План урока: резка стальным электродом

2023-2024 учебный год

ФКП ОУ № 57 филиал № 3

План урока

Группа 1-3Ф Профессия Слесарь по ремонту строительных машин Мастер Тарапунов В.В.

УП.03. Сварочные работы.

Тема: Тема 1.12. Резка стальным электродом.

Тип занятия: Урок формирования и совершенствования трудовых умений и навыков.

Вид занятия: Комбинированное (изучение нового учебного материала, формирование практических умений и навыков, повторение изученного ранее материала).

Время: 270 минут

1. Организационная часть – 5 мин.

-Проверить явку учащихся на учебную практику, проверить внешний вид учащихся, мобилизация внимания учащихся.

2. Вводный инструктаж – 40 мин.

-Сообщение темы и цели урока; постановка познавательной задачи по теме; проверка знаний учащихся; сообщение новых знаний.

3. Текущий инструктаж и самостоятельная работа учащихся по плану урока – 210 мин

-Подготовка к выполнению упражнений: Проверка исправности одежды, оборудования, инструментов, вентиляции, заземления. Убрать лишние и легковоспламеняющиеся предметы.

-Упражнение: Выбор режима резки.

-Первый обход рабочих мест, проверка правильности выполнения приемов и соблюдение ТБ

-Упражнение: Резка стальным электродом.

-Второй обход рабочих мест, проверка правильности выполнения приемов и соблюдение ТБ

4. Заключительный инструктаж – 15 мин.

-Дополнительный инструктаж для неуспевающих учащихся

-Выдача дополнительных заданий для наиболее успевающих учащихся

-Уборка рабочих мест

-Обобщение систематизация изученного

-Контроль знаний, умений и навыков учащихся

Сообщить итоги обучения и оценку качества работы; отметить учащихся выполняющих работу на отлично

Цель занятия: научиться выбирать режим резки, научиться резке стальным электродом

Задачи занятия:

Обучающие:

Формирование и усвоение у учащихся профессиональных навыков при резке стальным электродом.

Развивающие:

Формирование у учащихся умения оценивать свой уровень знаний и стремление его повышать;

Развитие навыков самостоятельной работы, внимания, координации движений.

Воспитательные:

Воспитание у учащихся аккуратности, трудолюбия, бережного отношения к оборудованию и инструментам;

Пробуждение эмоционального интереса к выполнению работ;

Способствовать развитию самостоятельности студентов.

Дидактические задачи:

Закрепить полученные знания, приемы, умения и навыки.

Требования к результатам усвоения учебного материала.

Учащимся в ходе освоения темы занятия учебной практики должен:

уметь:

- выбирать режим резки, резать стальным электродом.

В ходе занятия у учащихся формируются 

Профессиональные компетенции:

ПК 1. Выполнять типовые слесарные операции, применяемые при подготовке металла к сварке.

Общие компетенции:

ОК 1. Выбирать способы решения задач профессиональной деятельности применительно к различным контекстам

ОК 4. Эффективно взаимодействовать и работать в коллективе и команде

ОК 7. Содействовать сохранению окружающей среды, ресурсосбережению, применять знания об изменении климата, принципы бережливого производства, эффективно действовать в чрезвычайных ситуациях

ОК 9. Пользоваться профессиональной документацией на государственном и иностранном языках

Литература:

Основные источники:

1. Козловский, С. Н. Сварочные технологии : учебное пособие для спо / С. Н. Козловский. — Санкт-Петербург : Лань, 2021. — 416 с. — ISBN 978-5-8114-6706-8. — Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/151686 (дата обращения: 17.06.2022). — Режим доступа: для авториз. пользователей.

2. Зорин, Е. Е. Электрическая дуговая сварка. Лабораторный практикум по технологическим основам сварки : учебное пособие для спо / Е. Е. Зорин. — 2-е изд., стер. — Санкт-Петербург : Лань, 2021. — 160 с. — ISBN 978-5-8114-8186-6. — Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/173108 (дата обращения: 17.06.2022). — Режим доступа: для авториз. пользователей.

3. Черепахин, А. А.  Технология сварочных работ: учебник для среднего профессионального образования / А. А. Черепахин, В. М. Виноградов, Н. Ф. Шпунькин. – 2-е изд., испр. и доп. – Москва: Издательство Юрайт, 2021. – 269 с. – (Профессиональное образование).  – Текст: электронный // ЭБС Юрайт [сайт]. – URL: https://urait.ru/bcode/472802

4. Технология сварочных работ: теория и технология контактной сварки: учебное пособие для среднего профессионального образования / Р. Ф. Катаев, В. С. Милютин, М. Г. Близник ; под научной редакцией М. П. Шалимова. – Москва: Издательство Юрайт, 2021. – 146 с. – (Профессиональное образование).  – Текст: электронный // ЭБС Юрайт [сайт]. – URL: https://urait.ru/bcode/475992

5. Дедюх, Р. И.  Технология сварочных работ: сварка плавлением: учебное пособие для среднего профессионального образования / Р. И. Дедюх. – Москва: Издательство Юрайт, 2021. – 169 с. – (Профессиональное образование).  – Текст: электронный // ЭБС Юрайт [сайт]. – URL: https://urait.ru/bcode/472801

6. Беляков, Г. И.  Электробезопасность: учебное пособие для среднего профессионального образования / Г. И. Беляков. – Москва: Издательство Юрайт, 2021. – 125 с. – (Профессиональное образование).  – Текст: электронный // ЭБС Юрайт [сайт]. – URL: https://urait.ru/bcode/469911

Дополнительные источники.

1. Транспорт России: еженедельная газета [Электронный ресурс]. – URL: www.transportrussia.ru/

2. Железнодорожный транспорт: ежемесячный научно-теоретический технико-экономический журнал [Электронный ресурс]. – URL: www.zdt-magazine.ru.

3.  Гудок: газета [Электронный ресурс]. – URL: www.onlinegazeta.info/gazeta_goodok.htm.

4. Сайт Министерства транспорта Российской Федерации [Электронный ресурс]. – URL: www.mintrans.ru.

5. Сайт ОАО «РЖД» [Электронный ресурс]. – URL: www.rzd.ru.

Применяемые оборудование, приспособления, инструменты и материалы: слесарные верстаки с параллельными тисками, на­бор напильников, лекальные и измерительные линейки, молотки слесарные, разметочные инструменты, радиусомеры, штанген­циркули, стальные плитки, производственные литые заготовки из чугуна с криволинейными поверхностями, сварочный выпрямитель «Дуга 408»

ИНСТРУКЦИОННАЯ КАРТА

Резка стальным электродом

Цели и пути их реализации:

1. Теоретические основы – выбор режимов резки.

Зависимость выбора силы тока от толщины металла, диаметра электрода, температуры окружающей среды, пространственного положения.

2. Практическое применение знаний – фото и видеоматериалы резки металлов в вертикальном пространственном положении детали. Внедрение в образовательный процесс знаний по резке металлов и сплавов ручной дуговой сваркой плавящимся покрытым электродом.

Теоретические основы

Сварочные работы/ В.А. Чебан.

Рис. 1 Теория резки по учебнику

Из предварительно изученных тем по выбору режимов сварки, резки для получения практического опыта, умений обучающиеся должны знать:

- сварочные (наплавочные) материалы для ручной дуговой сварки (наплавки, резки) плавящимся покрытым электродом;

- технику и технологию ручной дуговой сварки (наплавки, резки) плавящимся покрытым электродом различных деталей и конструкций в пространственных положениях сварного шва;

- основы дуговой резки;

- причины возникновения дефектов сварных швов, способы их предупреждения и исправления при ручной дуговой сварке (наплавке, резке) плавящимся покрытым электродом.

Эти темы теоретических основ представлены в книгоиздательской продукции, а также и на порталах (сайтах) «Интернет-ресурсов» в том числе в виде плакатов и видеоматериалах.

В своей профессиональной деятельности мной часто используется применение просмотров и обсуждение видеофильмов. Стенды с плакатами по основам сварочных технологий, технике безопасности и охране труда в достаточном количестве размещены в учебном кабинете и в классе инструктажа по охране труда расположенном непосредственно в месте проведения учебной практики (приложения № 1- № 3).

«Дуговая резка угольным или металлическим электродом с покрытием основана на расплавлении метала электрической дугой и стекании расплавленного металла вниз под действием собственного веса (рис.3.). Резку производят при горизонтальном положении листов пилообразным движением электрода, что облегчает стекание жидкого металла. Этот способ применяют для резки чугуна, цветных металлов и сплавов. Рез при этом получается широким, с оплавленными торцами кромок.

Рис. 2. Дуговая резка металлическим электродом:

1 - разрезаемый металл; 2 - металлический электрод с покрытием;

3 - траектория движения конца электрода; 4 - вытекающий жидкий металл.

Также можно найти теоретические основы неизвестного мне автора о резке в нижнем положении.

Режимы резки, обеспечивающие максимальную производительность процесса, находят опытным путем.

Резка осуществляется непрерывным перемещением электрода. Она начинается с кромки или отверстия и производится пилообразными движениями конца электрода. Металл не большой толщины (до 10 –15 мм) разрезается непрерывным перемещением конца электрода вдоль линии реза (рис. 4). При резке металла большой толщины (рис.4) движение электрода от верхней поверхности к нижней осуществляется медленно, подъем его к верху – быстро.

Рис. 3. Схема электродуговой резки в нижнем положении:

а – металл небольшой толщины; б – металл большой толщины.

Подобные технологии резки представлены на просторах Интернета но, недостатком приведенного способа реза является то, что с противоположной стороны реза вытекающий жидкий металл образует трудно удаляемый или совсем не удаляемый наплыв (грат). По этой причине лучше выполнять резку металла в вертикальном пространственном положении.

«Наплыв — избыток наплавленного металла сварного шва, натекший на поверхность основного металла, но не сплавленный с ним.»

«Грат — излишки металла, остающиеся на кромках изделия после обработки, сварки.

Грат сварочный — материал, выдавленный в процессе оплавления, прогрева и осадки из зоны прогрева при сварке.»

Рис. 4 Наплыв (грат)

Проведя самостоятельные исследования процессов резки, и обобщая его с другими наработками по изучаемой теме, предоставляю свои рекомендации, по которым провожу обучение как преподаватель и мастер производственного обучения.

Какой электрод выбрать? Рекомендуется с рутиловым покрытием (Р).

Можно использовать как с переменным, так и с постоянным током. Дуга легко разжигается и так же легко зажигается повторно. Удобно повторно использовать электрод. Меньше вреда для здоровья. В процессе горения рутилового покрытия не выделяются опасные вещества.

Полярность тока при ручной дуговой резке, плавящимся покрытым электродом, рекомендуется прямая (приложение1), но и обратная не запрещена, так как температура дуги около 7000 ⁰С а на поверхности металла 3000 – 4000 ⁰С (приложение 2)

Температура окружающей среды, принимаем во внимание, как и при сварке. Учитывается и то, что во избежание деформаций вся длинна реза подвергается предварительному подогреву. Подогрев можно выполнить максимально длинной дугой.

Выбор силы тока основывается, как и при сварке в нижнем положении, но с учетом повышения ее на 30 – 70 % (приложение 1).

Режимы резки плавящимся покрытым электродом представлены в таблице 1.

Таблица 1

Режимы резки плавящимся покрытым электродом

Сила тока при резке электродом не должна превышать 90% от диапазона регулирования силы сварочного тока, а на сварочных аппаратах инверторного типа не более 70%. Следует учесть, что при резке металла, на удаленном расстоянии, с использованием переносок (проводов малого поперечного сечения), инверторы теряют мощность. При этом провода переносок перегреваются, плавятся и нередко воспламеняются.

Толщину металла для реза не выбирают – режут то, что необходимо. Тонкий метал от 1 до 4 мм электродом диаметром 2 мм резать можно, а вот свыше 6-8 мм уже проблематично и не эффективно ввиду повышенного расхода электродов.

Перед выполнением электродуговой резки необходимо производить разметку с учетом ширины реза. Ширина будет зависеть от диаметра электрода с учетом толщины его покрытия, силы тока, длинны дуги, опыта сварщика, длинны самого электрода. Чем длиннее электрод, тем больше колебательные перемещения вправо влево в горизонтальной плоскости, что уширяет рез. При резе тонкого металла, при сильном замедлении скорости резания электродом, длинна дуги будет увеличиваться и соответственно ширина реза тоже увеличиться.

Разметка перед резкой электродом.

а) б) в)

Рис. 5 Резка электродом:

а) разметка пластины и резка электродом;

б) контроль, и дорезание размера

Разметка по требуемым размерам может быть выполнена различными способами.

Первый. Наносится линия 1 (рис.5 б) и рез производится с правой стороны от нее.

Второй. Наносятся разметочные линии 1 и 2 (рис.5. а, б) и рез выполняется по линии 2. Расстояние между линиями принимается по величине электрода с покрытием, т.е приложив электрод к требуемой линии 1 очерчивается линия 2.

Рис. 6. Техника резки тонкого металла:

а) нагрев; б) проплавление; в) увеличение отверстия реза для задания угла реза; г) продолжение реза плавящимся покрытым электродом

Рис. 7. Техника резки металла толщиной 6 - 12 мм:

а) нагрев; б) начало проплавления; в) сквозное проплавление

г) увеличение отверстия реза для задания угла реза; д) задание угла реза;

е) продолжение реза плавящимся покрытым электродом

Технологию резки плавящимся покрытым электродом металла большой толщины (рисунок 7) в вертикальной пространственном положении детали (заготовки) состоит из нескольких этапов.

Первый – выбор полярности тока, диаметра и покрытия электрода. Полярность тока, диаметр электрода выбирается самостоятельно как и при сварке. Рекомендуемое рутиловое покрытие или электрод, предназначенный для резки.

Второй – нагрев. Нагрев производится по окружности относительно центра предполагаемого реза (рисунок 6 а), совершая круговые движения электродом под прямым углом длинной дугой.

Третий – проплавление и расширение отверстия (рисунок 7 б, в). Дуга может быть как длинная, так и короткая. Электрод расположен под углом 90⁰ при проплавлении, при расширении уменьшаться. Расплавленный металл частично вытекает на лицевую поверхность, а при сквозном прожоге на наружную.

Четвертый – электродуговая резка углом вперед. Задание угла реза после расширения заключается в том что, он получается при выполнении реза от средины заготовки к концу (рисунок 7 д). Это можно выполнить 2-3 раза с постепенным уменьшением угла наклона электрода до 30 – 40⁰. Длинна дуги в начале реза короткая (рисунок 7 д, е), а в конце реза длинная дуга будет означать край изделия. Важно перемещать электрод медленно, пилообразным движением, проталкивая, расплавленный, метал концом электрода. Не допускать прерывания горения дуги.

Рис. 8. Техника резки металла толщиной 12 – 35 мм:

а) нагрев и движение конца электрода при правильной технике реза;

б) движение конца электрода при правильной технике реза;

в) ошибка при выборе угла наклона электрода.

При выполнении начала реза (рис.8 а) и дальнейшего реза (рис.8 б) металла толщиной свыше 12 миллиметров особое внимание следует уделить углу α наклона электрода (1) и технике движения конца электрода (рис.8а,б). При угле α= 90-100⁰ расплавленный металл (2) вытекает из образованной полости разрезаемой детали (3) частично стекает вниз, а частично образует наплыв (4). При угле α менее 90⁰ (рис.7 в) расплавленный металл не может вытечь весь, за счет давления дуги, из образовавшейся полости. Дуга может оборваться и в процессе остывания расплавленного металла на выходе затвердеть и зажать электрод.

а) б) в)

Рис. 9. Резка металла толщиной 18 мм:

а) ошибка при выборе угла наклона электрода;

б) наплыв – результат ошибки выбора угла наклона электрода;

в) правильный выбор угла наклона электрода (начало проплавления).

Рис. 10. Образцы резов плавящимся покрытым электродом

Режимы резки плавящимся покрытым электродом полученные экспериментальным путем представлены в таблице 2.

Таблица 2

Экспериментальные режимы резки плавящимся покрытым электродом