укорочення заготовок при зварюванні. Тому передбачають
припуск з розрахунку 1 мм на кожний поперечний стик і 0,1 – 0,2 мм на 1
м поздовжнього шва.
Під зварювання деталі складають за такими способами:
повне складання виробу з наступним зварюванням усіх швів;
почергове підєднання деталей до вже звареної частини виробу;
попереднє складання й зварювання виробу з окремих вузлів.
Точність, продуктивність та економічність виготовлення зварювальних
виробів залежить від правильності виробу базових поверхонь ( баз ) для
складання зварних конструкцій. За базові приймають поверхні з
найбільшими розмірами; в якості напрямної бази – найдовшу поверхню;
опорною базою вважають поверхню будь – яких розмірів у нормальному стані
й постійної форми ( відсутність рубців, швів, задирок). Для циліндричних
деталей вибирають подвійну напрямну базу – призми. При виборі баз
необхідно враховувати наявність складальних пристосувань, вид заготовок,
жорсткість деталей і точність їх взаємного розташування, зазори в
з’єднаннях, зварювальні деформації тощо. Базова деталь визначає
розташування вузла у виробі та орієнтує інші деталі й вузли зварної
конструкції.
Зварювальні прихватки – це короткі шви з поперечним перерізом до 1/3
поперечного перерізу повного шва. Довжина прихваток від 20 до 120 мм
залежно від товщини зварювальних деталей і довжини шва. Відстань між
прихватками залежно від довжини шва становить 300 – 1000 мм. Інколи
прихватки замінюють суцільним швом невеликого перерізу. Під час
зварювання особливу увагу слід приділяти детальному проварюванню ділянок
прихватки, щоб уникнути не провару і в цих місцях.
Прихватки перешкоджають переміщенню деталей при нагріванні, що може
викликати появу тріщин у прихваток під час охолодження. Чим більша
товщина основного металу, тим більша розтягуючи усадка в прихватках і
можлива поява тріщин. Тому прихватки застосовують для деталей невеликої
товщини ( до 6 – 8 мм ). При більшій товщині листів рухливість деталей
забезпечують за допомогою гребінок ( еластичних прихваток ) або
складають виріб із гнучкими деталями ( решітки, ферми тощо ).
Зварювальний вузол ‘‘Стійка‘‘ складається із таких частин:
-основа,
-підкладка,
– дві стійки,
-пластина.
Всі деталі зварного вузла виготовлені із сталі 20.
Виготовлення даного зварного вузла складається із таких операцій:
Подача заготовки на робоче місце зварника.
Зачистити місця під зварювання від іржі, фарби та іншого бруду за
допомогою дротяної щітки або інших приладів.
Закріпити заготовку у складальному кондукторі, затиснути її
швидкодіючими затискачами, встановлюючи між кромками зварних деталей
необхідний зазор у 1.5 мм., дотримуючись розмірів згідно креслення.
Прихопити заготовки між собою.
Якщо повне зварювання даного вузла в кондукторі не можливе, тоді
потрібно звільнити вузол від затискачів в кондукторі, витягнувши і
поставивши на стіл зварника.
Провести зварювання вузла згідно креслення, повертаючи його у зручне для
зварника положення для зручності зварювання.
Зачистити зварні шви від шлаку.
Оцінити якість зварювання зовнішнім оглядом швів.
Перевіривши чи не має у зварному шві тріщин вони із шлаком, чи
відповідають розміри деталі згідно розмірів на кресленні.
Вибрати необхідне обладнання, пристрої та інструменти для зварювання.
Зварювальним постом називаються робоче місце зварника, обладнане всім
необхідним для виконання зварювальних робіт. Зварювальний пост
укомплектовують джерелом живлення (трансформатор, випрямляч),
зварювальними кабелями, електродотримачем або пальником,
пристосовуваннями, інструментами, засобами захисту.
Зварювальні пости можуть бути стаціонарні й пересувні.
Стаціонарні пости – це відкриті зверху кабіни для зварювання виробів
невеликих розмірів. Каркас кабіни висотою 1800 – 2000 мм виготовляють
із сталі. Для кращою вентиляції стіни кабіни піднімають над підлогою на
200 – 250 мм. Їх виготовляють із сталі, азбестоцементних плит, інших
негорючих матеріалів і фарбують вогнетривкою фарбою (цинкові, титанові
білила, жовтий крон), яка добре поглинає ультрафіолетові промені
зварювальної дуги. Дверний проміжок закривають брезентовою ширмою.
Підлогу роблять з бетону, цегли, цементу.
Кабіни повинні освітлюватись денним і штучним світлом і добре
провітрюватись. Для роботи сидячи, використовують столи висотою 500 –
600 мм, а при роботі стоячи – близько 900 мм. кришку стола площею 1 м?
виготовляють із сталі товщиною 15 – 20 мм або з чавуну товщиною 25 мм.
До стола під?єднують струмопровідний кабель від джерела живлення. Поряд
із столом розміщують кишені для електропроводів, інструменти ( молоток,
зубило, сталева щітка тощо) й технологічну документацію. Для зручності
при зварюванні встановлюють металеве крісло з діелектричним сидінням.
Під ногами має бути гумовий килимок, а все обладнання кабіни надійно
заземлене.
Пересувні пости використовують при зварюванні великих виробів
безпосередньо на виробничих ділянках, або в приміщенні цехів. Джерела
живлення зварювальних постів повинні бути заземлені і підключені
проводами до щита управління кабелем.
Інструменти та приладдя електрозварника
Зварювальні пости комплектують джерелом живлення, електродотримачем,
зварювальними проводами, щитком з світлофільтрами, різними інструментами
для зачищання й вимірювання та іншим приладдям.
Електродотримач – це пристосовування для закріплення електродів і
підведення до них струму.
пасатижні — ЭП – 2 ( 250 А ), ЭП – 3 ( 500 А ), ЭД – 1201 ( 125 А ), ЭД
– 3102 ( 315 А ), ЭД – 5001 ( 500 А );
Електродотримачі мають відповідати таким вимогам:
—забезпечувати надійне затискання електродів;
—допускати затискання електрода не менше ніж у двох положеннях;
—перпендикулярно та під кутом не менше 1150 до осі електрода;
—забезпечувати швидку й легку зміну електродів;
—струмоведучі частини повинні бути надійно ізольовані від випадкового
дотику із зварюваними виробами або руками зварника;
—опір ізоляції має бути не менше 5 МОм;
—рукоятка має бути виготовлена з ізолюючого матеріалу довжиною не менше
120 мм;
—поперечний переріз рукоятка повинен вписувати у коло діаметром не
більше 40 мм.
Застосовування саморобних електродотримачів забороняється.
Електродотримачі повинні витримувати без ремонту 8 тис. затискань.
Проводи (кабелі) признані для з’єднання електродотримачів (пальників) із
джерелом живлення та підведення зварювального струму. Використовують
гнучкі проводи з мідним або алюмінієвим жилами й гумовою ізоляцією марок
РГД, РГДО, РГДВ, КРПГН, КРПТН, КРПСН, ПРН. Довжина кабелю при монтажних
роботах може становити 40 – 50 м, але в таких випадках буде значний спад
напруги. Допустимими вважається спад напруги до 4 В. Якщо спад наруги
більший за допустимий, то джерело живлення наближають до місця
зварювання або збільшують переріз зварювального проводу.
Переріз кабелів вибирають залежно від сили зварювального струму із
розрахунку 5 – 7 А/мм?(табл.1). Кабель складається з великої кількості
відпалених мідних дротів діаметром 0,18 – 0,20 мм та буває одно і
двожильний.
Таблиця 1
Площа поперечного перерізу зварювальних проводів
Сила струму, А
Площа перерізу провода, мм?
одинарного подвійного
125 25 –
315 50 2×16
500 70 2×25
Зменшення перерізу кабелю призводить до перегрівання й швидкого
руйнування ізоляції.
Для з’єднання частин зварювальних кабелів між собою використовують
сполучні муфти марок МС – 2, МСБ -2, М – 315, М – 500 та ін. Для
нероз’ємного з’єднання кабелів застосовують з’єднувачі типу ССП – 2. До
джерела живлення кабель можна підключити через приєднувальну муфту МС-
3. Зворотний кабель приєднують клемами заземлення типу КЗ – 2 та КЗП-12.
Зворотним проводом можуть служити сталеві шини, зварювальні плити,
стелажі й сама конструкція, якщо їх переріз забезпечує безпечне за
умовами нагрівання проходження зварювального струму. Окремі елементи,
які використовуються в якості зворотного проводу, повинні бути з’єднанні
між собою болтами, струбцинами або затискачами. При проведенні
зварювальних робіт у пожежо – і вибухонебезпечних приміщеннях зворотний
провід від виробу до джерела живлення має бути тільки ізольованим. Не
допускається з’єднання проводів на скрутках. В обертових виробах для
підєднання зворотного кабелю використовують ковзний контакт. Довжина
проводів між живильною мережею і пересувними зварювальними агрегатами не
повинна перевищувати 10 м. Проводи (кабелі) слід захищати від механічних
пошкоджень, контакту з водою, маслами, сталевими канатами, шлангами з
горючими і газами і гарячими трубопроводами.
Для роботи зварника випускаються спеціальні комплекти (КИ – 125, КИ –
315, КИ -500), які містять електродотримачі, сполучну муфту,
зварювальний кабель, запасні частини до єлектродотпримача,
світлофільтри, затискачі, шлаковіддільник, металеву щітку. Виготовляють
також набори інструментів ЭНИ – 300 та ЭНИ – 300/1 до комплекту яких
входять електродотримач, клема заземлення, сполучна муфта, щітка зубило,
викрутка, плоскогубці, розвідний ключ, клеймо, молоток, світлофільтри,
відрізок кабелю (3 м).
Для виконання зварювальних робіт зварник повинен мати й допоміжний
інструмент: молоток, зубило, напилки, сталеву щітку, шаблони, кутник,
метр, висок, лінійку. Інколи зварювальний пост обладнують шліфувальною
машиною, спеціальними кромкорізами, дрелями та ін. Інструменти та
електрода слід зберігати в ящиках, сумках або пеналах. Для просушування
електродів використовують спеціальні печі, шафи й пенали.
Для захисту очей та обличчя зварника від променів електричної дуги і
бризок розплавленого металу застосовують щитки або маски із спеціальними
світлофільтрами. Їх виготовляють із чорної фібри або спеціальної
пластмаси. Залежно від сили зварювального струму щитки й маски оснащені
світлофільтрами, які виготовляють із темно – синього скла марки ТС – 3С
двох видів: світлофільтри для нормального огляду (розмір 52×102 мм) і
збільшеного (90×102 мм) з товщиною від 1,5 до 4,0 мм. Із зовнішнього
боку світлофільтри захищають від бризок розплавленого металу віконним
склом товщиною 2,5 мм, яке при забрудненні міняють. Категорично
забороняється замінювати світлофільтри саморобним пофарбованим склом.
Світлове випромінювання дуги має послаблюватися світлофільтрами в 102 –
106 разів. Нині в СНД використовують світлофільтри серії С, які
поділяються на 13 класів. Вони забезпечують захист очей від
випромінювання при зварюванні на струмах від 5 до 1000 А. Світлофільтри
підбирають залежно від характеру робіт та сили зварювального
струму(табл.2)
Таблиця 2
Світлофільтри, рекомендовані при дуговому зварюванні
Сила струму, А 150 275
Позначення світлофільтра С-6 С-7
Робітники, які виконують допоміжні роботи, для захисту очей
використовують світлофільтри типу В(В-1, В-2, В-3).
Для захисту від теплових опіків зварник повинен працювати у вогне і
термостійкому одязі, рукавицях, взутті. Куртку і штани шиють з брезенту,
сукна, замші. Кишені мають закриватися клапанами, кінці рукавів
рекомендується зав’язувати, штани носити тільки навипуск. Голова повинна
бути захищеною головним убором, а при монтажних роботах –
шоломом(каскою). Для знищення шкідливого впливу на організм зварника
пилу, шкідливих виділень, аерозолей застосовують місцеву та загальну
вентиляцію, індивідуальні респіратори.
1.3. Описати будову одного із джерел зварювального струму та організацію
робочого місця зварника.
Дія трансформатора заснована на явищі електромагнітної індукції.
Зварювальний трансформатор (рис.1) має стрижневе осердя і змонтовані на
ньому первинну 1 та вторинну 2 обмотки.
Мал..2.
Режим неробочого ходу трансформатора (Мал. 2, а) встановлюється ( при
розімкненому колі вторинної обмотки) в момент підключення первинної
обмотки до мережі змінного струму з напругою U1. При цьому у первинній
обмотці йде струм I1 який створює в осерді змінний магнітний потік Ф1.
Потік наводить у вторинній обмотці змінну напругу U2. Оскільки коло
вторинної обмотки розімкнене, то струм по ньому не проходить і ніяких
витрат енергії у вторинному колі немає. Тому вторинна напруга при
неробочому ході максимальна, її називають напругою неробочого ходу U0.
Відношення напруги на первинній обмотці до напруги на вторинній при
неробочому ході називають коефіцієнтом трансформації. Коли він дорівнює
відношенню числа витків первинної обмотки W1 до числа витків вторинної
W2. У зварювальних трансформаторах напруга мережі 220 або 380В
перетворюється у нижчу напругу – 60… 90 В. Такі трансформатори
називають знижувальними.
Режим навантаження (Мал.2, б) встановлюється при замкненні кола
вторинної обмотки під час запалювання дуги. При цьому під дією напруги
U2 у вторинній обмотці та дузі з’являється струм I2. Цей струм створює в
осерді свій змінний магнітний потік, який прагне зменшити величину
потоку, створюваного первинною обмоткою. Протидіючи цьому , збільшується
сила струму в первинному колі відбувається відповідно до закону
збереження енергії: споживання енергії від мережі первинної обмотки має
дорівнювати віддачі енергії дузі з боку вторинної обмотки. Це означає що
знижуючі за допомогою трансформатора напругу в К разів, у стільки ж
разів збільшують струм у вторинному колі. Тому в зварювальних
трансформаторах вторинний струм у 3…6 разів більший ніж первинний.
Регулювати струм можна змінюючи як напругу неробочого ходу так і опір
трансформатора(Мал. 3).
Мал..3
Напруга неробочого ходу трансформатора U0 = U1 W2 W1. Якщо дугу
підключити до крайніх контактів вторинної обмотки (рис.3,а), то число
витківW2, що беруть участь у роботі, збільшиться. Збільшиться й напруга
неробочого ходу, а тому й зварювальний струм. Очевидно, що із зростання
числа витків первинної обмотки W1 струм зменшиться. Секційовані обмотки
дають можливість регулювати струм лише ступінчасто, тобто порівняно
грубо. Тому даний спосіб регулювання часто доповнюють ще плавним
регулюванням за рахунок зміни опору трансформатора.
Плавне регулювання струму(Мал.3,б) здійснюється наприклад, пересуванням
по осердю 3 рухомих обмоток 1 за допомогою гвинтового механізму 4. Якщо
збільшити відстань між первинною 1 та вторинною 2 обмотками, то зростуть
потік розсіювання й ЕРС розсіювання, а значить, збільшаться втрати
енергії всередині трансформатора, а це спричиняє зменшення струму.
Тобто, збільшення відстані між обмотками призводить до збільшення
індуктивного опору трансформатора. Так само введення магнітного шунта 5
(Мал.3,в) між обмотками зменшить магнітний опір на шляху потоку
розсіювання сам потік зросте, а струм зменшиться. Змінюючи положення
шунта регулятором 6, плавно регулюють зварювальний струм. З цією ж метою
можна використовувати і нерухомий магнітний шунт, що підмагнічується за
допомогою обмотки керування постійного струму. Якщо струм в обмотці
керування збільшити то внаслідок насичення заліза шунта його магнітний
опір зросте. При збільшенні магнітного опору на шляху потоку розсіювання
потік зменшиться внаслідок чого стане збільшення зварювального струму.
Крім того, опір трансформатора можна регулювати ступінчасто, змінюючи
способи з’єднання обмоток. Найчастіше трансформатор має дві первинні та
дві вторинні обмотки. Нехай при використанні лише однієї первинної та
однієї вторинної обмотки опір трансформатора Xт дорівнює X. Тоді при
послідовному з’єднанні двох первинних обмоток і послідовному з’єднанні
двох вторинних загальний опір трансформатора збільшується до Xт=2X. При
паралельному з’єднанні первинних і паралельному з’єднанні вторинних
обмоток загальний опір знижується до Xт=X/2. таким чином змінюючи
з’єднання обмоток можна отримати три ступеня грубого регулювання що
забезпечує чотирикратну зміну струму.
Трансформатори для ручного зварювання
У наш час для зручного зварювання найчастіше використовують
трансформатора рухомими котушками типу ТД і ТДМ. Для виконання
зварювальних робіт у монтажних умовах випускають переносні
трансформатори з рухомами котушками й шунтами, а також трансформатори
які регулюються намовнням зварювального кабелю (ТДК – 315У2) та ін.
Трансформатор ТД -500 має магніто провід 5 первинну 3 та вторинну 6
обмотки перемикач діафону струму 4 з рукояткою 2 і регулятор струму 1.
На обох стрижнях магніто проводу є по одній котушці первинної та
вторинної обмоток розташованих на деякій відстані одна від одної.
Завдяки цьому трансформатор має підвищений індуктивний опір і круто
спадаючу зовнішню характеристику. Котки первинної обмотки намотані
ізольованим алюмінієвим проводом нерухомо закріплені над нижнім ярмом.
Рухомі котушки вторинної обмотки виготовлені з алюмінієвої шини без
ізоляції. Виводи котушки армовані міддю електричного контакту.
’
E
?&?
???
????l????
????l????
????????
„O
]„yy^„O
jIue
і котушки й тим самим змінюють відстань між обмотками та силу
зварювального струму. Обертаючи рукоятку регулятора струму проти
годинникової стрілки, зближують обмотки, таким чином зменшуючи
індуктивність розсіювання та збільшуючи зварювальний струм. При
обертанні рукоятка за годинниковою стрілкою відстань між обмотками
збільшуються, а струм, навпаки, зменшується.
Трансформатор має два діапазони регулювання зварювального струму.
Попарне паралельне з’єднання котушок первинних та вторинних обмоток дає
діапазон великих струмів, послідовно з’єднання котушок – діапазон малих
струмів. Змінюють діапазон, вимкнувши з мережі трансформатор перемикачем
барабанного типу 6, ручка 1 якого знаходиться над кришкою кожуха. У
діапазоні малих струмів невелика частина витків первинної обмотки
вимикається і напруга неробочого ходу зростає. Це підвищує стабільність
горіння дуги під час зварювання на малих струмах. Величина струму
контролюється за шкалою струмопокажчика крізь оглядове вікно,
розташоване на кришці кожуха трансформатора.
Захисний кожух трансформатора кріпиться болтами до осей, які в свою
чергу прикріплені до нижніх кутиків магніто проводу. Дошки затискачів
для вмикання мережі та зварювального кабелю кріпляться на осерді з
торцевих боків кожуха і закриваються кришками. Для зручності переміщення
трансформатор має чотири колеса й дві ручки, для підйому – спеціальні
скобки, розташовані у верхній частині кожуха.
Технічні характеристики трансформатора ТДМ-503 для ручного зварювання
Параметри ТДМ – 503
Номінальний зварювальний струм, А 500
Номінальна робота напруга, В 40
Номінальний режим роботи ТН, % 60
Діапазон регулювання зварювального струму, А
90 – 560
Напруга неробочого ходу, В 65; 75
Номінальна корисна потужність, кВт 23,8
ККД, % 88
Коефіцієнт потужності 0,65
Габаритні розміри, мм:
довжина
ширина
висота
558
600
892
Маса, кг 175
1.4. Охарактеризувати матеріал заготовки, вказаний в таблиці згідно
вашого варіанту.
Марка
Вміст елементів, %
Вуглець
Кремній
Марганець Фосфор Сірка Хром Нікель
не більше не більше
Сталь 20
0.17-0.24
0.17-0.37
0.35-0.65
0.040
0.040
0.25
0.25
Вуглець дуже сильно впливає на зварювальність металу. Вміст вуглецю
більше 0.3% різко понижає зварювальні властивості сталі, призводячи до
утворення закалочних структур(особливо в сполученні з іншими легуючими
елементами) і необхідністю у багатьох випадках зварювання з підігрівом.
Вуглець також впливає на фізико-механічні властивості сталі.
Він підвищує рідко текучість сталі і її усадки, а також сприяє
збільшенню ликвації (виникненню хімічної неоднорідності, яка виникає в
результаті нерівномірної кристалізації). Зі збільшенням кількості
вуглецю 0.4% в структурі сталі збільшується кількість цементиту, завдяки
чому підвищується її твердість і пружність, а з другої сторони
погіршується ударна в‘язкість і теплопровідність.
Кремній – активний розкислювач сталі. Сприяє підвищенню густини і
однорідності металевого злитку, а також одержанню крупнозернистої
структури. Мала кількість кремнію(до 0.3%) на зварювальність сталі не
впливає. Підвищений вміст кремнію призводить до утворення тугоплавкого,
в‘язкого оксиду, насичення шва неметалевими включеннями, понижається
ударна в‘язкість і різке пониження пластичності.
Марганець – сприяє розкисненню сталі і нейтралізує шкідливий вплив
сірки. Зі збільшенням вмісту марганцю збільшується міцність зношуваність
межотекучості, глибина прокалювання і стійкість проти атмосферної
корозії але при цьому значно погіршується оброблюваність.
Фосфор – як і сірка є шкідливою сполукою. Він сприяє виникненню крупно
зернистої структури злитку, дає сталі хрупкість в холодному стані, але в
свою чергу він підвищує твердість і зносостійкість, проти корозії,
погіршує здатність металу до холодного деформуванні. Корисна дія фосфору
заключається в обробці покращується ковкість і прокатуваність.
Сірка – присутня в сталі у виді сульфідів заліза і являється шкідливою
сполукою, вона погіршує зносо і коро зіллю сталі, пластичність,
здатність до холодного деформування а також спричиняє виникненню гарячих
тріщин. При погіршуванні механічних властивостей сталі сірка сприяє для
покращення її оброблюваності.
Хром – сприяє підвищенні межі міцності і пекучості а також проколюванню,
тепло, зносо і корозійні стійкості. Однак він знижує зварюваність і
оброблюваність сталі. В кількості 0,2 – 0,3 % – звичайний вміст в сталі.
В конструкційних сталях входить до 3 % і в спеціальних 12 – 35%. Утворює
з вуглецем карбіди, сприяє утворенню закалочних структур типу
мартенситу.
Нікель – сприяє підвищенню зносо і корозійній стійкості але аналогічно
хрому погіршує оброблюваність. В кількості 0,2 – 0,3 % – звичайний вміст
в сталі. В конструкційних сталей входить від 1 – 5%, і в спеціальних
сталей від 8 – 25%. Сильно підвищує пластичність міцність сталей. На
зварювання впливає позитивно.
1.5.Описати про різання для ручного газового різання.
Різаки призначені для змішування горючого газу з киснем, утворення
підігрівального полум’я і подачі до розрізуваного металу струменя
ріжучого кисню.
Різаки класифікуються:
за родом горючого газу: для ацетилену, газів – замінників і для рідкого
пального;
за принципом змішування горючого газу і кисню: інжекторні та без
інжекторні;
за призначенням: універсальні й спеціальні;
за видом різання: для роздільного, поверхневого, киснево – флюсового й
для списового;
за конструкцією: щілинні багатополуменеві з попереднім або внутрішньо –
сопловим змішуванням газів.
Найчастіше застосовують універсальні різаки ( табл. 1 ). До них
висувають такі вимоги: здатність різати сталі товщини від 3 до 300 мм у
будь – якому напрямку; стійкість проти зворотних ударів; мала; зручність
у користуванні.
Таблиця 1
Типи інжекторних різаків для ручного кисневого
різання
Тип різака
Виконання різака
Товщина розрізуваної сталі, мм
Номери змінних мундштуків
Р1 малої потужності
РВ1 – вставний малої потужності Ацетилен
Природний газ, пропан – бутан
3 -100
0, 1, 2, 3, 4
Р2 середньої потужності
РВ2 вставний середньої потужності Ацетилен
Природний газ, пропан – бутан
3 – 200
0, 1, 2, 3, 4, 5
Р3 великої потужності
Природний газ, пропан – бутан
3 – 300
0, 1, 2, 3, 4, 5, 6
Як і пальники, вони мають інжекторний пристрій, який забезпечує
нормальну роботу при будь – якому тиску горючого газу. Інжекторний різак
відрізняється від інжекторного пальника тим, що має окремий канал для
подачі ріжучого кисню і спеціальну головку, яка складається з
внутрішнього і зовнішнього змінних мундштуків.
Ацетилено – кисневий інжекторний різак ( рис 1 ) складається з двох
основних частин – ствола і наконечника. Ствол складається з рукоятки 7 з
ніпелями 5 і 6 для підєднання кисневого й ацетиленового рукавів, корпусу
8 з регулювальними киснем 4 і ацетиленовим 9 вентилями, інжектора 10,
змішувальної камери 12, трубки 13, головки різака 1 із внутрішнім
мундштуком 14 і зовнішнім 15, трубки ріжучого кисню 2 з вентилем 3.
Ствол підєднується до корпусу 8 накидної гайкою 11.
Кисень з балона поступає в різак через ніпель 5 і в корпусі розходиться
по двох каналах. Частина газу, проходячи через вентиль 4, направляється
в інжектор 10. виходячи з інжектора з великою швидкістю, струмінь кисню
створює розрідження і підсмоктує ацетилен, який з киснем у камері 12
утворює горючу суміш. Ця суміш проходить через зазор між зовнішнім і
внутрішнім мундштуками, згорає і утворює підігрівне полум’я.
Друга частина кисню через вентиль 3 поступає в трубку 2 і, виходячи
через центральний канал внутрішнього мундштука 14, утворює струмінь
ріжучого кисню.
Мундштук у процесі роботи швидко спрацьовується. Для одержання якісного
різа необхідно підібрати правильні розміри мундштука і забезпечити
чистоту його каналів ( табл. 2 ).
Мундштуки бувають суцільні нерозбірні, багато соплові і складові, що
складаються з двох самостійних мундштуків. Вони мають кільцеву щілину
для виходу горючого суміші, яка поступає через кільцевий зазор між
внутрішнім і зовнішнім мундштуками. Центральним каналом внутрішнього
мундштука подається ріжучий кисень.
Рис. 1. Схема ацетилено – кисневого інжекторного
різака:
1 – головка різака; 2 – киснева трубка; 3 – вентиль ріжучого кисню; 4 –
кисневий вентиль; 5 – кисневий ніпель; 6 – ацетиленовий ніпель; 7 –
рукоятка; 8 – корпус; 9 – ацетиленовий вентиль; 10 – інжектор; 11 –
накидна гайка; 12 – змішувальна камера; 13 – трубка; 13 – трубка; 14 –
внутрішній мундштук; 15 – зовнішній мундштук.
Табл.2.
Вибір змінного мундштука при ручному кисневому різанні
Номер змінного мундштука
Товщина сталі, мм Тиск на вході в різак, МПа
Витрати, м?/год
кисню
ацетилену
ріжучого кисню
кисню підігрівного полум’я для
ацетилену
ацетилену пропан – бутану і природного газу
0 3 -8 0,25 0,001 – 0,1 1,3 0,6 1,25 0,4
1 8 -15 0,35
2,6 0,6 1,5 0,5
2 15 -30 0,40
4,0 0,7 1,8 0,65
3 30 -50 0,42
6,8 0,8 1,8 0,75
4 50 – 100 0,50
11,5 0,9 2,3 0,9
5 100 – 200 0,75 0,01 – 0,1 20,5 1,25 2,5 1,25
6 200 – 300 1,0
30,0 – 3,2 –
Різаки Р2А-01 і РЗП-01:
1,2 – мундштуки, 3 – головка, 4 – труба для подачі ріжучого кисню, 5 –
труба для подачі горючої суміші, 6 – змішувальна камера, 7 – накидна
гайка, 8 – інжектор, 9 – вентиль ріжучого кисню, 10 – ствол, 11 – ніпель
кисню, 12 – ніпель ацетилену або горючого газу, 13 – вентиль кисню, 14 –
вентиль ацетилену або горючого газу.
Машинні різаки використовуються для обладнання машин кисневого
різання і конструктивно відрізняється формулою головки, кількістю
вентилів, габаритами та ін. залежно від принципу утворення газової
суміші для підігрівного полум’я поділяються на: інжекторні з аналогічною
схемою змішування газів як і універсальні різаки Р2А – 01 і Р3П – 01;
рівного тиску – гази подаються у змішувач під однаковим тиском через
центральні й бокові канали головки; внутрішньо соплового змішування –
суміш утворюється не в змішувачі, а в вихідних каналах мундштуків.
Різаки рівного тиску і внутрішньо соплового змішування більш стійкі, ніж
інжекторні проти хлопків і зворотних ударів полум’я. Вони надійніші в
роботі й забезпечують стабільний склад підігрівного полум’я, але
потребують підвищеного тиску горючого газу на вході в різак.
Машинні різаки працюють на ацетилені й газах – замінниках ацетилену.
1.6. Охарактеризуйте таку властивість матеріалів як вогнестійстійкість.
Вогнестійкість – це здатність конструкцій, матеріалів затримувати
поширення вогню, виражене в годинах.
Всі будівлі і споруди за вогнестійкістю поділяють на 5 ступенів. Ступінь
вогнестійкості залежить від вогнетривкості та займистості будівельних
конструкцій, а також від межі поширення вогню по цих конструкціях.
У будівлях 1-го ступеню вогнестійкості – всі конструктивні елементи
неспалимі, з високою межею вогнестійкості(1.5-3 год.).
У будівлях 2-го ступеню вогнестійкості – також не горючі, але з меншою
межею вогнестійкості(0.5-2.5 год.).
У будівлях 3-го ступеню вогнестійкості – будови, які мають основні
несучі конструкції не горючі, а не несучі(міжповерхові й перекриття на
горищі), важко горючі(0.25-2 год.).
У будівлях 4-го ступеню вогнестійкості – будови, які мають всі
конструкції важко спалимі(0.25-0.5 год.).
У будівлях 5-го ступеню вогнестійкості – всі конструкції горючі.
Багато неорганічних матеріалів хоч і не горять, але мають порівняно не
велику термічну стійкість.
Наприклад: вапняки і мармур руйнуються при t 300-400°С, шифр і
азбестоцементні виробі при t 300°С втрачають воду і стають крихкими, а
при t 600°С при попаданні на них води – розтріскуються.
2.1. Вибрати необхідні електроди для зварювання вузла, що зображено на
кресленні.
Електродом для дугового зварювання називають металевий або не металевий
стержень для підведення струму зварювальної дуги.
Електрод являє собою стержень круглої форми, по всій поверхні покритий
обмазкою.
Обмазка електрода захищає зварювальну ванну від попадання в неї повітря,
азоту та інших шкідливих газів які містяться в повітря. Обмазка
електрода стабілізує горіння дуги та легує метал шва.
Для зварювання даного зварного вузла що зображено на кресленні я
використовую електроди марок Э – 34, Э – 42, Э – 42 А, Э – 46, Э – 46 А.
діаметр якого 4 мм. для зварювання вуглецевих сталей яких містяться
вуглецю до 0,25%. Зварювання можна проводити як і на змінному так і
постійному струмі, на прямій полярності. Зварювання цими марками
електродів можна проводити в різних просторових положень.
Вибрати режим зварювання.
Режими зварювання – це сукупність різних факторів зварювального процесу,
які забезпечують стійке горіння дуги і одержання швів заданих розмірів,
форми та якості. До таких факторів відносяться: діаметр електрода, сила
зварювального струму, тип і марка електрода, напруга на дузі, рід і
полярність зварювального струму, швидкість зварювання, розташування шва
у просторі, попередній підігрів і наступна термічна обробка.
Діаметр електрода встановлюються залежно від товщини зварювального
металу ( табл.1 ), типу зварного з’єднання, розташування шва
у просторі, розмірів деталі й складу зварного металу.
Таблиця 1
Вибір діаметра електрода залежно від товщини металу
Товщина зварювального металу, мм
1, 5
2
3
4 -5
6 -8
9 – 12
13 -15
16 – 20
Діаметр електрода, мм
1,6
2
3
3 -4
4
4 -5
5
5 і більше
Для зварювання вертикальних, горизонтальних і стельових швів, незалежно
від товщини металу, застосовують електроди діаметром до 4 мм, оскільки
при цьому легше запобігти скапуванню рідкого металу.
Зварювальний струм установлюється залежно від вибраного діаметра
електрода. Для зварювання в нижньому положенні шва його приблизно можна
визначити за формулою:
Iзв = К dе,
де Iзв – сила зварювального струму, А; К – коефіцієнт пропорційності,
який залежить від типу електрода і його діаметра, А/мм
Товщина зварювальних листів, мм
Діаметр електрода, мм
Тип шва
Сила зварювального струму, А
Горизонтальне
4
4
Односторонній
130 – 170
Для підбору сили зварювального струму можна використати дещо спрощену
формулу:
Iзв = ( 20 + 6
de ) de,
де Iзв – сила зварювального струму, А; de – діаметр електрода, мм.
Якщо товщина металу менша 1, 5 de при зварюванні в нижньому положенні,
то
Iзв зменшують на 10 – 15 % порівняно з розрахунковим. Якщо товщина
металу більша 3 de, то Iзв збільшують на 10 – 15 % порівняно з
розрахунковим.
При виконанні зварювання якісними електродами силу струму необхідно
встановлювати відповідно з даними, вказаними в паспортах або
сертифікатах на ці електроди.
Встановлену силу зварювального струму перевіряють контрольним
наплавленням пробних валиків, визначаючи при цьому глибину провару,
ширину шва та стійкість горіння дуги. Глибина провару повинна становити
1 – 4 мм, а ширина шва має бути в межах, яку визначають за формулою:
е = ( 1 / 4 ) de,
де е – ширина шва, мм.
Горіння дуги повинне бути стійким при незначному розбризкуванні рідкого
металу.
Відносно малий зварювальний струм призводить до нестійкого горіння дуги,
не провару, низької продуктивності, а надмірно великий струм – до
сильного нагрівання електрода, збільшення швидкості плавлення електрода
і не провару, підвищеного розбризкування металу та погіршення формування
шва.
Тип і марку електрода вибирають залежно від необхідної міцності шва,
надання йому спеціальних властивостей, марки металу, товщини деталі,
жорсткості виробу, температури навколишнього середовища, просторового
розташування, умов експлуатації виробу. Електроди повинні забезпечувати
однорідність хімічного складу наплавленого металу з основним.
Напруга на дузі прямо залежить від довжини дуги і становить 16 – 40 В.
Зварювати слід коротшою дугою з напругою 16 – 20 В. Нормальною
вважається дуга довжиною ( 0,5 / 1,1 ) de, залежно від типу і марки
електрода і положення зварювання у просторі.
Рід струму й полярність установлюють залежно від зварювального металу і
його товщини. При зварюванні звичайних вуглецевих сталей застосовують
змінний струм, як дешевший порівняно з постійним. Застосовуючи постійний
струм, установлюють пряму або зворотну полярність. На прямій полярності
зварюють товсті метали, тому що на основному металі виділяється більше
тепла.
Зворотну полярність використовують для зварювання тонких металів, щоб
уникнути пропалів і при зварюванні високолегованих сталей для зменшення
їх перегрівання.
Швидкість зварювання встановлюється залежно від вибраного способу
зварювання, властивостей основного металу, характеристики електрода
тощо.
Для уникнення перегрівання металу високолеговані сталі зварюють на
більших швидкостях, ніж звичайні низьковуглецеві і низьколегонові.
Швидкість переміщення електрода встановлює зварник.
Розташування шва у просторі має велике значення при виборі основних
режимів зварювання. Ручне дугове зварювання використовують у всіх
просторових положеннях шва. Найзручнішим є нижнє положення, яке
забезпечує високу якість зварного шва.
Попередній підігрів і наступна термічна обробка призначені для
зварювання середньо і високо вуглецевих сталей, схильних до утворення
гартових структур, чавунів, кольорових металів та їх сплавів.
Температура й способи підігріву та термічної обробки залежать від
хімічного складу, товщини й розмірів виробу.
ІV.Список використаної літератури
1. Гуменюк І.В.
Технологія електродугового зварювання: Підручник/ І.В. Гуменюк, О.Ф.
Іваськів, О.В. Гуменюк. – К.: Грамота, 2006. – 512с.: – Бібліогр.:499с.:
іл..
ISBN 966-349-010-1
2. Рыбаков В.М.
Дуговая и газовая сварка: Учеб. для сред. ПТУ. – 2-е изд., перероб. –
М.: Высш. шк., 1986. – 208с., ил. – (профтехобразование).
3. Гуменюк І.В.
Обладнання і технологія газозварювальних робіт: Підручник / І.В.
Гуменюк, О.Ф. Іваськів – К.: Грамота, 2005. – 272 с.: іл. – Бібліогр.:
с. 266.
ISBN 966-349-000-4
Бондин И.Н.
Справочник сварщика. М. – Л., изд. ‘‘Машиностроение‘‘, 1965.
400стр. с илл.
УДК 621.791.083
Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter
