Полуавтоматичеекая сварка под флюсом
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное агентство по образованию Российской Федерации
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Ивановский государственный химико-технологический университет»
ИГХТУ
Курсовая работа
По дисциплине
Технология конструкционных
Материалов
Студент:
Руководитель: Гоголев Ю.Г.
ИВАНОВО 2016
Содержание
1. Автоматическая и полуавтоматическая дуговая сварка под флюсом
2. Полуавтоматическая сварка под флюсом
3. Расчет автоматической сварки под флюсом
4. Методы контроля качества сварного шва
5. Литература
Автоматическая и полуавтоматическая дуговая сварка под флюсом
Автоматическая дуговая сварка под флюсом. При этом способе используют процесс, отличающийся от ручной сварки покрытыми электродами следующим: сварку ведут непокрытой электродной проволокой, дугу и сварочную ванну защищают флюсом, подача и перемещение электродной проволоки механизированы. Автоматизированы процессы зажигания дуги и заварка кратера в конце шва. Указанные особенности автоматической сварки обеспечивают значительное повышение ее производительности и
|
|
|
более высокое качество сварных соединений по сравнению с ручной сваркой. Схема процесса автоматической сварки под флюсом показана на рис. V.11. Дуга 10 горит между электродной проволокой 3 и основным металлом 8.
Столб дуги и металлическая ванна жидкого металла 9 со всех сторон плотно закрыты слоем флюса 5 толщиной 30 – 50 мм. Часть флюса, окружающего дугу, расплавляется, образуя на поверхности расплавленного металла ванну жидкого шлака 4. Для сварки под флюсом характерно глубокое проплавление основного металла. Действие мощной дуги и весьма быстрое движение электрода вдоль заготовки обусловливают оттеснение расплавленного металла в сторону, противоположную направлению сварки. По мере поступательного движения электрода происходит затвердевание металлической и шлаковой ванн с образованием сварного шва 7, покрытого твердой шлаковой коркой 6. Электродную проволоку подают в дугу и перемещают ее вдоль шва механизированным способом с помощью механизмов подачи 2 и перемещения. Ток к электроду поступает через токоподвод 1.
Основные преимущества автоматической сварки под флюсом по сравнению с ручной дуговой сваркой состоят в повышении до 15—20 раз производительности процесса сварки, качества сварных соединений и уменьшении себестоимости 1 м сварного шва.
|
|
|
Повышение производительности достигается за счет использованию больших сварочных токов (до 2000 А) и непрерывности процесса сварки. Применение голой проволоки позволяет приблизить токоподвод на минимально возможное расстояние от дуги и тем самым устранить опасный разогрев электрода при большой силе тока.
Плотная флюсовая защита сварочной ванны предотвращает разбрызгивание и угар расплавленного металла в условиях действия мощной дуги. Увеличение тока сопровождается увеличением глубины проплавления, что позволяет сваривать металл большой толщины (до 20 мм) за один проход без разделки кромок.
Качество сварных швов обеспечивается повышением механических свойств наплавленного металла благодаря надежной защите сварочной ванны флюсом, интенсивного раскисления и легирования вследствие увеличения объема жидкого шлака и сравнительного медленного охлаждения шва под флюсом и твердой шлаковой коркой; улучшением формы и поверхности сварного шва и постоянством его размеров по всей длине вследствие регулирования режима сварки, механизированной подачи и перемещения электродной проволоки.
|
|
|
Сварочная проволока, применяемая при автоматической сварке под флюсом, рассмотрена в разделе ручной дуговой сварки.
Флюсы для автоматической сварки классифицируют по способу изготовления, химическому составу и назначению. По способу изготовления флюсы разделяют на плавленые и неплавленые.
Неплавленые флюсы подразделяют па керамические и спеченые. Плавленые флюсы приготовляют путем сплавления исходных компонентов в электропечах. После получения стекловидной массы производят ее грануляцию на частицы диаметром 1—3 мм. Керамические флюсы приготовляют из порошкообразных компонентов путем замеса их на жидком стекле, гранулирования и последующего прокаливания, спеченные — путем спекания компонентов без их расплавления.
Исходными материалами плавленых флюсов для сварки сталей (ГОСТ 9087—69) являются марганцевая руда, кремнезем, полевой и плавиковый шпаты и другие компоненты. Большинство плавленых флюсов (марганцевые, высококремнистые) дают жидкие шлаки, содержащие большое количество окислов марганца и кремния (МпО и Si02). Эти шлаки имеют кислый характер. При сварке в их присутствии происходят процессы окисления углерода, железа и легирующих элементов. Образующаяся FeO связывается в кислом шлаке в нерастворимый силикат и, следовательно, удаляется из металлической ванны. В свою очередь, ванна обогащается кремнием и марганцем.
|
|
|
Марганцевые высоко кремнистые флюсы применяют для сварки углеродистых и низколегированных сталей соответствующими сварочными проволоками; низкокремнистые флюсы с повышенным содержанием CaO, MgO и CaF2, шлаки которых имеют слабокислый характер, — для сварки легированных сталей. Для сварки высоколегированных сталей с большим содержанием таких легкоокисляющихся легирующих элементов, как хром, молибден, титан, алюминий и др., применяют без кремнистые флюсы на основе соединений CaO, CaF2 и AI2O3 и бескислородные фторидные флюсы, состоящие из 60—80% CaF2- Шлаки этих флюсов имеют основной или нейтральный характер. Состав флюсов сказывается на их технологических свойствах. Флюсы с высоким содержанием Si02 обеспечивают хорошее формирование шва, легкую удаляемость шлака, высокую плотность сварного шва и т. п. При отсутствии или малом количестве Si02 в шлаке возможны образование пор в шве и плохая отделяемость шлака от его поверхности.
Основу керамических флюсов составляет мрамор, плавиковый шпат или фториды и хлориды щелочноземельных металлов. В них также входят ферросплавы сильных раскислителей (кремния, титана, алюминия) и легирующих элементов и чистые металлы. Шлаки керамических флюсов имеют основной или пассивный характер и обеспечивают получение в металле шва заданное содержание легирующих элементов. Керамические флюсы применяют при сварке легированных сталей, цветных металлов и их сплавов.
Дуговую сварку под флюсом выполняют сварочными авто-матами: сварочными головками или самоходными тракторами, перемещающимися непосредственно по изделию. Основным назначением сварочных автоматов является подача электродной проволоки в дугу и поддержание постоянного режима сварки в течение всего процесса. Последнее необходимо для обеспечения одинаковых размеров и неизменного качества всего сварного шва.
При протекании реального процесса сварки всегда имеются случайные временно действующие причины, отклоняющие режим сварки от нормального: электрические и магнитные возмущения в столбе дуги; нарушения нормальной работы механизма подачи проволоки; неровности на поверхности свариваемого металла и т. п. Все эти причины чаще всего вызывают изменение длины и напряжения дуги.
По принципу регулирования режима горения дуги различают два вида сварочных автоматов: с постоянной скоростью подачи проволоки, использующие процесс саморегулирования длины и напряжения дуги (ТС-17Р, УТ-1250-3); с регулируемой скоростью подачи проволоки во время сварки, зависящей от изменений напряжения дуги (АДС-1000-2).
Саморегулирование дуги основано на том, что изменение ее напряжения и тока сопровождается таким изменением скорости плавления проволоки, которое в конечном счете приводит к восстановлению длины дуги и первоначального режима сварки. Процесс саморегулирования дуги в случае, когда отклонение режима связано с неровностями на поверхности свариваемого металла, показан рис. V.12. При отсутствии саморегулирования (рис. V.12, а) и постоянной скорости подачи проволоки Vп траектория движения ее расплавляемого торца будет иметь вид прямой 1. При прохождении электрода 2 над выпуклостью или впадиной на поверхности металла 3 дуга соответственно укорачивается или удлиняется (Lд2 и Lдз), что приводит к изменению режима сварки и ухудшению качества сварного шва вплоть до образования прожогов или непроваров металла. При саморегулировании укорочение дуги уменьшает ее напряжение и увеличивает сварочный ток в соответствии с внешней характеристикой источника (рис. V.12, б, точка //).
С увеличением тока возрастает скорость плавления проволоки, что равносильно более интенсивному оплавлению торца электрода и восстановлению укороченной дуги до нормальной длины, а следовательно, и первоначального режима сварки (рис. V.12, б, точка /). При удлинении дуги все параметры принимают противоположные значения (рис. V.12, б, точка ///).
Если процесс cаморегулирования протекает с большой скоростью, то торец плавящейся электродной проволоки имеет траекторию 4, эквидистантную поверхности свариваемого металла, а режим сварки остается практически постоянным (рис. V.12, в).Несомненно, саморегулирование дуги эффективно только при отклонении поверхности свариваемого металла от плоскости в определенных пределах.
Условием протекания процесса саморегулирования со скоростью, обеспечивающей практическое постоянство режима сварки, является применение плотности сварочного тока выше определенного предела (примерно 50—100 А/мм2). При плотностях тока ниже этого предела процесс саморегулирования замедляется и восстановление режима при его случайных отклонениях задерживается. В этом случае применяют искусственное регулирование скорости подачи проволоки.
Упрощенная схема автомата с регулируемой скоростью подачи проволоки приведена на рис. V.13. Регулируемой величиной является напряжение дуги ид. При изменении длины дуги соответствующее изменение напряжения дуги в виде сигнала подается на обмотку возбуждения генератора 3 постоянного тока. При увеличении длины дуги напряжение тока, вырабатываемого генератором, возрастает, что приводит к повышению скорости вращения двигателя 2 постоянного тока и увеличению скорости подачи проволоки 7. В результате длина дуги и режим сварки восстанавливаются. Укорочение дуги приводит к уменьшению скорости подачи проволоки, что также обеспечивает восстановление первоначального ре-жима сварки.
Автоматическая сварка металла за один проход с проплавлением на всю тол-щину имеет ряд технологических особенностей. При расплавлении кромок металла на всю толщину, необходимом для полного провара, возможно вытека-ние сварочной ванны из стыка или прожог сварного шва. Для удержания сварочной ванны и формирования корня шва применяют специальные приспособления. Наиболее распространенной является флюсовая подушка (рис. V.14, а) и остающаяся подкладка (рис. V.14, б) (особенно, когда отсутствует доступ к корню шва после сварки изделия). Возможно применение также медной, флюсомедной подкладки (рис. V.14,в) и ручной подварки корня шва (рис. V.14,г)
Для получения малого усиления шва , а также при сварке металла толщиной свыше 20 мм свариваемые кромки разделяют под угол 30 градусов.
Кольцевые соединения сваривают, как правило, двусторонним швом. Сварку выполняют на специальном стенде ( рис. V. 15. а), на вращающиеся ролики которого устанавливают цилиндрическую заготовку (обечайку). Первый слой сваривается самоходным трактором с внутренней стороны обечайки на флюсоременной подушке (рис. V.15, б); второй слой — другим трактором (или автоматической сварочной головкой) с наружной стороны, при этом второй слой перекрывает корень первого.
Автоматическую сварку под флюсом применяют в серийном и массовом производствах для выполнения длинных прямолинейных и кольцевых швов в нижнем положении на металле толщиной 2—100 мм. Под флюсом сваривают углеродистые и легированные стали, медь, алюминий и их сплавы.
Автоматическую сварку широко применяют при изготовлении котлов, резервуаров для хранения жидкостей и газов, корпусов судов, мостовых балок, сварных труб и других изделий. Она является одним из основных звеньев ряда автоматических линий для сварки автомобильных колес и станов для производства сварных прямошовных и спиральных труб.
Полуавтоматичеекая сварка под флюсом
Эта сварка отличается от автоматической тем, что сварочную проволоку перемещают вручную с помощью держателя-наконечника. Для полуавтоматической сварки применяют шланговые полуавтоматы (рис. V.16), состоящие из стационарного механизма подачи проволоки 4, пульта управления 2 с контрольно-измерительной и пусковой аппаратурой, гибкого шланга 6 и держателя 5.Сварочная проволока из кассеты 3 механизмом подачи подается по шлангу к держателю. По шлангу, в который вмонтированы гибкие медные провода, к держателю подводится сварочный ток от источника 1.
Держатель (рис. V.17) имеет изолированный мундштук 5, флюсовой бункер 1 с заслонкой 2, кнопку 3
на рукояти держателя 4 для включения мотора механизма подачи и источника тока и упор 6 для направления держателя по свариваемому стыку.
Шланговые полуавтоматы пред-назначены для сварки проволокой диаметром не более 2 мм током 200—650 А Сварка, выполняемая на большой плотности тока, характеризуется достаточно высокой производительностью.
Полуавтоматическую сварку под флюсом применяют для выполнения сплошных и прерыви-стых швов, а также криволинейных швов, которые невозможно сварить автоматической сваркой. При данном способе сварки нельзя наблюдать за процессом и контролировать его, что приводит к неоднородности качества сварного шва по длине. По этой причине полуавтоматическая сварка под флюсом не получила широкого распространения.
Дата добавления: 2018-06-01; просмотров: 1389; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!