Группа 1-4 ОП 3

ПЛАН- КОНСПЕКТ УРОКА

Предмет: ОП.3 Материаловедение____

Дата проведения: __25.03.-26.03.2020г.____

№ занятия: ___16___

№ урока: ____31-32___ 2 часа___

ФИО препод.: __Салахбекова Маржанат Муртузалиевна___

Группа: 1.4__

Специальность: 23.01.17 Мастер по ремонту и обслуживанию автомобилей

Межпредметная связь: охрана труда, физика, химия

Тип урока: урок формирования новых знаний

Метод проведения урока: лекция с элементами беседы

Раздел программы: 1. Материаловедение.

Тема программы: 1.2 Металловедение.

Тема урока: Сварочное производство. Газовая сварка и резка металлов. Электродуговая сварка.

Цель: ознакомить учащихся с историей развития сварочного производства. С технологией сварки и резки металлов: газовой и электродуговой сваркой и резкой металлов.

Задачи:

Обучающая: Сформировать знания, понятия у уч-ся по теме на уровне запоминания, воспроизведения и практического применения________________________________________ _______________________________________________________________________________________

Развивающая: Формирование речи, памяти, логического мышления, воображения, наблюдательности, активности и самостоятельности ____________________________ ____________________________________________________________________________________

Воспитательная: Формирование интереса к предмету, дисциплинированности,

ответственности, аккуратности, чувства товарищества, долга, нравственности_____________ _______________________________________________________________________________________

Материально-дидактическое

обеспечение урока: ____ПК с выходом в Интернет, демонстрационные стенды, меловой плакат_______

_______________________________________________________________________________________

Литература:

_Барташевич А.А.__Материаловедение,_

Заплатин В.Н. Основы материаловедения (металлообработка

Ход урока

1. Организационная часть

- подготовка учащихся к восприятию нового материала;

- целевая установка на занятие.

2. Изложение нового материала:

- план изложения нового материала

__________________________________________________________________________________________ План.

1.История развития сварочного производства.

2.Технология сварки и резки металлов

2.1 Газовая сварка и резка металлов.

2.2 Электродуговая сварка.

1.История развития сварочного производства

1.Сварка является одним из ведущих технологических процессов изготовления, упрочнения и ремонта строительных конструкций, трубопроводов, машин и механизмов, транспортных средств и прочих промышленных и бытовых изделий. Использование технологических приемов сварки очень эффективно и при резке металлов. Исторически сварка известна человечеству со времен использования меди, серебра, золота и особенно железа, при получении которого выполняли проковку, т. е. сваривание криц (кусочков технически чистого железа). Это и есть первый (и до недавнего времени основной) способ сварки – кузнечная сварка металла.

Газовая сварка появилась в конце XIX века после разработки промышленного способа производства карбида кальция путем спекания кокса с негашеной известью (1893–1895). Из карбида легко получается горючий газ – ацетилен, который и применяется при газовой сварке. Первые газовые горелки появились в 1900 г., а с 1906 г. ацетиленокислородная сварка получила промышленное применение. До 1950 г. газосварка называлась автогенной – по названию процесса автоматической генерации, т. е. получения ацетилена из карбида кальция при взаимодействии с водой в газогенераторе. До настоящего времени она применяется весьма широко как в производстве, так и при ремонте металлоизделий, а в ряде случаев является и единственно возможным способом сварки.

Наиболее же распространена в производстве и в быту электродуговая сварка – отечественное, кстати, изобретение. Впервые электрический дуговой разряд был выявлен профессором физики Петербургской медико-хирургической академии Василием Владимировичем Петровым в 1802 г. Через 80 лет (в 1882 г.) российский инженер Николай Николаевич Бенардос, работая со свинцовыми аккумуляторными батареями, открыл способ сварки неплавящемся угольным электродом. Он же освоил технологию сварки свинцовых пластин, разработал способы сварки металла в среде защитного газа и электродуговой резки металла. Бенардос назвал свое изобретение «Электрогефест». В греческой мифологии бог Гефест – покровитель кузнецов, и этим названием ученый объединил наследие античных мастеров кузнечной сварки с новейшими технологическими достижениями и открытиями.

В 1888 г. другой российский инженер Николай Гаврилович Славянов разработал способ сварки плавящим электродом. Дальнейшую работу по разработке сварочных методик Славянов и Бенардос выполняли вместе. С 1890 по 1892 г. по их технологии в Российской империи было отремонтировано с высоким качеством 1631 изделие общим весом свыше 17 тыс. пудов, в основном чугунные и бронзовые детали. Они даже разработали проект ремонта Царь-колокола, но «благодаря» высочайшему запрету это чудо литейного искусства так ни разу и не зазвонило. Известный мостостроитель академик Евгений Оскарович Патон, предвидя огромную роль электросварки в мостостроении и в других отраслях хозяйства, в 1929 г. резко сменил поле своей научной деятельности и организовал в Киеве сначала лабораторию, а позднее первый в мире институт электросварки. Им было разработано и предложено много новых и эффективных технологических процессов электросварки. В годы войны под его руководством были разработаны технология и автоматические стенды для сварки под слоем флюса башен и корпусов танков, самоходных орудий, авиабомб.

В настоящее время широкое развитие получили такие способы сварки, как плазменная и электронно-лучевая, контактная и электрошлаковая, сварка под водой и в космосе, порошковыми материалами и др. Многие из них были разработаны именно в Институте электросварки имени Е. О. Патона.

2. Технология сварки и резки металлов

Сварка металлов – это технологический процесс получения неразъемных соединений путем создания межатомных сил связи между частицами свариваемых металлов в результате совместной кристаллизации, местной пластической деформации или диффузии атомов.

В зависимости от степени нагрева соединяемых мест различают сварку давлением и плавлением. Сварка давлением производится либо в холодном состоянии, либо с предварительным нагревом. Давление обеспечивает взаимную диффузию металла. Сварка плавлением проще и требует более простого оборудования.

В зависимости от способа подачи электродного металла, флюса и перемещения сварочной горелки бывает ручная, полуавтоматическая и автоматическая сварка. Виды сварных соединений и швов: стыковые, нахлесточные, угловые и тавровые. Сварка деталей толщиной 5-10 мм осуществляется за 1 проход и шов называется однослойным. При большей толщине сварку осуществляют за несколько проходов и получают многослойный шов.

2. 1 Газовая сварка и резка металлов

Источником тепла служит пламя от сгорания газа. Различают 2 вида газовой сварки: сварку плавлением и газопрессовую сварку.

При сварке плавлением расплавляются кромки свариваемых материалов и присадочная проволока. Эти материалы образуют шов. При газопрессовой сварке кромки свариваемых металлов нагреваются и сдавливаются. Этот вид сварки применяется для соединения труб большого диаметра, рельсов, бурового оборудования.

Для сварки применяют кислород (О₂), ацетилен (С₂Н₂), который получают из карбида кальция. Горелки бывают инжекторные (всасывающие) и безинжекторные – высокого давления.

При горении в ацетилене в газовом пламени выделяют 3 зоны: ядро, восстановительная зона и факел. Максимальная температура 3500^оС развивается в восстановительной зоне. Газовую сварку применяют в основном для листов до 2-3 мм толщиной.

Газовая резка основана на сгорании металла в струе кислорода и возможна для тех металлов, у которых температура воспламенения ниже температуры плавления, например, стали. Резка осуществляется, например, резаками, имеющими дополнительный канал для подведения режущей струи кислорода.

Для резки чугуна, цветных металлов применяют порошкообразные флюсы, состоящие в основном из железа, которые, сгорая в струе кислорода, повышают температуру в зоне реза настолько, что образующиеся тугоплавкие окислы расплавляются и выдуваются струей кислорода.

2.2 Электродуговая сварка

Приоритет в разработке технологий электродуговой сварки принадлежит русским и советским ученым: В. Петрову, Н. Бенардосу,

Н. Славянову, Е. Патону. При сварке по способу Бенардоса один электрод изготовлен из угля, а другим электродом является свариваемый металл. Сварка осуществляется постоянным током. 99% сварки сейчас осуществляется по способу Славянова, когда одним электродом является плавящийся металлический пруток, другим – свариваемый металл.

В настоящее время 80% сварки осуществляют переменным током. В этом случае дуга горит хуже, чем для постоянного тока, но оборудование менее громоздкое, дешевле в 2-3 раза, расход электроэнергии на 1 кг расплавленного металла в 1,5-2 раза меньше.

При ручной сварке используются электроды с обмазкой. По назначению электроды делятся на 3 класса:

1) для сварки углеродистых и низколегированных сталей (Э38, Э50, Э60);

2) для сварки легированных и высокопрочных конструкционных сталей (Э70, Э85, Э150);

3) для сварки легированных теплостойких сплавов (Э09М, Э-0,5Х2М и др.).

В обозначении после буквы приведена прочность в кг\мм², в буквенно-цифровых обозначениях приведено содержание легирующих элементов аналогично обозначению легированных сталей.

Диаметр электрода при толщине свариваемого металла до 8 мм принимают приблизительно равным толщине свариваемого металла, но не более 5 мм. При толщине более 10 мм выбирают диаметр электрода 5 мм и более. При автоматической сварке наиболее часто применяют разработанную Е.О. Патоном сварку под слоем флюса с помощью устройства, называемого сварочным трактором. Шлаковая корка поверх шва замедляет его охлаждение, что препятствует возникновению 247

внутренних напряжений в шве и короблению свариваемых деталей. Скорость такой сварки до 200 м\час , что приблизительно в 10 раз больше, чем ручной.

Для толстостенных деталей, более 30 40 мм, эффективна электрошлаковая сварка, в которой сварка металла осуществляется за счет теплоты, выделяемой в расплавленном шлаке при пропускании через него электрического тока.

Для защиты шва от воздействия окружающего воздуха применяют различные газы (инертные, либо газы, восстанавливающие окислы, например, водород, метан и др.)

Встречается также атомно-водородная сварка независимой дугой, т.е. горящей между двумя вольфрамовыми электродами, независимо от свариваемых металлов. Водород Н₂ диссоциирует в зоне дуги с поглощением большого количества тепла. Соприкасаясь с более холодным металлом атомарный водород переходит в молекулярное состояние, отдавая тепло 2Н Н₂ +100600 кал\г.

Аргонодуговая сварка производится зависимой дугой в атмосфере аргона. Используется для алюминиевых и магниевых сплавов, нержавеющей стали, меди.

Полуавтоматическая сварка в среде углекислого газа СО₂. Сваривают детали толщиной 0,8мм и более. Полуавтоматическая сварка нашла широкое применение на промышленных предприятиях. Практически на всех предприятиях, серийно выпускающих машиностроительную продукцию, цеха сборки-сварки или участки сварки используют полуавтоматическую сварку. Устройство для полуавтоматической сварки состоит из механизма, обеспечивающего подачу проволоки через шланговый держатель сварочной горелки с соплом, устройства подвода защитного газа в зону сварки. Защитный газ СО₂ подается чаще всего из центральной заводской сети. В качестве источника СО₂ могут использоваться также баллоны. Электродная проволока для обеспечения хорошего электрического контакта имеет, как правило, покрытие из меди. В процессе сварки одновременно включается подача защитного газа и механизма привода электродной проволоки. Этот вид сварки отличается высокой производительностью, хорошим качеством сварного шва, экономичностью, однако, также, как и ручная сварка, требует специальных устройств для отсоса и очистки сварочных газов и аэрозолей. Наиболее эффективны однопостовые или многопостовые (до 5-6 рабочих мест) фильтровентиляционные установки, например, фирмы «Плимут». Электродуговая резка применима для стали, чугуна, цветных металлов. Резку лучше осуществлять угольным электродом. Можно и металлическим, но этот процесс менее экономичен. При этом применяются дорогие электроды с толстой обмазкой для образования большого количества шлаков.

Электроконтактная сварка, в отличие от электродуговой, является экологически более благоприятной, она экономичнее, легко поддается автоматизации. Отличается более высокой производительностью. Различают следующие виды электроконтактной сварки: стыковая, точечная, роликовая.

Стыковая сварка наиболее часто используется для сваривания арматурных прутков либо аналогичных деталей. В зоне стыка соединяемых деталей их поверхности имеют окислы, прилегание в отдельных точках, что обуславливает высокое электрическое сопротивление. При прохождении через свариваемые детали электрического тока высокой плотности зона стыка нагревается больше всего и доводится до расплавления. При дальнейшей совместной кристаллизации обеспечивается сварка деталей.

Установки для контактной точечной и шовной сварки имеют медные электроды, обеспечивающие низкое электрическое сопротивление. Электроды могут быть выполнены пустотелыми для водяного охлаждения. При точечной сварке между свариваемыми листами в процессе прохождения электрического тока образуется зона расплавленного металла (точка). Точечная и шовная сварки предназначены для тонколистового материала, толщина свариваемого материала может находиться в интервале от 0,2 до 2 мм. За счет локального нагрева металла в зоне сварных точек при точечной сварке коробление конструкции при сварке практически отсутствует. Для формирования герметичного шва применяют шовную сварку.

_____________________________________________________________________________________

3. Закрепление нового материала (указываются виды деятельности учащихся)

ВОПРОСЫ:

1. Какой первый (и до недавнего времени основной) способ сварки существовал (кусочков технически чистого железа)?

2. Когда и кем был впервые выявлен электрический дуговой разряд?

3. Когда и кем был открыт способ сварки неплавящимся угольным электродом? родом.

4. Кто изобрёл способы сварки металла в среде защитного газа и электродуговой резки металла?

5. В каком году и кем был разработан способ сварки плавящимся электродом?

6. Что такое сварка металлов?

7. Какие существуют виды сварных соединений и швов? _

8. В каких случаях осуществляют однослойные швы, а в каких -многослойные?

9.Что является источником тепла при газовой сварке?

10. Какие виды различают 2 вида газовой сварки?

11. Что происходит при сварке плавлением?

12. Что происходит при газопрессовой сварке?

13. Какие газы используют при сварке?

14. На чём основана газовая резка металлов?

15. Что применяют для резки чугуна, цветных металлов?

16. Кому принадлежит приоритет в разработке технологий электродуговой сварки?

17. Каким подом тока осуществляют в настоящее время 80% сварки?

18. Как принимают диаметр электрода в зависимости от толщины свариваемого металла?

4. Подведение итогов урока

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

5. Выдача задания на дом ( на самостоятельную работу).

Составить опорный конспект, ответить на вопросы письменно

6. Отметки за урок:____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________