Главная | Случайная
Обратная связь

ТОР 5 статей:

Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия

Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века

Ценовые и неценовые факторы

Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка

Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы

КАТЕГОРИИ:






ЧАС ВИКОНАННЯ РОБОТИ. Семемтр 1 Назва роботи Кількість годин Навчальний тиждень 1




Семемтр 1

Назва роботи Кількість годин Навчальний тиждень
1. РУЧНЕ ДУГОВЕ ЗВАРЮВАННЯ, ЕЛЕКТРОДОМ ЩО ПЛАВИТЬСЯ ПРИ РЕМОНТІ СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКОЇ ТЕХНІКИ 1,2
2. ВІДНОВЛЕННЯ ДЕТАЛЕЙ МАШИН МеханізованИМ наплавленняМ 3,4
3. Газополуменеве напилення та наплавлення зношених деталей 5,6
4. ЗАСТОСУВАННЯ плазмового НАПЛАВЛЕННЯ ДЛЯ ВІДНОВЛЕННЯ ДЕТАЛЕЙ МАШИН та УСТАТКУВАННЯ 7,8
5. ЕЛЕКТРОЛІТИЧНЕ НАРОЩУВАННЯ МЕТАЛІВ ПРИ ВИГОТОВЛЕННІ І РЕМОНТІ МАШИН 9,10
6. ЗАСТОСУВАННЯ ПОЛІМЕРНИХ МАТЕРІАЛІВ І КЛЕЇВ ПРИ виробництві та РЕМОНТІ ДЕТАЛЕЙ 11,12
7. Вивчення дефектів, ремонт і відновлення колінчастих валів та ЦИЛІНДРІВ автотракторних двигунів 13,14
8. Дослідження впливу пластичної деформації на властивості поверхневого шару оброблюваної деталі та утворення поверхонь з регулярним
Усього за семестр

 

РОБОТА №1

РУЧНЕ ДУГОВЕ ЗВАРЮВАННЯ, ЕЛЕКТРОДОМ ЩО ПЛАВИТЬСЯ ПРИ РЕМОНТІ СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКОЇ ТЕХНІКИ

1. ЦІЛЬ РОБОТИ

Ознайомитися із процесом запалювання і структурою електричної зварювальної дуги, позначенням покритих електродів, пристроєм і роботою зварювального трансформатора і випрямляча, вибором режиму і технології дугового зварювання і наплавлення покритими електродами.

 

2. ПИТАННЯ ДЛЯ САМОСТІЙНОЇ ПІДГОТОВКИ

2.1. Що називається зварювальною дугою?

2.2. Назвіть етапи процесу запалювання дуги.

2.3. Для чого виконується коротке замикання електрода на заготовку?

2.4. Яка температура стовпа дуги?

2.5. У якій області дуги виділяється більше теплової енергії?

2.6. Для чого служить маска зварника з темним склом?

 

ЗАВДАННЯ

У процесі самостійної підготовки до роботи письмово відповісти на запитання.

Ознайомиться із процесом запалювання і будовою електричної зварювальної дуги, а також характеристикою електродів і їх покриттям. Вивчити пристрій і роботу зварювального трансформатора і випрямляча (або іншого зварювального агрегату). Набути навичок по вибору режиму і технології ручного дугового зварювання електродами.

 

ЧАС ВИКОНАННЯ РОБОТИ

Самостійна підготовка – 2 година;

Робота в лабораторії – 4 акад. години.

 

5. ЛІТЕРАТУРА

Основна

5.1.1 Сідашенко О.І. Ремонт машин та обладнання: Підручник. / О.І. Сідашенко, О.А. Науменко, Т.С. Скобло, О.В. Тіхонов та ін..; За ред. проф. О. І. Сідашенка, О.А. Науменка. – Х.: Міськдрук, 2010. - 744с.

 

5.1.2 Сварка в машиностроении. Под ред. В.А. Винокурова. М.: Машиностроение 1979 – т.3., 561с.

5.1.3 Сварка в машиностроении. Под ред. Н.А. Ольшанского. М.: Машиностроение 1978 – т.1., 504с

5.1.4 Рекомендации по восстановлению деталей сельскохозяйственной техники в мастерских колхозов и совхозов. – М.: ГОСНИТИ. 1988 – 145с.

Додаткова

5.2.1 Восстановление деталей тракторов. Ч.И. Згирский. Урало-сибирское отделение МАШГИЗА. 1960-144.

5.2.2 Справочник сварщика. Под ред. В.В. Степанова. Москва «Машиностроение» 1983-560с.

5.2.3 Износостойкая наплавка деталей. –М.: «Колос», 1974.-95с.

5.2.4 Основы сварочного дела. В.Г. Геворкян. М.: «Высшая школа»., 1971 -264с.

 

6. ОБЛАДНАННЯ І МАТЕРІАЛИ.

Стіл для електрозварювальних робіт ОКС-7523, верстак слюсарний ОРГ-1463-01-060Л, зварювальний трансформатор випрямляч ВДУ-506, зварювальні електроди типу Э42, Э46, заготовки з вуглецевої і низьколегованої сталі. Спеціальні захисні засоби, зі скло-фільтром (Додаток 1). Електродотримача, додатковий інструмент зварювальника, зварювальні кабелі.

 

7. ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ

7.1 Процес запалювання і структура електричної дуги.Зварюванням називається технологічний процес одержання нероз'ємних з'єднань за допомогою встановлення міжатомних зв'язків між частинами, що зварюються, при їхньому місцевому нагріванні.

При ручному дуговому зварюванні електродом, що плавиться, розплавлювання країв заготовок, що зварюються і електрода здійснюється за рахунок теплоти електричної зварювальної дуги.

Електрична зварювальна дуга – стійкий тривалий електричний розряд при високій щільності струму (0,5-100 А/мм2) у сильно іонізованому газовому середовищі між двома електродами, одним з яких звичайно є заготовка, що зварюється. Процес, при якому з нейтральних атомів і молекул утворюються позитивні і негативні іони, називається іонізацією.

У процесі горіння зварювальної дуги виділяється велика кількість теплоти, утворюється яскраве світлове випромінювання, невидимі ультрафіолетові і інфрачервоні промені, гази та пил. Електрична зварювальна дуга складається з катодної і анодної плям і стовпа дуги (Додаток 2). Зовні вона оточена ореолом, що складається із суміші газів, пару і пилу. Для запалювання дуги необхідно легко торкнутися стрижнем з покриттям електрода заготовки, що зварюється, із замиканням електричного ланцюга накоротко, після чого відвести електрод від заготовки на відстань 2-4 мм

Відбувається швидкий розігрів торця електрода 1 за рахунок теплоти, що виділяється струмом короткого замикання. Після відводу електрода з розігрітого торця металевого стрижня, що є катодом, вільні електрони під дією електричного поля спрямовуються до анода (заготовки). Їм передається значна кінетична енергія. В міжелектродному зазорі електрони зустрічаються (співударяються) з молекулами і атомами повітря та між собою. Ці зіткнення можуть бути пружними і непружними. При пружному зіткненні частина кінетичної енергії електронів передається атому або молекулі повітря. У результаті температура в дуговому проміжку (стовпі дуги) підвищується до 6000-7000°С. При непружному зіткненні відбувається іонізація молекули повітря з виділенням електронів, позитивних і негативних іонів. Електрони і негативні іони продовжують рух до анода і бомбардують його поверхню. У результаті гальмування їх руху відбувається перетворення кінетичної енергії в теплову і поверхня анода (анодна пляма) розігрівається до t = 2600-3000°С. Позитивні іони під дією сил тяжіння рухаються до катода і, бомбардуючи його поверхню, нагрівають катодну пляму до 2000-2600°С. У дузі постійного струму прямої полярності (рис. 7.1) («мінус» на електроді, «плюс» на заготовці) на аноді виділяється більша кількість теплоти (41-42 % від загальної кількості), ніж на катоді (36-38 %), у зв'язку з тим, що анод зазнає більш потужного бомбардування зарядженими частками. У дузі змінного струму відмінність температур катодної і анодної плям згладжується внаслідок їхньої періодичної зміни із частотою, що дорівнює частоті струму (50 Гц).

Рисунок 7.1 - Розподіл теплоти, що виділяється струмом у зонах дуги

Для стійкого горіння дуги необхідні постійний міжелектродний зазор (довжина дуги), певна напруга і струм у ланцюзі, достатня іонізація повітряного проміжку, стабільність властивостей джерела струму, що живить дугу.

7.2. Класифікація і позначення покритих електродів для ручного дугового зварювання.Покриті електроди для ручного дугового зварювання класифікують по призначенню, виду і товщині покриття, припустимому просторовому положенню зварювання або наплавлення, роду і полярності зварювального струму.

По призначенню розрізняють електроди для зварювання сталі, чавуну, алюмінію, міді.

Позначення електродів для зварювання: вуглецевих і низьколегованих конструкційних сталей з sв >600 МПа – У; легованих конструкційних сталей з sу до 600 МПа - Л; легованих теплотривких сталей - Т; високолегованих і сталей з особливими властивостями - В; для наплавлення поверхневих шарів з особливими властивостями - Н. Залежно від механічних властивостей наплавленого металу застосовуються електроди 14 типів: Э42, Э46А, Э 50-Э150.

Тип електрода позначається буквою Э с цифрою, що вказує гарантований тимчасовий опір розриву наплавленого металу в кгс/мм2. Буква А після цифр означає підвищену пластичність наплавленого металу.

По виду покриття електроди розділяються на:

А – з кислим покриттям (ОММ-5, АНО-2, СМ-5, ЦМ-7, МЭЗ-04 і ін.), що містять оксиди заліза, марганцю, кремнію, іноді титану. При плавленні покриття виділяється велика кількість О2, Hg, крім того, вони токсичні. Ці електроди забезпечують стабільне горіння дуги на змінному і постійному струмі. Метал шва відрізняється підвищеним ступенем окислення, щільністю і пластичністю;

Б - з основним покриттям (УОНИ-13/45, УОНИ-13/5БК, УОНИ-В/85,
АНО-Т, ОЗС-5, ДСК-50, СН-11, УП-1/45 і ін.), що містять мармур – СаСО3, плавиковий шпат - CaF2, кварцовий пісок, феросплави. Наплавлений метал має більшу міцність на ударний вигин, малу схильність до старіння і появи тріщин. Ці електроди застосовуються для зварювання на постійному струмі зворотної полярності відповідальних конструкцій з вуглецевих і легованих сталей;

Р - з рутиловим покриттям (ОЗС-12, АНО-32, ОЗС-6, АНО-6, МР-4,
ОЗЛ-32 і ін.), що містять рутил - TiО2, мармур – СаСО3, польовий шпат - K2O*Al2O3*6SiО2, каолін, іноді залізний порошок. Вони забезпечують стійке горіння дуги і гарне формування шва у всіх просторових положеннях;

Ц - із целюлозним покриттям (ОМА-2, ВСЦ-1, ВСЦ-2, ВСП-1, ВСЦ-4М і ін.). При плавленні покриття виділяється велика кількість газів. Ці електроди застосовуються для зварювання металу малої товщини та під час проведення монтажних робіт;

П - з іншими покриттями (ільменітовим, рутил- ільменітовим - АНО-24, рутілосновним - АНО-30, фтористокальцієвим - АНО-Д і ін.). До складу покриття входять: стабілізуючі, шлак утворюючі, легуючі, розкисляючи, газотвірні, формуючі, зв’язуючи компоненти. Покриття забезпечує газовий і шлаковий захист зони зварювання й розплавленого металу, розкислення й легування металу зварювальної ванни, стабільність горіння дуги.

По товщині покриття (відношенню діаметра електрода D до діаметра стрижня d) електроди виготовляють: М - з тонким покриттям D/d < 1,2; З - із середнім покриттям 1,2 < D/d < 1,45; Д - з товстим покриттям 1,45 < D/d < 1,8; Г - з особливо товстим покриттям D/d > 1,8.

По припустимому просторовому положенню зварювання електроди розділяються: для всіх положень – 1; для всіх положень, крім вертикального – 2; для нижнього, горизонтального і вертикального – 3; для нижнього – 4. По якості виготовлення, стану поверхні покриття електроди бувають 1, 2, 3 груп.

По роду і полярності застосовуваного при зварюванні або наплавленні струму і номінальній напрузі холостого ходу джерела змінного струму електроди підрозділяються: 0 – зворотна полярність постійного струму, 4 – будь-яка, 5 – пряма, 6 – зворотна для постійного струму і для змінного струму з напругою холостого ходу 70 В. Приклади умовного позначення електродів: а) тип Э46А за ГОСТ 9467-75 марки УОНИ-13/45 діаметром 3,0 для зварювання вуглецевих і низьколегованих сталей - В, з товстим покриттям - Д, 2-ої групи з механічними властивостями наплавленого металу: sв > 460 МПа (43), d - 22% (2), KCU = 0,35 Дж/мм2 при t = - 40°C (5) з основним покриттям Б для зварювання у всіх просторових положеннях - 1, на постійному струмі зворотної полярності 0:

ГОСТ 9466 -75, ГОСТ 9467-75

(б) типу Э-09Х1МФ за ГОСТ 9467-75 марки ЦЛ-20 діаметром 4,0 мм для зварювання легованих теплотривких сталей – Т з товстим покриттям Д 3-ої групи з механічними властивостями наплавленого металу – міцністю на ударний вигин KCU = 0,35 Дж/мм2 при ОС (2) і тривалою міцністю при
t < 580°С (7) з основним покриттям Б для зварювання у всіх просторових положеннях 1 на постійному струмі зворотної полярності 0:

 

7.3 Вибір електродів і матеріалів для наплавлення. Деталі тракторів, автомобілів і сільськогосподарських машин, виготовлені зі сталі, можуть бути розділені на п'ять груп: з маловуглецевої сталі марок 08, 10, 20, термічно не оброблені або піддані нормалізації; із середньовуглецевої сталі марок 40, 45, термічно не оброблені або піддані нормалізації; із середньовуглецевої і маловуглецевої сталей, термічно оброблених (загартування і відпуск); з маловуглецевої (нелегованої або легованої) сталі із цементованими робочими поверхнями; деталі, виготовлені з спеціальної сталі і такі що використовуються в тяжких умовах абразивного зношування.

Деталі I групи (вали кермових коліс, важелі тяги і ін.) відновлюють електронаплавленням із застосуванням електродів ОММ-5; ЦМ-7, типу Э42. Можливе використання для наплавлення електродів із крейдовою обмазкою. Для деталей цієї групи необхідно відновити первинні розміри, які були порушені через неправильну їх роботу (провертання, зсув і т.і.). Для цих деталей не передбачається підвищена зносостійкість поверхні.

II група (передні осі тракторів, вали приводів водяних насосів і ін.) відновлюють електродами УОНИ 13/55 типу Э50А, Э55А. Деталі повинні після наплавлення зберегти свої характеристики міцності, що забезпечується зазначеними типами електродів. Термічна обробка не обов'язкова. Відповідальні деталі зазнають нормалізації для поліпшення структури металу біля зони шва.

III група (вали коробок передач, піввісі, колінчаті вали і т.і.) найпоширеніша в номенклатурі відновлюваних деталей наплавленням. При експлуатації вони зношуються в сполученні від тертя ковзання. Деталі даної групи потребують зносостійкого наплавлення. При цьому необхідно розрізняти два випадки. Перший, коли після наплавлення передбачається механічна обробка. Твердість наплавленого шару повинна бути не більш 350 НВ. Надалі ці деталі термічно обробляють і відпускають. Для них рекомендуються електроди УОНИ 13/55, ОЗН-300, ОЗН-350. Другий, коли деталі після наплавлення термічно не обробляють. Наплавлений шар повинен бути високої твердості і зносостійкості. Деталі остаточно обробляють шліфуванням. Для них рекомендують електроди ОЗН-400, ЦС-1, Т-590, 12 АН-ЛИВТ.

IV група (хрестовини диференціалів, карданів, каретки швидкостей, вали коробок передач і ін.). Із цими деталями працюють як з III групою. Тільки для першого випадку (якщо після наплавлення передбачається цементація) рекомендується використовувати електроди ОММ-5, ОМА-2.

V група (леміші, лапи культиваторів, опорні котки, ножі скреперів і ін.). Ці деталі в процесі роботи інтенсивно зношуються. При наплавленні необхідні висока твердість і зносостійкість металопокриття. Для даних деталей механічна обробка не передбачається і після наплавлення потрібно тільки шліфування. Рекомендують електроди 13 КН-ЛИВТ, Т-590, Т-620.

Марки і типи електродів для наплавлення за ГОСТом 10051-75 наведено в додатку 3.

Для наплавлення швидкозношуваних деталей машин застосовують зерноподібні тверді сплави - сталініт, вокар, ВИСХОМ-9, боридну суміш; литі тверді сплави - стеліти В2К, ВЗК, ВЗК-ЦЭ і стелітоподібні сплави - сормайт 1, 2, порошкові електроди.

7.4 Конструкціяй і робота зварювальних трансформаторів і випрямляча

Для живлення електричної дуги застосовуються джерела змінного струму - зварювальні трансформатори і постійного струму - зварювальні випрямлячі і генератори (перетворювачі), інверторні джерела (Додаток 4 та 5). Для забезпечення стійкого процесу зварювання джерела живлення дуги повинні відповідати наступним вимогам:

1. Напруга холостого ходу повинна бути достатня для легкого збудження дуги і у той же час не повинна перевищувати норм з техніки безпеки. Для однопостових зварювальних генераторів напруга холостого ходу не більш 80В, а для багатопостових – не більш 60В. Для зварювальних трансформаторів напруга 70В при струмі 200А і напруга 100В при струмі менше 100А.

2. Напруга горіння дуги повинна швидко встановлюватися й змінюватися залежно від довжини дуги, забезпечуючи стійке горіння зварювальної дуги. Зі збільшенням довжини дуги напруга повинна швидко зростати, а зі зменшенням швидко падати (час відновлення робочої напруги від 0 до 30В повинен бути менш 0,05 сек.).

3. Величина струму короткого замикання не повинна перевищувати зварювальний струм більш ніж на 40-50%. При цьому джерело струму повинно витримувати тривалі короткі замикання зварювальної дуги.

Зварювальний трансформатор складається з понижувального силового трансформатора й спеціального пристрою (дроселя, шунта, рухливої котушки), призначеного для регулювання сили зварювального струму, напруги, і забезпечення, найчастіше, вольтамперної характеристики що падає. Зварювальні трансформатори можуть бути з нормальним і підвищеним магнітним розсіюванням, механічним і електричним регулюванням зварювального струму і напруги.

Найбільшого розповсюдження набули зварювальні трансформатори з підвищеним магнітним розсіюванням. По способу зміни магнітного розсіювання і індуктивного опору вони можуть бути з магнітним шунтом, рухливими котушками і витковим (східчастим) регулюванням. У трансформаторів типу СТШ (рис.7.2) рухливий магнітний шунт конструктивно виконаний із двох половин, що розходяться в протилежні сторони.

Сила зварювального струму регулюється зміною положення шунта в магнітному сердечнику. Коли шунт повністю всунутий у сердечник, магнітний потік розсіювання і реактивна ЕДС розсіювання максимальні, а зварювальний струм мінімальний.

 

  Рисунок 7.2 - Електрична схема зварювального трансформатора типу СТШ 500-80  

У трансформаторів з рухливими котушками типу ТС, ТСК, ТД (рис.7.3.) магнітне розсіювання регулюється зміною відстані між нерухливою первинною 1 і рухливою вторинною 2 обмотками. Ця зміна здійснюється поворотом рукоятки 3 і гвинта, пов'язаного з рухливим відмотуванням.

 

Рисунок 7.3 - Зварювальний трансформатор типу ТСК-500

 

Сила зварювального струму збільшується при зближенні обмоток і зменшується при збільшенні відстані між ними. Напруга холостого ходу при зсунутих котушках більше, а при розсунутих - менше. У трансформаторів типу ТСК конденсатори, включені паралельно первинній обмотці, забезпечують підвищення коефіцієнта потужності.

У трансформаторах типу ТД (рис.7.4) застосоване дводіапазонне плавне регулювання струму: у діапазоні малих струмів котушки первинної і вторинної обмоток включаються послідовно, а великих струмів – паралельно. Включення і відключення котушок проводиться перемикачем, змонтованим усередині трансформаторів.

 

  Рисунок 7.4. - Електрична схема трансформатора ТД-500

 

Зварювальні випрямлячі і генератори випускаються з падаючими і жорсткими зовнішніми характеристиками. Випрямлячі з падаючими зовнішніми характеристиками типу ВД призначені для ручного дугового зварювання, різання, наплавлення, автоматичного дугового зварювання під флюсом, а із жорсткими зовнішніми характеристиками типів ВР, ВДГ, ВМ і універсальні ВДУ, ВСУ - для дугового зварювання, електродом що плавиться у захисних газах і під флюсом.

Універсальний зварювальний випрямляч ВДУ-506У3 (див. Додаток 6 та 7) призначений для механізованого зварювання у вуглекислому газі і під шаром флюсу, а також для ручного дугового зварювання електродами.

Випрямляч складається із силового трансформатора, силового блоку тиристорів, зрівняльного реактора, дроселя у зварювальному ланцюзі, силового автоматичного вимикача, блоку керування, електродвигуна з вентилятором. Усі складові частини випрямляча змонтовані на візку і захищені кожухом.

Випрямляч є універсальним і має крутопадаючі, жорсткі (пологопадаючі), зовнішні характеристики.

Живлення випрямляча проводиться від промислової трифазної мережі змінного струму. Плавне регулювання зварювального струму (при падаючій) і напруги (при жорстких зовнішніх характеристиках) здійснюється резистором на блоці керування (місцеве регулювання), а також з напівавтомата (дистанційне регулювання) (див. Додаток 6).

Кожне джерело живлення дуги розраховано на певне (номінальне) навантаження, при якому він працює, не перегріваючись вище припустимої температури (за технічним паспортом). Звичайно режим роботи джерел живлення при дуговому зварюванні позначають: ТН - тривалість навантаження; ТР - тривалість роботи; ТВ - тривалість включення. Режим роботи характеризується відношенням часу зварювання до суми часу зварювання і холостого ходу.

(7.1)

де tсв - час зварювання; tп - час пауз.

Відмінність між ТН, ТР, ТВ полягає в тому, що в режимах ТН і ТР джерела живлення (трансформатори) під час паузи не відключаються від мережі і при розімкнутому зварювальному ланцюзі працюють на холостому ходу, а в режимі ТВ (випрямлячі) повністю відключаються від мережі.

За номінальний режим роботи однопостових зварювальних трансформаторів, випрямлячів, генераторів прийнятий режим ТН = 20, 35 або 60%, а в баготопостових і установках струму для автоматичного зварювання - ТН = 100%.

7.5. Вибір режиму зварювання.Режим обумовлює характер протікання процесу зварювання і забезпечує одержання зварного шва заданої форми і розмірів. Усе визначається діаметром, типом і маркою електрода, коефіцієнтом наплавлення, родом, полярністю і силою струму, напругою дуги, швидкістю зварювання, кутом нахилу і руху електрода, масою наплавленого металу.

Діаметр електрода вибирається залежно від товщини металу, що зварюється. При зварюванні в нижньому положенні для вибору діаметра можна користуватися табл.7.1.

Таблиця 7.1 Вибір діаметра стрижня електрода, що зварюється за товщиною металу

Товщина S металу, що зварюється, мм до 1,5 4-5 6-8 9-12 13-15 16-20 вище. 20
Діаметр d стрижня електрода, мм 1; 1,6 3-4 4; 5 4; 5 5; 6 6;8

При зварюванні горизонтальних, вертикальних і стельових швів незалежно від товщини металу, що зварюється, застосовують електроди діаметром
<4мм.

Тип і марка електроду вибираються залежно від марки і механічних властивостей (sв, sт, KCV) металу, що зварюється, призначення і умов роботи конструкції (табл.7.2).

Сила зварювального струму I вибирається залежно від діаметра стрижня електрода dе й положення зварного шва в просторі. При зварюванні в нижньому положенні:

, (А) (7.2)

де К - коефіцієнт пропорційності, який при зварюванні вуглецевих і низьколегованих сталей у нижньому положенні дорівнює 35-60 А/мм для товщини металу 5-30мм, або вибирається по табл.7.3.

 

Таблиця 7.2 Типи і марки електродів залежно від марки і механічних властивостей металу, що зварюється

Марка сталі Механічні властивості Тип електроду Марка електродів Коефіцієнт наплавлення, г/А·с Механічні властивості металу шва
σВ, МПа σТ, МПа KCV, Дж/м2 δ, % σВ МПа KCV, Дж/м2 δ, %
Ст3 пс, Ст3кп (2-6)   Э42 Э42А АНО-5, АНО-6, ОМА-2, ВСП-1, СМ-11, УП1-45, УП2-45 11;8,5 9,5;10 0,8 1,5
14Г, 09Г2   Э46 АНО-3, АНО-4, МР-3, ОЗС-4, ОЗС-6, ОЗС-12, АНО-13, АНО-18 8,5; 7,8; 8,5; 10,5; 8,5; 10 0,8 1,4
09Г2С, 10Г2С1Д, 18Г2 0,3 Э50 Э50А ВСЦ-3, ВСН-3 ( для постійного струму), ДСК-50,АНО-11 10; 9 1,3
14Г2АСРД, 15Г2АФД 0,3 (-60ºС) Э60 Е60А УОНИ 13/65 (постійний струм) 1,0
15ХА, 15Г2АЮГ   Э60 Е60А          
14Х2ГМР, 12ХН2   Э70 ЛКЗ-70 (постійний струм) 9,5 0,6
20ХМА         Э09МХ теплостійкіі ЦЛ-14, ОЗС-1 10,5 0,9

 

При зварюванні горизонтальних і вертикальних швів сила струму зменшується на 10-15%, а стельових - на 15-20%. Надмірно великий зварювальний струм приводить до перегріву і розбризкуванню електродного металу, погіршенню формування шва, а при зварюванні тонкостінних заготовок - до прожогу стінок. Зварювання на малих струмах супроводжується нестійким горінням дуги, непроваром, малою продуктивністю.

 

Таблиця 7.3 Вибір коефіцієнта пропорційності залежно від діаметра електрода

dе, мм 1-2 3-4 5-6
К, А/мм 25-30 30-45 45-60

 

Силу зварювального струму, розраховану по формулі 7.2, слід відкоригувати з урахуванням товщини елементів, що зварюються, типу з'єднання і положення шва в просторі.

Рід струму і полярність вибираються залежно від марки металу, що зварюється, його товщини, марки електрода, призначення конструкції. Зварювання на постійному струмі зворотної полярності застосовується для тонкостінних заготовок і високолегованих сталей з метою уникання їх перегріву. Зварювання вуглецевих сталей звичайно виконують на змінному струмі.

Напруга для стійкого горіння дуги Uд визначається по формулах:

або (7.3)

де (Uка = 20-22 - сумарне спадання напруги на катоді і аноді, В; Ес = 3,3-3,8 - градієнт напруги (напруженість) у стовпі дуги. В/мм; l=(0,5-1,1) d - довжина дуги, мм; I - зварювальний струм.

Маса наплавленого металу основних зовнішніх швів:

г (7.4)

де SОСН - площа поперечного перерізу основного зовнішнього шва, мм2;

Lосн - сумарна довжина основних зварних швів, мм;

ρ = 7,8 г/см3 - щільність наплавленого металу.

Масу наплавленого металу підзварочних швів знаходять аналогічно:

(7.5)

де: SВН - площа підзварочного шва, мм2;

Lвн - сумарна довжина підзварочних зварних швів, мм.

Загальна маса наплавленого металу зварних з'єднань при з'єднанні елементів металевої ванни:

Gн = Gносн + Gнвн,г (7.6)

Витрата електродівна виготовлення металевої ванни:

Gел = k • Gн, г (7.7)

де k = 1,6-1,8 - коефіцієнт витрати електродів на 1кг наплавленого металу. У табл. 7.4 задані конкретні значення k. Коефіцієнт витрати k враховує:

· масу електродного покриття;

· втрати металу на вигар, розбризкування і недогарки.

Час зварювання, необхідний для виконання зварювальних робіт:

Тсв = Тосн + Тобсл + Тпід + Твідп, год (7.8)

де: Тосн - основний технологічний час, год;

Тобсл - час, витрачений на обслуговування обладнання, год;

Тпід - підготовчий час на одержання електродів, інструмента й ін., год;

Твідп - час, витрачений на відпочинок, ч.

Основний технологічний час розраховують, використовуючи формулу:

, (7.9)

де: Gн - маса наплавленого металу;

Кн - коефіцієнт наплавлення, г/(А • ч);

IСВ - сила зварювального струму, А.

 

Таблиця 7.4 Електроди для зварювання сталей

Марка електрода Коефіцієнт витрат електродів на 1кг наплавленого металу к. кг Коефіцієнт наплавлення Кн, г/(А ч) Рід струму Поляр-ність Марка сталі, що зварюється
Марка електродного покриття марка зварювального дроту
АНО-4С     Св-08 або Св-08А 1,7   8.5 Постійний Будь-яка Низьковуглицеві Ст4, Сталь 20
Змінний   З1, Сталь 15
МР-3     1,6 Постійний Зворотна СтЗ, Сталь 25
Змінний . Ст2, Сталь 10
Э-138/50Н Св-10ГН 1,7     Постійний     зворотна Низьколеговані 12ГС, 15ГФ, 14Г2.14ХГС
ЦЛ-45 Св-08ХМ 1,65 9,5 15ХСНД.12Х1МФ, 15Х1М1Ф.10ХСНД
ЭА-395/9 Св-10Х16Н25АМ6 1,6 Леговані 08Х12Н8 К5М2Т, 08Х12Н7 К7М4
ЭА-400/10В Св-04Х19Н11МЗ 1,8 10Х17Н13М2Т, 08Х18Н10Т

 

Коефіцієнт наплавлення Кн [ г/(А • ч) ] - маса наплавленого на поверхню деталі металу в грамах за 1 годину, що припадає на силу струму в 1 ампер. У табл. 7.4 дані величини коефіцієнта наплавлення для різних марок електродів.

Остаточний час, необхідний для виконання зварювальних робіт формуванні внутрішнього і основного швів:

ч (7.10)

де: Квзп - коефіцієнт використання зварювального посту.

Коефіцієнт використання зварювального посту Квзп враховує час на обслуговування обладнання, на одержання матеріалів, на відпочинок і ін. Значення коефіцієнта використання наведені в табл. 7.5.

Таблиця 7.5 Коефіцієнт використання зварювального посту Квзп

При роботі в цеху Квзп = 0,6.. .0,8
При монтажних роботах Квзп = 0,5.. .0,7

Продуктивність і швидкість зварювання:

G = Кн • Iсв, г/ч (7.11).

Швидкість зварювання при формуванні основного шву

, м/ч (7.12).

Швидкість зварювання при формуванні внутрішнього шву

, м/ч (7.13)

Витрата електроенергії:

Витрату електроенергії розраховують, використовуючи формулу

Q = 0,001 • Uд • Iсв • Тосн, (7.14)

де: Uд - робоча напруга дуги, В;

Iсв - сила зварювального струму, А;

Тосн - основний технологічний час зварювання, ч.

 

7.6. Технологічні прийоми ручного дугового зварювання і наплавлення. При зварюванні нижніх стикових швів електрод розташовують під кутом 70-80° до заготовки для забезпечення рівномірного покриття рідкого металу розплавленим шлаком. Для утворення зварного шва (рис.7.5, а) електроду надається складний рух: поступальний рух уздовж осі зі швидкістю плавлення стрижня для підтримки певної довжини дуги і уздовж крайок зі швидкістю зварювання. Коливання кінця електрода поперек шва (рис.7.5, б) необхідно для одержання певної його ширини, гарного провару країв і затримки остигання зварювальної ванни. Характер коливальних рухів визначається формою, розміром і положенням шва в просторі. При зварюванні необхідно уважно стежити за розплавлюванням країв основного металу і кінця електрода, проваром кореня шва і не допускати затікання рідких шлаків уперед дуги.

а б

Рисунок 7.5 - Положення (а) і поперечний рух (б) електрода при зварюванні нижніх стикових швів

При зварюванні одношарових швів (рис.7.6, а) дуга збуджується на краю скосу краю (у точці А), потім переміщається вниз для проварювання кореня шва. На скосах країв рух електроду вповільнюється для виключення прожогу в зазорі. При зварюванні багатошарових швів (рис.7.6, б) особлива увага приділяється якісному виконанню першого шару із проваром кореня шва, що визначає міцність усього шва. Процес закінчується заварюванням кратера.

Зварювання вертикальних швів (рис.7.6, в) виконується короткою дугою при переміщенні електроду знизу нагору і зверху вниз. При зварюванні горизонтальних швів дуга збуджується на нижному горизонтальному краю, а потім переноситься на похилу для підтримки стікаючої краплі металу. Зварювання стельових швів (рис.7.6, г) виконується короткою дугою при періодичному замиканні електрода з ванною рідкого металу. Короткі шви довжиною до 250 мм зварюють за один прохід, тобто при русі електрода від початку шва до кінця. Середні (250-1000 мм) і довгі, більш 1000 мм, зварюють за кілька проходів від середини до країв або зворотньосходчатим способом.

г

Рисунок 7.6 - Положення і рух електрода при зварюванні одношарових швів

 

Зварювання сталей. низьковуглецеві сталі які містять до 0,25% вуглецю. добре зварюються. Зварені шви легко обробляються. Зварювання необхідно проводити при максимально припустимих режимах.

Зварювання вуглецевих сталей із вмістом вуглецю 0,3-0,5% і високовуглецевих зі змістом 0,5-1,0%, передбачає підігрів виробу до температури 200-300ºС. Після зварювання, виріб необхідно знову помістити в піч і підігріти до температури 675-700ºС, потім з піччю остудити до температури 100-150ºС. При цьому використовують наступні електроди: УОНИ 13/45; УОНИ 13/55; К5А; УП1-45; ОЗС-2; УП2-45; ВСП-1; МР-1; ОЗС-4, і ін.

Низьколеговані сталі типу 15ХСНД при зварюванні схильні утворювати гартівні структури. Для запобігання перегріву і утворення гартівних структур рекомендується багатошарове зварювання з більшим інтервалом часу між накладенням шарів. Використовують електроди: УОНИ 13/55; УОНИ 13/65 (при постійному струмі зворотної полярності).

Средньолеговані сталі типу 12М; 12ХМ; 15ХМ; 20ХМ перед зварюванням попередньо підігрівають до температури 200-300ºС. Використовують електроди: ЦУ-2МХ; УЛ-38; ЗИО-20; УОНИ-13ХМ.

Високолеговані сталі типу Х18Н9; Х18Н9Г. Зварюють з суровим дотриманням режимів. Використовують електроди: ЗИО-3; ОЗЛ-8; УЛ-11; УГ-1 И ін. Зварювання ведуть на постійному струмі зворотної полярності, застосовуючи мідні прокладки або прискорене охолодження швів водою, або стисненим повітрям.

Высокомарганцеві сталі типу 110Г13Л які містять 11-16% Mn і відносяться до сталей аустенітного класу. Вони мають високу зносостійкість. Застосовуються для виготовлення хрестовин, зубів ковшів екскаватора, ковшів і ін. деталей. Для зварювання застосовують електроди наступних типів: нікелемарганцовісті з вмістом 4-4,5% Ni, 11-13%Mn, 0,6-1,0%С; на стрижні наносять покриття основного типу: корозійностійкі, низьковуглецеві покриття які містять до 60-65% ферохрому. Зварювання ведуть на постійному струмі зворотної полярності.

Зварювання чавуну. По стану деталі, що зварюється, розрізняють три способи зварювання чавуну: холодне, напівгаряче і гаряче. Холодне зварювання виконують без підігріву деталей, що зварюються. Напівгарячу – при повному або місцевому підігріві до температури 300-400ºС, гарячу – при повному нагріванні до температури 600-800ºС. Ці способи зварювання підрозділяють на окремі методи залежно від виду зварювання, застосованих електродів.

Вибір способу і методу зварювання залежить від вимог, пропонованих до зварного з'єднання, а в деяких випадках і від виробничих можливостей. При виборі методу зварювання необхідно враховувати можливість механічної обробки металу шва та в зоні біля шва після зварювання, необхідність одержання однорідності металу шва з металом деталей, що зварюються, вимоги щільності зварного шва, а також навантаження при яких повинні працювати деталі, що зварюються.

Холодне зварювання. Цей спосіб зварювання має кілька різновидів: сталевими електродами; електродами зі спеціальними покриттями; сталевими електродами за допомогою шпильок; чавунними електродами; комбінованими електродами; мідними електродами; електродами з монель-металу; електродами з нікілево-аустенітного чавуну (ПАНЧ).

Напівгаряче зварювання. Підігрів деталі, що зварюється, до 300-400ºС сприяє більш уповільненому охолодженню металу шва, що в значній мірі запобігає одержанню вибілених зон і дозволяє робити механічну обробку зварених з'єднань. Напівгаряче зварювання можна здійснювати низьковуглецевими сталевими електродами із захисно-легуючими покриттями типу ОММ-5, МР-3, К5, сталевими електродами зі спеціальним покриттям.

Гаряче зварювання. Для гарячого зварювання застосовують чавунні електроди зі стрижнями марок А и Б. Наприклад: ОМ4-1 і УЗТМ-74. Через значний обсяг наплавленого металу застосовують електроди більших діаметрів (8-16 мм).

Наплавлення металів ведеться електродами Т-590, Т-620.

7.7. Типові дефекти зварних швів.Залежно від причини виникнення дефекти зварних швів можна розділити на дві групи: дефекти, викликані металургійними, термічними і гідродинамічними явищами, що відбуваються в процесі утворення шва; дефекти, утворені при формуванні шва. До першої групи відносяться гарячі (кристалізаційні) і холодні тріщини в металі шва і в зоні біля шва, пори, шлакові включення, флокени, зона неплавлення, відхилення від необхідних тривких і пластичних властивостей металу шва і зварного з'єднання, а також несприятливі зміни властивостей металу зони біля шву. До другої групи дефектів відносяться непровари, підрізи, напливи, прожоги, кратери, несиметричність розташування кутових швів, зменшення розмірів швів і ін.

 

vikidalka.ru - 2015-2017 год. Все права принадлежат их авторам!