Техника и технология выполнения швов в различных пространственных положениях

Краевое государственное бюджетное образовательное учреждение

начального профессионального образования

«Профессиональное училище № 46»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Техника и технология выполнения швов в различных пространственных положениях

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Бийск 2014

 

 

 

 

 

Содержание

1 Введение           3

2 Описание процесса         4

2.1 Классификация дуговой сварки     5

2.2 Способ ручной дуговой сварки      8

2.3 Применяемые сварочные материалы      8

3  Техника и технология  ручной дуговой сварки      11

3.1 Техника  сварки         13

3.2 Выполнения швов в различных пространственных положениях 16

3.3 Выполнения кольцевых швов       19

4        Изготовление урны         22

4. Наименование конструкции и ее назначение    22

4.2 Краткое описание применяемых материалов    22

4.3 Проектирование формы конструкции     24

4.4 Разработка технологии изготовления заготовок «урны»  28

4.5 Техника безопасности при выполнении сварных работ  34

4.6 Контроль качества сварки       36

4.7 Определение нормы времени на сварку «урны»   37

5 Заключение           39

6 Список используемой литературы       40

7 Словарь            41

8 Приложение          42

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Введение

 

Сварка является одним из  наиболее распространенных технологических процессов соединения материалов, благодаря которому создано много новых изделий, машин и механизмов. Сварное исполнение многих видов металлоконструкций позволило эффективно использовать заготовки, полученные прокатной, гибкой, штамповкой, литьем и ковкой, а также металлы с различными Физико-химическими свойствами. Сварные конструкции по сравнению с литыми, коваными и клепаными обладают большей прочностью, меньшей массой и менее трудоемки в изготовлении. С помощью сварки получают неразъемные соединения почти всех металлов и сплавов различной толщины. Нет такой отрасли промышленности, где бы ни применялись сварка, резка металлов или их наплавка на поверхность деталей.

Начало ХХ в. можно назвать периодом перехода к новой технологии соединения металлов – сварке. В конце XIX в. – начале ХХ в. дуговую сварку по способам Бенардоса и Славянова продолжали применять в России и за рубежом главным образом на железных дорогах, на крупных машиностроительных и металлургических предприятиях. Усовершенствование технологии сварки позволило применять ее не только для ремонта простых изделий, но и для более ответственных работ. Внедрение электросварки в производство металлических конструкций происходило на основе разработанных рекомендаций по итогам исследований. Впервые веское слово сказала сварочная наука. В дальнейшем будут изучены свойства сварочного дугового разряда, его электроэнергетические особенности и процессы превращения электрической энергии в тепловую.

Целью моей работы является раскрытие темы техники и технология выполнения швов в различных пространственных положениях, рассмотрение классификации дуговой сварки и способов сварки.

 

 

 

 

 

 

2  Описание процесса дуговой сварки

Сварка — процесс получения неразъёмного соединения посредством установления межатомных связей между свариваемыми частями при их местном или общем нагреве, или пластическом деформировании, или совместном действии того и другого.

Сварка, в зависимости от формы энергии, используемой для образования сварного соединения, подразделяются на три класса:

Термический класс: виды сварки, осуществляемые плавлением с использованием тепловой энергии.

Термомеханический класс: виды сварки, осуществляемые с использованием тепловой энергии и давления.

Механический класс: виды сварки, осуществляемые с использованием механической энергии и давления.

Дуговая сварка - процесс, при котором теплота, необходимая для нагрева и плавления металла, получается за счет дугового разряда, возникающего между свариваемым металлом и электродом.

К электроду и свариваемому изделию для образования и поддержания электрической дуги от сварочного трансформатора подводится электроэнергия (рис. 1).

Рис. 1. Дуговая сварка

 

Под действием теплоты электрической дуги кромки свариваемых деталей и электродный металл расплавляются, образуя сварочную ванну, которая некоторое время находится в расплавленном состоянии. В сварочной ванне металл электрода смешивается с расплавленным металлом изделия (основным металлом), а расплавленный шлак всплывает на поверхность, образуя защитную плёнку. При затвердевании металла образуется сварное соединение. Энергия, необходимая для образования и поддержания электрической дуги, получается от специальных источников питания постоянного или переменного тока.

В процессе электросварки могут быть использованы плавящиеся и неплавящиеся электроды. В первом случае формирование сварного шва происходит при расплавлении самого электрода, во втором случае — при расплавлении присадочной проволоки (прутков и т. п.), которую вводят непосредственно в сварочную ванну.

Для защиты от окисления металла сварного шва применяются защитные газы (аргон, гелий, углекислый газ и их смеси), подающиеся из сварочной головки в процессе электросварки.

2.1 Классификация дуговой сварки

 

Классификация дуговой сварки производится в зависимости от степени механизации процесса, рода тока и полярности, типа сварочной дуги, свойств сварочного электрода, вида защиты зоны сварки от атмосферного воздуха и др.

По степени механизации различают:

• ручную дуговую сварку
• полуавтоматическую дуговую сварку
• автоматическую дуговую сварку

Отнесение процессов к тому или иному способу зависит от того, как выполняются зажигание и поддержание определённой длины дуги, манипуляция электродом для придания шву нужной формы, перемещение электрода по линии наложения шва и прекращения процесса сварки.

При ручной дуговой сварке указанные операции, необходимые для образования шва, выполняются человеком вручную без применения механизмов.

При полуавтоматической дуговой сварке  плавящимся электродом механизируются операции по подаче электродной проволоки в сварочную зону, а остальные операции процесса сварки осуществляются вручную.

При автоматической дуговой сварке под флюсом механизируются операции по возбуждению дуги, поддержанию определённой длины дуги, перемещению дуги по линии наложения шва. Автоматическая сварка плавящимся электродом ведётся сварочной проволокой диаметром 1-6 мм; при этом режим сварки (ток, напряжение, скорость перемещения дуги и др.) более стабилен, что обеспечивает однородность качества шва по его длине, в то же время требуется большая точность в подготовке и сборке деталей под сварку.

По роду тока различают:

• электрическая дуга, питаемая постоянным током прямой полярности (минус на электроде)
• электрическая дуга, питаемая постоянным током обратной (плюс на электроде) полярности
• электрическая дуга, питаемая переменным током

По типу дуги различают:

• дугу прямого действия (зависимую дугу)
• дугу косвенного действия (независимую дугу)

В первом случае дуга горит между электродом и основным металлом, который также является частью сварочной цепи, и для сварки используется теплота, выделяемая в столбе дуги и на электродах; во втором — дуга горит между двумя электродами.

По свойствам сварочного электрода различают:

• способы сварки плавящимся электродом

• способы сварки неплавящимся электродом (угольным, графитовым и вольфрамовым)

Сварка плавящимся электродом является самым распространённым

способом сварки; при этом дуга горит между основным металлом и металлическим стержнем, подаваемым в зону сварки по мере плавления. Этот вид сварки можно производить одним или несколькими электродами. Если два электрода подсоединены к одному полюсу источника питания дуги, то такой метод называют двухэлектродной сваркой, а если больше — многоэлектродной сваркой пучком электродов. Если каждый из электродов получает независимое питание — сварку называют двухдуговой (многодуговой) сваркой. При дуговой сварке плавлением КПД дуги достигает 0,7-0,9.

По условиям наблюдения за процессом горения дуги различают:

• открытую
• закрытую
• полуоткрытую дугу

При открытой дуге визуальное наблюдение за процессом горения дуги производится через специальные защитные стёкла — светофильтры. Открытая дуга применяется при многих способах сварки: при ручной сварке металлическим и угольным электродом и сварке в защитных газах. Закрытая дуга располагается полностью в расплавленном флюсе — шлаке, основном металле и под гранулированным флюсом, и она невидима. Полуоткрытая дуга характерна тем, что одна её часть находится в основном металле и расплавленном флюсе, а другая над ним. Наблюдение за процессом производится через светофильтры. Используется при автоматической сварке алюминия по флюсу.

По роду защиты зоны сварки от окружающего воздуха различают:

• дуговая сварка без защиты (голым электродом, электродом со стабилизирующим покрытием)
• дуговая сварка со шлаковой защитой (толстопокрытыми электродами, под флюсом)
• дуговая сварка со шлакогазовой защитой (толстопокрытыми электродами)
• дуговая сварка с газовой защитой (в среде защитных газов) (MIG-MAG)
• дуговая сварка с комбинированной защитой (газовая среда и покрытие или флюс)

Стабилизирующие покрытия представляют собой материалы, содержащие элементы, легко ионизирующие сварочную дугу. Наносятся тонким слоем на стержни электродов (тонкопокрытые электроды), предназначенных для ручной дуговой сварки.

Защитные покрытия представляют собой механическую смесь различных материалов, предназначенных ограждать расплавленный металл от воздействия воздуха, стабилизировать горение дуги, легировать и рафинировать металл шва.

Наибольшее применение имеют средне — и толстопокрытые сварочные электроды, предназначенные для ручной дуговой сварки и наплавки, изготовляемые в специальных цехах или на заводах.

 

2.2 Способы ручной дуговой сварки

 

Общепринятые обозначения:

РДС – ручная дуговая сварка (преимущественно в советской литературе);

MMA – Manual Metal Arc (Welding) – ручная металлическая дуговая сварка;

SMAW – Shielded Metal Arc Welding – металлическая  дуговая сварка в защитной  атмосфере;

E – международный символ ручной  дуговой сварки.

При ручной дуговой сварке покрытыми металлическими электродами, сварочная дуга горит с электрода на изделие, оплавляя кромки свариваемого изделия и расплавляя металл электродного стержня и покрытие электрода (рисунок 2). Кристаллизация основного металла и металла электродного стержня образует сварной шов.

 

2.3     Применяемые сварочные материалы

 

Сварочными материалами называют расходные материалы, используемые при сварке. Сварочные материалы могут выполнять следующие функции:

• обеспечение необходимых геометрических размеров сварного шва;
• получение металла сварного шва с требуемым химическим составом и свойствами;

• обеспечение защиты расплавленного металла от воздействия воздуха – газовой, шлаковой или газошлаковой;
• обеспечение стабильности процесса сварки;
• удаление вредных примесей из металла шва.

Виды сварочных материалов:

Сварочные электроды и присадочные прутки плавящиеся электроды с покрытием (с кислым, основным, рутиловым, целлюлозным, смешанным покрытием), неплавящиеся электроды

Сварочная проволока сплошная, порошковая, активированная

Флюсы защитные и электропроводные

Газы защитные (инертные и активные), горючие газы и газы, поддерживающие горение.

Керамические подкладки для сварки стыковых швов, угловых и тавровых швов, всепозиционные, круглые и др. виды