РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА СВАРКИ ПРОСТЫХ И СРЕДНЕЙ СЛОЖНОСТИ ДЕТАЛЕЙ ИЗ КОНСТРУКЦИОННОЙ И ЛЕГИРОВАННОЙ СТАЛИ В РАЗЛИЧНЫХ ПОЛОЖЕНИЯХ СВАРНОГО ШВА.

⇐ ПредыдущаяСтр 5 из 14Следующая ⇒

Цель работы: освоить методику разработки технологического процесса ручной дуговой сварки и наплавки плавящимся электродом.

Задание:

Изучить сущность способаручной дуговой сварки плавящимся электродом, сварочные электроды, типы сварных соединений и формы разделок кромок, виды сварных швов, технику ручной дуговой сварки и области ее применения.
Освоить методику разработки технологического процесса ручной сварки плавящимся электродом. Разработать технологический процесс ручной дуговой сварки по заданной толщине и марки стали. Определить режимы сварки, коэффициент наплавки и массу электродов.

Оборудование и материалы: Альбом с заданиями чертежи - сварных конструкций. ГОСТы.

Ход работы

I .Теоретическая часть

Ручная дуговая сварка – способ соединения деталей посредством сварного шва, образующего из расплавленного электродного и основного (свариваемого) металлов. Расплавление электродов и кромок детали в процессе сварки происходит за счет тепла, выделяемого электрической сварочной дугой. Количество тепла Q, выделяемое сварочной дугой определяется по формуле:

Q =0,24∙ U_d _∙ I _св. (кал/с.), (1)

где 0,24 – коэффициент;

U_d – напряжение дуги;

I _св – сварочный ток, протекающий через дугу.

В процессе работы сварщик перемещает электрод по линии соединения свариваемых деталей и по направлению к деталям по мере плавления электрода. В результате образуется сварной шов.

Для питания сварочной дуги применяют источники переменного и постоянного тока. Ручную дуговую сварку производят на сварочном посту, состоящем из источника питания, сварочных кабелей, держателя электродов и стола на котором располагаются свариваемые детали (рис.1).

На (рис.2) представлена схема сварочной зоны. Сварочный пост оснащен вытяжной вентиляцией.

Для выполнения сварного шва применяют сварочные электроды, состоящие из металлического стержня и нанесенного на него покрытия. Стержни изготавливают из различных металлов и сплавов диаметром от 1 до 8 мм. В состав покрытия входят различные компоненты, которые обеспечивают:

Устойчивое горение дуги за счет введения в состав покрытия легкоионизирующихся элементов (К, Na).
Защиту расплавленного металла сварного шва от кислорода и азота воздуха за счет введения в состав покрытия окислов металлов и солей (фториды и хлориды металлов), образующих на поверхности жидкого металла шлак;
Раскисление жидкого металла сварного шва – удаление кислорода за счет введения в состав покрытия элементов - раскислителей;

4. Газовую защиту сварочной зоны за счет введения в состав покрытий карбонатов (СаСО∙MgC O ₃ ), которые, разлагаясь, дают С O ₂ ;

5. Легирование металла шва за счет введения в состав покрытия легирующих элементов в виде ферросплавов (ферротитан, ферромарганец, ферросилиций и др.).

В покрытие некоторых марок электродов дополнительно вводят от 15 до 50%. его массы, железный порошок, с целью повышения коэффициента наплавки (высокопроизводительные электроды).

Для связывания порошков и нанесения покрытия на стержень электрода применяют связующие вещества (клеи). Для придания обмазочной массе хорошей покрывающей способности в шихту добавляют пластификаторы - органические или синтетические соединения.

В зависимости от назначения различают электроды:

для сварки углеродистых н низколегированных конструкционных сталей с временным сопротивлением разрыву 60 кг/мм² этой группе электродов присваивается условное обозначение - Y;
для сварки легированных конструкционных сталей с временным сопротивлением разрыву выше 60 кг/мм², условное обозначение - Л:
для сварки легированных теплоустойчивых сталей - Т;
для сварки высоколегированных сталей с особыми свойствами - В:
для наплавки поверхностных слоев с особыми свойствами -Н.

В зависимости от механических свойств наплавленного металла или его химического состава электроды подразделяются на типы.

Типы электродов назначения У и Л(всего 14 типов) включают и себя букву Э (электрод) и цифры обозначающие среднее значение временного сопротивления разрыву наплавленного металла в кгс/мм2, например: Э386 Э42, Э42А, Э50Л и до Э150. Буква А в обозначении типа электрода указывает на повышенную пластичность и ударную вязкость наплавленного металла.

Типы электродов назначения Т содержат указания о химическом составе наплавленного металла в обычном для сталей обозначении, например 3-12ХМФ.

bbbb

Рисунок 1. Схема сварочного поста для ручной дуговой сварки.

1 -сеть переменного тока: 2 - источник питания; 3 - сварочные кабели: 4 - держатель: 5 - электрод: 6 - спариваемая деталь: 7 - стол.

Рисунок 2.

В зависимости от металлургических свойств образующегося при сварке шлака или вида основного компонента электродные покрытия делятся на вилы:

· кислое покрытие - А;

· основное покрытие - Б;

· целлюлозное покрытие - Ц:

· рутиловое - Р:

· покрытие смешанного вида (дает соответствующее двойное обозначение);

· покрытие, не относящееся ни к одному из перечисленных видов - П.

Если в покрытие введено более 20% железного порошка, то к обозначению вида добавляют букву Ж.

Электроды всех назначении и типов подразделяются на марки. Марки назначаются организациями и фирмами, в которых электроды были созданы. Марка электрода фиксирует конкретную марку стержня (состав стержня) и марку покрытия (состав покрытия), использованные в данном электроде. В большинстве случаев марка электрода и марка покрытия совпадают.

Необходимо иметь ввиду. что одному и тому же назначению и типу электродов отвечает большое количество марок с различными составами стержней, видами и составами покрытий.

В паспорте на электроды на этикетках, наклеиваемых на пачки и ящики с электродами, дается полное обозначение электродов согласно структуре, определяемой ГОСТ 9466-75 (рис. 3).

Группа индексов, указывающих на характеристики наплавленного металла, содержат четыре цифры. Они указывают на количество ферритной фазы, максимальную рабочую температуру и испытание на стойкость против межкристаллитной коррозии.

Технология сварки статей (и других материалов) - это указание о режимах сварки, сварочных материалах, операциях и приемах, при выполнении которых получается сварное соединение требуемого качества.

Технология сварки материала всегда разрабатывается применительно к определенному способу сварки, типу сварного соединения и его пространственному положению. Она включает в себя следующие сведения:

· форма подготовки свариваемых кромок и размеры их конструктивных элементов:

· сварочные материалы (марка покрытых электродов, марка проволоки и флюса, состав защитной газовой смеси);

· значение параметров режима сварки, рода тока и полярность. количество проходов и т.д.);

· указания об условиях сварки (необходимость подогрева и пр.) и о технике ее выполнения.

Технология сварки материала является составной частью технологии сварки конструкции, которая включает в себя также указания о сварочном оборудовании, оснастке, общей последовательности сварки.

Для разработки технологии сварки данной стали нужно знать ее химический состав и механические характеристики, толщину листов, пространственное расположение соединения и доступность ее для сварки, требования к эксплуатационным свойствам сварного соединения.

Требуемые сведения берутся из чертежей конструкции из технических условий на материал и конструкцию.

Сварные соединения подразделяются на типы, а сварные швы на виды. В технологическом оборудовании наиболее распространенными типами соединении является (рис. 4):

а) стыковые;

б) тавровые:

г) угловые:

д) нахлесточные соединения .

Структура обозначения электрода (ГОСТ 9466-75)

Рисунок 3.

Рисунок 4. Типы сварных соединений.

Основными видами сварных швов являются стыковые (рис. 4а) и угловые (рис.4в-е). используемые для получения угловых, тавровых, крестовых и нахлесточных соединений.

Часть поперечного сечения шва, получающаяся за один проход, называется слоем в сварном шве. Проходом называется однократное перемещение источника нагрева (дуги) вдоль оси шва в одном направлении. При выполнении прохода образуется валик переплавленного металла.

Кромкам детали, подлежащим сварке, придается необходимая форма: они делаются либо без скоса кромок, либо со скосом одной или двух кромок. Скос может быть прямолинейным или криволинейным.

Основными конструктивными элементами кромок и собранных под сварку соединений являются: толщина листа δзазор между кромками bугол скоса кромок β, радиус Rи притупление кромок р.

1.1. Шов сварного соединения независимо от способа сварки условно изображают:

- видимый - сплошной основной линией (рис. 5в);

- невидимый - штриховой линией (рис. 5.)

Видимую одиночную сварную точку, независимо от способа сварки, условно изображают знаком «+» (рис. 5б), который выполняют сплошными линиями (рис. 6). Невидимые одиночные точки не изображают.От изображения шва или одиночной точки проводят линию – выноску, заканчивающуюся односторонней стрелкой (см. рис. 5). Линию - выноску предпочтительно проводить от изображения видимого шва.

1.2 Структура условного обозначения стандартного, шва или одиночной сварной точки приведена на схеме (рис. 4). Знак ∆ выполняют сплошными тонкими линиями. Высота знака должна быть одинаковой с высотой цифр, входящих в обозначение шва.

В зависимости от пространственного положения шва различают сварку в нижнем, вертикальном и потолочном положениях, но если соединение расположено на вертикальной стенке горизонтально, то такое наложение называется горизонтальным.

Условное обозначение сварного шва

Рисунок 4.

При задании режима для ручной дуговой сварки напряжение на дуге не указывают (оно обычно находится в пределах 18-24 В). Род тока и полярность постоянного тока определяются сварочно-технологическими свойствами электрода.

Тип электрода выбирают исходя из требуемых механических показателей металла шва, которые должны быть равны показателям основного металла, а также пригодности их в том или ином пространственном положении и т.п. Диаметр электрода dвыбирают в зависимости от толщины свариваемого листа:

Сварочный ток выбирается в зависимости от диаметра электрода по эмпирической формуле: I=т∙d _эл. ,

где т - эмпирический коэффициент (т = 30 при d — 3 мм: m- 40... 50 при d = 4...6мм).

Чтобы обеспечить удовлетворительную форму шва при сварке в нижнем положении, площадь поперечного сечения, наплавляемого металла за один проход ограничивается значением Fh<12 d _эл .

Для корневого провода площадь поперечного сечения должна соответствовать условию:

Fh < 8 d _эл .

По условиям получения шва с хорошим формированием скорость сварки не должна быть

более 15 м/ч.

Общее количество наплавленного металла G_н, необходимое для изготовления конструкции можно определить по формуле:

G_H=F_H∙ρ∙L (2)

где F_H-доля наплавленного металла в обшей площади сечения шва, см²;

р- плотность наплавленного металла (для стали р =7,85 г/см²);

L- длина шва, см.

Время t(в часах), требуемое для сварки шва длиной I можно определить из формулы:

G_Н=a_Н∙Iсв∙t, (3)

где I - ток в амперах;

а_Н - коэффициент наплавки в г/А час.

Величина коэффициента наплавки при ручной сварке находится в пределах от 7 до 16 г/А час и зависит от химического состава электродного стержня и покрытия на нем, рода и силы тока, длины дугии расположения электрода в пространстве во время сварки.

При малых плотностях тока (ручная дуговая сварка) значение коэффициента наплавки не превышает 7-10г/А час.

С увеличением тока значение коэффициента наплавки увеличивается до 17 г/А час.

Скорость сварки однослойного шва определяют из соотношения.

Массу электродов, требуемую для выполнения шва длиной 1_Ш. определяют по формуле:

М_Ж,=М _1Г К;,

где К - коэффициент выхода годного металла, который для электродов различных марок находится в пределах1,7...2,0.

II .Практическая часть

1.Разработать технологический процесс ручной дуговой свари деталей в соответствии с чертежами. 2.Выбрать электрод и расшифровать его условное обозначение(таблица 2, Приложения 1)

3.Произвести необходимые расчеты результаты внести в таблицу 1.

Контрольные вопросы

Дать определение ручной дуговой сварки.
Для чего служит электродное покрытие? Какие компоненты входят в состав покрытия?
Какие условные обозначения имеют сварочные электроды в зависимости от их назначения?
Что обозначает тип электрода
На какие виды делятся электродные покрытия?
Что характеризует марка электрода?
Что такое технология сварки?
Назовите основные типы сварных соединений и виды сварных швов?
Назовите основные конструктивные элементы свариваемых кромок?
Чем характеризуется форма сварных угловых и стыковых швов?
Какие движения выполняет сварщик концом электрода?
Какие способы выполнения шва применяются при сварке, и в каких случаях они применяются?
Какие силы действуют на жидкий металл ванны при сварке в нижнем и потолочном положениях?
Назовите последовательность определения режимов ручной дуговой сварки?

Вывод:__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Приложение 1

В рассматриваемом примере предложено выполнить сварную сборочную единицу( рис1), состоящую из пяти деталей (рисунок 1, б), материал 10ХСНД.Предложить метод сборки с перечислением требуемых сборочно- сварочных приспособлений.

а - исходный чертеж детали; б - разбиение литой детали

Рисунок 1 - Пример разработки сварной конструкции

Таблица 1 .Режимы сварки узла

	Диаметр электрода	Сила сварочного тока	Напряжение	Коэффициент наплавки	Скорость сварки	Масса электродного металла	Вид сварного шва	Колебательные движения

а) б) в) г)

а - корпус (1 шт.) ; б - крышка (1 шт.); в - фланец (1 шт.);г - ребро (2 шт.)

Рисунок 2 - Эскизы деталей, входящих в сварную сборочную единицу

Технологическая рекомендация: проверить доступность сварных швов в наиболее сложных узлах разработанной сборочной единицы( Таблица 1)

Таблица 1 Доступность мест наложения швов

Эскиз

Требования

B>H- 2с

При с < 400 мм а < 2с мм; при с > 400 мм а < 600 мм

Сварка возможна при h>250мм

Приложение 2

Таблица 2

Назначение электрода	Тип электрода	Обозначение электрода	Марка покрытия	Марка стрежня
1	2	3	4	5
Сварка конструкционных углеродистых сталей БСт3, ВСт3сп. литых сталей – 20Л, 25Л. сварка низколегированных конструкционных сталей09Г2. 10ХСНД, МС-1	Э42		УОНИИ 13/45	Св. – 08 Св.– 08А
Сварка конструкций из углеродистых: и низколегированных сталей тисов Ст3. 10ХСНД, 09Г2 в нижнем положении	Э46А		АНО - 20	Св. – 08 Св.– 08А
Сварка углеродистых и низколегированных сталей типа СтЗ. 09Г2, 10ХСНД. 10Г2С1Д. Вертикальные швы сверху вниз	Э50А
Сварка конструкций из низколегированных сталей 10ХСНД. 48КС, 10Г2С1Д из паковок и литы сталей 08ГНД- 08ГКДФ	Э50А
Сварка наружной обшивки из сталей СтЗ, Ст4, ВСтЗсп, 10ХСНД и др. со стороны, подверженной воздействию коррозионной среды (морской воды).	Э50А
Сварка конструкций из легированных высокопрочных сталей типа 14ХГСНМФР	Э60А

ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ№5

Дата добавления: 2019-01-14; просмотров: 1297; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 2 3 456 7 8 9 10 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!