Вопрос 1. Устройство и назначение сварочного трансформатора.
Для дуговой сварки используют как переменный, так и постоянный сварочный ток. В качестве источника переменного сварочного тока применяют сварочные трансформаторы, а постоянного - сварочные выпрямители и сварочные преобразователи.
Источник питания сварочной дуги – сварочный трансформатор - обозначается следующим образом:
ТДМ-317, где:
Т - трансформатор;
Д - для дуговой сварки;
М - механическое регулирование;
31 - номинальный ток 310 А;
7 - модель.
Сварочный трансформатор служит для понижения напряжения сети с 220 или 380 В до безопасного, но достаточного для легкого зажигания и устойчивого горения электрической дуги (не более 80 В), а также для регулировки силы сварочного тока.
Трансформатор (рис. 22) имеет стальной сердечник (магнитопровод) и две изолированные обмотки. Обмотка, подключенная к сети, называется первичной, а обмотка, подключенная к электрододержателю и свариваемому изделию, - вторичной. Для надежного зажигания дуги вторичное напряжение сварочных трансформаторов должно быть не менее 60-65 В; напряжение при ручной сварке обычно не превышает 20-30 В.
8 нижней части сердечника 1 находится первичная обмотка 3, состоящая из двух катушек, расположенных на двух стержнях. Катушки первичной обмотки закреплены неподвижно. Вторичная обмотка 2, также состоящая из двух катушек, расположена на значительном расстоянии от первичной. Катушки как первичной, так и вторичной обмоток соединены параллельно. Вторичная обмотка - подвижная и может перемещаться по сердечнику при помощи винта 4, с которым она связана, и рукоятки 5, находящейся на крышке кожуха трансформатора.
Регулирование сварочного тока производится изменением расстояния между первичной и вторичной обмотками. При вращении рукоятки 5 по часовой стрелке вторичная обмотка приближается к первичной, магнитный поток рассеяния и индуктивное сопротивление уменьшаются, сварочный ток возрастает. При вращении рукоятки против часовой стрелки вторичная обмотка удаляется от первичной, магнитный поток рассеяния растет (индуктивное сопротивление увеличивается) и сварочный ток уменьшается. Пределы регулирования сварочного тока - 65-460 А. Последовательное соединение катушек первичной и вторичной обмоток позволяет получать малые сварочные токи с пределами регулирования 40-180 А. Диапазоны тока переключают выведенной на крышку рукояткой.

Рис. 22. Сварочный трансформатор:
а - внешний вид; б - схема регулирования сварочного тока

Свойства источника питания определяются его внешней характеристикой, представляющей кривую зависимости между током (I) в цепи и напряжением (U) на зажимах источника питания.
Источник питания может иметь внешнюю характеристику: возрастающую, жесткую, падающую.
Источник питания для ручной дуговой сварки имеет падающую вольт-амперную характеристику.
Напряжение холостого хода источника питания - напряжение на выходных клеммах при разомкнутой сварочной цепи.
Номинальный сварочный ток и напряжение – ток и напряжение, на которые рассчитан нормально работающий источник.

Вопрос 2. Способы заполнения шва по сечению.
По способу заполнения по сечению швы:
однопроходные, однослойные (рис. 23, а);
многопроходные многослойные (рис. 23, б);
многослойные (рис. 23, в).

Рис. 23. Сварные швы по заполнению сечения шва

Если число слоев равно числу проходов дугой, то такой шов называют многослойным .
Если некоторые из слоев выполняют за несколько проходов, то шов многопроходный .
Многослойные швы чаще применяют в стыковых соединениях, многопроходные - в угловых и тавровых.
Для более равномерного нагрева металла шва по всей его длине швы выполняют:
двойным слоем;
каскадом;
блоками;
горкой.
В основу всех этих способов положен принцип обратно-ступенчатой сварки.
Сущность способа двойного слоя заключается в том, что наложение второго слоя производится по неостывшему первому после удаления сварочного шлака: сварка на длине 200-400 мм ведется в противоположных направлениях. Этим предотвращается появление горячих трещин в шве при сварке металла толщиной 15-20 мм, обладающего значительной жесткостью.
При толщине стальных листов 20-25 мм и более для предотвращения трещин применяют сварку:
каскадом;
блоками;
поперечной горкой.
Заполнение многослойного шва для сварки горкой и каскадом производится по всей свариваемой толщине на определенной длине ступени. Длина ступени подбирается такой, чтобы металл в корне шва имел температуру не менее 200°С в процессе выполнения шва по всей толщине. В этом случае металл обладает высокой пластичностью, и трещин не образуется. Длина ступени при каскадной сварке равна 200-400 мм (рис. 24, а).
При сварке блоками многослойный шов сваривают отдельными ступенями, промежутки между ними заполняют по всей толщине слоями (рис. 24, б).
При соединении деталей из закаливающихся при сварке сталей рекомендуется применять сварку блоками. Из незакаливающихся (низкоуглеродистых) сталей - лучше выполнить сварку каскадом.

Рис. 24. Заполнение шва по сечению:
а - каскадом; б – блоками

Рис. 25. Сварка горкой

Таким образом, выполняют сварку (заполнение разделки) в обе стороны от центральной горки короткими швами. Каскадный метод является разновидностью метода горки.
При сварке методом горки (рис. 25) на участке 200-300 мм накладывают первый слой, после очистки его от шлака на него накладывают второй слой, по длине в 2 раза больший, чем первый. Затем, отступив от начала второго слоя на 200-300 мм, производят наплавку третьего слоя и т. д.

3. Задача. Объясните влияние серы и фосфора на качество сварного шва.
Сера и фосфор являются вредными примесями стали и чугуна. Их избыточное количество вызывает образование трещин в сварном шве. Сера вызывает трещины в горячем состоянии шва (явление красноломкости), фосфор - в холодном (явление хладноломкости).

Способы выполнения сварочных швов по длине и сечению

Для сварщика очень важно овладеть навыком зажигания дуги. Зажигание дуги выполняется кратковременным прикосновением конца электрода к изделию или чирканьем концом электрода о поверхность металла.

«Ведут» дугу таким образом, чтобы кромки свариваемых деталей проплавлялись с образованием требуемого количества наплавленного металла и заданной формы шва.

Существуют различные способы выполнения швов по длине и сечению. Выбор способа выполнения швов определяется длиной шва и толщиной свариваемого металла. Условно считают швы длиной до 250 мм короткими, длиной 250-1000 мм - средними, а более 1000 мм - длинными.

Короткие швы по длине обычно сваривают "на проход". Швы средней длины сваривают от середины к краям либо обратноступенчатым способом. Длинные швы однопроходных стыковых соединений и первый проход многопроходных швов сваривают от середины к концам обратноступенчатым способом, а в соединениях с угловыми швами также от середины к концам обратноступенчатым способом.

Обратноступенчатая сварка является наиболее эффективным методом уменьшения остаточных напряжений и деформаций.

Предыдущий шов остывает до температуры 200-300 градусов. При охлаждении одновременно с уменьшением ширины шва уменьшается и первоначально расширенный зазор, именно поэтому остаточные деформации становятся минимальными.

При сварке стыковых или угловых швов большого сечения шов выполняется несколькими слоями. При этом каждый слой средней и верхней части шва может выполняться как за один проход, так и за 2 и более проходов.

С точки зрения уменьшения остаточных деформаций сварка за один проход предпочтительнее. Если ширина шва достигает 14-16 мм, то чаще применяется многопроходный способ сварки швов.

При сварке металла большой толщины - более 15 мм выполнение каждого слоя "на проход" является нежелательным. Такой способ приводит к значительным деформациям и образованию трещин на первых слоях, т. к. первый слой успевает остыть. Для предотвращения образования трещин заполнение разделки кромок при ручной дуговой сварке следует производить каскадным методом или "горкой". В этом случае каждый последующий слой накладывается на еще не успевший остыть предыдущий сдой, что позволяет снизить сварочные напряжения и деформации.

При каскадном методе заполнения шва, весь шов разбивается на короткие участки в 200 мм, и сварка каждого участка проводится таким методом. По окончании сварки первого слоя первого участка, не останавливаясь, продолжают выполнение первого на соседнем участке. При этом каждый последующий слой накладывается на неуспевший остыть металл предыдущего слоя.

Сварка "горкой" является разновидностью каскадного способа и ведется двумя сварщиками одновременно, от середины к краям. Эти оба метода выполнения шва представляют собой обратноступенчатую сварку не только по длине, но и по сечению шва.

Прежде чем приступить к сварке, необходимо ознакомиться с технической документацией. Процесс изготовления любой конструкции представлен в технологических картах. Кроме технологических карт к технологическому процессу прилагаются чертежи изделия: общий вид и деталировка с необходимыми пояснениями и техническими условиями. На общем виде указываются обозначения сварных швов.

При ручной дуговой сварке малоуглеродистых сталей в зависимости от прочностных показателей металла широко используют электроды с рутиловым покрытием типов Э42 и Э46, например, АНО-6, АНО-4 и др. Для сварки ответственных стальных конструкций применяют электроды с основным покрытием типов Э42А и Э46А. Например, УОНИ-13/45, СМ-11, Э-138/45Н и др.

Полнотекстовый поиск:

Где искать:

везде
только в названии
только в тексте

Выводить:

описание
слова в тексте
только заголовок

Главная > Курсовая работа >Промышленность, производство

Последовательность и обоснование сварки швов

Различают способы заполнения швов по длине и сечению.

По длине сварные швы выполняют напроход и обратно-ступенчатым способом (рис. 8).

Напроход сварные швы выполняют от начала до конца в одном направлении. Так сваривают короткие швы, длина которых не превышает 300 мм.

Сварные швы средней длины (300 – 1000 мм) сваривают либо напроход от середины к краям, либо обратноступенчатым способом. Последний применяют и при выполнении длинных швов. Длина которых превышает 1000 мм.

Обратноступенчатый способ сварки заключается в том, что длинный шов делят на участки длиной 100 – 300 мм, затем сварку каждого участка ведут в направлении, обратном общему направлению сварки. При этом конец каждого участка сваривают с началом предыдущего сварного шва.

По способу заполнения сечения швов различают однослойные и многослойные (многопроходные) швы; в многослойном шве каждый слой можно выполнять за один или за два-три прохода.

Однослойный шов имеет больший объём сварочной ванны, чем многослойный сварной шов. Однопроходная сварка отличается большей производительностью и экономичностью. Недостатком однопроходной сварки являются относительно меньшая пластичность металла шва и большая зона перегретого металла.

Многопроходную сварку обычно выполняют тонкими и узкими валиками без поперечных колебаний электрода.

По сравнению с многопроходной сваркой применение многослойной обеспечивает большую производительность; последующие швы при многослойной сварке шире предыдущих; каждый последующий шов термически обрабатывает предыдущий и околошовную зону, что сказывается на повышении пластичности и вязкости основного металла.

При сварке встык листов толщиной 8 мм и длиной 300 мм из низкоуглеродистой стали я принимаю обратноступенчатый способ сварки. При этом способе значительно уменьшится коробление детали в процессе сварки. Для заполнения разделки кромок применяю многослойную сварку. Подварочный шов выполняю электродом Ø3 мм. После выполнения следующего слоя, необходимо удалить шлак с предыдущего.

Разметку шва выполняю на равные участки длиной по 150 мм, выполняю прихватки с лицевой стороны шва. Прихватки выполняю следующим способом: прихватываю один край заготовки, затем, выровняв листы, другой край, после чего выполняю прихватку в центре шва, затем свариваю детали согласно схемы в (рис.8).

Термическая обработка детали после сварки

Режим термической обработки характеризуют температура и скорость нагрева, время выдержки при заданной температуре нагрева и скорость охлаждения.

В процессе термической обработки в металле происходят превращения, в результате которых улучшаются прочностные свойства, устраняются напряжения, повышается износостойкость, придаются металлу требуемая твердость, хорошая обрабатываемость режущим инструментом и др.

Основными видами термической обработки являются отжиг, нормализация, закалка и отпуск.

Отжиг заключается в нагреве металла до определенной температуры, выдержке при этой температуре и затем медленном охлаждении вместе с печью. Отжиг применяют для снятия внутренних напряжений, повышения механических свойств, улучшения обрабатываемости режущим инструментом, снижения твердости.

Нормализация заключается в нагреве стали до определенной температуры, выдержке при этой температуре и затем охлаждении на спокойном воздухе. Нормализацией устраняют внутренние напряжения, наклёп, повышают механические свойства.

Закалка заключается в нагреве стали до определенной температуры, выдержке при этой температуре и затем быстром охлаждении в воде или масле. Закалкой придают деталям высокую твердость, прочность, износостойкость.

Отпуск заключается в нагреве закалённой стали до определенной температуры и последующем её охлаждении. Необходимость отпуска вызывается тем, что в закаленной детали появляется не только твердость но и большие внутренние напряжения. Последние необходимо устранить, так как они делают деталь хрупкой и легко разрушаемой от ударных и изгибающих нагрузок. Отпуск снимает внутренние напряжения и повышает вязкость закаленной детали.

Передовой производственный опыт. Высокопроизводительные виды сварки

Повышение производительности ручной дуговой сварки является весьма актуальной задачей в связи с тем, что в промышленности, строительстве и других отраслях народного хозяйства ручной сваркой занимаются еще десятки тысяч рабочих-электросварщиков.

Методы, повышающие производительность труда при сварке:

Организационные мероприятия,

Организационно-технические мероприятия,

Технические мероприятия

Важным техническим мероприятие является внедрение электродов с повышенным коэффициентом наплавки.

Еще в пятидесятые годы широко применялась сварка способом опирания (погруженной дугой, ультракороткой дугой – УКД.)

При сварке этим способом электрод опирался на деталь чехольчиком покрытия и затем под легким нажимом сварщика самостоятельно плавился полузакрытой дугой, наплавляя валик металла в стыковое или угловое соединение. Для сварки опиранием не требовалось высокой квалификации сварщика, нужны были только его небольшие практические навыки. Электроды для этой сварки применялись с повышенной толщиной покрытия, сила сварочного тока допускалась на 20 – 40% выше обычной. В результате скорость сварки увеличивалась примерно на 40 – 50%, увеличивалась глубина провара, разбрызгивание было минимальным. Этот способ успешно применялся, особенно для сварки однопроходных угловых и стыковых швов.

Для соединения стыков арматуры в арматурных каркасах и железобетонных конструкциях широко применялся ванный способ сварки в стальной, медной или графитовой форме, при этом соединяемые стержни арматуры закрепляются в стальной форме прихватками.

Некоторое повышение производительности труда достигается применением импульсно-дуговой сварки и сварки пульсирующей дугой.

При импульсно-дуговой сварке происходит наложение на дугу импульсов переменного тока высокой частоты с помощью специального прибора – инвертора, что способствует лучшей устойчивости дуги, облегчению процесса сварки в вертикальном и потолочном положении и главное – улучшению качества сварного шва. При сварке пульсирующей дугой переменного тока применяют тиристорные трансформаторы ТДЭ-402 для обеспечения тиристорной пульсации тока или используют приставку к сварочному трансформатору – отдельный импульсный трансформатор, вторичная обмотка которого включена параллельно вторичной обмотке сварочного трансформатора. Результаты сварки пульсирующей дугой аналогичны результатам импульсно-дуговой сварки.

При сварке трехфазной дугой выделяется большое количество тепла, и производительность наплавки растет, так как ток подводится к изделию одновременно от трех фаз трансформатора. Для осуществления ручной сварки нужно применять спаренные изолированные электроды и специальные электрододержатели, позволяющие подводить ток к каждому электроду отдельно от каждой фазы. Наиболее эффективно этот способ ручной сварки применяют для заварки дефектов стального литья и наплавки, где требуются большие объемы наплавленного металла. Ручная сварка деталей применяется редко, так как трудно обеспечить равномерность провара и качество шва, в основном применяют автоматизированную сварку трехфазной дугой.

Сварка лежачим электродом производится покрытым электродом различной длины, но не более 1200 миллиметров, и диаметром до 8 миллиметров. Длина устанавливается по длине шва с припуском на подсоединение токоподвода. Процесс заключается в том, что электрод укладывают в разделку стыкового шва или в «лодочку» таврового шва и прижимают к изделию тяжелым медным бруском, который изолируют от изделия бумажной лентой. Брусок имеет продольную канавку. Припуск электрода, не покрытый бруском, подсоединяют к токоподводу, а с другой стороны зажигают дугу, замыкая коней электрода на изделие. Дуга горит под бруском самостоятельно, расплавляя электрод и основной металл и образуя валиковый шов сечением, равным примерно сечению электрода. При необходимости сварщик может обслуживать несколько постов, поэтому производительность повышается до 1,5 – 2 раз по сравнению с ручной сваркой. Однако этим способом регулировать сечение шва возможно, но только при использовании электродов диаметром до 8 миллиметров.

Другим способом полумеханизированной сварки является сварка наклонным электродом. При этом способе покрытый электрод закрепляют в специальном приспособлении в наклонном положении по отношению к изделию. Приспособление в виде штатива с электрододержателем и обоймой устанавливают на изделие, а электрод опирают краем покрытия на разделку стыкового или в угол таврового соединения. Штатив изолируют от изделия прокладкой. Сварочный ток подбирают так же, как при ручной сварке. Затем возбуждают дугу угольным электродом, и дальше сварка идет автоматически, так как тяжелея обойма (или пружина) опускает электрод по мере оплавления. Сечение шва регулируют наклоном электрода. Применяют электроды диаметром 5 и 6 мм и длиной до 700 мм, сварку ведут переменным током, особенно угловых швов, что предупреждает блуждание дуги от магнитного дутья. В случае образования незаделанного кратера или других дефектов их исправляют вручную. Сварщик может обслуживать несколько установок для сварки наклонным электродом, что увеличивает производительность труда.

Плазменная сварка – это сварка плавлением, при которой нагрев происходит сжатой дугой. При ручной плазменной сварке применяют главным образом плазмообразующий и защитный газ – аргон.

По сравнению с аргонодуговой плазменная сварка значительно повышает скорость сварки и, следовательно, производительность процесса и обладает рядом других преимуществ (отсутствие включений вольфрама в шов, высокая надежность зажигания дуги и др.). Для ручной плазменной сварки используют установку УПС-301, рассчитанную на применение постоянного тока прямой и обратной полярности.

Контроль качества методом геометрических измерений

При оценке качества сварных соединений используются следующие виды контроля:

предварительный, в процессе которого проверяют качество свариваемого металла и сварочных материалов, контролируют подготовку деталей под сварку и сборку узлов, состояние оснастки, сварочного оборудования и приборов, квалификацию сварщиков, сборщиков и контролеров;

текущий (в процессе выполнения сварочных работ), предусматривает проверку соблюдения технологии сварки, качество зачистки промежуточных швов, заварку кратеров и т.д.;

окончательный – контроль готовых сварных конструкций, который проводится в соответствии с требованиями, предъявляемыми к изделию.

Внешний осмотр металла служит для обнаружения окалины, ржавчины, трещин, расслоений и прочих дефектов. Предварительная проверка поверхности металла необходима и обязательна, поскольку она предупреждает применение некачественного металла для сварки изделия.

Перед поступлением заготовок на сборку особое внимание обращают на зоны. Подлежащие сварке. Проверяют чистоту поверхности металла, качество подготовки кромок и углы их скоса, а также габаритные размеры заготовок.

При сварке конструкций, для которых на чертежах указан тип электрода, нельзя применять электроды, не имеющие сертификации.

Вешний вид электродов должен удовлетворять требованиям стандарта, где указано, что покрытие электродов должно быть прочным, плотным, без пор, трещин, вздутий и других дефектов. Электроды с отсыревшим покрытием к сварке не допускаются.

У сварочных приспособлений контролируют прочность и жесткость. Точное, быстрое и надежное закрепление элементов сварной конструкции, исправность зажимных устройств, правильность действия и пригодность установочных элементов и поверхностей.

В процессе сварки обычно проверяют: порядок выполнения швов и околошовной зоны; качество зачистки предварительных швов перед нанесением последующих; режимы сварки по приборам и внешнему виду сварного шва.

Внешним осмотром (невооруженным глазом или при помощи лупы) обычно осматривают все сварные соединения независимо от применения других видов контроля.

Внешний осмотр выполняют после тщательной очистки швов и околошовной зоны от шлака, брызг металла и других загрязнений.

Внешним осмотром выявляют прежде всего наружные дефекты: трещины, подрезы, поры, свищи, прожоги, наплывы, непровары, незаваренные кратеры.

При осмотре соединений также выявляют дефекты формы швов, оценивают распределение чешуек на поверхности шва. Равномерность чешуек характеризует работу сварщика, его умение поддерживать постоянную длину дуги и равномерную скорость сварки. Неравномерность чешуек, разная ширина и высота шва указывают на неустойчивость горения или частые обрывы дуги. В таком шве возможны непровары, поры, шлаковые включения и другие дефекты.

Сварные швы часто сравнивают по внешнему виду со специальными эталонами.

Геометрические параметры швов измеряют с помощью шаблонов и измерительных инструментов (рис. 10)

Рис. 10. Универсальный шаблон (а ) и его использование для измерения высоты углового шва (б, в ), высоты стыкового шва (г ), зазора (д )

Охрана труда при выполнении сварочных работ

Рабочее место сварщика должно содержаться в чистоте и порядке, не допуская ничего лишнего, мешающего работе на рабочем месте, а также в проходах и проездах. Детали и заготовки следует держать в устойчивом положении на подкладках и стеллажах; высота штабелей не должна превышать полторы ширины или полтора диаметра основания штабеля и во всех случаях не должна быть более 1м.

Для защиты от поражения электрическим током, необходимо соблюдать правила техники безопасности.

1. корпуса оборудования и аппаратуры, к которым подведен электрический ток, должны быть надежно защищены.

2. все электрические провода, идущие от распределительных щитов и на рабочие места, должны быть надежно изолированы и защищены от механических повреждений.

3. не прикасаться голыми руками к токоведущим участкам сварочных установок.

4. при выполнении сварочных работ внутри замкнутых сосудов (котлов, резервуаров и.т.д.) применять деревянные щиты, резиновые коврики, галоши и перчатки.

6. при обнаружении повреждений электрической цепи, необходимо прекратить работу, выключить рубильник и сообщить мастеру или начальнику участка.

Защита от ожогов лучами электрической дуги и горячим металлом

Электрическая дуга излучает ультразвуковые и инффраопасные лучи. При сварке открытой дугой – эти лучи вызывают ожоги глаз и кожи сварщика. В процессе сварки происходит разбрызгивание жидкого металла, что может причинить ожоги на незащищенной поверхности тела. Для защиты кожи лица, глаз от лучей дуги применяют щитки или маски, для предохранения глаз.

От осколков шлака применяют очки с простыми стеклами. Для предохранения от брызг расплавленного металла, руки сварщика должны быть защищены рукавицами, а тело спецодеждой.

Литература

Алешин Н.П., Щербинский В.Г. Контроль качества сварных соединений. - М.: Высшая школа, 1986

Волченко В.Н. Контроль качества сварных конструкций. - М.: Машиностроение, 1986

Лупачев В. Г. Сварочные работы. Мн.: Высшая школа, 1997

Лупачев В. Г. Ручная дуговая сварка. Мн.: Высшая школа,2006.

Николаев Г.А., Винокуров В.А. Сварные конструкции. - М.: высшая школа, 1990

Справочник сварщика / под ред. В. В. Степанова. – М.: машиностроение, 1983

Опорный конспект по предмету.

Способ выполнения швов зависят от длины и толщины свариваемого металла. Швы длиной до 250 мм. считаются короткими, длиной 250-1000мм. - средними и более 1000мм. - длинными.

Короткие швы обычно сваривают за один проход. Швы средней длины сваривают либо за один проход от середины к краям, либо обратно-ступенчатым способом (рис. 1). Длинные швы так же свариваются обратно-ступенчатым способом, или отдельными участками вразброс.

Сущность сварки обратно-ступенчатым способом заключается в том, что весь шов разбивается на короткие участки, длиной от 100 до 300мм. и сварка на каждом отдельном участке выполняется в направлении, обратном общему направлению сварки (рис. 1) с таким расчетом, чтобы окончание каждого данного участка совпадало с началом предыдущего.

В некоторых случаях при определении длины ступени, за основу принимают участок, который можно заварить электродом так, чтобы переход от участка к участку совместить со сменой электрода.

Сварка обратно-ступенчатым способом применяется с целью уменьшения сварочных деформаций и напряжений.

Так же для уменьшения перегрева металла сварку по возможности желательно вести на вертикал с верху в низ. Так же важно применять правильные типы соединений деталей и разделки кромок металлических заготовок.

Основные типы сварных соединений выполняемые при сварке конструкций показаны на рис. 2

При сварке металла большой толщины шов выполняется за несколько проходов. При этом заполнение разделки может производиться слоями (рис. 3а), или валиками (рис. 3б). При заполнении разделки слоями каждый слой шва выполняется за один проход. При заполнении разделки валиками в средней и верхней частях разделки, каждый слой шва выполняется за два или более проходов, путем наложения отдельных валиков. С точки зрения уменьшения деформаций плоскости свариваемых деталей, первый способ предпочтительнее второго. Однако при сварке стыковых швов не всегда удобно выполнять очень широкие валики в верхней и средней частях разделки. Поэтому на практике 1-й способ чаще применяется при сварке угловых швов, 2-й - стыковых.

При сварке толстого металла выполнение каждого слоя за один проход является нежелательным, так как это происходит к значительным деформациям, а также может привести к образованию трещин в первых слоях. Образование трещин вызывается тем, что первый слой шва перед наложением второго слоя успевает полностью (или почти полностью) остыть. Вследствие большой разницы в сечениях наплавленного слоя и свариваемого металла все деформации, возникающие при остывании неравномерно нагретого металла, сконцентрируются в металле шва. При этом запас пластичности может оказаться недостаточным, что приведет к трещинообразованию.

Для предотвращения образования трещин, заполнение фаски при сварке толстого металла следует производить с малым интервалом времени между наложением каждого слоя. Это достигается применением каскадного метода заполнения разделки (рис. 4а), или заполнения фаски горкой (рис. 4б).

При каскадном методе заполнения фаски весь шов разбивается на короткие участки и сварка осуществляется таким образом, что по окончании сварки слоя на данном участке, не останавливаясь, продолжается выполнение следующего слоя на соседнем участке и т.д., как это схематично показано на рис. 4а.

При этом каждый последующий слой накладывается на неуспевший еще остыть металл предыдущего слоя. Сварка горкой является разновидностью каскадного способа. Обычно сварка горкой ведется от середины шва к краям одновременно двумя сварщиками, как это схематично представлено на рис. 4б.

Так же важным фактором при выполнении сварки является способ перемещения сварочной горелки и проволоки, либо электрода. Пример предпочтительных способов движений при сварке показан на рис. 5.

Если по окончании шва сразу оборвать дугу, то образуется незаполненный металлом кратер, который ослабляет шов и может явиться началом образования трещин. Поэтому при окончании шва всегда должна производиться заварка кратера, которая осуществляется сваркой в течение некоторого времени без перемещения электрода вдоль свариваемых кромок, а затем постепенным удлинением дуги до ее обрыва.

Сварка длинных швов никогда не делается за один проход, а варится короткими участками, согласно схемам. Швы бывают горизонтальные, вертикальные и потолочные. Вертикальные швы как правило варятся снизу - вверх, но если перегрев металла на таких швах не желателен, сварка ведется сверху - вниз. При сварке больших толщин, на деталях делаются фаски, которые потом заполняются сварочными швами. Такие швы никогда не варятся за один проход, а накладываются постепенно друг на друга, проход за проходом. Вообще, каждое положение заготовок требует своего определенного способа сварки и задача специалиста, в зависимости от условий искать более правильные варианты сварки металлических конструкций.

Мелитопольский Профессиональный Лицей

Железнодорожного Транспорта

Курсовая работа

По сварке

на тему:

Выполнил:

Учащийся группы ТУ-6

Проверил:

Иванов О.К

Мелитополь - 2014 г

Введение

Способы выполнения сварных швов по длине и сечению

Сварка стыковых швов

Сварка угловых швов

Сварка металла большой толщины

Сварка тонколистового металла

Строительные материалы: строительный кирпич и мелкие стеновые блоки

Строительный кирпич

Мелкие стеновые блоки

Требования, предъявляемые к системам отопления

Заключение

Список использованной литературы

Введение

В настоящее время рабочие профессии востребованы во всех отраслях промышленности. С развитием экономики государства повышается спрос на высококвалифицированных специалистов (сварщиков, строителей, монтажников и т.д.). Постоянное внедрение новых технологий, увеличение объема работ, расширение материальной базы требует повешенного внимания к подготовке, переподготовке, повышении квалификации специалистов данных профессий.

Сварка металла представляет собой технологический процесс получения неразъемного соединения за счет установления межатомных или межмолекулярных связей или диффузии. Применяют ее для соединения однородных и разнородных металлов и их сплавов, металлов с некоторыми неметаллическими материалами (керамикой, стеклом и др.), а также пластмасс. Сварка является экономически выгодным, высокопроизводительным и в значительной степени механизированным технологическим процессом. Она широко применяется практически во всех отраслях машиностроения и строительной промышленности, в судостроении при изготовлении цельносварных корпусов судов.

Все здания и инженерные сооружения возводятся из разнообразных строительных материалов, поэтому правильный их выбор, умение оценить их качество и степень сохранности и обеспечить нормальные условия эксплуатации конструкций из этих материалов - все это необходимо для строителей любой специальности.

Трудно назвать отрасль народного хозяйства, в которой не применялась бы тепловая энергия. Обеспечение нормальных микроклиматических условий в помещениях жилых, общественных зданий и зданий промышленного назначения, обеспечение нормального хода технологических процессов в промышленности, обеспечение чистоты атмосферы в помещениях и на рабочих местах - далеко не полный перечень сторон разнообразной деятельности и жизни человека, требующих применения тепловой энергии. Поэтому так остро поставлены вопросы развития техники теплогазоснабжения и вентиляции.

Дипломная работа состоит из введения, трех частей, заключения и списка использованной литературы. В первой части рассмотрим способы выполнения сварных швов по длине и сечению, а именно технику сварки стыковых и угловых швов, технику сварки металла большой толщины и тонколистового металла в различных пространственных положениях. Во второй - виды строительных материалов - строительные кирпичи и мелкие стеновые блоки (назначении, размеры, виды кладки, растворы). Третья часть посвящена требованиям, предъявляемым к системам отопления.

Способы выполнения сварных швов по длине и сечению

Сварка в различных пространственных положениях

Сварка начинается с зажигания сварочной дуги, которое происходит при кратковременном касании концом электрода изделия. Благодаря протеканию тока короткого замыкания - методом «впритык» или скользящим движением конца электрода с кратковременным касанием изделия - методом «спички» (рис. 1). При обрыве дуги повторное зажигание ее осуществляется впереди кратера на основном металле с возвратом к наплавленному металлу для вывода на поверхность загрязнений, скопившихся в кратере. После этого сварку ведут в нужном направлении.

Рис. 1 Зажигание сварочной дуги: а - кратковременным прикосновением электрода к поверхности изделия; б - чирканьем конца электрода о поверхность изделия.

Применение того или иного способа зажигания дуги зависит от условий сварки и от навыка сварщика. Дугу перемещают таким образом, чтобы обеспечивалось проплавление свариваемых кромок и получалось требуемое качество наплавленного металла при хорошем формировании шва. Это достигается поддержанием дуги постоянной длины и соответствующим перемещением конца электрода (рис. 2). При ручной сварке длина дуги в зависимости от марки и диаметра электрода, условий сварки составляет 0,5-1,2 диаметра электрода. Большое увеличение дуги приводит к снижению глубины провара, ухудшению качества шва, увеличению разбрызгивания, а иногда и к порообразованию; значительное уменьшение - к ухудшению формирования и короткому замыканию.

Рис. 2. Основные виды траектории поперечных движений рабочего конца электрода

При отсутствии поперечных колебательных движений конца электрода ширина валика равна 0,8-1,5 d электрода. Такие швы (или валики) называют узкими, или ниточными. Их применяют при сварке тонкого металла и при наложении первого слоя в многослойном шве. Получение средних швов (или валиков), ширина которых обычно не более 2-4 d электрода, возможно за счет колебательных движений конца электрода. Основные варианты колебательных движений конца электрода показаны на рисунке 2. Движения, не способствующие усиленному прогреву обеих свариваемых кромок - на рис. 2, в-ж; способствующие усиленному прогреву одной кромки - на рис. 2, з-и; способствующие прогреву корня шва - на рис. 2, к.

Сварку нужно стремиться выполнять в нижнем положении, так как при этом создаются наиболее благоприятные условия для получения швов хорошего качества. В этом положении расплавленный металл переносится в сварочную ванну, которая занимает горизонтальное положение, в направлении силы тяжести. Более того, сварку в нижнем положении выполнять удобнее и легче наблюдать за процессом.

Существуют различные способы сварки швов по длине и сечению. Выбор их зависит от длины шва и толщины свариваемого металла. Условно принято швы длиной до 250 мм называть короткими, 250-1000 мм - средними, более 1000 мм - длинными.

Рис. 3. Сварка швов различной протяженности: а - короткий шов; б - средний шов; в-д - длинные швы; I, II - слои шва; 1-10 - порядок и направление сварки участков шва; А - общее направление сварки

Короткие швы сваривают на проход, т. е. при неизменном направлении сварки, от одного конца шва к другому (рис. 3, а); швы средней длины - от середы соединения к концам (рис. 3, б); длинные швы - обратноступенчатой сваркой, при которой сварный шов выполняется следующими один за другими участками а направлении, обратном приращению шва (рис. 3, в). Длина ступени (участка) принимается в пределах 100-350 мм, причем более короткие ступени назначают при сварке тонкого металла и более длинные - при сварке толстого металла.

Обратноступенчатая сварка ведется преимущественно при общем направлении А от середины к концам и может выполнятся одним или двумя сварщиками (рис. 3, г, участки 1 и 1а, 2 и 2а и т.д.).

При многослойных швах (рис. 3, д) также используется обратноступенчатая сварка, при этом смежные участки вышележащих слоев выполняют в направлении обратном сварке нижележащих швов. Концы швов смежных участков должны быть смещены относительно друг друга на 25-30 мм.

Сварка швов в положении, отличных от нижнего, имеет ряд особенностей.

При сварке в вертикальном положении металл в сварочную ванну переносится перпендикулярно силе тяжести. Поэтому сварка покрытыми электродами должна выполняться по возможности наиболее короткой дугой. При этом диаметр электродов должен быть не более 4-5 мм, а ток на 15-20% ниже значений тока при сварке в нижнем положении. При переходе металла электрода в сварочную ванну количество жидкого металла в ней увеличивается и под действием силы тяжести металл может вытечь. Поэтому электрод необходимо быстро отвести в сторону, чтобы металл затвердел. Сварку вертикальных швов веду сверху вниз (рис. 4 а) или снизу вверх (рис. 4 б).

Рис. 4. Схема сварки вертикальных швов: а - сверху вниз; б - снизу вверх

Более удобной является сварка снизу вверх, когда дуга возбуждается в самой нижней точке, где образуется площадка для затвердевшего металла, на которой удерживаются следующие капли расплавленного металла. Выполнять сварку сверху вниз значительно труднее, чем снизу вверх. Обычно этот метод применяется для сварки тонкого металла. В начале сварки электрод располагают перпендикулярно поверхности и дуга возбуждается в верхней точке шва. После появления заметной капли жидкого металла на свариваемой поверхности электрод наклоняют вниз под углом 10-15˚, а дугу направляют на расплавленный металл.Горизонтальные швы сваривать труднее, чем вертикальные, поэтому их выполняют сварщики более высокой квалификации. Чтобы расплавленный металл не мог стечь, кромки на нижнем листе не скашивают, а сварку начинают на кромке нижнего листа, затем проваривают корень шва и переносят дугу на кромку верхнего листа (рис. 5). При наложении верхних уширенных валиков поперечные колебания конца электрода совершают под углом 45˚ к оси шва. Сварку ведут электродами тех же диаметров и на тех же режимах, что и сварку вертикальных швов.

По технике выполнения сварка потолочных швов наиболее трудная. В данном случае сила тяжести препятствует переносу капель металла электрода в сварочную ванну и они стремятся стечь вниз. Преодолеть силу тяжести и удержать расплавленный металл от вытекания можно при небольшом объеме сварной ванны. Для этого сварку осуществляют электродами диаметром не более 4 мм при силе тока на 20-25% меньше, чем при сварке в нижнем положении короткой дугой и узкими валиками. Дуга должна быть как можно короче для перехода капель металла электрода в металл шва (рис. 6).

Рис. 6. Сварка потолочных швов

Сварка стыковых швов

Стыковые соединения без скоса кромок сваривают уширенным швом с одной или двух сторон стыка.

Стыковые соединения с разделкой кромок выполняют однослойными (однопроходными) или многослойными (многопроходными), в зависимости от толщины металла и формы подготовки кромок (рис. 7).

Рис. 7. Сварка стыковых швов: а-г - формы поперечных сечений швов; 1-7 - порядок выполнения слоев шва; 0 - подварочный шов

Таблица 1 Число слоев при сварке стыковых и угловых швов

Сварку многослойных швов начинают, тщательно проваривая корень шва электродом диаметром не более 4 мм, а последующие швы направляют уширенными валиками, используя электроды большего диаметра.

В ответственных конструкциях корень шва удаляют вырубкой, зубилом или газовым резаком для поверхностной резки, а затем накладывают подварочный шов.

Сварка угловых швов

Наилучшие результаты при сварке угловых швов обеспечиваются при установке плоскостей соединяемых элементов в положении «в лодочку» (рис. 8, а), т.е. под углом 45 к горизонтали. При этом достигается хорошее проплавление угла и стенок элементов без опасности подреза или непровара, а также создается возможность наплавлять за один проход швы большего сечения. Однако не всегда можно установить соединяемые элементы в положение «в лодочку».

Рис. 8. Сварка угловых швов: а-г - формы поперечных сечений и положение деталей при сварке; 1-4 - порядок выполнения слоев шва

В ряде случаев соединяемые элементы занимают иное (рис. 8, б-г) положение в пространстве. Сварка таких угловых швов сопровождается дополнительными сложностями, так как возможны непровары вершины угла соединения или горизонтальной стенки, а также подрезы стенки вертикального элемента. В этих случаях катеты однослойного углового шва не должны превышать 8 мм. Швы с катетами свыше 8 мм выполняют в два слоя и более.

Угловые швы таврового соединения с двумя симметричными скосами одной кромки сваривают в один слой или в несколько слоев в зависимости от толщины свариваемого металла.

Технология сварки угловых швов в вертикальном и потолочном положениях существенно не отличается от сварки стыковых швов со скосом кромок. Для обеспечения необходимого провара вершины угла первый слой выполняют электродами диаметром 3-4 мм.

При сварке угловых швов нахлесточных соединений нельзя допускать излишнего проплавления (подреза) кромки верхнего элемента и наплыва металла (при недостаточном сплавлении) на плоскость нижнего элемента.