Embedded Files
урок 35. Технологічний процес дугового зварювання. Умови та фактори, які впливають на зварюваність різних металів .
Технологічний процес дугового 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.
Умови та фактори, які впливають на зварюваність різних металів .
Для виготовлення зварних конструкцій використовуються різноманітні конструкційні метали: сплави на основі заліза та кольорових металів. При цьому можливість утворення якісного зварного з’єднання визначається здатністю до зварювання (зварністю) - комплексною характеристикою, яка визначається придатністю матеріалу до зварювання і надійністю зварної конструкції.
В процесі оцінки зварності різних металів та їх сплавів основна увага буде приділятися впливу матеріалу та технології процесу зварювання як основним факторам, які визначають дії технолога по зварюванню при розробці технології зварювання конкретного виробу.
Основними критеріями для оцінки зварності використовують:
а) хімічну активність металу. що характеризується високотемпературною взаємодією з атмосферними газами;
б) чутливість металу до термодеформаційного циклу зварювання, що характеризується його схильністю до росту зерна, здатністю до утворення гартівних структур, ліквацією шкідливих домішок, а також змінами механічних властивостей;
в) опірність утворенню гарячих та холодних тріщин;
г) відповідність властивостей зварного з’єднання заданим вимогам експлуатації.
На практиці здатність до зварювання оцінюється наступними критеріями якості зварного з’єднання:
Суцільність шва (відсутність пор, тріщин, шлакових включень).
Форма і розміри шва (розміри шва повинні бути в допустимих межах, відсутність непроварів, утяжин,провисань, підрізів, напливів).
Хімічний склад, структура і властивості шва.
Структура і властивості зони термічного впливу.
Форма і точність зварного з'єднання і конструкції в цілому.
Таким чином, здатність до зварювання комплексна характеристика, яка визначається як властивостями матеріалу, так і призначеним технологічним процесом, а також конструкцією виробу і характеризується схильністю до утворення: - пор; - гарячих тріщин; - холодних тріщин; - окрихчення зварних з'єднань; - однорідності властивостей зварних з'єднань (вимога рівноміцності). - Для якісної та кількісної оцінки здатності до зварювання проводяться випробування на: - стійкість проти утворення гарячих тріщин; - стійкість проти утворення холодних тріщин; - стійкість проти крихких руйнувань; - стійкість проти корозії; - механічні випробування (статичне на розтяг, ударний вигин, міцність на втомлення).
Властивості металів.mp4властивості металів
властивості металів
Умови та фактори, які впливають на зварюваність.pdfумови зварювання металів
умови зварювання металів
урок 36. Поліпшення якості зварних з’єднань за рахунок уведення легованих добавок у зону зварювання
Якісне утворення зварного з'єднання визначається властивостями зварюваних металів, їх хімічним складом, вибором електродного й присаджувального металу, режимами зварювання, температурою нагрівання та ін. На зварюваність значно впливає хімічний склад сталі. Зварюваність сталі змінюється залежно від вмісту вуглецю та легуючих елементів. Вплив окремих елементів проявляється по-різному, особливо в поєднанні з вуглецем.
для виготовлення міцної зварної конструкції необхідно детально вивчити зварюваність сталі.
Вуглець при вмісті в сталі до 0,25% зварюваність не погіршує. При більшому вмісті зварюваність погіршується, бо в зонах термічного впливу утворюються гартовані структури, що призводять до тріщин. Підвищений вміст вуглецю в присаджувальному матеріалі викликає пористість шва.
Марганець (Г) міститься в межах 0,3-0,8% і зварюваність не погіршує. При вмісті від 1,8 до 2,5% і більше виникає небезпека появи тріщин, тому що марганець сприяє загартованості сталі.
Кремній (С) у межах від 0,02 до 0,35% труднощів при зварюванні не викликає. При вмісті від 0,8 до 1,5% зварювання утруднюється через високу рідкотекучість й утворення тугоплавких оксидів кремнію.
Ванадій (Ф) сприяє загартованості сталі, що утруднює зварювання. При зварюванні ванадій активно окиснюється і вигоряє.
Вольфрам (В) підвищує твердість сталі та утруднює процес зварювання через сильне окиснення.
Нікель (Н) підвищує пластичність, міцність і зварюваність не погіршує.
Молібден (М) при зварюванні сприяє утворенню тріщин, активно окиснюється і вигоряє.
Хром (X) утруднює зварювання, оскільки утворює тугоплавкі карбіди хрому.
Титан (Т) і ніобій (Б) при зварюванні з'єднуються з вуглецем і припиняють утворення карбіду хрому. При цьому зварюваність покращується.
Мідь (Д) покращує зварюваність, підвищує міцність, пластичність і корозієстійкість сталі.
Кисень погіршує зварюваність сталі, понижує міцність і пластичність.
Азот (А) утворює хімічні сполуки із залізом (нітриди), які підвищують міцність, твердість і значно знижують пластичність сталі.
Водень є шкідливою домішкою. Він накопичується у шві та викликає появу пор і дрібних тріщин.
Фосфор (П) — це шкідлива домішка. Він підвищує твердість і крихкість сталі, викликає холодноламкість (холодні тріщини).
Сірка є шкідливою домішкою і сприяє утворенню гарячих тріщин. Зварюваність із підвищенням вмісту сірки різко погіршується.
Вплив хімічного складу металу на зварювання.pdfЗварюваність сталі змінюється залежно від вмісту вуглецю та легуючих елементів. Вплив окремих елементів проявляється по-різному, особливо в поєднанні з вуглецем.
урок 37.Зварювальні шви, їх класифікація за просторовми положеннями, розташуванням на виробі, кількістю накладених шарів, довжиною.
урок 37.Зварювальні шви, їх класифікація за просторовми положеннями, розташуванням на виробі, кількістю накладених шарів, довжиною.
Зварювальні шви, їх класифікація
Зварювальні шви, їх класифікація
Під час зварювальних робіт в процесі задіяні три металевих ділянки: між собою за допомогою третього, яким виступає електрод, скріплюються два шматка заліза. У місці з'єднання один з одним металевих деталей відбувається термічний процес, який утворює шов. Таким чином, шов - це частина отримана в результаті впливу плавленого і затверділого заліза.
Розміри
Розміри
Існує класифікація зварних швів по протяжності. Залежно від розмірів, бувають:
Короткі. Розмір не перевищує 30 см. Такий шов з'являється в результаті зварювання, виконуваної в одному напрямку від самого початку до кінця.
Середні. Довжина шва - від 30 см до 1 метра. Дані шви зварюються від середини до країв. Для них ідеально підходить назад-ступінчастий спосіб. Його суть полягає в тому, що весь шов розділяється на кілька ділянок, які по черзі обробляються зварюванням. Кожен з цих відрізків має довжину від 10 до 30 см.
Довгі (понад одного метра). Зварюються так само, як і середні шви, з тією лише різницею, що кількість ділянок тут буде більше.
Види зварних з'єднань
Види зварних з'єднань
Класифікація зварних швів здійснюється також за типом кріплення. Існує чотири види з'єднань:
стикове;
таврове;
внахлест;
кутовий.
Форми зварних швів
Форми зварних швів
Класифікація зварних швів за формою зовнішньої поверхні визначає три типи:
Плоскі. Ефективні при динамічної і знакозмінному навантаженні, оскільки у цих швів (як і у увігнутих) відсутня концентрація напруги, здатна викликати різкі перепади і зруйнувати зварювальне зчеплення.
Увігнуті. Допустимою вважається увігнутість шва, що не перевищує 0,3 см. В іншому випадку увігнутість зварного шва вважається надмірною і розцінюється як дефект. Вимірюється рівень угнутості на ділянці, де є найбільший прогин.
Опуклі шви. Виникають в результаті скупчення великої кількості застиглого металу і вважаються неекономними. Але в той же час зварене з'єднання, що дає опуклий шов, ефективніше при статичному навантаженні, ніж з'єднання з плоским або увігнутим звареним швом. Показник опуклості - це відстань від поверхні основного металу до точки найбільшого виступу. Стандартними вважаються опуклості, які не перевищують 0,2 см для нижньої зварювання і не більше 0,3 см для зварювання, виконаної в інших положеннях.
Класифікація зварних швів по положенню в просторі
Класифікація зварних швів по положенню в просторі
Згідно з критерієм розміщення в просторі є чотири типи швів, кожному з яких притаманні свої особливості і рекомендації для зварювання:
Нижні шви. У технічному аспекті вважаються найпростішими. Зварювання нижніх швів проводиться на рівній поверхні в позиції знизу. Даний процес характеризується високою результативністю і якістю. Це обумовлено більш комфортними умовами для зварника. Расплавліваемий метал своєю вагою спрямований в розташовану в горизонтальному положенні зварену ванну. За варінням нижніх швів легко встежити. Робота виконується швидко.
Горизонтальні шви. Зварюються трохи важче. Проблема полягає в тому, що розтоплює метал під впливом своєї ваги затікає на нижні краї. Це може спричинити за собою появу підрізів в області верхнього краю.
Вертикальні шви. Є результатом з'єднань металевих виробів, розміщених у вертикальній площині.
Стельові шви. Дана зварювання вважається найважчою і відповідальною. Характеризується мінімальним комфортом. У процесі зварювання ускладнює виділення шлаків і газів. З цією справою впорається не кожен, необхідний великий досвід, так як утримати в ході роботи падаючий на обличчя шлак непросто. При цьому важливо дотримуватися якість і міцність з'єднання.
Класифікація зварних швів.pdfКласифікація зварних швів
Класифікація зварних швів
урок 38. Технологічні прийоми виконання зварювання. Вибір зварювального обладнання. Вибір та розрахунок режиму зварювання
Шов металу може складатися з валика, зробленого за один прохід. У цьому випадку він називається одношаровим. При великій товщині зварюваних деталей виконують кілька проходів, в результаті яких послідовно утворюються валики один на іншому. Таке зварювальне з'єднання називається багатошаровим.
З огляду на різноманіття виробничих ситуацій, при яких відбувається сварка, зрозуміло, що зорієнтовані шви в кожному конкретному випадку по-різному. Бувають шви нижні, верхні (стельові), вертикальні і горизонтальні.
Вертикальні шви проварюють зазвичай знизу верх. Застосовується траєкторія руху електрода по півмісяця, ялинці або зигзагом. Початківцям сварщикам зручніше переміщати півмісяцем.
При горизонтальній зварюванні роблять кілька проходів від нижньої кромки деталей, що з'єднуються до верхньої кромки.
У нижньому положенні проводять зварювання встик або будь-яким кутовим способом. Хороший результат дає зварювання під кутом 45 °, «у човник», яка може бути симетричною і несиметричною. При зварюванні у важкодоступних місцях краще застосовувати несиметричну «човник».
Найскладніше проводити зварювання в стельовому положенні. Для цього потрібен досвід. Проблема полягає в тому, що розплав намагається стекти з робочої зони. Щоб цього не сталося, зварювання проводять короткою дугою, силу струму зменшують на 15-20% в порівнянні зі звичайними значеннями.
Якщо товщина металу в місці зварювання перевищує 8 мм, то потрібно виконати кілька проходів. Діаметр першого проходу повинен дорівнювати 4 мм, наступних - по 5 мм.
Залежно від орієнтації шва вибирають відповідне положення електрода. Для виконання горизонтальних, вертикальних, стельових з'єднань, зварювання неповоротних стиків труб електрод направляють кутом вперед.
При зварюванні кутових і стикових з'єднань електрод направляють кутом назад. Важкодоступні місця проварюють електродом під прямим кутом.
Урок 39. Підготовчі операції перед зварюванням. Основні типи та конструкційні елементи швів зварних з’єднань згідно з Державним стандартом. Способи зачищення зварювальних кромок. Складальні пристрої .
Підготовчі операції перед зварюванням
Щоб отримати міцний шов, відповідний нормативам ГОСТів, потрібна відповідна підготовка металу під зварювання. Так як саме від ступеня опрацювання металу залежить якість виготовленого вироби, то підготовчий етап можна назвати важливою складовою зварних робіт.
ОСОБЛИВОСТІ ПІДГОТОВЧОГО ЕТАПУ ПЕРЕД ЗВАРЮВАННЯМ
ОСОБЛИВОСТІ ПІДГОТОВЧОГО ЕТАПУ ПЕРЕД ЗВАРЮВАННЯМ
Метал знаходиться в постійній взаємодії з повітрям, що призводить до його окислення, утворення іржі. На аркушах заліза утворюються забруднення, крім того, сам край листа може бути недостатньо рівним. Всі ці нюанси впливають на утворення дефектів при зварних роботах. Тому особливу увагу потрібно приділяти правильній підготовці сировини.
Підготовчо-зварювальні роботи мають на увазі правку, зачистку, намітку, розмітку, різання, підігрів, холодну або гарячу згинання та обробку крайок. Кожна з перерахованих процедур сприяє поліпшенню з’єднання і умов зварюваності. При цьому в окремо взятому випадку може знадобитися різний набір процедур, але всі вони в цілому ставляться до етапу підготовки металу і регулюються відповідно до ГОСТ 5264-80.
ВИПРАВЛЕННЯ І РІЗАННЯ МЕТАЛЕВОГО ПОЛОТНА
ВИПРАВЛЕННЯ І РІЗАННЯ МЕТАЛЕВОГО ПОЛОТНА
Перший етап підготовки металу – це правка.
Виробляти її можна двома способами:автоматичний – з використанням лістоправних вальців. Спосіб підходить для редагування кутовий стали;
ручний – за допомогою гвинтового преса або кувалди. Вручну можна правити швелери або двутаври
Після виправлення можна вже проводити розмітку, яка робиться перед різкою. Розмітка робиться крейдою або гострим металевим предметом. Для розрізання використовується гільйотина, ножиці по металу, які можуть бути автоматичними або ручними. Також використовують різання зварюванням, яка менш точна, але дозволяє розрізати навіть товсті шари. Тонкі листи можуть різатися болгаркою, що дуже зручно, коли буде відбуватися зварювання тонкого металу інвертором.
Процес різання в залежності від поставлених цілей може бути виконаний як в автоматичному, так і в ручному режимі із застосуванням різних засобів:
механічна різання, в основному, застосовується для прямого різу і рідше для додання виробу вигнутих форм. Виробляти її можна за допомогою гільйотини або ножиць по металу. Якщо потрібно зробити вигнуті рези, то застосовують роликові ножиці з дисковими ножами;
до автоматичних методів можна віднести різку за допомогою зварювання або болгарки. Болгарку зручніше використовувати для різання тонких листів, а зварювання добре підійде для особливо міцних і товстих листів.
ЗАЧИСТКА ДЕТАЛЕЙ
ЗАЧИСТКА ДЕТАЛЕЙ
Особлива увага при підготовці металу необхідно приділяти етапу зачистки. Зачистка проводитися по краю металевого листа. Приступають до неї після того, як виробу надали необхідну форму.
Зачистка проводиться як на основному, так і на присадний матеріал. Робочу поверхню необхідно знежирити, видалити з неї зайву вологу і всілякі неметалічні предмети, окалини, відчистити від іржі та інших забруднень. При цьому особливу увагу потрібно приділити зачистці кромок зварювальних деталей, за якими буде зварюватись виріб. Обробляти кромки потрібно з обох сторін на відстань 20 см від краю деталі. Ретельно опрацьовуються торці, скоси і притуплення.
Існують наступні типи зачистки:
вручну з використанням металевих щіток, напилків, наждачного паперу і хімічної обробки;
в напівавтоматичному режимі, із застосуванням шліфувальної машини.
елементи швів зварних з’єднань.pdfОсновні типи та конструкційні елементи швів зварних з’єднань згідно з Державним стандартом.
СКЛАДАЛЬНІ РОБОТИ І ЇХ МЕХАНІЗАЦІЯ.pdfСкладальні пристрої .
Урок 40. Особливості зварювання вуглецевих та конструкційних низьколегованих сталей, чавуну та кольорових металів і їх сплавів.
Особливості зварювання низьколегованих сталей.
Низьколеговані сталі зварювати складніше, ніж низько вуглецеві конструкційні. Низьколегована сталь більш чутлива до теплових впливів при зварюванні. В залежності від марки низьколегованої сталі при зварюванні можуть утворюватися гартовані структури чи перегрів у зоні термічного впливу зварного з'єднання.
Структура біляшовного металу залежить від його хімічного складу, швидкості охолодження і тривалості перебування металу при відповідних температурах, при яких відбувається зміна мікроструктури і розміру зерен. Якщо в доевтектоїдної сталі отримати шляхом нагрівання аустеніт,, а потім сталь охолоджувати з різною швидкістю, то критичні точки сталі знижуються.
При малій швидкості охолодження отримують структуру перліт (механічна суміш фериту і цементиту). При великій швидкості охолодження аустеніт розпадається на складові структури при відносно низьких температурах і утворюються структури - сорбіт, тростит, бейніт і при дуже високій швидкості охолодження — мартенсит. Найбільш хрупкою структурою являється мартенситова, тому не слід при охолодженні допускати перетворення аустеніту в мартенсит при зварюванні низьколегованих сталей.
Швидкість охолодження сталі, особливо великої товщини, при зварюванні завжди значно перевищує звичайну швидкість охолодження металу на повітрі, внаслідок чого при зварюванні легованих сталей можливе утворення мартенситу.
Для запобігання утворенню при зварюванні гартованої мартенситової структури необхідно приймати, що сповільнюють охолодження зони термічного впливу, - підігрів виробу і використання багатошарового зварювання.
В деяких випадках в залежності від умов експлуатації виробів допускають перегрів, тобто збільшення зерен в металі зони термічного впливу зварних з'єднань, виконаних із низьколегованих сталей.
При високих температурах експлуатації виробів для підвищення опору текучості (деформування виробу при високих температурах з плином часу) необхідно мати крупнозернисту структуру і в зварному з'єднанні. Але метал з дуже крупним зерном володіє пониженою пластичністю в тому розмір зерен допускається до відомої межі.
При експлуатації виробів в умовах низьких температур повзучість виключається і необхідна дрібнозерниста структура металу, що забезпечує збільшену міцність і пластичність.
Покриті електроди та інші зварні матеріали при зварці низьколегованих сталей підбираються такими, щоб вміст вуглецю, сірки, фор фора та інших шкідливих елементів в них було нижче у порівнянні з матеріалами для зварювання низьковуглецевих конструкційних сталей. Цим вдається збільшити стійкість металу шва проти кристалізаційних тріщин, так як низьколеговані сталі в значній мірі схильні до їх утворення.
Технологія зварювання низьколегованої сталі.
Технологія зварювання низьколегованої сталі.
Низьколеговані низько вуглецеві сталі 09Г2, 09Г2С, 10ХСНД, 10Г2С1 і 10Г2Б при зварюванні не загартовуються і не схильні до перегріву. Зварювання цих сталей проводять при будь-якому тепловому режимі, аналогічно режиму зварювання низько вуглецевої сталі.
Для забезпечення рівної міцності з'єднання ручну зварку виконують електродами типу Є5ОА. Твердість і міцність навколо шовної зони практично не відрізняються від основного металу,
Зварочні матеріали при зварюванні порошковим провідником і в захисному газі підбирають такими, щоб забезпечити міцністні властивості металу шва на рівні міцності, що досягається електродами типу Є50А.
Низьколеговані низько вуглецеві сталі 12ГС, 14Г, 14Г2, 14ХГС, 15ХСНД, 15Г2Ф, 15Г2СФ, 15Г2АФ при зварюванні можуть утворювати гартовані мікроструктури і перегрів металу шва і зони термічного впливу. Кількість структур, що гартуються різко зменшується, якщо зварка виконується з відносно великою погонною енергією, необхідною для зменшення швидкості охолодження зварного з'єднання. Проте зниження швидкості охолодження металу при зварювання призводить до укрупнення зерен (перегріву) металу шва і навколо шовного металу внаслідок підвищеного вмісту вуглецю в цих сталях. Це особливо стосується сталей 15ХСНД, 14ЧГС. Сталі 15Г2Ф, 15Г2СФ і 15Г2АФ менш схильні до перегріву в навколо шовній зоні, так як вони леговані ванадієм і азотом. Тому зварка більшості вказаних сталей обмежується більш вузькими межами теплових режимів, ніж зварювання низько вуглецевої сталі.
Режим зварювання необхідно підбирати так, щоб не було великої кількості гартованих мікроструктур і сильного перегріву металу. Тоді можна виконувати зварювання сталі будь-якої товщини без обмежень при навколишній температурі не нижче - 10°С. При більш низькій температурі необхідний попередній підігрів до 120-150°С. При температурі нижче - 25°С зварювання виробів із загартовуючих сталей забороняється. Для попередження більшого перегріву зварювання сталей 15ХСНД і 14ХГС слід проводити на пониженій погонній тепловій енергії (при понижених значеннях струму електродами меншого діаметру) в порівнянні зі зварюванням низько вуглецевої сталі.
Для забезпечення рівної міцності основного металу і зварного з'єднання при зварюванні цих сталей потрібно використовувати електроди типу Є50А чи Є55.
Технологія зварювання низьколегованих середньовуглецевих сталей 17ГС, 18Г2АФ, 35ХМ та інших подібна до технології зварювання середньо легованих сталей.
Електроди для зварювання вуглецевих і низьколегованих конструкційних сталей
Електроди для зварювання вуглецевих і низьколегованих конструкційних сталей
Особливості зварювання чавуну
Особливості зварювання кольорових металів і їх сплавів
Page updated
Google Sites
Report abuse