Технологія
Домашне завдання скидувати vladislav2130tolmachov@gmail.com
31.05.2024
Тема: СПОСОБИ ВИКОНАННЯ ШВІВ РІЗНОЇ довжинин
Рисунок 54
Книга Гуменюк технологія зварювання.pdf
30.05.2024
Тема: ЗВАРЮВАННЯ ТОВСТОСТІННих конструкцій
Параграф 24
Рисунок 51,52,53
Книга Гуменюк технологія зварювання.pdf
29.05.2024
Тема: ВИКОНАННЯ ЗВАРНИХ З ’ЄДНАНЬ
У РІЗНИХ ПРОСТОРОВИХ ПОЛОЖЕННЯХ
Параграф 23
Рисунок 43,44,45,46,47,48,49,50
Таблиця 17
Книга Гуменюк технологія зварювання.pdf
27.05.2024
Тема: Запалювання зварювальної дуги дотиком
параграф 22
Рисунок 36,37,38,39,40,41,42
Книга Гуменюк технологія зварювання.pdf
24.05.2024
Тема: ПАРАМЕТРИ РЕЖИМУ РУЧНОГО ДУГОВОГО
ЗВАРЮВАННЯ ТА ЇХ ВПЛИВ НА ФОРМУ
І РОЗМІРИ ШВА
Параграф 21
Таблиця 14 та 15 , 16
Малюнок 35
Книга Гуменюк технологія зварювання.pdf
23.05.2024
Тема; ПІДГОТОВКА ТА СКЛАДАННЯ ДЕТАЛЕЙ
ДЛЯ ЗВАРЮВАННЯ
Параграф 20
Рисунок 19 та 20 , 31 та 32, 33 та 34
Книга Гуменюк технологія зварювання.pdf
22.05.2024
Тема: УМОВИ ЗБЕРІГАННЯ ТА ПІДГОТОВКА ЕЛЕКТРОДІВ
ДО ЗВАРЮВАННЯ
Параграф 19
Книга Гуменюк технологія зварювання.pdf
20.05.2024
Тема: КЛАСИФІКАЦІЯ ТА ХАРАКТЕРИСТИКА ПОКРИТИХ
ЕЛЕКТРОДІВ
Параграф 18
Таблиця 7 та 8, 11 та 12
Рисунок 28
Книга Гуменюк технологія зварювання.pdf
17.05.2024
Тема: ДРОТИ І ПРУТКИ ДЛЯ зварювання
ТА НАПЛАВЛЕННЯ
Параграф 17
Книга Гуменюк технологія зварювання.pdf
16.05.2024
Тема: ПОРОШКОВИЙ ДРІТ І СТРІЧКА
Параграф 16
Малюнок 26,27
Книга Гуменюк технологія зварювання.pdf
15.05.2024
Тема: СТАЛЕВИЙ І САМОЗАХИСНИЙ
ЗВАРЮВАЛЬНІ ДРОТИ
Параграф 15
Таблиця 5
Книга Гуменюк технологія зварювання.pdf
06.05.2024
Тема: ЗВАРЮВАЛЬНИЙ ГЕНЕРАТОР
Параграф 11
малюнок 21
( Конспект )
02.05.2024
Тема: ЗВАРЮВАЛЬНИЙ ПЕРЕТВОРЮВАЧ
Параграф 10
малюнок 20
( Конспект )
Книга Гуменюк технологія зварювання.pdf30.04.2024
ТЕма: Схема рубінового лазера
Схема рубінового лазера:
/ - батарея конденсаторів; 2 - пускач; 3 - ксенонова імпульсна лампа; 4 - рубіновий стрижень; 5 - оптична система; 6 - заготовка; 7 - відбивач прозорий правий торець, фокусується оптичною системою 5 на заготівлі 6.
Сила окремого імпульсу невелика, але вона виділяється за 1 мкс на площі 0,01 мм 2 . У фокусі променя забезпечується температура 6000 ... 8000 ° С, тому в місці попадання променя на поверхню заготовки метал миттєво нагрівається і випаровується.
Найбільш часто використовувані для зварювання лазери випромінюють світло з наступними значеннями довжини хвилі, мкм: рубіновий - 0,6943; на склі з неодимом - 1,06; гелій-неоновий - 0,6328; С0 2 -лазери - 10,6 мкм. Чим менше довжина хвилі лазерного випромінювання, тим більше його здатність безперешкодно проходити через речовину.
23.02.2024
Тема: Лазерне зварювання
Лазерне зварювання - це зварювання плавленням, при здійсненні якої для нагріву використовується енергія випромінювання лазера.
Лазерний промінь являє собою вимушене монохроматичне випромінювання. Його довжина хвилі в залежності від природи робочого тіла лазера становить 0,1 ... 10 мкм.
Атоми речовини мають певний запас енергії і знаходяться в стійкому енергетичному стані. Якщо атому повідомити додаткову енергію (накачування, або збудження, атома), він перейде в нерівноважний стан. Випромінювання виникає в результаті вимушених стрибкоподібних переходів атомів робочого тіла лазера на більш низькі орбіти. Збуджений атом прагне повернутися в сталий енергетичний стан і віддає квант енергії у вигляді фотона.
Випускання світла можна ініціювати впливом зовнішнього фотона, який володіє енергією, яка відповідає різниці енергій атома в збудженому і основному станах. В результаті генеруються фотони з однаковою частотою.
Джерелом світлового випромінювання є оптичний квантовий генератор (ОКГ) - лазер. Робота ОКГ заснована на принципі стимульованого генерування світлового випромінювання. Для пуску лазера необхідний потужний джерело світлової енергії (наприклад, ксенонова лампа).
Схема рубінового лазера наведена на рис. 4.3. Рубіновий стрижень 4 встановлений в корпусі лазера. Торці стержня строго паралельні один одному і перпендикулярні його осі. Лівий торець покритий непрозорим шаром срібла, правий - шаром срібла з коефіцієнтом пропускання світла 8%. Джерелом світла, що застосовуються для збудження атомів хрому, є ксенонова імпульсна лампа 3.
Лампа живиться від батареї 1 конденсаторів. При включенні лампи пускателем 2 енергія конденсаторів перетворюється в світлову енергію. Світловий потік лампи фокусується на рубіновому стрижні відбивачем 7, внаслідок чого порушуються атоми хрому. Вони випромінюють фотони з довжиною хвилі 0,6943 мкм. Лавиноподібний потік фотонів багаторазово відбивається від дзеркальних торцевих поверхонь рубінового стрижня і, проходячи через напів
21.02.2024
Тема: Схема електронно-променевого зварювання
Схема електронно-променевого зварювання з класичною електронною гарматою:
/ - катод; 2 - вольфрамова спіраль; 3 - кільцевої анод; 4 - фокусуються обмотка; 5 - електронний промінь; 6 - відхиляє; 7 - точка фокусування променя; зварний шов; 9 - заготівля; стрілками показані можливі напрямки переміщення заготовок
Електронно-променеву зварювання виконують на серійних установках мод. ЕЛУ-9, -10, -20 і ЕЛУР 1АТ. Наприклад, автоматизований комплекс ЕЛС ЕЛУР 1АТ забезпечений системою управління параметрами режиму зварювання і пристроєм числового програмного керування шістьма ступенями свободи променя і робочого столу з встановленими на ньому заготовками.
Зварювання виробляють дві одночасно працюють електронні гармати, розташовані один проти одного. Комплекс забезпечений:
• системою візуального спостереження за процесом зварювання;
• відеопристроєм, що дозволяє точно наводити промінь на кромки зварювальних заготовок;
• системою діагностики стану катодного вузла, електронної гармати і апаратури в цілому;
• пристроєм управління електронним променем, що забезпечує здійснення різних видів розгортки променя;
• пристроєм введення-виведення променя, що дозволяє при зварюванні кільцевих деталей плавно регулювати його потужність на початку і в кінці процесу.
Комплекс забезпечує можливість зварювання виробів діаметром до 3,2 м, висотою до 1,8 м і загальною масою до 10 т.
За допомогою ЕЛС зварюють більшість електропровідних матеріалів (леговані та високолеговані сталі; титанові, вольфрамові, танталові, ніобієві, цирконієві, молібденові та нікелеві сплави; деякі види кераміки).
Погано зварюються сталі з високою концентрацією вуглецю, сірки і фосфору через погані міцності властивостей зварного шва і освіти гарячих і холодних тріщин.
Чи не зварюються легкоиспаряющихся матеріали (бронзи, що містять кадмій і свинець, а також латуні), оскільки при впливі висококонцентрованого електронного променя відбувається їх вибуховий закипання з викидом основної маси розплаву, що не дозволяє домогтися сплошности зварного шва.
Метали і сплави можна зварювати в однорідних і різнорідних поєднаннях зі значною відмінністю заготовок один від одного по товщині. Мінімальна товщина зварювальних заготовок становить 0,02 мм, максимальна - 100 мм.
Електронно-променеве зварювання застосовують для з'єднання малогабаритних (електроніка, приладобудування, годинна промисловість) і великогабаритних деталей (диски діаметром 50, ... 2 300 мм, цапфи, вали, важелі, трубні і корпусні вироби).
16.02.2024
Тема: ПРОМЕНЕВІ СПОСОБИ ЗВАРЮВАННЯ І РІЗАННЯ КОНСТРУКЦІЙНИХ МАТЕРІАЛІВ
Електронно-променеве зварювання
Електронно-променеве зварювання (еЛС) являє собою зварювання плавленням, при виконанні якої для нагріву використовується енергія прискорених електронів.
Електронний промінь - це стислий потік електронів, що переміщаються з великою швидкістю від катода до анода в сильному електричному полі. При зіткненні електронного потоку з твердим тілом до 90% кінетичної енергії електронів перетворюється на теплову. Температура в місці зіткнення досягає 5 000 ... 6000 ° С.
Схема формування зварного шва показана на рис. 4.1. При зварюванні електронним променем теплота виділяється безпосередньо в самому зварюваної металі, викликаючи його плавлення і часткове випаровування. Розплавлений метал заготовок 4 витісняється із зони зварювання тиском його парів. розподіл розплавленого
Мал. 4.1. Схема формування шва при
електронно-променевого зварювання:
/ - зварний шов; 2 - динамічний парогазовий канал; 3 - електронний промінь; 4 - заготовки; 5 - фронт розплавленого металу; 6 - основний обсяг розплаву; V CH - швидкість переміщення електронного променя
(швидкість зварювання) металу по зварювальної ванні нерівномірно: фронт 5 розплавленого металу (передня стінка динамічного парогазового каналу 2) має товщину 0,05 ... 0,5 мм, а за електронним променем 3, поблизу верхньої частини ванни, зосереджений основний обсяг розплаву . При його кристалізації утворюється зварний шов 1.
Сили, що діють на розплавлений метал, досить значні, а розміри каналу і обсяг зварювальної ванни невеликі. Тому в ній інтенсивно протікають електро- і гідродинамічні процеси, що впливають на формування зварного шва і зумовлюють такі особливості ЕЛС:
• через наявність зазору між зварюються заготовками, часткового випаровування і викиду матеріалу заготовок утворюється увігнутий зварні шви;
• залишкові магнітні поля в деталях з феромагнітних матеріалів відхиляють електронний промінь від площини стику заготовок, тому після складання заготовок, безпосередньо перед зварюванням, необхідно їх розмагнітити;
• на характер витіснення матеріалу заготовок з каналу 2 впливає кут нахилу променя до площини зварного шва. Перед зварюванням необхідно провести спеціальну оброблення поверхонь стику заготовок, яка забезпечить оптимальні умови формування зварного шва і підвищить точність зварювання. Іноді необхідно виконати спеціальні технологічні буртики, видаляються після зварювання механічною обробкою;
• для підвищення точності зварювання бажано попередньо виконати прихватки. Число, розташування і послідовність накладення прихваток залежать від конструкції вузла, що зварюється (деталі);
• для забезпечення високої якості зварного шва користуються різними прийомами зварювання: здійснюється повне проплавлення матеріалу, електронного променю надається певна траєкторія (розгортка) і нахил, виконується зварювання із застосуванням присадочного матеріалу і (або) підкладки, а також зварювання зміщеним або розфокусованим електронним променем, модулюється сила струму променя.
При зварюванні різнорідних матеріалів електронний промінь зміщують в сторону більш тугоплавкого матеріалу. Променю може бути додана кругова або еліптична траєкторія, а також рядкове поздовжнє або поперечне переміщення. При кільцевій зварюванні дуже складно виконати замикання кільцевого шва. У процесі замикання в зварювальному шві можуть з'явитися пропали, кратери, непровари, гарячі і холодні тріщини, а також коливання глибини проплавлення. Ці явища можна усунути плавним зміною потужності променя і форми його розгортки. Для захисту поверхонь, що зварюються заготовок від бризок розплавленого металу необхідно використовувати екрани.
Сучасні зварювальні установки дозволяють сфокусувати електронний промінь на площі менше 10 ' 2 мм 2 , що забезпечує високу концентрацію енергії в промені (50 ... 75 кВт / mm 2 ). Завдяки такій концентрації енергії реалізується кинджальний плавлення матеріалу заготовок, засноване на підводі енергії до межі розплаву через вузький парогазовий канал.
Кинджальний плавлення матеріалу заготовок дозволяє отримувати зварні шви з відношенням глибини шва до його ширині до 1: 30. При зварюванні менш концентрованими джерелами теплоти (газова або дугове зварювання) це відношення становить 1: 1 або 1: 2, а перетин шва за формою наближається до рівнобедреного трикутника. Висока швидкість зварювання в поєднанні з кинджальним проплавлением забезпечує невелику ширину зони термічного впливу і, отже, малі теплові деформації і незначне жолоблення готового виробу.
Зазвичай ЕЛ С проводиться в вакуумних камерах при залишковому тиску газів близько 1 мПа. Наявність вакууму дозволяє безперешкодно переміщатися електронам і виключає окислення катодного нитки і зони зварювання.
На рис. 4.2 приведена схема ЕЛС з класичною електронною гарматою. Формування променя починається з емісії електронів з нагрітою вольфрамової спіралі 2 Прискорення електронів відбувається при наявності напруги (30 ... 150 кВ) між катодом 1
і кільцевих анодом 3. Для проходження електронного променя 5 анод забезпечений центральним отвором. Обмотка 4 фокусує промінь до отримання діаметра 0,1 ... 0,5 мм. При переміщенні заготовок 9 під нерухомим променем утворюється зварний шов. При необхідності електронний промінь переміщують за допомогою системи, що відхиляє 6.
14.02.2024
Тема: ГАЗОКИСНЕВОГО РІЗАННЯ МЕТАЛІВ
Даний спосіб різання полягає в спалюванні нагрітого металу в струмені чистого кисню. Розрізняють два види різання: розділову і поверхневу. При розділової різанні з металевого листа вирізають заготовку для подальшої обробки. Розділова різання може здійснюватися вручну за розміткою. У серійному виробництві виконується різання з використанням стаціонарних машин по шаблонах. При поверхневій різанні видаляється зайвий метал з поверхні виробів.
Для здійснення різання необхідно, щоб температура плавлення металу була вище температури його горіння в атмосфері кисню (в іншому випадку метал буде плавитися і перейде в рідкий стан до різання), температура плавлення шлаків була нижча за температуру горіння металу в атмосфері кисню (виділення шлаків повинно відбуватися в рідких стані), кількості теплоти, що виділяється при різанні, було достатньо для підтримки безперервного процесу, а теплопровідність металу не була надмірно високою і сприяла сохр рівняно теплоти на поверхні різу.
Найбільш повно цим вимогам задовольняють низьковуглецеві і низьколеговані сталі. При утриманні в стали 0,4 ... 0,5% вуглецю різання ускладнюється, а при його утриманні, перевищує 1,2%, стає неможливою. При утриманні в стали 4 ... 10% марганцю різання ускладнюється, а при його вмісті понад 14% стає нездійсненним.
Газовий різак відрізняється від газового пальника наявністю додаткового кисневого вентиля. Процес різання здійснюється в два етапи: перший - нагрів зони різання до температури горіння металу в кисні (характеризується появою великої кількості іскор); другий - власне різання (припиняється подача ацетилену і кисню з основної магістралі, а через додатковий вентиль подається кисень).
09.02.2024
Тема: Схема газозварювальної пальника інжекторного типу
I - змінний наконечник; 2 - мундштук; 3 - камера змішувача; 4 - кисневий вентиль; 5 - вентиль горючого газу; 6 - кільцевої інжектор; Г_
кисень; ? - ацетилен; ? - суміш газів
мен і (сверхмалой потужності - з витратою, дм 3 / 1 *, ацетилену
5 .. .60, малої - 25 ... 700, середньої - 50 ... 2500 і великий -
2500 .. .7000); спосіб застосування (ручні і машинні).
Для зварювання найчастіше використовуються найбільш безпечні газозварювальні пальники інжекторного типу (рис. 3.7) з вбудованим інжектором для підсосу горючого газу струменем кисню.
Під тиском 100 ... 400 МПа кисень надходить в пальник через вентиль 4 і подається в кільцевої інжектор 6. Струмінь кисню виходить з великою швидкістю з вузького каналу інжектора і створює розрідження в камері змішувача J, куди підсмоктується горючий газ через вентиль 5. У змішувальній камері утворюється горюча суміш, яка через мундштук 2 подається до змінного наконечника /. Щоб уникнути вибуху першим відкривають кисневий вентиль, а після закінчення зварювання в першу чергу відключають горючий газ.
Рекомендації щодо застосування газозварювальних пальників інжекторного типу і наконечників наведені в табл. 3.2.
При нагріванні мундштука инжекторной пальника инжектируются дію струменя кисню, яка витікає з сопла інжектора, погіршується і кількість що надходить в пальник ацетилену зменшується. Внаслідок цього склад горючої суміші змінюється, і в ній з'являється надлишок кисню. Це властивість інжекторних пальників є їх істотним недоліком, якого позбавлені безинжекторние пальника.
У безинжекторних пальниках кисень і ацетилен надходять під однаковим тиском. Пальники забезпечують постійний склад горючої суміші, тому пальника великої потужності і многопламенние пальники, що працюють у важких умовах і при високій температурі мундштука, виконують безинжекторнимі.
08.02.2024
Тема: Схема однокамерного газового редуктора
/ - манометр високого тиску; 2 - корпус; 3 - запірний клапан; 4 - камера низького тиску; 5 - натискний диск; 6 - манометр низького тиску; 7 - регулювальна пружина; 8 - гнучка мембрана; 9 - сідло запірної пружини; 10 - штовхач; // - запірна пружина
Більш точно підтримують робочий тиск двоступеневі редуктори. Вони не потребують частої регулюванню тиску газу в процесі роботи і нс замерзають при низьких температурах. Однак вони мають більш складний пристрій і, отже, більш високу вартість.
Корпуси редукторів для різних газів фарбуються в той же колір, що і газові балони.
Газові шланги (рукави) необхідні для підведення газів до пальника. Відповідно до ГОСТ 9356-75 газові шланги виготовляють з вулканізованої гуми, армованої тканинним наповнювачем. По всій довжині шланга незмивною фарбою наносять кольорову суцільну смугу. Колір смуги відповідає типу шланга.
Існує кілька типів шлангів: гіп 1 - для ацетилену, пропану та інших горючих газів (червона смуга, робочий тиск до 0,6 МПа); тип 2 - для горючих рідин (жовта смуга, робочий тиск до 0,6 МПа); тип 3 - для кисню (синя смуга, робочий тиск - до 1,5 МПа). При роботі в умовах низьких температур (нижче-35 ° С) застосовують шланги з морозостійкого гуми (без кольорового маркування). Довжина шланга повинна становити не менше 8 м. При довжині шланга більше 20 м втрати тиску в ньому істотно зростають.
Пальник для газового зварювання - пристрій з регульованим змішанням газів для створення спрямованого газового полум'я.
Відповідно до ГОСТ 1077-69 пальника класифікують за такими ознаками: рід застосовуваного пального газу або рідини (ацетиленові, водневі, для газів-замінників і горючих рідин); призначення (універсальні - для зварювання, різання, пайки і наплавлення; спеціалізовані - для виконання однієї операції); спосіб подачі пального газу і кисню (інжекторні і безинжекторние); число факелів (одно- і многопламенние);
07.02.2024
Тема: корпусі водяного затвора закритого типу
У корпусі водяного затвора закритого типу (рис. 3.5) розміщені газоподводящей трубка /, диск-відбивач 2 і зворотний клапан 6. Через наливний штуцер 4 затвор заповнюється водою до рівня контрольного крана 5. Г1рі нормальній роботі пальника (рис. 3.5, а) ацетилен проходить по газопідвідної трубці, через зворотний клапан і шар води, а потім через ніпель 3 подається до газовому пальнику. При зворотному ударі полум'я (рис. 3.5, б) газова хвиля створить тиск на воду, і зворотний клапан закривається. Проходячи через зазор між корпусом і диском-відбивачем, ударна хвиля гаситься.
Мал. 3.4. Пристрій і принцип дії водяного затвора відкритого типу:
а - заправка затвора водою; б - нормальна робота пальника; в - зворотний удар полум'я; / - газовідвідними трубка; 2 газо під ведуча трубка; 3 - відбійник;
4 - воронка; 5 - запобіжна трубка; 6 - корпус; 7 - контрольний кран; |; Л - ацетилен; | | - полум'я; стрілками показані напрямки руху ацетилену і полум'я
Мал. 3.5. Пристрій і принцип дії водяного затвора закритого типу:
а - нормальна робота пальника; і - зворотний удар полум'я; / - газоіодводя- Шая трубка; 2 - диск-відбивач; 3 - ніпель; 4 - наливний штуцер; 5 - контрольний кран; 6 - зворотний клапан
Найбезпечніше використовувати ацетилен, що поставляється в балонах. Ацетиленові балони пофарбовані в білий колір і мають напис червоного кольору «Ацетилен». Для зменшення вибухонебезпечності в них поміщають пористий наповнювач (пемза або гранульований активоване вугілля з розміром зерен 1 ... 3,5 мм) і заповнюють ацетоном. При тиску 1,5 МПа в 1 дм 3 ацетону розчиняється до 368 дм 3 ацетилену (обсяг газу, що відповідає нормальним умовам). Максимальний тиск в балонах 1,9 МПа. Ацетиленові вентилі виготовляють зі сталі. У ацетиленового апаратурі заборонено застосовувати мідь і сплави, що містять понад 70% міді, так як ацетилен може утворювати з нею вибухова з'єднання - ацетилен істую мідь.
При відборі ацетилену з балона водяний затвор не встановлюють, оскільки зважаючи на підвищений тиск ацетилену, що надходить в пальник з балона, зворотний удар полум'я малоймовірний. Крім того, встановлений на балоні редуктор і заповнює балон пориста маса є надійним захистом балона від зворотного удару полум'я.
Кисень постачають в балонах блакитного кольору з чорним написом «Кисень». При тиску 15 МПа в балон поміщається 600 м 3 (при нормальних умовах) газоподібного кисню.
Так як масла і жири в атмосфері стисненого кисню здатні самозайматися, то вся киснева апаратура не повинна контактувати з цими речовинами. В іншому випадку можливий вибух з лійкою глибиною 5 м. Вентилі для кисневого балона виготовляють з латуні, яка не горить в кисні.
Для деталей вентиля, що стикаються з киснем, не можна застосовувати сталь, так як вона сильно кородує в середовищі стисненого вологого кисню. При випадковому попаданні масла на деталі вентиля або займанні від тертя фібрової прокладки сальника можливе загоряння деталей зі сталі, так як вона горить у струмені стисненого кисню.
Для зменшення мережевого або балонного тиску газу і забезпечення постійного робочого тиску в газових магістралях застосовують газові редуктори.
Схема однокамерного газового редуктора показана на рис. 3.6. Запірний клапан 3 редуктора знаходиться під тиском запірної пружини // і гнучкою мембрани 8. При нормальному робочому тиску скороченої газу в камері 4 низького тиску встановлюється рівновага, запірний клапан притискається до сідла 9 запірної пружини і перегороджує доступ газу з балона. Гнучка мембрана під впливом регулювальної пружини 7через натискний диск 5 і штовхач 10 прагне відкрити запірний клапан. Змінюючи натяг регулювальної пружини, можна змінювати робочий тиск.
02.02.2024
Тема: пристрій і принцип дії пересувного генератора низького тиску
Корпус 2 генератора розділений перегородкою 3 з'єднана з нижньою частиною корпусу за допомогою гумового шланга б, вентиля 5 і трубки 7. Конусоподібний посудину 9 повідомляється з атмосферою в своїй верхній частині. Верхня частина генератора з'єднана з нижньою частиною за допомогою трубки 12. Що виділяється газ надходить в газову магістраль через вентиль 10.
У суху реторту встановлюють кошик з карбідом кальцію і закривають її герметичною кришкою 4. У верхню порожнину генератора заливають воду при закритому вентилі 5 і відкритому вентилі Ю. Вода через трубку 12 надходить в нижню порожнину генератора. При відкритому вентилі 5 вода прямує в реторту. Утворений при реакції з водою ацетилен по трубці 7 надходить в нижню
порожнину генератора, витісняючи з неї частину води і відкриваючи доступ до трубки / /.
Оскільки утворюється кількість ацетилену більше витрачається при газовому зварюванні, триває витіснення води з нижньої порожнини. Як тільки рівень води досягне рівня вентиля 5, її подача з нижньої порожнини в реторту припиняється. Однак тиск ацетилену в нижній порожнині генератора і реторти продовжує підвищуватися, але більш повільно.
Під дією тиску вода з реторти витісняється в конусоподібний посудину. Скорочується обсяг карбіду, що стикається з водою, і зменшується виділення ацетилену. У міру відбору ацетилену його тиск в генераторі знижується. Вода з конусоподібного судини надходить в реторту, і збільшується утворення ацетилену.
При роботі газового пальника можливий зворотний удар полум'я - займання ацетіленокіслородной суміші в каналах пальника і поширення полум'я назустріч потоку ацетилену. Іноді полум'я проходить навіть в ацетиленовий шланг, і якщо на його шляху немає перешкоди, то полум'я пройде в ацетиленопроводів або генератор, що призведе до вибуху ацетилену.
Горіння ацетіленокіслородной суміші, тобто поширення в ній полум'я, відбувається з певною швидкістю, яка залежить від складу і температури суміші. Швидкість витікання горючої суміші з отвору пальника завжди повинна бути більше швидкості горіння. Якщо швидкість витікання стане менше швидкості горіння, то полум'я може проникнути в канал пальника і запалити в ньому горючу суміш. Удар полум'я супроводжується бавовною.
Швидкість поширення фронту полум'я може перевищити швидкість вильоту газів із пальника в наступних випадках:
• перегрів пальника;
• засмічення її сопла;
• спустошення кисневого балона.
Для захисту ацетиленових генераторів і газопроводів (при централізованому постачанні газозварювальних постів) від вибуху при зворотному ударі полум'я передбачають спеціальні запобіжні пристрої - затвори рідинні (водні) і сухого типу.
Для генераторів низького тиску застосовують водяні затвори відкритого типу. У них вибухова хвиля і полум'я, що рухаються назустріч пальному газу, виводяться в атмосферу. Для генераторів середнього тиску використовують затвори закритого типу. У них вибухова хвиля і полум'я гасяться всередині затвора.
У корпусі 6 (рис. 3.4, а) водяного затвора відкритого типу розміщені газоподводящей 2 і запобіжна 5трубкі. При заправці затвора водою, її надлишок зливається через контрольний кран 7.
При нормальній роботі газового пальника (рис. 3.4, б) газ через шар води і газовідвідну трубку I подається до пальника. Якщо швидкість горіння газової суміші більше швидкості подачі газу (зворотний удар), то полум'я газового пальника досягає газовідвідної трубки і проникає в затвор. Ацетилен, що знаходиться в затворі, запалюється, і газова хвиля створює тиск на воду. Частина води йде в газоподводящую трубку і перериває подачу ацетилену. Продукти горіння ацетилену виводяться назовні через запобіжну трубку і воронку 4. Отбойник 3 необхідний для запобігання випліскування води з затвора.
01.02.2024
Тема:
У генераторах з кількісним регулюванням здійснюють дозування карбіду кальцію або води. Якщо дозується карбід кальцію, то система називається «карбід у воду» (КВ). При дозуванні води і одночасне завантаження усієї кількості карбіду кальцію система називається «вода на карбід» (ВК). Застосовують також комбіновану систему з дозуванням обох речовин.
У генераторах з регулюванням тривалості взаємодії карбіду кальцію з водою їх контакт відбувається періодично. Якщо рухомим речовиною є карбід кальцію, то система носить назву «занурення карбіду» (ПК), а якщо вода, то «витіснення води» (ВВ). Для забезпечення точного регулювання газоутворення і зменшення скидання газу в атмосферу застосовують комбінацію двох зазначених систем в одному генераторі.
У генераторах системи КВ продуктивністю понад 20 м 3 / год (мод. ГПР-65 і ГРК-10) в постійний обсяг води подають карбід кальцію. Кількість утворюється газу регулюють подачею карбіду. Ця система забезпечує високу ефективність взаємодії компонентів і тепловідведення при розкладанні карбіду кальцію водою і дозволяє отримувати чистий охолоджений газ. Модифікація генераторів цієї системи допускає підвищення продуктивності на 50%. Недоліком таких генераторів є значна витрата води і зумовлені цим великі розміри апарата, а також значна кількість відходів - рідкого мулу. Вони вимагають складних механізмів для регулювання подачі карбіду кальцію.
У генераторах системи ВК (мод. МГ-65) карбід засипають в спеціальне завантажувальний пристрій і періодично подають воду. Кількість утворюється газу регулюють подачею води. Генератори цієї системи мають більш просту конструкцію, дешевше у виготовленні і зручніші в експлуатації. Вони вимагають невеликої кількості води і здатні працювати на карбіті кальцію з різною грануляцією. Для них характерно невелика кількість відходів у вигляді рідкої гашеного вапна. Недоліком цих генераторів є перегрів ацетилену в зоні реакції і неповне розкладання карбіду кальцію. Вони не підлягають модернізації з метою підвищення продуктивності. Генератори системи ВК випускають переважно пересувного типу.
У генераторах системи ВВ (мод. ГВД-0,8, МГВ-0,8 і ACM-1-66) вода і карбід періодично стикаються. Ці генератори досить надійні і зручні в роботі; допускається їх модернізація. Недоліком генераторів даної системи є можли
Мал. 3.2. Схеми ацетиленових генераторів систем КВ ( а ), ВК (б) і В К з сухим варіантом процесу ( в ):
/ - бункер (барабан з карбідом кальцію); 2 - газосборнік; 3 - механізм подачі карбіду; 4 - механізм спуску мулу; 5 - мул; 6 - система відбору газу; 7 - механізм подачі води; вертикальними стрілками показані переміщення елементів механізму
ність перегріву газу і спікання вапна в зоні реакції в разі раптового припинення відбору газу при підвищеній витраті, так як при цьому одночасно змочується велика кількість карбіду кальцію. Система ВВ знаходить застосування в генераторах продуктивністю до 10 м 3 / год.
Незалежно від конструкції все ацетиленові генератори (рис. 3.2) складаються з наступних основних частин: бункер 1 (барабан з карбідом кальцію), газосборнік 2, механізм 3 подачі карбіду, механізм 4 спуску мулу 5, система 6 відбору газу і механізм 7 подачі води.
31.01.2024
Тема: Газове зварювання має наступні сфери застосування
• виготовлення і ремонт виробів з тонколистової сталі (зварювання посудин і резервуарів невеликої місткості, усунення тріщин, зварювання латок);
• зварювання трубопроводів малого і середнього діаметрів (до 100 мм) і фасонних частин до них;
• ремонтна зварювання литих виробів із чавуну, бронзи і силуміну (усунення ливарних дефектів);
• зварювання виробів з алюмінію і його сплавів, міді, латуні та свинцю;
• наплавка латуні на деталі зі сталі та чавуну;
• зварювання кованого і високоміцного чавуну із застосуванням присадних прутків з латуні і бронзи;
• низькотемпературна зварювання чавуну.
Гази для газової з в а р к і. При ГС використовуються наступні горючі гази: ацетилен, водень, коксовий газ, метан, пропан, бутан, пари гасу і бензину (табл. 3.1).
Основним пальним газом є ацетилен - вибухонебезпечний і отруйний для людини безбарвний газ з різким запахом. Його отримують термоокислювальну пиролизом метану в суміші природного газу з киснем або в спеціальних ацетиленових генераторах при взаємодії карбіду кальцію з водою:
З 1 кг карбіду кальцію утворюється 0,23 ... 0,28 м 3 газоподібного ацетилену з виділенням до 2 МДж теплоти.
Устаткування для газової з ва р до і. Ацетиленові генератори - це апарати для отримання ацетилену з карбіду кальцію.
Згідно ГОСТ 5190-78 * ацетиленові генератори розрізняють по продуктивності - 0,5; 0,75; 1,25; 2,5; 3,5; 5; 10; 20; 40; 80; 160; 320 і 640 м 3 / год ацетилену; способу застосування- пересувні (продуктивністю до 3,2 м 3 / год) і стаціонарні (продуктивністю 5 ... 320 м 3 / год); тиску виробляється ацетилену - низького (до 10 кПа)
26.01.2024
Тема: ГАЗОВЕ ЗВАРЮВАННЯ
Це зварювання плавленням, при здійсненні якої для нагріву використовується теплота полум'я суміші горючих газів з киснем, спалюваного за допомогою пальника.
Схема газового зварювання (ГС) показана на рис. 3.1. Кромки заготовок / піддають місцевому нагріванню до оплавлення зосередженим газовим полум'ям 4. Новоутворена ванна 6 розплавленого металу контактує з крайками обох листів. При переміщенні пальника 3 в напрямку стрілки метал буде плавитися під полум'ям, а за пальником - охолоджуватися і укріпляти, утворюючи зварний шов 5. Для збільшення робочого перетину шва і підвищення міцності зварного з'єднання кромки під зварювання виконують з скосом. Отриманий обсяг заповнюють додатковим металом, що утворюється в результаті плавлення присадочного прутка 2.
Газове зварювання має ряд переваг. Цей спосіб зварювання порівняно простий, не вимагає складного і дорогого обоРіс. 3.1. Схема газового зварювання:
/ - заготовки; 2 - присадочний пруток; 3 - пальник; 4 - газове полум'я; 5 - зварні шви; 6 - ванна розплавленого металу; стрілкою показано напрямок переміщення пальника
ладнання, а також джерела електроенергії. Змінюючи теплову потужність полум'я, його положення щодо місця зварювання і швидкість зварювання, зварювальник може регулювати в широких межах швидкість нагріву і охолодження металу, що зварюється. Газове зварювання дозволяє з'єднувати майже всі метали, застосовувані в техніці. Такі метали, як чавун, мідь, латунь і свинець, легше піддаються газової зварюванні, ніж дугового.
До недоліків ГС відносяться невисока швидкість нагріву металу і велика зона теплового впливу на метал. Однак при правильно обраній потужності полум'я, вмілому регулюванні його складу, належної марці присадочного металу і відповідної кваліфікації зварника ГС забезпечує отримання високоякісних зварних з'єднань.
Внаслідок порівняно повільного нагріву металу полум'ям і відносно невисокою концентрації теплоти при нагріванні продуктивність ГС істотно знижується зі збільшенням товщини зварюваного металу. Наприклад, при товщині стали 1 мм швидкість газового зварювання становить близько 10 м / ч, а при товщині 10 мм - лише 2 м / ч. Тому ГС сталі товщиною понад 6 мм низькопродуктивні.
Вартість пального газу (ацетилену) і кисню при газовому зварюванні перевищує номінальну вартість електроенергії при дугового і контактного зварювання. Внаслідок цього ГС обходиться дорожче, ніж електрична. Процес ГС на відміну від електричного зварювання важче піддається механізації і автоматизації. Тому автоматична ГС многопламенная лінійними пальниками здійснюється тільки при з'єднанні обичайок і труб з тонкого металу поздовжніми швами.
25.01.2024
Тема: ХІМІЧНІ СПОСОБИ ЗВАРЮВАННЯ І РІЗАННЯ МЕТАЛІВ
Залежно від способу перетворення хімічної енергії в теплову розрізняють термітну і газове зварювання.
Термітне зварювання.
При термитной зварюванні (ТС) для нагріву використовується енергія горіння термітної суміші. Термітна суміш - це суміш порошків алюмінію (рідше - магнію) з оксидами металів (як правило, оксидом заліза).
Джерелом теплової енергії при ТС є екзотермічна реакція (з виділенням теплоти Q) при розігріві термитной суміші, наприклад реакція взаємодії порошку алюмінію з оксидом заліза
Реакція починається при попередньому підігріві суміші до температури 750 ° С. В процесі реакції температура зростає до 3 000 ° С (залізо і оксид алюмінію плавляться при більш низьких температурах). Внаслідок різної щільності залізо і оксид алюмінію в рідкій фазі розділені (оксид алюмінію знаходиться вгорі, а залізо - внизу). Запас теплоти, акумульований такою рідиною, використовується для зварювання як тиском, так і плавленням.
Термітне зварювання застосовується для з'єднання проводів, труб і рейкових стиків.
24.01.2024
Тема: ТЕХНІКА БЕЗПЕКИ
Найбільшу небезпеку для оператора при плазмовій обробці представляють високочастотний шум, інтенсивний ультрафіолетове випромінювання, висока напруга джерел живлення, бризки розплавленого металу, виділення аерозолів складного хімічного складу і токсичних газів.
При плазмовій обробці генерується шум в дйапазоне частот 50 ... 40 000 Гц; його рівень на відстані 0,5 м від плазмотрона досягає 132 дБ А (на 52 дБ А більше норми). Тому для захисту оператора необхідно встановлювати шумопоглинаючі станів і стельові панелі в кабіні зварника і застосовувати індивідуальні засоби захисту органів слуху.
Експлуатувати плазмову апаратуру необхідно з дотриманням загальних правил техніки безпеки і виробничої санітарії при електрозварювальних роботах. Відповідно до ГОСТ
1222-63 * напруга холостого ходу джерел живлення для ручних робіт не повинна перевищувати 180 В при наявності автоматичних пристроїв відключення джерела в разі обриву дуги і 90 В при відсутності таких пристроїв.
19.01.2024
Тема: ПЛАЗМООБРАЗУЮЩИХ ГАЗИ (СЕРЕДОВИЩА)
Плазмообразующих середовище має забезпечити найбільшу питому теплову потужність дуги при заданій витраті газу і витраченої електричної енергії, а також можливість концентрації отриманої енергії в тонкому плазмовому шнурі. Вибір середовища визначається технологічними особливостями способу зварювання, надійністю плазмового пальника, характеристиками наявного зварювального устаткування і економічними показниками.
До складу плазмоутворюючого середовища можуть входити одно-, дво- або багатокомпонентні гази (аргон, азот, гелій, повітря, суміш аргону і азоту з воднем, аміак, вода).
Аргон - інертний одноатомний газ з низькою теплопровідністю. Він добре захищає вольфрамовий електрод і сопло від перегріву і руйнування. Внаслідок низької напруженості електричного поля в аргоні не потрібно високої напруги для збудження дуги і забезпечується надійний стійкий процес її горіння. Однак аргоноплазменной зварювання призводить до появи литої структури зварного шва і зони термічного впливу.
Гелій - інертний одноатомний газ, що володіє більшою теплопровідністю, ніж ар'гон. Гелій забезпечує в 4 рази вищі значення напруженості електричного поля в стовпі дуги і ККД перетворення електричної енергії в теплову. Для іонізації гелію потрібно більше енергії, тому найчастіше він використовується в суміші з аргоном.
Гелій добре захищає вольфрамовий електрод від руйнування. При робочих температурах (близько 10 000 К) його теплопровідність істотно менше, ніж у міді, тому він забезпечує більш надійну тепловий захист мідного сопла.
Азот - двоатомний газ, добре стабілізуючий плазмову дугу. Оскільки в повітрі міститься 78% азоту, замість чистого азоту можна застосовувати повітря. При робочих температурах ентальпія азоту в 5 разів більше, ніж у аргону. У порівнянні з аргоном азот активніше взаємодіє з вольфрамом з утворенням його нітридів, що знижує стійкість вольфрамових електродів.
Наявність в технічному азоті домішок (до 1% кисню) обумовлює формування оксидів вольфраму. Тому бажано застосовувати цирконієві або гафнієвих електроди. Плазмова зварювання в атмосфері азоту супроводжується виділенням оксидів азоту, що вимагає наявності витяжної вентиляції і використання індивідуальних засобів захисту дихальних шляхів зварника.
Повітря є сильним окислювачем металів через наявність в ньому кисню. Тому необхідно застосовувати тільки цирконієві або гафнієвих електроди. Напруженість електричного поля дуги в кисневій атмосфері нижче, ніж в азотної, тому перетворення енергії менш ефективно. При взаємодії кисневої плазми з чорними металами інтенсивно протікають термохимические процеси забезпечують більш глибоке проплавлення заготовок. Кисень активно окисляє метал заготовок, електрод і сопло.
Водень - двоатомний газ, що забезпечує значно вищу напруженість електричного поля в стовпі дуги, ніж аргон, що зумовлює більш ефективне перетворення електричної енергії в теплову. Дисоціація та іонізація водню відбуваються при більш низьких температурах, ніж у гелію і аргону. Тому ентальпія водневої плазми приблизно в 4 рази більше, ніж у аргоновой. Так як водень має високу теплопровідність, сопло швидко нагрівається (перегрівається) і руйнується.
Водень рідко застосовується як самостійний плазмообразующий газ. Найчастіше його використовують в якості добавки до аргону або азоту, в пропорції 2: 1. Застосування аргоноводородной суміші (що містить до 35% водню) забезпечує отримання чистих рівних кромок при різанні алюмінієвих сплавів.
Вода може використовуватися як самостійна плазмоутворюючого середовища або добавка до робочого газу. При підвищенні температури до 5 000 К вода повністю розкладається на водень і кисень. При цій температурі відбувається дисоціація молекул водню, що супроводжується поглинанням теплоти, що призводить до інтенсивного охолодження периферійних шарів дуги і концентрації теплової енергії по осі дуги. Зростає температура ядра дуги і підвищується її проплавляющей здатність. Одночасно контакт дуги з відносно холодної заготівлею викликає взаємодія водню і кисню з виділенням додаткової кількості теплоти.
Мал. 2.30. Схеми плазмових пальників (а , б) у стабілізації дуги (в, г):
/ - корпус пальника; 2 - газова камера; 3 - електрод; 4 - формує сопло; 5 - плазма; 6 - перешкода (зварюються заготовки), 7 - ванна рідкого металу; 8 - охолоджуюча камера; 9-радіальний потік газу; Ю - тангенціальний (вихровий) потік газу; / | - / 5 - значення довжини (/ ( - факела плазми; / 2 - робочої ділянки; / 3 - відкритої ділянки; / 4 - стисненого ділянки, / 5 - закритого
18.01.2024
Тема: ПЛАЗМОВІ ПАЛЬНИКА
У корпусі / пальника (рис. 2.30, а) розміщені два основних елементи - газова камера 2 і електрод 3. Через формує сопло 4 газової камери пропускають плазмообразующий газ.
Мал. 2.29. Будова плазмової дуги і розподіл падіння напруги вздовж її осі:
/ - анод; 2 - катод; I - анодна область; II - стовп дуги; III - катодний область; / А - щільність анодного струму; / До - щільність катодного струму; U - падіння напруги; L - довжина дуги; U a ,? / С , U K - падіння напруги відповідно в областях I, II і III
Плазмова дуга з'являється при стисненні електричної дуги струменем газу, що приводить до зменшення площі поперечного перерізу дуги і суттєвого підвищення її температури.
У усталеною плазмової дузі можна розрізнити кілька однорідних ділянок розряду (див. Рис. 2.29). На поверхні електрода розташовується катодний область. Між катодного областю і верхнім зрізом циліндричної частини формує сопла (див. Рис. 2.30, а) знаходиться закриту ділянку дуги довжиною / 5 з відносно холодним потоком газу. Між вхідним і вихідним зрізами циліндричної частини сопла розташована ділянка дуги довжиною / 4 , що піддається стисненню холодними стінками каналу. Далі слід відкриту ділянку довжиною / 3 , стабілізований співісними потоками плазми і оболонкою більш холодного газу, а також робочу ділянку довжиною / 2 . У зоні зварювання розташовується факел довжиною / ,.
Стиснення дуги і зменшення її поперечного перерізу відбуваються в конусної частини сопла. В результаті стиснення температура центральної частини дуги підвищується до 10000 ... 50000 К. Внутрішня частина дуги нагрівається до температури 10 000 ... 20 000 К, а зовнішня частина, яка контактує зі стінкою сопла, залишається відносно холодної. Зовнішній шар грає роль електричної і теплової ізоляції. Він перешкоджає відхиленню стовпа дуги від заданого напрямку і його замикання на стінки сопла.
Розрізняють плазмову дугу прямого і непрямого дії. У пальнику з плазмовою дугою прямої дії (див. Рис. 2.30, а ),
анодом є зварюються заготовки. При цьому теплова енергія надходить в зону зварювання від всього стовпа дуги (ККД дуги складає 60 ... 70%). Однак така дуга непридатна для обробки заготовок з діелектричних матеріалів.
Дуга побічної дії (рис. 2.30, б) горить між електродом і корпусом пальника (зварюються заготовки не включені в електричний ланцюг). Анодом є корпус пальника, а анодное пляма розташоване всередині циліндричного отвору сопла. Тому температура і швидкість течії плазми на виході з сопла різко зменшуються, що призводить до зниження ККД дуги до 30 ... 40% і стійкості сопла. Однак така дуга дозволяє обробляти діелектричні і тонколистові матеріали.
Стабілізація дуги здійснюється двома методами - осьовим і вихровим. При осьової стабілізації (рис. 2.30, в) плазмообразующий газ подається вздовж осі електрода (траєкторія 9). Газ охолоджує електрод. Проходячи через конусний канал сопла, газ обжимає стовп дуги і стабілізує се. Цей спосіб стабілізації пред'являє високі вимоги до співвісності електрода і каналів сопла.
При вихровий стабілізації (рис. 2.30, г) газ надходить по дотичній до окружності поперечного перерізу сопла і в камері 2 рухається по спіралі, охоплюючи стовп дуги вихровим потоком, що забезпечує автоматичну і точне фокусування дуги по осі каналу. Завдяки рівномірній товщині газової оболонки зростає стійкість сопла.
17.01.2024
Тема: ПЛАЗМОВА ЗВАРЮВАННЯ
Плазмова зварювання являє собою зварювання плавленням, при виконанні якої нагрів проводиться стислою дугою.
Джерелом теплоти при плазмовому зварюванні є плазмовий струмінь - спрямований потік іонізованих частинок газу з температурою, що досягає 20000 К. Плазмова дуга, будучи концентрованим джерелом теплоти, володіє великою проплавляющей здатністю.
Плазмовою дугою можна зварювати заготовки товщиною до 10 мм без оброблення крайок. Володіючи високою стабільністю, вона дозволяє виконувати мікроплазми іншу зварювання заготовок товщиною 0,025 ... 0,8 мм. Якщо збільшити витрату плазмообразующего газу, то можна значно підвищити теплову потужність, швидкість витікання і тиск плазми. Така дуга забезпечує наскрізне проплавлення і видуває розплавлений метал, тобто дозволяє здійснювати його різання. Плазмову дугу використовують для зварювання металів (високолегована сталь, сплави титану, нікелю, молібдену і вольфраму) і неметалів, різання будь-яких матеріалів, наплавлення, напилення і т.д.
Розрізняють два види плазми: ізотермічну (виникає при нагріванні газу до температур, достатніх для його термічної іонізації) і газорозрядну (утворюється при електричному розряді в газі).
Отримання ізотермічної плазми вимагає попереднього нагрівання газів до температур 3 000 ... 5 000 К. При цих температурах кінетична енергія атомів досягає значень, при яких в результаті взаємних зіткнень руйнуються їхні зовнішні електронні оболонки, і нейтральні атоми перетворюються в позитивно заряджені іони. Вивільнені електрони вибивають нові електрони з оболонок інших атомів, і процес нарощування числа електронів та іонів набуває лавиноподібний характер. Газ переходить в стан плазми.
Якщо плазмообразуюшім газом є водень, то майже всі його атоми втрачають електронну оболонку, і плазма являє собою суміш позитивно заряджених ядер і не пов'язаних з ними негативно заряджених електронів. Якщо в освіті плазми беруть участь атоми з більшою, ніж у водню, масою (що мають більше число електронних оболонок), наприклад аргону, то атоми втрачають електрони із зовнішніх оболонок. При температурах 10000 ... 20000 До іонізація не закінчується. Плазма складається з вільних електронів та іонів, які представляють собою атоми, які зберегли електрони на своїх внутрішніх оболонках. Отже, проникаюча (проплавляющей) здатність такої плазми вище, ніж у водневій, проте для її отримання необхідний додатковий нагрів (введення додаткової енергії).
Отримання газорозрядної плазми здійснюється за допомогою дугового розряду, який збуджується між катодом і анодом при відповідній різниці потенціалів, температурі і щільності струму. При атмосферному тиску температура стовпа електричної дуги складає 5 000 ... 6 000 К. Якщо електричний дуговий розряд обдувати потоком плазмообразующего газу, то можливе порушення плазмової дуги.
Будова плазмової дуги показано на рис. 2.29. Подлине дуги можна виділити три області: анодний, катодний і стовп дуги. В анодному області накопичується негативний об'ємний заряд, що обумовлює падіння напруги U. d (U a = 1 ... 5 В, щільність струму / а = 1 ... 100 А / мм 2 ).
У катодного області накопичується позитивний об'ємний заряд, викликає падіння напруги U K (U K = 5 ... 10 В, щільність струму / к = 10 ... 1 000 А / мм 2 ). Протяжність обох перехідних областей - анодної і катодної - порівнянна з довжиною вільного пробігу електрона.
Між перехідними областями розташовується циліндричний канал, заповнений квазі нейтральної плазмою - стовп дуги. Під квазінейтральності плазми розуміють рівність нулю алгебраїчній суми зарядів в досить великому обсязі (відсутність надлишку електронів або іонів).
11.12.2023
Тема: ДИФУЗІЙНЕ ЗВАРЮВАННЯ
Дифузійне зварювання - це зварювання тиском, що здійснюється за рахунок взаємної дифузії атомів в тонких поверхневих шарах контактуючих частин. Дифузійне зварювання проводиться при відносно тривалому впливі підвищеної температури і незначній пластичній деформації.
Дифузійні процеси протікають досить інтенсивно при нагріванні металів до температур рекристалізації, що становлять 0,4 Г пл , де Г лл - температура плавлення, і тисках, необхідних для пластичного деформування мікровиступів з метою забезпечення фізичного контакту по всій зварюваної поверхні.
Дифузійну зварювання виконують в вакуумі (зварювання хімічно активних металів) і атмосфері захисних або інертних газів. Схема установки для дифузійного зварювання приведена на рис. 2.28. Зварювані заготовки 5устанавлівают всередині камери 3 , яка охолоджується водою, яка подається по змійовику 2. В камері насосом 7 створюється вакуум (залишковий тиск газів 10 " 5 ... 10 _3 Па) або в неї нагнітаються захисні або інертні гази. Нагрівання заготовок проводиться за допомогою спірального нагрева-
Мал. 2.28. Схема установки для дифузійного зварювання:
/ - плита; 2 - змійовик; 3 - камера; 4 - індуктор; 5 - заготовки; 6 - шток поршня; 7 - насос; 8 - генератор; р - тиск теля або індуктора 4ТВЧ. Всі вводи в камеру (до насоса, генератора 8 і штоку 6 поршня) герметизуються.
Процес зварювання включає в себе дві стадії. На першій з них заготовки нагріваються і прикладається тиск. Відбувається пластичне деформування мікровиступів і руйнування тонких плівок на контактуючих поверхнях заготовок.
На другій стадії заготовки витримуються під тиском. Утворюється об'ємна зона взаємного з'єднання під впливом дифузії.
З метою прискорення процесу нагріву заготовок (зварювання тугоплавких металів і сплавів) в камеру може бути введений електронний промінь. Для отримання високоякісного з'єднання зварюються поверхні заготовок повинні бути попередньо очищені від оксидних плівок і забруднень.
Дифузійне зварювання дозволяє з'єднувати метали, сплави і керамічні матеріали в різних поєднаннях, а також заготовки, значно відрізняються по товщині. Як правило, отримані сполуки не потребують подальшої механічної обробки.
06.12.2023
Тема: ВИСОКОЧАСТОТНА ЗВАРЮВАННЯ
Високочастотна зварювання являє собою один із способів зварювання тиском. При її здійсненні нагрів заготовок ведеться струмами високої частоти (ТВЧ) до зварювальної температури або до розплавлення кромок заготовок.
Особливість нагріву ТВЧ полягає у використанні явища нерівномірного розподілу струму по перетину провідника. При протіканні змінного струму по провіднику навколо нього виникає змінне магнітне поле тієї ж частоти. Під впливом цього поля значно зростає індуктивний опір внутрішніх шарів провідника і відбувається витіснення струму в його поверхневі шари (поверхневий ефект).
З підвищенням частоти струму нерівномірність розподілу щільності струму по перетину провідника збільшується. У поверхневих шарах провідника концентрується до 80 ... 95% теплової енергії.
При проходженні ТВЧ по електричному ланцюзі, що містить два близько розташованих провідника, на їх нагрівання буде впливати взаємодія магнітних полів, що існують в кожному з провідників. Залежно від напрямку струму в зазорі між провідниками можна спостерігати зменшення або збільшення сумарної напруженості магнітного поля (ефект близькості).
Спільна дія обох ефектів призводить до того, що найбільша щільність струму спостерігається в поверхневих шарах провідників, близько розташованих до зазору. Якщо кромки зварювальних заготовок встановити з невеликим проміжком і включити в загальний електричний ланцюг ТВЧ, то вони будуть інтенсивно нагріватися.
Як джерело ТВЧ можна використовувати електромашін- ні або електронні генератори (зовнішні джерела). Крім того, ТВЧ збуджують безпосередньо в зварюються заготовках / (рис. 2.27) за допомогою індуктора 2. У місці контакту кромок заготовок температура може досягати 1 200, ... 1 300 ° С. Внаслідок великої інтенсивності нагріву (800, ... 1 500 ° С / с) швидкість зварювання може досягати десятків і сотень метрів в секунду. Внаслідок малої товщини (0,15 ... 0,2 мм), що нагріваються шарів заготовок зона структурних перетворень основного металу також мала.
Високочастотної зварюванням можна з'єднувати практично будь-які види стали, мідні і алюмінієві сплави, хімічно активні метали і сплави, а також різнорідні метали товщиною 0,8 ... 14 мм. Зварений шов має високу і стабільну меха-
Мал. 2.27. Схема високочастотного зварювання:
/ - заготовки; 2 - індуктор; Р - зусилля проковки ническом міцність і в'язкість. Процес зварювання легко автоматизується за використанням систем, які реєструють електричні і механічні параметри.
04.12.2023
Тема: ЕЛЕКТРОШЛАКОВЕ ЗВАРЮВАННЯ
Електрошлакове зварювання (ЕШС) являє собою зварювання плавленням, при здійсненні якої для нагріву використовується теплота, що виділяється при проходженні електричного струму
69
через розплавлений шлак від електрода до заготовок. Дуга при зварюванні відсутня.
Схема установки для ЕШС приведена на рис. 2.25. Процес зварювання починається з освіти шлакової ванни 3 в просторі між крайками заготовок 7 і мідними водоохлаждасмимі формують пристроями (повзунами) 8. Вода для охолодження повзунів подається через штуцери 11.
Шлакова ванна утворюється за рахунок розплавлення флюсу 2 електричною дугою, порушуємо між зварювальним дротом 4 і вступної планкою 10. Після накопичення достатньої кількості рідкого шлаку дуга шунтується шлаком і гасне, а подача дроту і підведення струму через мундштук 5 тривають.
При проходженні струму через розплавлений шлак (електропровідний електроліт) в ньому виділяється теплота, достатня для підтримки високої температури шлаковой ванни (близько 2 000 ° С), а також розплавлення кромок заготовок і зварювальної
Мал. 2.25. Схема установки для елсктрошлаковой зварювання:
7 - ванна розплавленого металу; 2 - флюс; 3 - шлаковая ванна; 4 - зварювальний дріт; 5 - мундштук; 6 - вивідні планки; 7- заготовка; 8- повзун; 9 - зварні шви; 10 - вступна планка; 11 - штуцери; V ct - швидкість зварювання дроту. Остання необхідна для підведення струму і поповнення ванни / розплавленого металу.
Електрошлакове зварювання зазвичай виконують при вертикальному положенні зварюваних заготовок. Мундштук і повзуни переміщаються вгору в міру заповнення зазору між заготовками розплавленим металом, залишаючи після себе зварений шов 9. Кромки заготовок розплавляються одночасно по всьому периметру шлакової ванни, що дозволяє вести зварювання металу великої товщини за один прохід. Внаслідок цього по продуктивності ЕШС перевершує дугове зварювання.
На початковій і кінцевій ділянках зварного шва утворюються зварювальні дефекти: на початковому - непровар крайок, на кінцевому - усадочная раковина і сторонні включення. Тому зварювання починають на вступної планці, а закінчують - на вивідних планках 6. Після закінчення зварювання планки видаляють газовим різанням.
Найбільшого поширення набули три способи ЕШС: зварювання дротяним електродом, що плавиться мундштуком і електродом великого перерізу.
При ЕШС дротяним електродом заготовок товщиною 20 ... 150 мм використовують від одного до трьох дротів діаметром 3 ... 5 мм. Для рівномірного розігріву шлакової ванни по всій товщині електроду надають поперечні коливання в зазорі між заготовками. При зварюванні заготовок товщиною 150 ... 500 мм необхідне число дротів в електроді визначають з розрахунку 45 ... 60 мм товщини заготовки на один дріт.
При ЕШС плавиться мундштуком в зазорі між заготовками нерухомо встановлюють спеціальний мундштук. Він направляє електродний дріт у зону зварювання, служить для підведення до неї електричного струму і розплавляється разом з нею. Цей спосіб дозволяє виконувати всі основні види зварних з'єднань заготовок товщиною до 2 000 мм.
При ЕШС електродом великого перерізу в якості електродів застосовують пластини, стрижні, труби (отримують шов обмеженої довжини) або рулонну металеву стрічку (шов необмеженої довжини). Цей спосіб зварювання дозволяє з'єднувати заготовки товщиною 30 ... 1 000 мм.
Необхідність в установці заготовок вертикально або з невеликим нахилом (15 ... 20 °) зумовлює велику висоту зварювального обладнання, що досягає 8 ... 10 м.
За рівнем механізації виділяють три типи зварювальних установок, у яких:
1) механізовані або автоматизовані всі складально-зварювальні операції і операції по переналадке установки при переході на виробництво виробів іншого виду (цехові крани використовуються тільки для установки заготовок і зняття вироби);
2) автоматизовані тільки зварювальні операції (установка заготовок, складання та зняття вироби здійснюються цеховими кранами);
3) частково механізовані й автоматизовані зварювальні операції (тривалість власне зварювання становить 10% робочого циклу; решту часу доводиться на допоміжні і підготовчі роботи).
Установки першого типу скорочують підготовче час на 30 ... 35%, однак вони мають високу вартість. Найбільшого поширення набули установки другого типу.
ЕШС має наступні переваги перед автоматичним зварюванням під флюсом:
• підвищена продуктивність, обумовлена безперервністю процесу зварювання, виконанням зварного шва за один прохід при великій товщині заготовок і збільшенням сили зварювального струму в 1,5 - 2 рази;
• краща макроструктура і підвищена однорідність одношарового зварного шва (щільна макроструктура металу шва без пір і зональної ліквації формується внаслідок кристалізації металу від низу до верху з невеликою швидкістю, що відповідає термічного циклу);
• зниження витрат на зварювання за рахунок підвищення продуктивності, спрощення процесу підготовки кромок заготовок, зменшення перетину зварного шва, витрати зварювального дроту, флюсу та електроенергії.
До недоліків ЕШС можна віднести великі вертикальні габарити установок, а також грубозернисту структуру зварного шва і околошовной зони, що утворюється внаслідок їх уповільненої нагрівання та охолодження.
Електрошлакове зварювання широко застосовується в машинобудуванні для виготовлення ковочно- або ливарно-зварних конструкцій (станини і деталі потужних пресів і верстатів, колінчаті вали суднових двигунів, ротори і вали гідротурбін і т.д.).
При зварюванні алюмінієвих і титанових сплавів гази, розчинені в розплаві, істотно знижують характеристики міцності зварного з'єднання. Процес ЕШС не забезпечує дегазації металу шва. Тому при ЕШС алюмінієвих і титанових сплавів виробляють барботирование : для поглинання газів, розчинених в рідині, і її кращого перемішування через неї пропускають газ.
Барботування засноване на дифузії газів, розчинених в розплаві, до поверхні бульбашок пропускається через розплав інертного газу, адсорбції розчинених газів на поверхні бульбашок і їх часткової молізаціі.
Схема ЕШС з барботированием зварювальної ванни приведена на рис. 2.26. Інертний газ (аргон) подається в газову камеру 5
Мал. 2.26. Схема електрошлакового зварювання з барботированием зварювальної
ванни:
1 - формуючий пристрій; 2 - ванна рідкого металу; 3 - шлаковая ванна; 4 - штуцер; 5 - газова камера; 6 - електрод; 7 - плавиться мундштук; 8 - зварні шви; Р св - швидкість зварювання
через штуцер 4. Проходячи по каналах плавиться мундштука 7, газ проникає в шлакову ванну 3 і ванну 2 рідкого металу. При цьому газ втрачає швидкість, віддає частину кінетичної енергії розплавів і створює циркуляційні потоки і турбулентні пульсації. При нагріванні газу відбувається збільшення його обсягу і тиску. Загальна робота розширення газу, що використовується для перемішування розплавів, дорівнює сумі робіт адиабатного розширення струменя газу при його проходженні через канали та ізотермічного розширення при Спливання бульбашок.
Барботування дозволяє усунути нерівномірний оплавлення кромок основного металу, збільшити перенесення теплоти на периферію ванни розплавленого металу, подрібнити структуру металу шва, видалити з шва неметалеві включення і інтенсифікувати процес рафінування рідкого металу.
Мал. 2.24. Схема ручного пальника для дугового зварювання в вуглекислому газі:
/ - зварювальний дріт; 2 - мундштук, 3 - сопло; 4 - рукоятка; 5 - роликовий механізм подачі зварювального дроту; 6 - корпус
29.11.2023
Тема: СВАРКА В ВУГЛЕКИСЛОМУ ГАЗІ
При виготовленні різних конструкцій з вуглецевих і низьколегованих сталей дугове зварювання виробляють в вуглекислому газі. Зварювання виконують тільки плавиться при підвищеній щільності постійного струму зворотної полярності і ручними пальниками з механічною подачею зварювального дроту (рис. 2.24). Роликовий механізм 5 подає обміднений зварювальний дріт в канал токопроводящего мундштука 2. Вуглекислий газ надходить в сопло 3 через канал в корпусі 6 пальника, електрично ізольованому від мундштука. Для запобігання ураження зварника електричним струмом рукоятку 4 пальника виконують з діелектричного матеріалу.
Під дією високої температури дуги вуглекислий газ дисоціює на оксид вуглецю і вільний кисень. Вирізняється кисень окисляє залізо (утворюється розчинний в рідкому металі оксид заліза FeO), легуючі елементи і нерозчинні в рідкому металі оксиди елементів, що входять до складу зварюваної сталі. При взаємодії з вуглецем FeO утворює нерозчинний в металі оксид вуглецю СО. В результаті метал зварного шва містить пори і володіє поганими механічними властивостями.
Для запобігання пористості зварного шва використовують електродний дріт з підвищеним вмістом розкислюючих домішок (марганець і кремній) марок Св-08ГС, -10Г2С і т. П. Застосування раскислителей дозволяє відновити залізо. Утворилися оксиди (МпО і Si0 2 ) розташовуються у вигляді тонкої шлакової кірки на поверхні зварного шва, що має в даному випадку хороші механічні властивості.
Для забезпечення стабільного електричного контакту з мундштуком використовують обміднений зварювальний дріт.
Сварка в вуглекислому газі характеризується среднекапельним перенесенням рідкого металу з електрода в зварювальну ванну і підвищеним (до 12%) розбризкуванням електродного металу. Для зменшення розбризкування застосовують суміші газів: С0 2 з
Додавання кисню або заміна частини вуглекислого газу аргоном призводить до зниження поверхневої енергії (в результаті здійснюється дрібнокрапельне перенесення металу).
Для зменшення окислення і розбризкування рідкого металу, а також пористості зварного шва часто користуються порошковим дротом. Вона являє собою металеву трубчасту оболонку, заповнену шлако і газотвірними компонентами.
Різновидом порошкового дроту є самозащіт- ная дріт, оболонка якої виконана з легованої сталі, а в наповнювач введені з'єднання рідкоземельних елементів. Дріт забезпечує стійке горіння дуги і розкислення металу зварювальної ванни. Самозахисними дріт застосовують при механізованому зварюванні без газового захисту дуги (в тих випадках, коли газовий захист через особливості конструкції виробу недостатньо надійна або неможлива, наприклад при зварюванні стиків труб нафтопроводів або підводного зварювання).
27.11.2023
Тема: АРГОНОДУГОВАЯ ЗВАРЮВАННЯ
Основним захисним газом є аргон. Аргонодуговую зварювання використовують для з'єднання будь-яких металів і сплавів.
Зварювання можна проводити не плавиться або плавиться.
Зварювання неплавким електродом виконують при з'єднанні заготовок товщиною 0,8 ... 6 мм. При товщині заготовок до 3 мм можлива зварювання без застосування присадочного металу (з розплавленням тільки матеріалу заготовок). У разі необхідності отримання опуклого шва або при товщині заготовок більше 3 мм використовують присадний пруток або присадний дріт. Нсплавящісся електроди виготовляють з вольфраму стрижнів, що мають температуру плавлення 3 370 ° С, з додаванням I ... 3% оксидів торію, лантану і ітрію. Наявність оксидів підвищує емісійну здатність і стійкість електрода.
Електроди випускають діаметром 0,2 ... 12 мм. Присадний пруток або дріт підбирають по їх відповідності хімічним складом металу зварюються заготовок. Діаметр присадного дроту або прутка повинен складати 0,5 ... 0,7 діаметра електрода.
Листові заготовки товщиною 0,2 ... 1,5 мм з'єднують автоматичним зварюванням у імпульсному режимі. Між електродом і заготовками постійно горить малопотужна (чергова) дуга, яка забезпечує іонізацію зварювального проміжку. На чергову дугу накладають потужні імпульси дуги заданої частоти і тривалості. Імпульсний режим дозволяє точно дозувати надходження теплової енергії і знизити допустиму мінімальну товщину металу, що зварюється.
Зварювання неплавким електродом ведуть на постійному струмі прямої полярності. Силу зварювального струму вибирають за відомою залежністю, описуваної формулою (2.2). Дуга горить стабільно при напрузі 10 ... 15 В і мінімальній силі струму 10 А, що при безперервному горінні дуги забезпечує можливість з'єднання заготовок товщиною понад 0,8 мм.
При здійсненні зварювання на струмі зворотної полярності зростає напруга дуги і знижується стабільність її горіння. Однак дуга зворотної полярності дозволяє очищати зварюються поверхні заготовок від оксидних плівок (при зварюванні алюмінієвих і магнієвих сплавів). Це явище, що отримало назву катодного розпилення, пов'язане з тим, що поверхні заготовок бомбардуються важкими позитивними іонами аргону, які механічно руйнують плівки.
Поєднати стабільність дуги (пряма полярність) з катодним розпиленням (зворотна полярність) дозволяє застосування змінного струму. Однак асиметрія електричних властивостей дуги (при прямій полярності її електропровідність більше, ніж при зворотному) призводить до появи постійної складової струму прямої полярності. Дуга горить нестабільно, погіршується її очищає здатність, і порушується безперервність процесу формування шва. Тому для харчування дуги змінним струмом використовують спеціальні джерела, що включають в себе стабілізатор горіння дуги, який подає додаткову напругу в зварювальну ланцюг в напівперіод зворотної полярності. Іноді застосовують перетворювачі, що змінюють напівперіоди змінного струму по фазі і амплітуді.
Сварка , що плавиться служить для з'єднання заготовок товщиною 3 мм і більше при ручною або автоматичною подачі пальника. Щільність струму повинна становити не менше 100А / мм 2 . При її менших значеннях відбувається крупнокрапельне перенесення металу з електрода в зварювальну ванну, що приводить до пористості зварного шва і сильному розбризкування розплавленого металу.
При високій щільності струму під впливом сил електромагнітної взаємодії відбувається струменевий перенесення металу, що забезпечує глибоке проплавлення заготовок і формування щільного зварного шва з рівною поверхнею. При цьому використовують зварювальний дріт невеликого діаметра (0,6 ... 3 мм), яку подають з високою швидкістю. Зварювання виконують на постійному струмі зворотної полярності, так як електричні властивості дуги визначаються наявністю іонізованих атомів металу електрода в стовпі дуги і дуга такої полярності горить стабільно.
Для зниження критичної щільності зварювального струму застосовують суміш аргону з 5% кисню. Останній зменшує поверхневий натяг крапель розплавленого металу і забезпечує перехід до струменевого перенесення металу при меншій щільності струму.
Мал. 2.21. Точкова дугова зварка під флюсом внахлест: а-д етапи зварювання; / - листові заготовки; 2 - мідний мундштук; 3 - корпус зварювального апарата; 4 - електрод; 5 - флюс; 6 - дуга; 7 - зварна точка ність металу шва до утворення гарячих тріщин, що знижує працездатність зварного з'єднання.
22.11.2023
Тема: РОЗРАХУНОК ОСНОВНИХ ПАРАМЕТРІВ РЕЖИМІВ ДУГОВОГО ЗВАРЮВАННЯ ПІД ФЛЮСОМ
Режими дугового зварювання під флюсом визначаються виходячи з умови повного проплавлення зварюваних заготовок. Збільшення сили зварювального струму призводить до підвищення тиску зварювальної дуги. Розплавлений метал витісняється в хвостову частину зварювальної ванни, зменшується рідка прошарок під дугою, поліпшуються умови теплообміну між плямою дуги і основним металом, а також збільшується кількість розплавленого металу.
При надмірному зростанні сили зварювального струму погіршуються умови дегазації металу в зварювальній ванні, підвищується склон-При підвищенні зварювального струму збільшується довжина дуги і її рухливість, що забезпечує зростання ширини шва з одночасним зменшенням глибини проплавлення заготовок.
Сила зварювального струму для електродів діаметром менше 3 мм визначається за формулою (2.2).
Оптимальне напруга дуги
Швидкість зварювання визначається за допомогою емпіричного співвідношення
де В - коефіцієнт.
Значення діаметра електродного дроту, коефіцієнтів до і В вибирають в залежності від товщини заготовок і виду зварюваного матеріалу (дані приведені для низьковуглецевої сталі):
Мал. 2.20. Дугове зварювання під флюсом стикових з'єднань на мідній підкладці (я), флюсового подушці (б) і залишається сталевий підкладці (в):
1 - гумовий (повітряний) шланг; 2 - флюсова подушка; 3 - заготовки
20.11.2023
Тема: ТИПИ ШВІВ ЗВАРНИХ З'ЄДНАНЬ
Основні типи швів зварних з'єднань, виконуваних автоматичного і напівавтоматичного зварюванням під флюсом з вуглецевих і низьколегованих сталей, встановлені ГОСТ 8713-79.
Залежно від товщини зварюваного металу кромки заготовок можуть виконуватися з відбортовкою, без скоса, з скосом однієї або двох кромок, з двома скосами однієї або двох кромок. Укіс кромок може бути прямою, вигнутий і ступінчастий. За характером виконання шви поділяють на одно- і двосторонні.
ГОСТ 8713-79 передбачає чотири види з'єднань: стикові (при зварюванні металу товщиною s = 1,5 ... 160 мм), кутові (s = 1,5 ... 40 мм), таврові (s = 2 ... 60 мм) і нахлесточного (s = = 1 ... 40 мм). Їх визначення наведені в підрозділ. 1.7.
Сварка стикових з'єднань може проводитися на мідній або сталевій підкладці і флюсового подушці. Сварка на мідній підкладці (рис. 2.20, а) здійснюється переважно при з'єднанні тонких листів. Вона вимагає досить точного складання і надійного притиснення крайок до підкладці по всій довжині шва (максимальний зазор 0,5 мм). У мідної підкладці виконують канавку, засипати дрібним флюсом для отримання зворотного валика. Ось канавки повинна збігатися з віссю шва. Різновидом зварювання на мідній підкладці є зварювання на мідному ковзному черевику.
Застосування флюсового подушки (рис. 2.20, б) замість мідної підкладки допускає меншу точність складання і дозволяє отримувати хороші результати як при однопрохідної зварюванні з повним проплавлением всієї товщини листа, так і при автоматичному зварюванні двостороннього стикового шва. Однопрохідне зварювання забезпечує високу якість зворотного боку шва тільки за умови щільного і рівномірного притиснення флюсового подушки по всій довжині зварювальних кромок. Це досягається використанням спеціальних пристосувань. Між швелерами укладають гумовий (повітряний) шланг /. На нього поміщають проміжну, сталеву або мідну, пластину і засипають флюсових подушку 2. На швелери встановлюють зварюються заготовки .
Сварка на що залишається сталевий підкладці (рис. 2.20, в) застосовується переважно при з'єднанні щодо тонких аркушів. Вона допускає збільшення зазору між стикуємими елементами. Прилягання підкладки до заготовок повинно бути досить щільним (з максимальним зазором не більше 1 мм). Використання сталевого підкладки дозволяє проварити заготовки на всю товщину і частково приварити підкладку. Односторонню зварювання стикових з'єднань заготовок з тонкого металу можна виробляти одно- і многодуговой, а також багатоелектродного зварюванням.
Багатодугового і багатоелектродного зварювання при однопрохідному виконанні одно- і двосторонніх швів дозволяє підвищити продуктивність процесу, знизити витрату електроенергії і флюсу, а також питома витрата дроту при одночасному підвищенні стійкості процесу і частки основного металу в шві.
При стиковому зварюванні трубчастих заготовок, у яких відношення товщини стінки до діаметра перевищує 0,04, однопрохідне зварювання потужної дугою стає неможливою. Висока якість багатошарового зварювання (при заданій формі оброблення крайок) досягається тільки в тому випадку, коли погонне енергія при накладенні окремих шарів обмежена. Тому багатошарову зварювання виробляють дугами обмеженою потужності при відносно невеликому перетині кожного шару. Перші три-чотири шари накладають, розташовуючи електрод по осі симетрії шва. Наступні шари виконують каскадним методом, зміщуючи електрод щодо цієї осі. Ось торця електрода при накладенні кожного шару повинна знаходитися на відстані не менше 8 мм від краю кромки. Кут скосу кромок при діаметрі електрода 6 мм дорівнює 7,5 °, а при діаметрі 8 мм - 10 °. Радіус заокруглення в корені оброблення приймається рівним діаметру електрода. Останні один- два шари можна накладати більш потужними дугами.
Кутові з'єднання можуть бути отримані вертикальним (при товщині горизонтального елемента менше 3 мм) або похилим електродом (при товщині понад 3 мм).
Шви кутових з'єднань виконують з відбортовкою (односторонні), без скосу кромок, зі скосом однієї кромки і з двома скосами однієї кромки (всі двосторонні). При похилому положенні зварюються заготовок можна зварювати «у човник» кутові шви практично будь-якого перетину. Однак це положення полегшує витікання розплавленого металу в зазори.
Зварювання таврових з'єднань можна виробляти похилим електродом при вертикальному положенні стінки, накладаючи шви відносно невеликого розміру (з катетом до 10 мм). Шви більшого розміру виконують за кілька проходів.
Шви таврових з'єднань (одно- і двосторонні, суцільні, шахові, ланцюгові, переривчасті і точкові) виконують з одним або двома скосами однієї кромки (і ті й інші двосторонні) або без скосу кромок.
Нахлесточного з'єднання можуть здійснюватися при трьох просторових положеннях з'єднуються заготовок: горизонтальному, вертикальному і похилому. Зварювання при вертикальному положенні листів вимагає використання спеціальних флюсоудержівающіх пристосувань, покликаних унеможливлювати стікання шлаку і металу. Ось електрода при цьому розташовується під кутом 45 0 до вертикалі. При похилому положенні листів зварювання внахлест мало відрізняється від зварювання таврових з'єднань «у човник».
Шви з'єднань внапуск виконують з круглим або подовженим отвором (односторонні), без отворів (односторонні з проплавлением) і без скосу кромок (односторонні, суцільні або точкові).
Мал. 2.14. Основні вила поперечних рухів робочого торця електрода: а - по ламаній лінії; б - «півмісяцем»; в - трикутником з перетином траєкторії; г - петлеподібні руху
а - одношаровий однопрохідний; б - багатошаровий; в - багатошаровий багатопрохідний; / - // - проходи; I-V - номери шарів
29.11.2023
Тема: Види зварних швів
При товщині сталевих заготовок до 6 мм їх можна зварювати без оброблення крайок. При великих товщинах виконують одно- або двосторонню оброблення крайок, надаючи кожній з них скіс під кутом 30 °. У корені шва залишають притуплення розміром
1 ... 3 мм. Метал товщиною більше 10 мм зварюють багатошаровим швом.
Напруга дуги змінюється в межах 16 ... 30 В. Швидкість зварювання, обрана зварювальником, становить 5 ... 7 м / хв. Продуктивність процесу РДС обмежується силою зварювального струму. При великій силі струму перегрівається стрижень електрода і відшаровується обмазка, а також можливе розбризкування металу.
Технологія РДС. Технологічний процес зварювання можна розділити на чотири етапи: підготовку метала (заготовок) під зварювання, вибір режиму процесу, власне зварювання і контроль її якості.
Підготовка металу (заготовок) включає в себе різання, правку, очищення і розмітку матеріалу, а потім складання заготовок під зварювання. В одиничному і дрібносерійного виробництва листовий матеріал або будівельні профілі розрізають термічними способами. Механічну різання здійснюють в серійному виробництві або при підготовці заготовок прямокутного профілю. Правку заготовок виконують вручну, на лістоправйльних пресах або вальцях.
Розмітка заготовок необхідна для перенесення розмірів деталей в натуральну величину з креслення. Слід враховувати, що після зварювання деталі коротшають. Тому при розмітці потрібно передбачати припуски з розрахунку 0,1 ... 0,2 мм на погонний метр шва або 1 ... 2 мм на кожен стик.
Перед зварюванням необхідно ретельно очистити основний і присадний матеріали від іржі, окалини, вологи, масел і інших забруднень. Збірку заготовок під зварювання здійснюють за допомогою універсальних затискачів і прихватов або з використанням спеціальних складальних пристосувань (у серійному виробництві). Якість збірки перевіряють шаблонами, а наявність зазорів - щупами.
Дугу запалюють двома способами: дотиком електрода в точці або чірканьем торця електрода об поверхню металу. Перший спосіб найчастіше застосовують при виконанні швів на незручних ділянках.
Залежно від просторового положення шва, товщини і матеріалу заготовок вибирають напрямок зварювання і кут нахилу електрода.
Зварювання горизонтальних швів ведуть в чотирьох напрямках (зліва направо, справа наліво, до себе і від себе), а вертикальних - в двох (зверху вниз і знизу вгору). Незалежно від напрямку руху електрод нахиляють таким чином, щоб забезпечити проплавление основного металу на максимальну глибину (в нижньому положенні кут нахилу становить 15 ... 30 °).
При відсутності поперечних коливальних рухів торця електрода ширина валика шва становить 0,8 ... 1,5 діаметра електро-
Трод (нитковий шов). Ниткові шви застосовують при зварюванні тонколистового матеріалу або виконання першого шару в багатошарових швах.
Отримання більш широких швів (шириною до чотирьох діаметрів електрода) можливо при коливаннях горця електрода. Поперечні руху по ламаній лінії (рис. 2.14, а) не забезпечують значного прогріву крайок, що зварюються. Вони використовуються при зварюванні листового матеріалу встик, без скосу кромок, в нижньому положенні.
Коливальні рухи «півмісяцем» (рис. 2.14, б) здійснюють при зварюванні листового матеріалу встик, зі скосом кромок, в будь-якому просторовому положенні.
Рухи торця електрода трикутником з перетином траєкторії (рис. 2.14, в) забезпечують хороший прогрів кромок. Вони застосовуються при зварюванні кутових і стикових швів в будь-якому просторовому положенні.
При виконанні петлеподібних рухів торця електрода з перетином траєкторії (рис. 2.14, г) добре прогріваються кромки і корінь шва. Такі руху здійснюють при необхідності значного прогрівання металу по краях шва (рух електрода трохи сповільнюється в крайніх положеннях). Це допомагає запобігти пропал металу в центрі шва і добре прогріти зварювальну ванну, особливо при виконанні вертикальних швів.
Порядок накладення швів залежить від їх довжини. Короткі шви (довжиною до 300 мм) зварюють безперервним швом напроход, шви середньої довжини (300 ... 1 000 мм) - від середини до країв, а довгі шви (більше 1 000 мм) - обратноступенчатим способом.
Залежно від числа наплавлених шарів і проходів розрізняють наступні види зварних швів: одношаровий однопрохідний (рис. 2.15, а ), багатошаровий (рис. 2.15, б) і багатошаровий багатопрохідний (рис. 2.15, в).
Однопрохідне зварювання економічна і високопродуктивна, проте метал шва має знижену пластичність, що пов'язано зі збільшенням зони перегріву і грубої столбчатой структурою металу. При багатопрохідної або багатошарової зварюванні кожен нижележащий шар зазнає термічну обробку при виконанні шару, розташованого над ним, наслідком чого є дрібнозернистий структура металу шва. Багатошарові шви застосовують при зварюванні стикових з'єднань, багатопрохідні - кутових і таврових.
При багатошаровому зварюванні шари можна накладати обратноступенчатим способом: послідовно (рис. 2.16, а ), каскадом (рис. 2.16, б) або гіркою (рис. 2.16, в). Два останні види зварювання використовують при товщині заготовок 20 мм і більше. Для рівномірного нагріву шва по всій довжині кожен наступний шар при обратноступенчатий способі зварювання виконують короткими (довжиною 200 ... 400 мм) швами на ще не остившем попередньому шарі.
27.11.2023
Тема: РУЧНА ДУГОВА ЗВАРКА
Ручне зварювання здійснюється робочим за допомогою інструменту, який отримує енергію від спеціального джерела.
Ручне дугове зварювання (РДС) виробляють покритими зварювальними електродами, які вручну подають у дугу і переміщають уздовж заготовки. РДС дозволяє виконувати шви в різних просторових положеннях: нижньому, вертикальному, горизонтальному і стельовому.
Схема процесу РДС показана на рис. 2.13. Дуга // горить між стрижнем 2 електрода і металом заготовки 3. Температура дуги 6 000 ... 7 000 ° С. При прямому включенні ІП напрямок руху електронів 10 збігається з напрямком стікання крапель 4 розплавленого металу електрода. Температура катода (електрода) і анода становить відповідно 2 400 і 2 600 ° С. Разом зі стрижнем плавиться і покриття (обмазка) / електрода. В результаті формується захисна газова атмосфера 9 навколо дуги і рідка шлаковая плівка на поверхні ванни 5 рідкого металу. У міру просування дуги зварювальний ванна твердне. При цьому утворюється зварний шов 6 і тверда шлаковая кірка 7.
Електроди для РДС. Стрижні плавляться, виготовляють зі сталі, чавуну, алюмінію, алюмінієвих і титанових сплавів, міді і мідних сплавів.
Мал. 2.13. Схема процесу ручного дугового зварювання:
I - покриття (обмазка); 2 - стрижень електрода; 3 - заготовка; 4 - крапля розплавленого металу електрода; 5 - ванна рідкого металу; 6 - шов; 7 - шлаковая кірка; 8 - шлаковая плівка; 9 - захисна газова атмосфера; 10 - електрон; II - дуга
Для зварювання сталей застосовують холоднотягнутий гладку сталевий дріт діаметром 0,8 ... 6,0 мм. ГОСТ 2246-70 * передбачає 75 марок зварювального дроту різного хімічного складу: 6 марок низьковуглецевої дроту (Св-08, -08А, -08АА, -08ГА, -ЮГА, -10Г2), 30 марок легованої дроту (СВ 08ГС, -08Г2С і ін.) і 39 марок високолегованої дроту (Св-12х13, -12X11НМФ і ін.). Позначення дроту, що застосовується для зварювання чорних металів, розшифровується так: Св - зварювальний (вміст сірки або фосфору не більше 0,04%); перше число - вміст вуглецю в сотих частках відсотка; великими літерами позначають легуючі елементи (марганець - Г, кремній - С, хром - X, нікель - Н, молібден - М, вольфрам - В, селен - Е, алюміній - Ю, титан - Т, ніобій - Б, кобальт - К, мідь - Д); після літерного позначення легуючого елемента ставлять число, що позначає його процентний вміст (якщо зміст менше 1%, то число відсутня). Останніми буквами можуть бути А (вміст сірки або фосфору менше 0,03%), АА (вміст сірки або фосфору менше 0,02%), Е (дріт, призначена для виготовлення електродів), О (обміднений), Ш, ВД і ВІ (виплавлена відповідно електро- шлаковим, вакуумно-дуговим і вакуумно-індукційним способами).
Електродне покриття (обмазка) необхідно для забезпечення стабільного горіння дуги і отримання шва з наперед заданими властивостями. Воно наноситься на стрижень зануренням або обпресуванням і включає в себе ряд компонентів.
Стабільне горіння дуги забезпечує присутність сполук лужних металів з низьким потенціалом іонізації (калій, натрій, кальцій). Покриття електродів для зварювання на постійному струмі не містять стабілізуючого компонента, і тому вони непридатні для зварювання на змінному струмі. Торець електроду з таким покриттям фарбують червоним кольором.
Захист металу зварювальної ванни від взаємодії з киснем і азотом повітря здійснюється за рахунок створення газової атмосфери, відтісняє повітря, і утворення шлаку на поверхні зварювальної ванни і краплях металу.
До газообразуюшім відносяться органічні речовини (крохмаль, целюлоза, декстрин, деревне борошно). При нагріванні дугою вони згорають, створюючи власну газову атмосферу.
До шлакоутворюючих компонентів належать марганцева руда, рутил ТЮ 2 , плавиковий шпат CaF 2 , мармур СаС0 3 , каолін, крейда, кварцовий пісок і інші речовини. Шлакообразуюшіе компоненти розплавляються під дією теплоти дуги, обволікають краплі розплавленого електродного металу і разом з ними потрапляють в зварювальну ванну. Маючи меншу щільність, ніж розплавлений метал, шлак спливає на поверхню розплаву, забезпечуючи захист зварювальної ванни від кисню повітря і одночасно уповільнюючи її охолодження. Це сприяє видаленню газів з розплаву і перешкоджає утворенню гартівних структур в звареному шві і біля шовної зони.
Розкислення металу зварювальної ванни здійснюється шляхом введення в покриття хімічних елементів, більш активних по відношенню до кисню, ніж основний метал заготовок. При зварюванні сталей в якості розкислювачів використовують феромарганець, феросиліцій, ферроалюміній і інші речовини. Розкислення супроводжується наступними реакціями:
Утворені при цьому нерозчинні в залозі оксиди (Si0 2 , МпО) йдуть в шлак, який спливає на поверхню зварювальної ванни.
Легування металу шва відбувається при введенні в покриття легуючих компонентів - феросплавів або чистих металів, які при зварюванні переходять в метал шва.
Сполучні речовини (наприклад, рідке скло Na 2 0 (Si0) 2 , желатин, пластмаси) забезпечують зв'язування
Класифікація електродів здійснюється за такими ознаками: види зварювального дроту; види сталей, для зварювання яких призначені електроди; товщина і види покриттів; характер шлаку, що утворюється при розплавленні покриття; механічні властивості металу зварного шва; допустиме просторове положення електрода під час зварювання; полярність струму, що застосовується при зварюванні.
За видами зварюються сталей розрізняють електроди наступних груп: У - дозволяють зварювати вуглецеві і низьколеговані сталі; Л - леговані конструкційні сталі; Т - леговані теплостійкі (жаростійкі) стали; В - високолеговані дива з особливими властивостями; Н - для наплавлення поверхневих шарів з особливими властивостями.
За товщині покриттів розрізняють електроди з тонкими і середніми (стабілізуючими), а також товстими і особливо товстими (захисно-легирующими) покриттями (табл. 2.1).
Стабілізуючі покриття складаються тільки з іонізуючих і сполучних компонентів. Вони не забезпечують високої міцності зварного з'єднання. До складу покриттів середньої товщини, товстих і особливо товстих покриттів входять всі перераховані компоненти, що забезпечують високу якість зварного шва.
За видами покриттів електроди можуть ставитися до таких груп.
Група А - електроди з кислим покриттям, що містить оксиди заліза, марганцю, кремнію та титану. Ці електроди мають гарні зварювально-технологічними властивостями: вони дозволяють вести зварювання у всіх просторових положеннях на змінному і постійному струмі. Можлива сварка заготовок з іржавими крайками і окалиною. Такі електроди застосовуються для зварювання низьковуглецевих і низьколегованих сталей. Метал шва відповідає киплячій і напівспокійну стали. Електроди з кислим покриттям токсичні в зв'язку з виділенням сполук марганцю.
Група Б включає в себе електроди з основним покриттям, що містить мармур, плавиковий шпат, феросиліцій і феромарганець. Такі електроди знаходять обмежене застосування (в основному для зварювання на постійному струмі зворотної полярності). При наявності іржі метал зварного шва схильний до утворення пір і вимагає високотемпературної прокалки (400 ... 450 ° С) перед зварюванням. Метал шва добре розкисла.
Група Ц - електроди з целюлозним покриттям, що містить целюлозу і кісткову муку. Ці покриття, що створюють захисну газову атмосферу, ефективні при будь-яких типах струму. Вони використовуються при зварюванні низьковуглецевих і низьколегованих сталей. Метал зварного шва відповідає полуспокой- ної або спокійній стали.
Група Р включає в себе електроди з рутиловим покриттям, що містить рутиловий концентрат Ni0 2 , польовий шпат, мармур і феромарганець. Такі електроди, що володіють хорошими зварювально-технологічними властивостями, застосовуються для зварювання відповідальних конструкцій. Метал зварного шва відповідає напівспокійну стали.
Група П - електроди з іншими видами покриттів. При наявності в покритті більше 20% залізного порошку до позначення виду покриття додають букву Ж.
Згідно ГОСТ 9466-75 зварювальні електроди позначаються дробом, в чисельнику якого вказують буквено-цифрові коди типу електрода, його марки, діаметра електродного дроту, призначення електрода, товщини покриття і групи електрода, а в знаменнику - буквено-цифрові коди характеристик наплавленого металу і металу шва (по ГОСТ 9466-75, ГОСТ 10051 - 75 і ГОСТ 10052-75), виду покриття, допустимих просторових положень зварювання або наплавлення, роду застосовуваного струму при зварюванні або наплавленні і його полярності.
Структура і розшифровка повного позначення електродів для зварювання вуглецевих і низьколегованих конструкційних сталей, теплостійких сталей і високолегованих сталей з особливими властивостями, а також для дугового наплавлення поверхневих шарів з особливими властивостями наведені в [17, с. 69 - 80].
У технічній документації використовується скорочена назва зварювального електрода, яке має вигляд
де Е - електрод для дугового зварювання; 46 - мінімальний гарантований межа міцності шва (460 МПа); А - підвищені пластичні властивості металу зварного шва; УОНИ-13/45 - марка електрода відповідно до ГОСТ 9467-75; 3,0 - діаметр стержня електрода, мм; У - електрод для зварювання вуглецевих і низьколегованих сталей; Д2 - з товстим покриттям другої групи.
У відповідності з європейським стандартом EN 499 зварювальним електродів присвоюється восьмизначних буквено-цифрове позначення, що включає в себе:
1) код способу зварювання (табл. 2.2);
2) код міцності і пластичних властивостей наплавленого металу (табл. 2.3);
3) код мінімальної температури, що забезпечує ударну в'язкість 47 Дж / см 2 (табл. 2.4);
4) код хімічного складу наплавленого металу (табл. 2.5);
5) код типу покриття (табл. 2.6);
6) код продуктивності (перехід металу в шов) і роду струму (табл. 2.7);
7) код положення шва при зварюванні (табл. 2.8);
8) код вмісту водню в наплавленого металу. Кодування вмісту водню має наступний вигляд:
22.11.2023
Тема: Охорона праці при зварюванні. інструкція по техніці безпеки при зварювальних роботах
Чому важливо дотримуватися правил охорони праці на зварювальній ділянці?
Зварювальні роботи вважаються небезпечними і шкідливими не просто так. На місцях зварювання потенційні небезпеки підстерігають всюди. Це можуть бути небезпечні горючі речовини, високі температури предметів, вогненебезпечні і вибухонебезпечні речовини, виникла пожежа. Тому охорона праці при проведенні зварювальних робіт грає ключову роль.
Правила і техніка безпеці при зварювальній діяльності встановлюються шляхом прийняття локального нормативно-правового акту на підприємстві, в організації-Інструкції по охороні праці (далі-Інструкція). Залежно від специфіки діяльності підприємства Інструкція по охороні може одна, загальна. Якщо підприємство має значні обсяги виробництва, поєднує в собі декілька напрямів діяльності, то інструкцій по охороні праці може бути декілька, по кожній для окремого напряму.
Для допуску на ділянку співробітник повинен
Відповідати усім встановленим законом вимогам до кваліфікації.
Пройти первинний і ввідний інструктажі по техніці безпеці, інші необхідні види інструктажів.
Мати досить навичок поводження із зварювальним устаткуванням, застосовувати його тільки за призначенням і з відома керівництва.
Використати засоби індивідуального захисту і дотримуватися їх чистоти і належної форми. Не допускається носіння куртки з розкритим коміром, загортання рукавів, зварювання в промасленому одязі або рукавицях.
Уміти надавати першу медичну допомогу постраждалим колегам, іншим людям до прибуття бригади медиків.
Знать, як використати протипожежне устаткування на випадок пожежі за призначенням. Знати сигнали протипожежних пристроїв, забезпечити вільний доступ до засобів протипожежній безпеці, запасним виходам.
У випадку появи почуття погіршення здоров’я, поганого самопочуття припинити роботу, звернутися до медиків, негайно повідомити свого безпосереднього керівника. Якщо погане самопочуття спостерігається у колег, то треба негайно повідомити медиків, надати першу допомогу при необхідності, повідомити керівництво. Працівник повинен знати розташування медичної аптечки, знати її вміст і уміти його застосовувати на практиці.
Проводити очищення зварювального апарату не рідше за один раз в місяць.
Забезпечити в місці зварювання наявність спеціальної перегородки з матеріалу, що не згорає, заввишки не менше двох метрів, відстань між підлогою і стінками має бути не менше50 мм.
У випадку виникнення технічної несправності устаткування, проводки, негайно повідомити безпосереднього керівника.
Дотримуватися Правил внутрішнього трудового розпорядку.
Заземлити установку електрозварювання.
Встановити розпізнавальні знаки для місця проведення зварювання або відмітити їх іншим помітним способом.
Знежирювати поверхні спеціальними не займистими розчинами. Забороняється використати гас, бензин і інші легкозаймисті речовини.
Не використати устаткування, з правилами експлуатації якого не ознайомлений.
Підтримувати правила зберігання небезпечних речовин.
Дотримуватися чистоти і порядку на зварювальній ділянці впродовж усього робочого часу, не захаращувати робоче місце сміттям і відходами.
Пройти в установленому порядку медичний огляд.
Виконувати тільки доручене завдання, не допускати свавільної експлуатації устаткування.
Не використати несправне устаткування.
Експлуатувати пристрої безпечним способом.
Транспортувати газові балони тільки не спеціальних візках, не допускаючи різких поштовхів.
Знаходиться на роботі в тверезому стані. У разі виявлення колег, людей в стані алкогольного, наркотичного і токсичного сп’яніння, розпивання спиртних напоїв, негайно присікти виконання ними робіт, забезпечити їх видалення з робочого майданчика і доповісти начальству.
Не вживати їжу на своєму робочому місці.
Нести відповідальність за недотримання правил техніки безпеки (дисциплінарна, цивільна, адміністративна, кримінальна).
Які небезпеки існують на ділянці?
Бризки розплавленого металу, що відлітають при зварюванні. Розжарені шматочки можуть потрапити на відкриті ділянки тіла, очі. Якщо зварювання здійснюється на деякій висоті, то бризки і іскри летять вниз, розбиваються об зустрічні предмети, розлітаються у великих діаметрах. Тому усім треба використати тільки спеціальний одяг і взуття, захисні щитки, окуляри, рукавички, фартух, а на будівельному майданчику-захисну каску.
Висока температура дуги (близько4000 градусів), газового різака, інших предметів. Небезпеку представляють нагріті до високої температури речі, які зовні можуть виглядати як холодні.
Шкідливі гази і аерозолі. Зварювальні аерозолі є сумішами різних хімічних речовин, що виділяються в процесі зварювання. Склад сумішей розрізняється залежно від виду і способу зварювання. Найбільш шкідливими вважаються цинк, хром, кремній, оксид азоту. Аерозолі можуть викликати отруєння, тому місця проведення зварювання мають бути забезпечені хорошою вентиляцією, а зварювальник повинен надівати спеціальну захисну маску або респіратор.
Ультрафіолетове, видиме і інфрачервоне випромінювання можуть викликати опіки шкіри різному ступеню тяжкості, запалення око .
Нерівність поверхонь різних предметів і заготівель, гострі задирки, шорсткості.
Висока напруга електричного струму в ланцюзі.
Погано працююча або не працююча зовсім вентиляція.
Велике скупчення токсичного пилу, що виділяється при зварюванні. Оксиди марганцю, з’єднання хрому і кремнію можуть викликати ураження нервової системи, печінки, крові і легенів.
Інтенсивний шум при використанні плазмено-дуговий різання.
Промениста енергія від дугового зварювання — видиме світлове випромінювання, здатне викликати для незахищених око сильний біль, течію сліз.
Можливість отримання травми від взаємодії з технікою.
Недостатня або навпаки, занадто яскрава освітленість.
Вибухонебезпека.
Здійснення зварювання на висоті.
Психічні перевантаження.
Вимоги по охороні праці перед зварювальними роботами
Зварювальник зобов’язаний:
Отримати доручення на виконання конкретного завдання на зварювання.
Забезпечити себе засобами індивідуального і колективного захисту, перевірити їх справність.
Надіти чистий, не замаслений спеціальний одяг і взуття, не допускаючи наявності відкритих ділянок тіла, волосся.
Перевірити безпосередньо робоче місце: очистити його від пилу, бруду і сміття. Не захаращувати сміттям виходи. Пол на робочому місці зварювальника має бути чистим і сухим.
Переконатися, що зблизька відсутні газові балони, не вимита тара від вже використаних горючих матеріалів, фарба, інші легкозаймисті речовини. Якщо такі є, то треба забезпечити їх віддаленість від робочого місця не менше10 метрів.
Переконатися в справності зварювального апарату, надійності заземлення, правильної ізоляції електропроводки, цілісності зварювального ланцюга, справності пускового пристрою.
Перевірити надійність фіксації елементів, що підлягають зварюванню.
Включити вентиляцію
Забезпечити наявність перегородки або спеціального захисного екрану.
Очистити кромки від шлаку і іржі.
Стежити за належним функціонуванням зварювального агрегату.
Використати килимки, що захищають від вологи, при зварюванні неповоротних стиків труб.
Перевірити наявність води, піску або вогнегасника на місці роботи.
Якщо має відбутися зварювання резервуарів з-під горючих речовин, то вони мають бути ретельно вимиті і висушені.
Якщо має відбутися зварювання елементів рами автомобіля, то треба забезпечити заземлення кузова, бак для палива має бути знятий.
Генератор треба помістити в тепле місце, якщо мінусова температура.
Вимоги по охороні праці в процесі зварювальних робіт
Не допускається розміщення горючих речовин поблизу робочого місця зварювальника. Матеріали, схильні до згорання, мають бути в межах п’яти метрів від робочого місця, вибухонебезпечні, горючі речовини-не ближче, ніж десять метрів.
Зварювальник не може ремонтувати, включати і вимикати устаткування. Це доручено електромонтерам. Зварювальник лише стежить за справністю апарату.
Газові балони не повинні знаходитися ближче, ніж в п’яти метрах від джерел тепла.
Зварювальник проводить роботи на вулиці при дощі або снігопаді тільки під спеціальними навісами, що не згорають.
Зварювання конструкцій закритих резервуарів повинне проводитися трьома зварювальниками. Один знаходиться безпосередньо усередині резервуару, два мають бути зовні для страховки. Зварювальник усередині має бути одягнений в спеціальний пояс з мотузком, який згори повинні тримати інші зварювальники. У цих конструкціях не повинно бути шкідливих газів і інших речовин, що несприятливо впливають на зварювальників.
У якості штучного освітлення в місцях зварювання використовуються лампи потужністю12Вт.
Очищати зварювальні шви від шлаку треба тільки спеціальною металевою щіткою в захисних окулярах.
Зварювати елементи, що знаходяться на висоті, треба тільки за наявності лісів.
Якщо зварювання проводиться в небезпечних, закритих приміщеннях, приміщеннях на глибині, то треба застосовувати апарати, які автоматично відключаються при від’єднанні електроду із зварюваною деталлю.
Вентиль редуктора відкривається плавно, без ривків. Стояти треба на стороні, протилежній до напряму газу. Сторонніх людей перед струменем бути не повинно.
Якщо виникла довга перерва в трудовій діяльності, то вентиль на кисневому балоні треба закрити.
Якщо різак перегрівся, треба припинити роботу, остудити різак в резервуарі з холодною водою.
При проведенні зварювальних робіт забороняється
Використати з відкритий вогонь, якщо на відстані трьох метрів знаходиться ацетиленовий трубопровід, на відстані півтора метрів знаходиться кисневий трубопровід.
Проводити газове зварювання і різання на відстані не менше10м від ацетиленового генератора, кисневих балонів.
Допускати сторонніх людей до місця роботи.
Залишати без нагляду включене електроустаткування, электрододержатели.
Проводити зварювання в місцях, не погоджених з керівництвом.
Працювати при сильній порохнявості і загазованості приміщення.
Працювати, якщо устаткування функціонує несправно.
Здійснювати різання і варити метал навісу.
Допускати знаходження рядом зварювальних кабелів і газосварочных шлангів, дротів під тиском поблизу джерел тепла, ацетиленового генератора або балонів з киснем.
Працювати на одній вертикалі з іншими зварювальниками.
Допускати передачу электрододержателя інших особам.
Проводити розбирання і самовільний ремонт електроустаткування.
Скидати з висоти вниз огарки. Треба мати спеціальну металеву сумку для огарків.
Видаляти шлак з “свіжого” гарячого шва до його повного охолодження.
Переміщати зварювальну установку, коли вона включена в мережу.
Використати проводку без ізоляції, або, коли вона пошкоджена.
Використання електродів, не відповідних силі струму.
Використати пошкоджений захисний щіток.
Постійно “варити” при вимкненому відсмоктуванні.
Використати балони, вимазані в жири, фарбу, олію.
Котити балони по підлозі, землі.
Передавати балони вентилем вниз.
Скидати балони навіть з невеликої висоти, ударяти один об одного і об інші предмети, вантажити балони без ковпаків і заглушок.
Пересуватися поза робочим місцем з включеними електроінструментами.
Використання одного генератора декількома зварювальниками.
Залишати без нагляду включений генератор.
Вимоги по охороні праці після закінчення зварювальних робіт
Електромонтери відключають устаткування, зварювальник акуратно згортає усі дроти.
Навести порядок на робочому місці.
Очистити усі інструменти і покласти їх на покладені місця зберігання, також як і засоби індивідуального захисту, кисневі балони з надітими ковпаками
Переодягнути робочий одяг, покласти його у відведені місця, ретельно прийняти душ.
Не можна залишати недопрацьований карбід кальцію в генераторі.
Про усі несправності і недоліки в процесі трудової діяльності повідомити керівництво.
Вимоги по охороні праці при зварювальних роботах в аварійних ситуаціях
При виконанні зварювальних робіт треба керуватися тільки Інструкцією. У разі недотримання або грубого порушення її положень можуть виникнуть аварійні ситуації. До цього можуть привести:
Порушення правил поводження з вогнем.
Невідповідність зварювальника кваліфікаційним вимогам, невміння поводитися з устаткуванням на зварювальній ділянці.
Взаємодія з несправним устаткуванням.
Не використання засобів індивідуального захисту.
Порушення техніки безпеки при зберіганні вогненебезпечних, вибухонебезпечних речовин.
Порушення інших положень Інструкції.
Аварійна ситуація виникає, якщо стався вибух, виникла пожежа, поразка електричним струмом.
Дії при виникненні аварійної ситуації
Негайно повідомити керівництво, за наявності додаткових інструкцій від керівництва виконати їх.
Повідомити компетентні органи (медична установа, пожежна служба, газова служба).
Вжити заходи, якщо це можливо, до ліквідації пожежі, скористатися первинними засобами пожежогасінні, вимкнути вентиляцію і усе електроустаткування, по можливості забезпечити транспортування горючих і вибухонебезпечних речовин від пожежі, повідомити усі про пожежу, щоб почати пожежну евакуацію. Використати вогнегасника стосовно виду займання.
Надати долікарську допомогу потерпілим.
Вжити заходи до ліквідації наслідків надзвичайної події.
У випадку витоку газу, треба негайно припинити роботу, усунути несправність і забезпечити провітрювання.
Таким чином, охорона праці при проведенні зварювальних робіт має першочергове значення в процесі трудової діяльності зварювальника. Знання і ретельне, неухильне дотримання Інструкції по охороні праці при виконанні зварювальних робіт, проведення повторних інструктажів по охороні праці, можливість притягнення до відповідальності за недотримання Інструкції по охороні праці забезпечує безпека роботи зварювальника, підвищує загальний рівень безпеці праці на виробництві, виробляє позитивну трудову дисципліну.
Рис. 18.35. Принципова схема процесу ультразвукового зварювання:
1 - перетворювач; 2 - трансформатор пружних коливань; 3 - робочий інструмент; 4 - заготовки; 5 - опора; 6 - характер коливань але довжині установки
20.11.2023
Тема: Ультразвукове зварювання
При ультразвукової зварюванні використовують тиск, нагрів і взаємне тертя зварювальних поверхонь. Сили тертя виникають в результаті дії на заготовки, стислі силою Р (рис. 18.35), механічних коливань з ультразвуковою частотою.
Під дією ультразвуку руйнуються оксидні плівки, відбувається місцевий мікронагрев з мікродеформацій і посилена дифузія між поверхнями. Для отримання механічних коливань високої частоти використовують магнітострикційний ефект, що полягає в зміні розмірів мікрочастинок деяких металів, сплавів і керамічних матеріалів під дією змінного магнітного поля.
Процес зварювання відбувається наступним чином: зварювані заготовки 4 розміщують на опорі 5. Наконечник робочого інструмента 3 з'єднують з двигуном магнитострикционного перетворювача 1 через трансформатор поздовжніх пружних коливань 2. У зібраному стані вони являють собою хвилевід. Нормальна стискаюча сила Р створюється моментом М у вузлі коливань. У результаті ультразвукових коливань в тонких шарах контактуючих поверхонь створюються зсувні деформації, що руйнують поверхневі плівки. Вони нагріваються, метал в цих шарах трохи розм'якшується і йод дією стискаючого зусилля пластично деформується. При зближенні поверхонь на відстань дії міжатомних сил між ними виникає міцний зв'язок, що забезпечує освіту надійного зварного з'єднання. У місці контакту виникає порівняно невисока температура, що майже не викликає помітних змін структури, механічних та інших властивостей зварюваного металу. Наприклад, при зварюванні стали вона не перевищує 600 ° С, алюмінію - 300 ° С.
Ультразвуковий зварюванням можна отримувати шовні з'єднання заготовок товщиною до 1 мм внапуск, а також сполуки по контуру. Добре зварюються пластичні метали, гірше - малопластичні. Можна зварювати метали в однорідних і різнорідних поєднаннях.
Д.З повний конспек матеріала
15.11.2023
Тема: Зварювання тертям
При зварюванні тертям метал нагрівається в зоні зварювання до температури пластичного стану за рахунок взаємного переміщення (тертя) з'єднуються. Після досягнення необхідної температури переміщення заготовок миттєво припиняють і, прикладаючи осьове зусилля (осадку), здійснюють спільне пластичне деформування кромок деталей. Схема взаємного переміщення (обертанням або зворотно-поступальними коливаннями) заготовок залежить від їх габаритів і форми зварюваного перетину. Перед зварюванням сполучаються поверхні піддають механічній обробці для їх щільного прилягання, чистоти і т.п. Заготовки встановлюють співвісно в затискачах машини, один з яких нерухомий, а другий скоює обертальний і поступальний руху. Заготовки стискають силою Р і включають механізм обертання. На з'єднуються поверхнях при ковзанні виникають сили тертя. Робота, що здійснюється цими силами, перетворюється в теплоту, що призводить до інтенсивного нагріву тертьових поверхонь. При досягненні температури 980-1300 ° С при зварюванні стали обертання заготовок миттєво припиняють і здавлюють їх додатково. При цьому розпечений до пластичного стану метал в місці контакту остигає, твердне, утворюючи зварне з'єднання, яке формується в результаті виникнення металевих зв'язків між чистими контактуючими поверхнями заготовок.
Рис. 18.31. Стикова зварювання прутка
13.11.2023
Тема: Зварювання із застосуванням тиску
Контактне електрозварювання являє собою електромеханічний процес утворення нероз'ємного з'єднання, несформованого за певних умов нагріву і стиснення заготовок виробів.
Необхідний нагрів відбувається за рахунок теплоти, що виділяється при проходженні електричного струму безпосередньо в заготовках і контактах між ними. На рис. 18.30 показана установка для контактного зварювання, на рис. 18.31 - приклади зварювання.
Процес нагріву відрізняється дуже великою швидкістю і різко вираженою локалізацією. Всі види зварювання виконують на низькій напрузі: 2; 6 або 12 В. Найбільш широко застосовують стикового, точкового і шовного зварювання. ої частоти (1000 Гц).
Зварні точкові сполуки мають необхідної міцністю, і тому їх можна застосовувати для виготовлення несучих конструкцій. Особливо вигідно використовувати їх замість клепаних або різьбових в авто-, вагоно-, літако- та суднобудуванні, будівництві тощо Цю зварювання можна застосовувати тільки на відкритих з обох сторін плоских і злегка вигнутих заготовках.
показана установка поперечної шовного (роликового) зварювання. Вона призначена для зварювання з використанням мідного дроту оцинкованих листів, листів з алюмінієвим та іншими спеціальними захисними покриттями.
Установка поперечної роликового зварювання
З'єднання, виконані шовного зварюванням, широко використовують при виготовленні різних судин, ємностей і т.д. При цьому жолоблення виробів у кілька разів менше, ніж при дугового або газовому зварюванні.
При дифузійному зварюванні у вакуумі з'єднання утворюється в результаті взаємної дифузії атомів у поверхневих шарах контактуючих матеріалів, що знаходяться в твердому стані. Температура нагріву трохи вище або нижче температури рекристалізації більш легкоплавкого матеріалу. Процес в більшості випадків виконують у вакуумі, проте він можливий і в атмосфері інертних захисних газів. За допомогою дифузійного зварювання можна успішно з'єднувати будь-які метали і сплави в однорідних і різнорідних поєднаннях, не беручи до уваги їх твердість і взаємну змочуваність, і отримувати міцні з'єднання без зміни фізико-хімічних властивостей. Можна отримувати бі- та тріметалліческіе деталі. Застосовуючи проміжні спеціальні прокладки, можна зварювати, наприклад, титан з металокерамікою, сталь з чавуном, вольфрамом.
Д.З повний конспек матеріала
08.11.2023
Тема: Газове зварювання
При газовому зварюванні в якості джерела теплоти, за рахунок якої відбувається нагрів і розплавлення кромок заготовок, використовується полум'я, що утворюється при згоранні якого-небудь горючого газу в суміші з чистим киснем. Зазвичай застосовують ацетилен, що виділяє найбільшу кількість теплоти і розвиває максимальну температуру при згорянні в кисні до 3150 ° С. Схема газового зварювання показана на рис. 18.29. Заготовки 1 і 5 розташовують на вогнетривкої підкладці або столі, армованому шамотної плиткою, забезпечуючи при цьому за допомогою притисків фіксування зварювальних кромок.
Рис. 18.29. Схема (а) і інструмент (б) газового зварювання:
1, 5 - заготовки: 2 - присадний матеріал; 3 - пальник: 4 - полум'я
До зварювальної пальнику 3 за допомогою гумових шлангів підводиться ацетилен і кисень від балонів. У пальнику відбувається їх змішування, зварювальник запалює полум'я, регулює його структуру і направляє на зварювані кромки. Одночасно він вводить в зварювальне полум'я присадний матеріал 2 (дріт діаметром 1 -5 мм). За рахунок теплоти, виділеної полум'ям, кромки заготовок 1 і 5 і присадний матеріал 2 розплавляються, утворюючи зварювальну ванну. Принаймні переміщення полум'я метал зварювальної ванни твердне, утворюючи зварний шов, що з'єднує заготовки.
Розрізняють три види полум'я в залежності від співвідношення подаються в пальник газів O2 і C2H2 • Нейтральне полум'я створюється при співвідношенні компонентів 1: 1,2. Воно найбільш поширене. Окислювальне полум'я отримують при співвідношенні> 1,2. Науглероживается полум'я створюється при співвідношенні <1,2. Цей спосіб використовують для зварювання заготовок малої товщини (0,2-3,0 мм), інструментальних сталей, чавуну, латуней і т.п.
06.11.2023
Теама: Зварювання матеріалів плазмовим струменем
Плазмову зварювання виконують на спеціальному обладнанні (рис. 18.27). Головним функціональному вузлом обладнання є плазмотрон (рис. 18.28) - пристрій, що створює струмінь плазми з температурою 10 000-50 000 ° С, який працює на постійному струмі напругою 60-80 В. дугового розряду 2 збуджується в циліндричному каналі 5 між електродом 1 з вольфраму і мідним соплом 4, охолоджуваним водою, поданого в канал 3. Канал електрично ізольований від сопла і електрода. Уздовж дуги по каналу продувається з великою швидкістю плазмообразующий газ - аргон (іноді гелій або азот, водень або суміш аргону з одним з цих газів).
а - загальний вигляд портальної установки; б - фрагмент установки з двома плазмовими пальниками
Рис. 18.28. Дугові плазмові пальника:
а - прямої дії; б - побічної дії: 1 - вольфрамовий електрод; 2 - дуга; 3 - охолоджуючий канал; 4 - сопло пальника; 5 - канал сопла; 6 - плазмовий струмінь
Оператор збуджує за допомогою плазмотрона плазмову струмінь 6 поблизу поверхні кромок заготовок. За рахунок її теплоти кромки розплавляються, утворюючи зварювальну ванну, яка надійно захищається від атмосферного повітря надходять з сопла аргоном і самої плазмовим струменем.
Принаймні переміщення струменя рідкий метал ванни твердне, утворюючи зварний шов. У цьому випадку незалежний характер плазмового струменя дозволяє легко регулювати тепловий вплив на зварювані кромки заготовок (шляхом зміни площі контакту струменя з крайками).
Плазмотрони застосовують для одержання дуг прямого (пряма дуга) і непрямого дії (плазмовий струмінь). Дуга прямої дії горить між електродом плазмотрона (як правило, катодом) і виробом (анодом). Непряма дуга горить всередині плазмотрона між електродом і соплом, а плазмообразующий газ подається через цю дугу і видуває через сопло вже плазмову струмінь
Плазмовим струменем можна обробляти практично всі метали і їхні сплави, а також напівпровідники і діелектрики.
Д.З повний конспек матеріала
30.10.2023
Тема: Зварювання металів електронним променем
Електронно-променеве зварювання (еЛС) заснована па використанні кінетичної енергії електронів, що рухаються з високими швидкостями у вакуумі, для нагріву і розплавлення кромок заготовок. Для здійснення цього способу, як правило, використовують те ж обладнання, що і при електронно-променевої розмірної обробці, розглянутої в гл. 12 (див. Рис. 12.12). Деякі відмінності полягають в реалізованих режимах. Зварювання електронним променем можлива тільки в тому випадку, якщо в зварювальної камері і камері електронної гармати (де поміщається катод) залишковий тиск нижче 1,33 • 10-2 Н / м2. При тиску вище вказаного значення можуть виникнути дугові розряди, що виключають можливість зварювання цим способом. Швидкість процесу визначається швидкістю переміщення заготовки в камері під нерухомим плямою променя або відхилення самого променя за допомогою відхиляє. За ходом зварювання спостерігають через ілюмінатори і за допомогою телевізійних систем.
Спосіб еЛС можна застосовувати практично для всіх матеріалів, в тому числі і різнорідних, наприклад металу з керамікою. Особливо вигідно з'єднувати заготовки з тугоплавких і хімічно активних металів Nb, Та, Mo, W, Ti, Zr. Як приклад на рис. 18.23 показаний зразок з'єднання зварюванням елементів деталі, виконаних з ніобієві сплаву. Візуально шов на сферичній поверхні практично непомітний, тому зона шва виділена пунктирними лініями і вказана стрілкою.
Рис. 18.23. Деталь із ніобієві сплаву, отримана еЛС
Завдяки ідеальній захисті від впливу атмосферного повітря забезпечуються високу якість зварювання, а також невелика і концентроване на малій площі кількість теплоти, що вводиться в заготовку. Цей метод дозволяє проплавлять заготовки товщиною до 200 мм за один прохід при ширині шва 1 -5 мм.
Зварювання матеріалів лазерним променем
Зварювання матеріалів лазерним променем аналогічна за принципом дії розмірної обробці лазером. Структурна схема лазерної установки для зварювання матеріалів показана на рис. 18.24, принципова - на рис. 18.25.
Рис. 18.24. Структурна схема лазерної технологічної установки:
1 - випромінювач; 2 - джерело живлення; 3 - блок імпульсної лампи; 4 - система охолодження; 5 - пристрій для дозування енергії; 6 - оптична система для фокусування та спостереження; / - робочий стіл; 8 - система автоматичної стабілізації вихідної енергії; 9 - програмуючий пристрій
Рис. 18.25. Принципова схема лазерної установки:
а - наведення на місце зварювання; б - зварювання; 1 - лампа підсвічування системи наведення; 2 - імпульсна лампа накачування; 3 - призма подвійного заломлення; 3 - конденсаторна лінза; 5.7 - резонатори; в - кристал рубіна; 8 - лінза змінного об'єктиву; 9 - лампа підсвітки мікроскопа; 10 - шторка; 11 - мікроскоп; 12 - призма оптичної головки; 13 - діафрагма; 14 - світлофільтр
Лазер є тепловим джерелом з приблизно такою ж щільністю енергії, як і у електронного променя. Однак ККД лазерних установок з твердим кристалом низький. Зварювання за допомогою лазера вигідно відрізняється від зварювання електронним променем тим, що може виконуватися в будь-якому середовищі, передавальної промені, - на відкритому повітрі і т.д. За допомогою лазера можна зварювати дуже тонкі металеві елементи (спіралі, кільця), виготовлені з дроту діаметром у кілька десятків мікрон. Мала тривалість термічного циклу лазерного зварювання особливо цінна, оскільки дозволяє отримувати якісні сполуки ряду металів, вкрай чутливих до тривалого впливу теплоти. Лазерний промінь за допомогою дзеркальних оптичних систем легко транспортується і прямує у важкодоступні місця. При цьому забезпечується надійне і оперативне управління процесом з регульованими енергетичними характеристиками.
На відміну від електронного променя, дуги і плазми на лазерний промінь не впливають магнітні поля зварюваних деталей і технологічного оснащення. Це дозволяє отримувати стійке якісне формування зварного з'єднання по всій довжині.
Для зварювання металів використовують твердотільні і газові лазери як періодичного, так і безперервної дії. Завдяки високій концентрації енергії лазерного випромінювання в процесі зварювання забезпечуються малий обсяг розплавленого металу, незначні розміри околошовной зони термічного впливу, високі швидкості нагріву та охолодження металу шва і околошовной зони (рис. 18.26).
Шов, отриманий лазерним променем
Ці особливості теплового впливу зумовлюють мінімальні деформації зварних конструкцій, специфіку фізико-хімічних і металургійних процесів в деталях, високу технологічну міцність і характерні властивості отриманих зварних з'єднань. Лазерну зварювання здійснюють в широкому діапазоні режимів, що забезпечують високопродуктивний процес з'єднання різних металів товщиною від кількох мікрон до десятків міліметрів. Основними енергетичними ознаками, що характеризують лазерну зварювання, є щільність потужності лазерного випромінювання Е і тривалість впливу τ. При безперервному лазерному випромінюванні тривалість впливу визначається тривалістю часу експозиції, при імпульсному - тривалістю імпульсу.
На практиці процеси лазерного зварювання здійснюють з плотностями потужності випромінювання в діапазоні Е = = 106 ÷ 107 Вт / см2. При Е <106 Вт / см2 лазерне випромінювання втрачає своє основне достоїнство - високу концентрацію енергії. У цьому випадку доцільніше використовувати традиційні методи зварювання плавленням.
Лазерну зварювання безперервним випромінюванням ведуть на швидкостях, у кілька разів перевищують традиційні методи зварювання плавленням. Ця умова економічно доцільно не тільки завдяки високій продуктивності процесу, а й внаслідок малих витрат енергії на одиницю довжини шва, що визначаються низьким значенням погонной енергії, тобто ставленням потужності випромінювання до швидкості зварювання. Однак при лазерної зварюванні імпульсним випромінюванням швидкість процесу значно нижче і практично порівнянна зі швидкостями при традиційних методах зварювання.
Локальність процесу лазерного зварювання забезпечується концентрацією випромінювання в пляму малих розмірів діаметром 0,1 мм і менше. Завдяки цій умові мають місце мала ширина шва, незначні пластичні деформації і, як наслідок, мінімальні залишкові деформації зварних з'єднань. Таким чином, лазерну зварювання можна рекомендувати для отримання прецизійної конструкції. Причому висока точність конструкцій забезпечується без подальшої правки чи механічної обробки. Малі розміри швів дозволяють вельми економно проектувати зварні деталі і конструкції. Слід зазначити, що лазерне зварювання може безперешкодно виконуватися в різних просторових положеннях.
Д.З повний конспек матеріала
23.10.2023
Тема: Зварювання металів електронним променем
Електронно-променеве зварювання (воно ж електроннопроменеве, електронне променеве зварювання, ЭЛС) – це вид зварювання, що досить швидко розвивається. З його допомогою можна зварити практично усе: і сплави високої міцності, і хімічно активні метали, і тугоплавкі матеріали. Словом, сфера застосування дуже велика. У цій статті ми детально розповімо,що таке ЭЛС зварювання, які є достоїнства і недоліки у такої технології, і які особливості треба враховувати.
Загальна інформація
Електронно-променеве зварювання – метод зварювання, в основі якого лежить застосування променя. Промінь виділяє тепло, яке формується в результаті зіткнення пучка заряджених часток. Технологія непроста, але в ній все ж краще розібратися. Оскільки ЭЛС зварювання отримало широке поширення у багатьох сферах, починаючи від мікроелектроніки закінчуючи оптикою.Ця технологія просто не могла ні з’явитися. Існувала потреба зварювання тугоплавких металів, а добитися хорошої якості швів просто не виходило. Класичні зварювальні технології просто не могли забезпечити належний рівень якості. Для вирішення цієї проблеми було винайдено електронно-променеве зварювання, яке концентрує тепло в одній точці, при цьому зварювальна зона залишається захищеною.
Технологія
Перейдемо до опису технології ЭЛС зварювання. Отже, ключовий елемент-це промінь, який генерує електронна гармата. Щільність енергії в такому промені висока, але її недостатньо для якісного зварювання.
Щоб виправити цю проблему електрони треба сконцентрувати в магнітній лінзі. На малюнку нижче лінза позначена цифрою6. Далі електрони, знаходячись в рухливому стані, фокусуються в щільний світловий пучок і ударяються об деталь (на картинці позначена цифрою1). За рахунок зіткнення електрони гальмуються, і їх енергія перетворюється на тепло. Тепло, у свою чергу, настільки потужне, що швидко нагріває метал до високої температури.
У конструкції передбачена магнітна система (позначена цифрою7), що відхиляє. З її допомогою вдається контролювати переміщення електронного променя по деталі. Таким чином вдається добитися точного положення променя, а значить сформувати шов в тому місці, де це необхідно.
Коли електрони стикаються з молекулами кисню, втрачається величезна кількість кінетичної енергії. До того ж катод потребує додаткового теплового захисту. Щоб вирішити ці завдання в гарматі створюють вакуум. В результаті енергія променя концентрується строго в одній точці, а площа нагріву мінімальна. Через це метал не деформується при зварюванні. Це дуже важливо при зварюванні тонких металів, особливо якщо деталь маленького розміру.
Технологія електронний променевий зварювання не проста, але важливо розуміти її суть. Щоб чітко усвідомлювати, який результат ви хочете отримати. Адже вам припаде самому настроювати устаткування, фокусування і потужність променя.
Особливості
Оскільки технологія не найпростіша, її супроводжують деякі нюанси, які треба врахувати для повного розуміння суті. Перший нюанс полягає в тому, що усе зварювання відбувається в середовищі вакууму. Від цього поверхня деталей ідеально чиста. І другий нюанс-деталі нагріваються до украй високих температур. У результаті ми отримуємо шов мінімальної товщини, який при цьому ще і швидко формується. Це дуже добре.
Завдяки цим особливостям ЭЛС зварювання можна застосовувати при зварюванні найрізноманітніших металів. У двох деталей може бути різна товщина, склад і навіть температура плавлення. Шов все одно вийде якісним. Мінімальна товщина для зварювання складає0,02 міліметра. А максимальна-100 міліметрів. Діапазон дуже великий, можна варити більшість деталей. Це усе, що вам треба врахувати.
Достоїнства і недоліки
Зварювання електронне із застосуванням променя має декілька вагомих плюсів, завдяки яким вона і отримала своє широке поширення. Передусім, деталі при зварюванні не коробляться, оскільки на деталь впливає мала кількість тепла. В середньому воно в5 разів менше, ніж при інших технологіях зварювання.
Друга гідність-це великі можливості. Ви можете зварити будь-які метали і навіть не метали. Зварювання кераміки з вольфрамом? Будь ласка! До того ж, можна настроїти фокусування променя і нагрівати зону діаметром менше1 міліметра. Це вражає. Можна зварити деталі практично будь-якого розміру.Ще один плюс-ця висока якість шва. І не важливо, що ви варите: звичайну сталь або хімічно активні метали на зразок титану. У будь-якому випадку, якість з’єднання вас приємно здивує. А іноді завдяки ЭЛС зварюванню вдається досягти і поліпшення характеристик металу. Ви також можете зварити будь-які сплави, у тому числі стійкі до корозії. Можливості безмежні!
ЭЛС дуже економічна, оскільки споживається мало електроенергії. До того ж, технологія універсальна і дозволяє варити будь-які метали. Ви також можете не обробляти кромки, якщо у вас немає такої можливості.
Що ж, достоїнства вагомі. Але що щодо недоліків? І без них не обійшлося. Наприклад, при зварюванні металів з високими теплопровідними властивостями велика вірогідність утворення отворів в корені шва. Це впливає на міцність зварного з’єднання. І впливає негативно.
Також застосування электро-лучевой зварювання не завжди виправдане. Вона незамінна при роботі у важкодоступних місцях, але якщо говорити про зварювання в заводських умовах, то достоиснтва не завжди виправдовують себе.
Д.З повний конспек матеріала
18.10.2023
Тема: Електрошлакового зварювання
Електрошлакового зварювання виконують звичайно при вертикальному або похилому (під кутом 45 °) положенні заготовок із зазором між ними в 20-30 мм і примусовому формуванні зварного шва. Оскільки зварювання ведеться по зазору без оброблення крайок, це дозволяє отримувати більш однорідну, без шлакових включень структуру металу шва. Схема процесу показана на рис. 18.22.
Рис. 18.22. Схема електрошлакового зварювання:
1 - заготівля; 2 - рідкий шлак; 3 - повзуни; 4 - електроди; 5 - розплав металу; 6 '- шов; 7 - піддон
Процес зварювання зводиться до наступних операцій. Знизу до заготовок 1 приварюють вручну ввідну планку (піддон) 7. По обидві сторони зазору між заготовками притискають водоохолоджувані формують мідні повзуни (пластини) 3. Потім на піддон насипають спеціальний флюс. У зазорі між заготовками розташовують одну або декілька електродних дротів 4.
До електроду і заготівлях підключають постійний або змінний струм. Між електродом і піддоном збуджується під флюсом дуга. У зону її горіння електродний дріт подають спеціальним механізмом. За рахунок теплоти дуги електродний дріт і флюс розплавляються, в результаті утворюються металева 5 і шлаковая 2 ванни. Після накопичення потрібного обсягу рідкого металу і шлаку дуга шунтується електропровідним шлаком і гасне, а подача дроту 4 і надходження струму тривають. При проходженні струму через розплавлений шлак, що є електролітом, що володіє високим опором, у ньому виділяється велика кількість теплоти (відповідно до закону Джоуля - Ленца), за рахунок якої і відбувається подальше розплавлення електродного дроту і кромок заготовок. По мірі накопичення в ванні рідкого металу і шлаку мідні повзуни разом з механізмом подачі електродного дроту і флюсу переміщаються автоматично знизу вгору зі швидкістю підйому рівня рідкого металу. Внаслідок відводу теплоти в основний метал і мідні повзуни метал ванни охолоджується і в нижній частині кристалізується, утворюючи зварний шов 6, що з'єднує кромки заготовок. У початковій і кінцевій ділянках шва утворюються дефекти: на початку - непровар крайок, в кінці - усадочная раковина і неметалеві включення. Тому зварювання починають на вступної, а закінчують на вихідний планці, які приварюють вручну заздалегідь, а потім видаляють газової зварюванням.
Електрошлакового зварювання особливо вигідно використовувати у важкому і транспортному машинобудуванні для виготовлення сварно-кованих і зварювально-литих конструкцій: станин і деталей потужних пресів і верстатів, прокатних станів і т з будь-якої сталі, титану, міді, алюмінію та їх сплавів, заготовок товщиною 50-2000 мм.
Д.З повний конспек матеріала
16.10.2023
Тема: Різновиди зварювання в середовищі захисних газів
а - ручна; б - напівавтоматична з неплавким електродом; в - напівавтоматична з плавиться: 1 - присадний пруток або дріт, 2 - сопло; 3 - токоподводящий мундштук; 4 - корпус пальника; 5 - неплавким вольфрамовим електродом; 6 - рукоять пальника; 7 - атмосфера захисного газу; 8 - зварювальний дуга; 9 - ванна розплавленого металу; 10 - касета з дротом; 11 - механізм подачі; 12 - плавящийся металевий електрод (зварювальний дріт)
Процес у варіанті ручного зварювання (див. Рис. 18.21, а) відбувається наступним чином. Кромки заготовок щільно притискають до сталевої або мідної підкладці і фіксують їх розташування. До заготівлях і вольфрамовому електроду 5 підводиться зварювальний струм напругою холостого ходу не нижче 60 В. Потім зварювальник включає автоматичну подачу аргону 7 в зону зварювання і через 5-7 с збуджує за допомогою пальника 4 стабільну зварювальну дугу 8 (яка потім діє стійко при напрузі 10 -12 В) і одночасно забезпечує, якщо потрібно, подачу присадочного дроту.
Під дією дуги 8 кромки заготовок і присадний дріт розплавляються, утворюючи зварювальну ванну 9, яку захищає надходить з сопла 2 пальника аргон 7. При цьому зварник вручну переміщає пальник разом з діючою дугою і подачею присадочного дроту і аргону вздовж зварювальних кромок. Принаймні переміщення рідкий метал ванни твердне, утворюючи зварний шов. Для виконання переривчастого шва або прихватки заготовок в окремих точках зварювальник переміщує пальник безперервно, а збуджує дугу, включає подачу аргону і переміщує присадні або електродний дріт періодично. У якості присадочного матеріалу і плавкого електрода застосовують в більшості випадків дріт діаметром 0,5-3 мм, але хімічним складом близьку до складу зварюваного матеріалу.
Аргонодуговая зварювання неплавким електродом є одним з кращих способів зварювання тонколистових заготовок (0,1-2 мм) виробів з багатьох алюмінієвих і магнієвих сплавів, нержавіючих і жароміцних сталей.
Успішно також зварюють вироби з тугоплавких і хімічно активних металів і сплавів: ніобію, танталу, молібдену, цирконію та ін.
Варіантом цього методу є аргонодуговая зварювання в камері з контрольованою атмосферою. Відмінність цього методу в тому, що всі виріб поміщається в спеціальну герметичну камеру, з якої попередньо відкачують повітря, а потім заповнюють її аргоном.
Д.З повний конспек матеріала
11.10.2023
Тема: Дугового зварювання в захисних газах
Принципова схема дугового зварювання в захисних газах показана на рис. 18.20. У зону дії зварювальної дуги 4 безперервно подається за допомогою спеціальної зварювального пальника захисний газ 2, що надійно захищає метал зварювальної ванни і охолоджуючий шви. Захисні гази, як правило, мають гарну іонізуючої здатністю, тому забезпечують стабільне горіння дуги при будь-якій величині струму.
1 - зварювані деталі; 2 - захисний газ; 3 - електрод; 4 - дуга
В якості захисних газів найбільшого поширення набули інертні: аргон або гелій, а також вуглекислий газ.
Більш докладно розглянемо варіант аргонодуговогозварювання. Нею можна зварювати неплавким вольфрамовим електродом без присадки і з присадкою і плавиться вручну (рис. 18.21, а), напівавтоматичним (рис. 18.21,6, в) і автоматичним методами.
Д.З повний конспек матеріала
09.10.2023
Тема: Принципова схема зварювання під флюсом
1 - дуга; 2 - зварювальна головка; 3 - ролики; 4 - електродний дріт; 5 - рідкий шлак; 6 - шар флюсу; 7 - шлаковая кірка; 8 - зварювальний шов; 9 - деталь; 10 - розплавлений метал
Зварювання, як правило, виконують напівавтоматичним або автоматичним методом із застосуванням великих зварювальних струмів до 2000 А. Кромки заготовок щільно притискають до сталевої (змінної або що залишається) або мідної прокладці. Електродний дріт довжиною 5-25 м заправляють в касету, вміщену в ранці напівавтомата або самохідної голівці автомата. Дріт в зону зварювання подається роликами 3. Під дією дуги 1 розплавляються кромки заготовок 9, електродний дріт 4 і частина флюсу 6; утворюється зварювальна ванна металу 10, покрита деяким шаром рідкого шлаку 5. Дія потужної дуги і вельми швидке її переміщення уздовж заготовок обумовлюють відтискування розплавленого металу 10 у бік, протилежний напрямку зварювання. У міру поступального руху дуги металева і шлаковая ванни тверднуть з утворенням зварного шва 8, покритого твердою шлакової кіркою 7. Після зварювання вона легко відділяється і видаляється з поверхні шва. Метал зварювальної ванни, повільно затвердевая під шлакової кіркою, набуває високі механічні властивості. До складу флюсу входять компоненти, що забезпечують надійний захист зварювальної ванни, стабільність горіння дуги, а також легування, розкислення і сприятливе формування шва. Щільна флюсова захист зварювальної ванни запобігає розбризкуванню і чад розплавленого металу в умовах дії потужної дуги. Для зварювання певних груп металів застосовують відповідні флюси: вуглецевих і низьколегованих сталей - марганцеві висококремністие, легованих сталей - низькокремнистий, високолегованих сталей - безкремністие флюси на основі сполук СаО, CaF2 та Al2O3 і т.д. Автоматизована дугове зварювання під флюсом продуктивніше дугового зварювання в 10 разів і більше, а також забезпечує більш високу якість.
Області застосування обмежені горизонтальними швами. Автоматичне зварювання під флюсом застосовують у серійному і масовому виробництвах для виконання безперервних прямолінійних і кільцевих швів великої протяжності на металі товщиною 2-100 мм.
Д.З повний конспек матеріала
04.10.2023
Тема: Приклади зварювання
а - кутовий; б - точкової (шви виділені білим кольором)
Основні положення зварювання:
а - нижнє; б - горизонтальне; про - вертикальне; г - стельове
На практиці більшість швів виконують в найбільш зручному і надійному нижньому положенні.
При даному виді зварювання металевий стрижень виконує функції електрода і присадочного матеріалу. Електродні стрижні повинні виготовлятися з дроту, у якої строго витриманий хімічний склад. Особливу увагу вибору електродів слід приділяти при зварюванні спеціальних сталей. Промисловість випускає більше 70 марок зварювального дроту.
Для живлення зварювальної дуги застосовують спеціальні джерела струму: змінного - зварювальні трансформатори, понижувальні мережеве напруга з 380-220 В до 55-65 В; постійного - генератори і випрямлячі.
Д.З повний конспек матеріала
02.10.2023
Тема: Види зварних з'єднань
а - встик; б - внахлестку; в - таврові; г - кутові; д - кромочні; е - з відбортовкою кромок; ж - точкові
Д.З повний конспек матеріала
27.09.2023
Тема: Принципова схема зварювання
1 - електрод; 2 - обмазка; 3 - нейтральний газ; 4 - зварювальна ванна; 5 - шлак; 6 - заготівля
Зварювальник переміщує вручну електрод уздовж шва, повідомляючи його кінця з палаючою дугою поперечні коливальні або обертальні рухи для забезпечення рівномірного розплавлення обох крайок заготовок і перемішування металу зварювальної ванни. Принаймні переміщення дуги метал зварювальної ванни твердне, утворюючи зварний шов, що з'єднує заготовки.
Для зварювання відповідальних виробів з товщиною стінок більше 4-6 мм часто накладають шви один на інший шляхом повторного проходу, що забезпечує більш повний провар крайок на всю їх товщину.
При зварюванні переривчастим швом або для прихватки заготовок в окремих точках зварювальник переміщує електрод, збуджуючи дугу періодично.
Залежно від виду зварних з'єднань і взаємного розташування зварюваних елементів існують різні типи зварних з'єднань (рис. 18.16): встик, внахлестку, таврові, кутові, кромочні, з відбортовкою кромок, точкові.
Д.З повний конспек матеріала
25.09.2023
Тема: Класифікація основних способів зварювання
При зварюванні із застосуванням тиску заготовки з'єднуються в результаті спільного впливу нагріву і тиску.
Вибір того чи іншого способу і режиму зварювання залежить в першу чергу від властивостей матеріалу; товщини, геометричної форми і габаритів заготовок; призначення виробу.
Зварювання плавленням
Електродугове зварювання. Сутність процесу електричної дугового зварювання полягає в тому, що розплавлення кромок заготовок відбувається за рахунок теплоти зварювальної дуги, порушуємо між електродом і крайками заготовок. Максимальна температура дуги спостерігається в осьовій її частини і становить 4500-6000 ° С.
В якості вихідних заготовок при дугового зварювання використовують продукцію сталевого і кольорового прокату, об'ємною і листового штампування, поковки, відливання та ін.
Ручне дугове зварювання (рис. 18.14) широко застосовують у всіх областях техніки. Однак цей спосіб малопроизводителен, і якість зварювання залежить від кваліфікації зварника. Заготівлю або напівфабрикат 2 розташовують на металевому столі або сталевій плиті 1, забезпечуючи при цьому за допомогою механічних притисків надійний електричний контакт між ними і фіксування заданого положення зварювальних кромок. Електрод 3 закріплюють у спеціальному електротримачі.
1 - зварювальний стіл; 2 - заготовка; 3 - електрод
Д.З повний конспек матеріала
18.09.2023
Тема: Зварюваність
Зварюваністю металу називають сукупність його фізичних і технологічних властивостей, що визначають здатність забезпечити за допомогою того чи іншого звичайного методу зварювання і прийнятого технологічного процесу надійне в експлуатації з'єднання.
Зварне з'єднання вважають високо- і рівноміцним, якщо його фізико-механічні властивості близькі до властивостей основного (зварюваного) металу і в ньому відсутні дефекти - тріщини, пори, шлакові включення, раковини і ін.
Зварювання є одним з найбільш досконалих, економічно вигідних, високопродуктивних і в значній мірі механізованих технологічних процесів. Тому її широко застосовують практично у всіх галузях машинобудування. Вона дозволяє надійно з'єднувати між собою деталі та елементи вузлів машин, заготовки практично будь-яких товщин і конфігурації. Тому зварні вироби або окремі їх вузли можуть мати дуже складну форму в поєднанні з незначною масою при відносно простий і нетрудомісткої технології виготовлення.
Існує кілька десятків способів зварювання. Всі вони значно відрізняються один від одного по техніці виконання. Однак за характером протікання процесів формування з'єднання, залежно від агрегатного стану металу в місці і під час зварювання всі існуючі способи прийнято об'єднувати в дві групи: зварювання плавленням і зварювання із застосуванням тиску.
Д.З повний конспек матеріала
11.09.2023
Тема: Технологічні процеси зварювання
Зварювання - технологічний процес отримання нероз'ємних з'єднань з металів, сплавів та інших однорідних або різнорідних матеріалів в результаті утворення атомно-молекулярних зв'язків між частинками з'єднуються заготовок.
Основним завданням зварювання є отримання міцного нероз'ємного з'єднання зварювальних заготовок із заданими фізико-механічними властивостями. Процес з'єднання деталей за допомогою зварювання в більшості випадків є складальним і може бути введений безпосередньо в потік вузловий або загальної збірки. Під час зварювання збираються елементи конструкції (деталі) утримуються в спеціальних пристроях фіксаторами або конвекторами, що забезпечує правильне положення елементів відносно один одного.
Не всі метали і їхні сплави і не в будь-яких комбінаціях можуть надійно зварюватись звичайними методами із застосуванням традиційної технології, тобто утворювати сполуки з необхідними механічними і фізичними властивостями. Тому існує поняття - зварюваність металів та їх сплавів.
Д.З повний конспек матеріала
05.09.2023
Тема: Прогрес і розвиток зварювальних процесів
Початок 20-го століття символізує розвиток зварювання, як основного виробничого способу з’єднання металевих конструкцій.
У 1903 році була винайдений ацетиленокислородний зварювальний пальник, що став згодом надійним ацетиленовим генератором.
Пізніше вчені розробили новий, ефективний технологічний метод зварки електричною дугою під флюсом. Застосування такого виду зварки різноманітно, але пріоритет він отримав в мостобудуванні, суднобудуванні, виробництві резервуарів, зведенні металевих конструкцій.
З сорокових років в зварювальному виробництві почали застосовувати вольфрамовий електрод. використовуваний в аргоно-дугової зварки металів і сплавів.
Високий рівень у зварці досягнутий в 60-і роки. Тоді у електрозварюванні почали використовувати кілька типів електродів. Даний процес прискорює плавлення, покращує експлуатаційну динаміку.
Вісімдесяті роки 20 століття ознаменували собою нову сходинку в розвитку зварювальних робіт – почалися розробки газолазерного різання.
В даний час зварювання є провідним технологічним процесом сучасної промисловості.
Д.З повний конспек матеріала
01.09.2023
Тема: Що таке зварювання. Історія розвитку
Що ми знаємо про такий технологічний процес, як зварювання. Все про зварювання, хронологія розвитку.
Що таке зварювання
Зварювання – технологічний процес, який застосовується в багатьох галузях машинобудування, металургії, будівництва. В даний час зварювальне виробництво, яке досягло великих масштабів, є комплексом виробничих процесів з використанням зварювальної техніки.
Зварка є однією з основ розвитку цивілізації. З першим знайомством людини з металами, з початком їх застосування і обробки, виникла необхідність ремонту металевих предметів.
Перші відомості про процеси зварювання
Ще в давні часи для створення цілісних конструкцій з металевих елементів, стали застосовувати різні методи з’єднання компонентів. Тоді люди лиш починали вивчати все про зварювання. Докази – золоті прикраси з елементами олов’яної пайки, виявлені при археологічних розкопках єгипетських пірамід і поперечний паяний шов на металевих водопровідних трубах Помпеї.З виникненням виробництва з виготовлення предметів способом лиття розплавленої сировини в підготовлену ємність і подальшим його охолодженням, з’явилося ливарне зварювання. Використовувався метод, при якому деталі, що потребують з’єднанні, містилися в форми, а місце їх злиття заливалося розплавленим металом.З давніх часів користувалися так званим «ковальським зварюванням», де спочатку метал розігрівали до стану пластичності, а потім в місцях з’єднання скріплювали під пресом. Дана робота здійснювалася в горнах. Ця зварювальний технологія по з’єднанню металів була однією з провідних до кінця 19 століття.
Повага майстрам, які працюють з металом, велика. Саме слово «зварка» походить від злиття двох слов’янських міфологічних персонажів. Бог Сварог – покровитель небесного вогню. Сварожич, син його – бог земного вогню.
Д.З повний конспек матеріала