МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ для проведения практических занятий по ПМ.01. по профессии Сварщик ручной дуговой сварки плавящимся покрытым электродом

ФЕДЕРАЛЬНОЕ КАЗЕННОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ № 46
ФЕДЕРАЛЬНОЙ СЛУЖБЫ ИСПОЛНЕНИЯ НАКАЗАНИЙ

ПРИНЯТО методической комиссией филиала № ___ ФКП образовательного учреждения № 46 Протокол от «___»_____20___г №__

УТВЕРЖДАЮ Руководитель филиала №___ ФКП образовательного учреждения № 46 _________________А.В.Роднев «___»________________ 20 __ г.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

для проведения практических занятий

по МДК. 01.01 Подготовительные работы и сборочные операции при производстве сварочных работ, МДК. 01.02 Ручная дуговая сварка (наплавка, резка) плавящимся покрытым электродом, МДК.01.03 Контроль качества сварочных работ ПМ.01. Выполнение сварочных работ ручной дуговой сваркой (наплавка резка)плавящимся покрытым электродом простых деталей неответственных конструкций

основной программы профессионального обучения

(профессиональной подготовки)

по профессии Сварщик ручной дуговой сварки плавящимся покрытым электродом

2022

Методические указания предназначены для организации работы обучающихся при выполнении практических работ по МДК. 01.01 Подготовительные работы и сборочные операции при производстве сварочных работ, МДК. 01.02 Ручная дуговая сварка (наплавка, резка) плавящимся покрытым электродом, МДК.01.03 Контроль качества сварочных работ ПМ.01. Выполнение сварочных работ ручной дуговой сваркой (наплавка резка)плавящимся покрытым электродом простых деталей неответственных конструкций в ФКП образовательном учреждении № 46. Содержат рекомендации и задания согласно рабочей программе, разработанной в соответствии с профессиональным стандартом «Сварщик», утвержденного приказом Минтруда России от 28.11.2013 № 701н.

Разработчик: Кривошеин Сергей Геннадьевич, преподаватель филиала №7 федерального казенного профессионального образовательное учреждение № 46 Федеральной службы исполнения наказаний

Содержание

1. Пояснительная записка 4

2. Инструкции к практическим занятиям 8

   1. Практическое занятие №1 8

   2. Практическое занятие №2 10

   3. Практическое занятие №3 12

   4. Практическое занятие №4 17

   5. Практическое занятие №5 19

   6. Практическое занятие №6 27

   7. Практическое занятие №7 28

   8. Практическое занятие №8 31

   9. Практическое занятие №9 33

   10. Практическое занятие №10 35

   11. Практическое занятие №11 36

   12. Практическое занятие №12 39

   13. Практическое занятие №13 42

   14. Практическое занятие №14 45

   15. Практическое занятие №15 49

   16. Практическое занятие №16 52

   17. Практическое занятие №17 56

   18. Практическое занятие №18 59

   19. Практическое занятие №19 62

   20. Практическое занятие №20 66

   21. Практическое занятие №21 68

   22. Практическое занятие №22 72

   23. Практическое занятие №23 78

3. Критерии оценки 82

4. Заключение 83

5. Список использованной литературы 84

Пояснительная записка

Данные методические указания к практическим занятиям
по МДК. 01.01 Подготовительные работы и сборочные операции при производстве сварочных работ, МДК. 01.02 Ручная дуговая сварка (наплавка, резка) плавящимся покрытым электродом, МДК.01.03 Контроль качества сварочных работ ПМ.01. Выполнение сварочных работ ручной дуговой сваркой (наплавка резка)плавящимся покрытым электродом простых деталей неответственных конструкций, предназначены для обучающихся ФКП образовательного учреждения № 46 по программе профессионального обучения (профессиональной подготовки) по профессии Сварщик ручной дуговой сварки плавящимся покрытым электродом Знания об основных сведениях о слесарной обработки и монтажных процессах имеет очень важное значение для качественного профессионального обучения и освоения программ профессиональной подготовки квалифицированных рабочих.

Цель практических занятий по МДК. 01.01 Подготовительные работы и сборочные операции при производстве сварочных работ, МДК. 01.02 Ручная дуговая сварка (наплавка, резка) плавящимся покрытым электродом, МДК.01.03 Контроль качества сварочных работ, профессионального модуля ПМ.01.:

• обобщение, систематизация, углубление, закрепление полученных теоретических знаний по конкретным темам;

• формирование умений применять полученные знания на практике, реализация единства интеллектуальной и практической деятельности;

• развитие общих и профессиональных компетенций;

• развитие интеллектуальных умений у будущих квалифицированных рабочих: аналитических, проектировочных, конструктивных и другие;

• выработка при решении поставленных задач таких профессионально значимых качеств, как самостоятельность, ответственность, точность, творческая инициатива.

Методические указания содержат краткий теоретический материал
по темам практических занятий, инструкции, вопросы для самоконтроля
и перечень информационных источников.

По учебному плану на дисциплину выделено 174часов из них на практические занятия - 46 часов.

№	Наименование темы согласно плану	Тема практического занятия	Кол-во часов.
МДК. 01.01 Подготовительные работы и сборочные операции при производстве сварочных работ				4
1	Тема 01.01. Технология выполнения слесарных операций при подготовке металла к сварке	Практическое занятие № 1 Технология подготовка металла различной толщины к сварке	2
2	Тема01.02 Технология сборки соединений под сварку	Практическое занятие № 2 Подбор сварочных материалов	2
МДК. 01.02 Ручная дуговая сварка (наплавка, резка) плавящимся покрытым электродом
3	Тема 02.01 Сущность электродуговой сварки	Практическое занятие №3 Структура и свойства металла сварного шва и околошовной зоны	2
		Практическое занятие № 4 Ручная дуговая сварка	2
4	Тема 02.03 Материалы применяемые для электродуговой сварки	Практическое занятие №5 Свойства электродов	2
		Практическое занятие №6 Свойства флюсов	2
		Практическое занятие №7 Свойства инертных газов	2
5	Тема 02.04 Сварочный пост	Практическое занятие № 8 Подбор светофильтров	2
		Практическое занятие № 9 Устройство электрододержателя	2
		Практическое занятие № 10 Подбор сварочных проводов	2
6	Тема 02.05 Электросварочное оборудование.	Практическое занятие №11 Техническая характеристика трансформатора, регулирование силы тока	2
		Практическое занятие №12 Техническая характеристика выпрямителя, регулирование силы тока	2
		Практическое занятие №13 Техническая характеристика преобразователя, регулирование силы тока	2
		Практическое занятие №14 Устройство и работа полуавтоматов различного типа	2
7	Тема 02.06 Технология электродуговой сварки	Практическое занятие №15 Регулировка сварочного тока	2
		Практическое занятие №16 Подбор режима сварки в среде защитных газов.	2
		Практическое занятие №17 Расчет сварного соединения	2
		Практическое занятие №18 Расчет сварного соединения	2
8	Тема 02.08 Дуговая сварка углеродистых сталей	Практическое занятие №19 Сварка сталей	2
		Практическое занятие №20 Сварка чугуна	2
9	Тема 02.09. Дуговая и полуавтаматическая сварка деталей из цветных металлов и чугуна	Практическое занятие №21 Технологии сварки меди	2
МДК.01.03 Контроль качества сварочных работ
10	Тема 03.01. Дефекты сварных швов	Практическое занятие №22 Дефекты сварных швов	2
11	Тема 03.01. методы контроля сварных швов	Практическое занятие №23 Ультразвуковой контроль качества сварных соединений	2

В результате выполнения практических занятий обучающийся должен

уметь:

• выполнять типовые слесарные операции, применяемые при подготовке металла к сварке;

• выполнять сборку изделий под сварку;

• проверять точность сборки применения охлаждающих и смазывающих материалов;

• выполнять правку и гибку, разметку, рубку, ручную и механическую резку, опиливание металла уметь читать монтажные схемы;

• выполнять ручное электродуговое, воздушное строгание разной сложности деталей из различных сталей, чугуна, цветных металлов и сплавов в различных положениях;

• производить предварительный и сопутствующий подогрев при сварки деталей с соблюдением заданного режима;

• устанавливать режимы сварки по заданным параметрам;

• читать рабочие чертежи сварных конструкций различной сложности;

• соблюдать требования безопасности труда с пожарной безопасностью;

• защищать швы после сварки ;

• проверять качество сварных соединений по внешнему виду и излому;

• выявлять дефекты сварных швов и устранять их;

• применять способы уменьшения и предупреждения деформаций при сварке;

• выполнять горячую правку сварных конструкций

Практические занятия выполняются в соответствии с графиком учебного процесса. Предусмотрена также самостоятельная подготовка к практическим занятиям. Выполнению практического занятия предшествует проверка знаний обучающихся, их теоретической готовности к выполнению заданий.

Оценка за выполнение практического занятия выставляется
по пятибалльной системе и учитывается как показатель текущей успеваемости обучающегося.

В случае пропуска практического занятия по уважительной причине обучающийся обязан выполнить его самостоятельно внеаудиторно, либо
в аудитории в течение учебного времени по индивидуальному графику работы. Вопрос отработки практической работы решается преподавателем индивидуально по каждому обучающемуся.

Выполнение всех практических занятий необходимо для допуска обучающегося к промежуточной аттестации по МДК.

Практическое занятие № 1

ТЕМА: Технология подготовка металла различной толщины к сварке

Цель: Сформировать умения по выполнению типовых слесарных операции, применяемых при подготовке металла к сварке.

Уважаемый обучающийся!

1) В результате выполнения этой работы вы научитесь подготавливать металл различной толщины к сварке, ознакомитесь с особенностями разделки кромок свариваемого металла

2) Выполнение этой работы обязательно для допуска к зачёту.

Оборудование:

- УШМ;

- Набор напильников;

- пластины различной толщины;

Справочная литература:

Учебник Маслов. В.И. Сварочные работы: учеб. пособие для нач. проф. образования / В.И. Маслов 6-е издание, стер.-М.: Издательский центр «Академия», 2007.-240с.;

Дополнительные источники:

Справочник электрогазосварщика и газорезчика Учеб. Пособие для нач. проф. образования/г.г.Чернышов Издательский центр «Академия»,2004.-400с плакаты по теме. Учебный видео фильм

Интернет-ресурсы:

Порядок выполнения работы

1) Повторить учебный материал по пройденной теме - «подготовка металла различной толщины к сварке».

Источник: конспект; В.А.Скакун «Слесарное дело».- М.Издательский центр «Академия» стр. 21-24.;

2) Разработать технологический процесс подготовки к сварке и подобрать инструмент:

Изделие	Толщина металла
2 пластины	10мм
2 трубы	5мм
2 пластины	2мм
2 пластины	1мм

3) проанализировать проделанную работу;

4) ответить на контрольные вопросы:

Контрольные вопросы:

- для чего в штангенциркулеШЦ-1 нужна спица;

- что нужно сделать чтобы получить действительный размер при измерении отверстий ШЦ-1 и ШЦ-11

- для чего применяют штангенциркуль ШЦ-1 и ШЦ-11

- для чего нужен нониус.

Практическое занятие № 2

ТЕМА: Подбор сварочных материалов

Цель: Сформировать умения по проверке точности сборки применения сварочных, охлаждающих и смазывающих материалов.

Уважаемый обучающийся!

1) В результате выполнения этой работы вы научитесь подбирать сварочные материалы для выполнения качественных сварных швов.

2) Выполнение этой работы обязательно для допуска к зачёту.

Оборудование:

- Электроды МР-3;

- Электроды ОЗС-3;

- Электроды УОНИ15/45;

- Бура.

Справочная литература:

Учебник Маслов. В.И. Сварочные работы: учеб. пособие для нач. проф. образования / В.И. Маслов 6-е издание, стер.-М.: Издательский центр «Академия», 2007.-240с.;

Дополнительные источники:

Справочник электрогазосварщика и газорезчика Учеб. Пособие для нач. проф. образования/г.г.Чернышов Издательский центр «Академия»,2004.-400с плакаты по теме. Учебный видео фильм

Интернет-ресурсы:

Порядок выполнения работы

1) Повторить учебный материал по пройденной теме - «Подбор сварочных материалов».

Источник: конспект; Учебник В.И. Маслов «Сварочные работы».- М.Издательский центр «Академия» стр. 21-24.;

2) Произвести подбор электродов и флюсов исходя из марки свариваемых сталей и различных пространственных положений:

Марка свариваемого материала	Пространст-венное положение сварки	Толщина свариваемого металла	Марка электрода	Диаметр электрода	Марка сварочной проволоки	Марка флюса
Ст3	нижнее	5мм	Мр-3, ОЗС-3	3-4мм	Св-08	Осц-45
45	нижнее	10мм	УОНИ-13/45	3-5мм	Св-08ГС	Осц-45
30ХМФА	нижнее	3мм	ЦЛ-9	2-3мм	10Х5МФ	АН-22
19Г	нижнее	4мм	Мр-3, ОЗС-3	2-4мм	Св-08ГС	Осц-45
1ХСНД	нижнее	15мм	УОНИ-13/45	3-6мм	Св-08ГС	Осц-45
Ст3	Вертикальное снизу вверх	4мм	Мр-3, ОЗС-3	3-4мм	Св-08	Осц-45
45	Вертикальное снизу вверх	3мм	УОНИ-13/45	2-2,8мм	Св-08ГС	Осц-45
30ХМФА	Вертикальное снизу вверх	12мм	ЦЛ-9	3-5мм	10Х5МФ	АН-22
19Г	Вертикальное снизу вверх	8мм	Мр-3, ОЗС-3	3-5мм	Св-08ГС	Осц-45
1ХСНД	Вертикальное снизу вверх	6мм	УОНИ-13/45	3-4мм	Св-08ГС	Осц-45

3) проанализировать проделанную работу;

4) ответить на контрольные вопросы:

Контрольные вопросы:

- перечислите сварочные материалы применяемые при сварке?

- для чего применяется покрытие ручных электродов?

- какой диаметр электрода применяется при сварке в потолочном положении?

Практическое занятие № 3

ТЕМА: Структура и свойства металла сварного шва и околошовной зоны

Цель: Сформировать умения по выявлению дефектов сварных швов и их устранению.

Уважаемый обучающийся!

1) В результате выполнения этой работы вы научитесь определять размеры заготовок с помощью штангенциркуля ШЦ-1 и ШЦ-11, ознакомитесь с приемами измерения и работы с нониусом

2) Выполнение этой работы обязательно для допуска к зачёту.

Оборудование:

- коллекция шлифов, приготовленных из образцов,

сваренных различными способами, реактивы;

- штангенциркуль ШЦ-1;

- набор цилиндров;

- набор колец.

Справочная литература:

Учебник Маслов. В.И. Сварочные работы: учеб. пособие для нач. проф. образования / В.И. Маслов 6-е издание, стер.-М.: Издательский центр «Академия», 2007.-240с.;

Дополнительные источники:

Справочник электрогазосварщика и газорезчика Учеб. Пособие для нач. проф. образования/г.г.Чернышов Издательский центр «Академия»,2004.-400с плакаты по теме. Учебный видео фильм

Интернет-ресурсы:

Порядок выполнения работы

1) Повторить учебный материал по пройденной теме - «Структура и свойства металла сварного шва».

Источник: конспект; Учебник В.И. Маслов «Сварочные работы».- М.Издательский центр «Академия» стр. 21-24.;

В сварном соединении, выполненном сваркой плавлением, обычно

выделяют 4 характерные зоны (рис. 1.1): металл шва, участок неполного

расплавления, зону термического влияния и основной металл, не под-

вергшийся термическому воздействию.

При сварке плавлением под воздействием источника теплоты рас-

плавляются кромки основного (свариваемого) металла и электродный

металл, подаваемый в сварочную ванну, а также покрытие или флюс.

Плавление происходит в зоне сварки – плавильном пространстве, кото-

рое перемещается вместе с источником теплоты. Плавильное простран-

ство, или сварочная ванна, условно может быть разделено на две части:

головную и хвостовую. В головной части происходит плавление, а в хво-

стовой – кристаллизация металла и формирование шва.

В отличие от кристаллизации слитка для кристаллизации металла

сварочной ванны характерны следующие условия:

незначительный объем расплавленного металла;

быстрый локальный нагрев металла источником теплоты и быст-

рое его охлаждение;

наличие подвижного температурного поля, создаваемого источ-

ником теплоты, вследствие чего средняя скорость кристаллизации в пер-

вом приближении равна скорости сварки.

По сравнению с основным металлом сварной шов имеет типичную

структуру литого металла, быстро затвердевшего в условиях интенсив-

ного отвода теплоты. Литой металл, как правило, уступает прокатному

или кованому по своим пластическим и вязким свойствам, так как имеет

более крупнозернистую структуру. Однако в отличие от слитков сварной

шов обычно содержит меньше N 2 , S, Р и С, имеет меньшие зональную

и внутрикристаллическую ликвации. Кроме того, из-за особенностей пер-

вичной кристаллизации металл шва имеет более мелкозернистую струк-

туру. В большинстве случаев сварные швы из малоуглеродистой и низко-

легированной сталей обладают высокими механическими свойствами

даже без дополнительной термической обработки. Микроструктура ме-

талла шва зависит, главным образом, от условий первичной кристалли-

зации, которая во многом определяет его свойства.

Переход металла сварочной ванны из жидкого состояния в твердое

называется первичной кристаллизацией. Процесс затвердевания представ-

6 7

ляет собой рост кристаллов в результате присоединения к их поверхнос-

ти атомов из окружающего расплава.

Для большинства сварных швов характерна столбчатая структура.

Рост столбчатых кристаллов в сварочной ванне начинается от частично

оплавленных зерен основного металла. На них, как на своеобразной под-

кладке, начинают свой рост первичные кристаллы, количество которых

ограничено. Кристаллы развиваются нормально к поверхности охлаж-

дения, в направлении, обратном отводу тепла, – в глубь жидкого металла

ванны. В результате они приобретают столбчатую форму.

Размеры столбчатых кристаллов зависят от способа и режимов свар-

ки. Снижение температуры ванны и длительности пребывания металла

в жидком состоянии способствует образованию крупных кристаллов.

Рост столбчатых кристаллов способствует удалению из расплавлен-

ного металла газов и шлаковых включений. Поскольку температура кри-

сталлизации зависит от чистоты металла, то в первую очередь затверде-

вает менее загрязненный примесями металл. В процессе затвердевания

сварных швов перед фронтом растущих кристаллов маточный раствор

непрерывно обогащается примесями. В последнюю очередь затвердева-

ет средняя часть шва, в которой сосредотачивается максимальное коли-

чество примесей. Химическая неоднородность, называемая ликвацией,

снижает механические свойства металла шва, так как ослабляет связь

между кристаллами и является одной из причин возникновения горячих

(межкристаллизационных) трещин. Ликвация зависит от формы шва.

В узком шве максимальное количество примесей концентрируется в сред-

ней части (рис. 1.3, а), а в широком – в верхней части (рис. 1.3, б). Вслед-

ствие этого влияние примесей в широком шве менее опасно.

Участок перегрева. Он включает металл, нагретый до температур

выше 1100 °С, т. е. несколько ниже температуры плавления. Металл на

этом участке в процессе нагрева претерпевает аллотропические превра-

щения ( -железа в -железо), сопровождающиеся ростом аустенитного

зерна. В тех случаях, когда перегрев сочетается с последующим быст-

рым охлаждением (закалка), металл на этом участке после сварки облада-

ет пониженной пластичностью и прочностью по сравнению с основным

металлом. Участок особенно опасен для закаливающихся сталей, поэтому

выбор рациональной технологии сварки сводится в первую очередь к обес-

печению наименьшего ухудшения свойств на этом участке ЗТВ.

Участок нормализации (перекристаллизации). Этот участок ох-

ватывает металл, нагретый до температуры, немного превышающей тем-

пературу аллотропических превращений (900…1050 °С). Происходящий

здесь процесс перекристаллизации при нагреве и охлаждении приводит

к значительному измельчению зерен металла. Структура металла стано-

вится более мелкозернистой по сравнению с исходной. Механические

свойства металла этого участка обычно лучше, чем основного металла.

Участок неполной перекристаллизации. Он включает металл,

нагретый до температур 700…850 °С. При этих температурах происхо-

дит частичная перекристаллизация, т. е. часть феррита остается в исход-

ном состоянии, другая – образует аустенит. При последующем охлажде-

нии и распаде аустенита образуется мелкозернистая структура, поэтому

здесь, наряду с зернами основного металла, не изменившимися в про-

цессе сварки, присутствуют зерна, образовавшиеся при перекристалли-

зации.

Участок рекристаллизации (старения). Он наблюдается при сварке

сталей, предварительно подвергшихся пластической деформации (ковке,

прокатке). Температурный интервал участка 450…650 °С. На этом участ-

ке ЗТВ происходят сращивание (укрупнение) раздробленных при нагар-

товке зерен основного металла и некоторое его разупрочнение по сравне-

нию с исходным состоянием. При сварке изделий из литья рекристаллиза-

ции не наблюдается. Для металлов и сплавов, склонных к старению, необ-

ходимо учитывать некоторое снижение пластичности на этом участке.

Об изменении прочностных и в определенной степени пластичес-

ких свойств в различных участках металла шва и ЗТВ можно судить

по изменению твердости (рис. 1.6).

Повышение твердости обычно связано с повышением прочности

и снижением пластичности. Характер распределения твердости в ЗТВ

может быть различным, он определяется химическим составом стали

и режимом сварки. Обычно в сварных изделиях не допускается твердость

в зоне сварки более НВ = 300 МПа.

Таким образом, зона термического влияния неоднородна по струк-

туре и механическим свойствам. Наиболее ослабленным является учас-

ток перегрева, а наилучшие механические свойства имеет участок нор-

мализации. В целом механические свойства ЗТВ хуже, чем у основного

металла, поэтому ее размеры необходимо ограничивать.

Чувствительность стали к изменению термического цикла сварки

зависит от содержания в ней углерода, а также элементов, повышающих

ее прокаливаемость и склонность к перегреву.

В сварных соединениях низкоуглеродистой и большинства низко-

легированных сталей рост зерна в околошовной зоне не оказывает за-

метного влияния на свойства металла.

12 13

При сварке углеродистых и особенно легированных сталей быст-

рое охлаждение околошовной зоны вызывает часто закалку металла

и образование структур, имеющих значительные твердость и хрупкость.

В этих случаях для улучшения структуры и свойств ЗТВ применяют тер-

мическую обработку, обычно высокий отпуск.

2) Шлифы, изготовленные из сварных образцов, подвергают трав-

лению 10…25 %-ным водным раствором азотной кислоты для выявле-

ния макроструктуры, которую исследуют невооруженным глазом или при

небольшом увеличении. По макроструктуре определяют форму и размеры шва, глубинупроплавления, форму и размеры зерен, ширину ЗТВ, размеры крупныхзерен в околошовной зоне. Результаты представляют в виде зарисовок

макроструктуры с изображением выявленных дефектов

3) проанализировать проделанную работу;

4) ответить на контрольные вопросы:

Контрольные вопросы:

- какие зоны выделяют при сварке плавлением?;

- что вызывает закалку металла в околошовной зоне?

- В каком шве максимальное количество примесей концентрируется в сред-

ней части?

- Как называется переход металла сварочной ванны из жидкого состояния в твердое?

Практическое занятие № 4

ТЕМА: Ручная дуговая сварка

Цель: Сформировать умения по выполнению правки и гибки, разметки, рубки, ручной и механической резки, опиливания металла, чтения монтажных схем, защиты швов после сварки

Уважаемый обучающийся!

1) В результате выполнения этой работы вы ознакомитесь с особенностями ручной дуговой сварки , оборудованием сварочного поста и выбором режимов сварки.

2) Выполнение этой работы обязательно для допуска к зачёту.

Оборудование:

- Трансформатор ТДМ315;

- Инвертор Мастер202;

- Полуавтомат оверман про200;

Справочная литература:

Учебник Маслов. В.И. Сварочные работы: учеб. пособие для нач. проф. образования / В.И. Маслов 6-е издание, стер.-М.: Издательский центр «Академия», 2007.-240с.;

Дополнительные источники:

Справочник электрогазосварщика и газорезчика Учеб. Пособие для нач. проф. образования/г.г.Чернышов Издательский центр «Академия»,2004.-400с плакаты по теме. Учебный видео фильм

Интернет-ресурсы:

Порядок выполнения работы

1) Повторить учебный материал по пройденной теме - «Ручная дуговая сварка».

Источник: конспект; Учебник В.И. Маслов «Сварочные работы».- М.Издательский центр «Академия» стр. 21-24.;

Ручная дуговая сварка (РДС) относится к термическому классу. Источником тепла служит электрическая дуга, возникающая

между электродом и свариваемым изделием при протекании постоянного или переменного тока. Свойства источника тока определяются его внешней характеристикой, представляющей зависимость напряжения на зажимах источника от тока в сварочной цепи U = f (I ). Устойчивость горения дуги зависит от соотношения форм внешней характеристики источника и статической характеристики дуги. Для ручной дуговой сварки, когда характеристика дуги жесткая (рис. 2, кривая

1), внешняя характеристика источника питания должна быть крутопадающей

(кривая 2). Кроме того, при крутопадающей характеристике облегчается за-

жигание дуги за счет повышенного напряжения холостого хода и ограничи-

вается ток короткого замыкания.

При ручной дуговой сварке на стабильность горения дуги, качество наплавки или сварного шва, на производительность про-

цесса влияет ряд факторов, важнейшие из которых:

1) правильный подбор и расчет основных параметров сварки;

2) правильный выбор источника питания (переменного, постоянного тока);

3) технологические свойства электродов.

Для питания сварочной дуги применяют источники переменного и по-

стоянного тока. Источниками питания дуги переменного тока при руч-

ной дуговой сварке являются сварочные трансформаторы с увеличен-

ным магнитным рассеянием и подвижными обмотками типа ТС, ТСК,

ТD

Режим сварки один из основных элементов технологического процесса, который определяет качество и производительность

сварки. При РДС основными параметрами режима являются диаметр электрода D э в мм, сварочный ток I св в амперах, напряжение

на дуге U д в вольтах и скорость сварки V св в м/ч.

Определение режима сварки начинают с выбора диаметра электрода, его типа и марки. Диаметр электрода D э выбирается в за-

висимости от толщины свариваемого металла S (табл. 1) при сварке стыковых соединений и от катета шва h (табл. 2) при сварке

угловых и тавровых соединений

2) ознакомится с параметрами сварки и оборудованием сварочного поста

3) проанализировать проделанную работу;

4) ответить на контрольные вопросы:

Контрольные вопросы:

1. Устройство и принцип работы сварочного трансформатора.

2. Электрическая дуга и ее свойства.

3. Внешняя характеристика источника питания и требования к ней.

4. Сварочные электроды.

5. Основные параметры режима ручной дуговой сварки.

Практическое занятие № 5

ТЕМА: Свойства электродов

Цель: Сформировать умения по применению электродов и соблюдению требований безопасности труда с пожарной безопасностью при работе с электродами

Уважаемый обучающийся!

1) В результате выполнения этой работы вы научитесь определять типы электродов и сварочной проволоки, производить подбор электродов согласно условиям сварки.

2) Выполнение этой работы обязательно для допуска к зачёту.

Оборудование:

- сварочная проволока;

- электроды различных марок;

Справочная литература:

Учебник Маслов. В.И. Сварочные работы: учеб. пособие для нач. проф. образования / В.И. Маслов 6-е издание, стер.-М.: Издательский центр «Академия», 2007.-240с.;

Дополнительные источники:

Справочник электрогазосварщика и газорезчика Учеб. Пособие для нач. проф. образования/г.г.Чернышов Издательский центр «Академия»,2004.-400с плакаты по теме. Учебный видео фильм

Интернет-ресурсы:

Порядок выполнения работы

1) Повторить учебный материал по пройденной теме - «Подбор сварочных проводов».

Источник: конспект; Учебник В.И. Маслов «Сварочные работы».- М.Издательский центр «Академия» стр. 21-24.;

Основу электродов составляют металлические стержни, изготовляемые, главным образом, из стальной сварочной проволоки, специально для этого предназначенной.

  Такую проволоку выпускают по ГОСТ 2246-70 «Проволока стальная сварочная» или по техническим условиям, устанавливающим отличный от стандартного химический состав металла проволоки и предусматривающим остальные требования по указанному стандарту. Стандартная проволока является холоднотянутой, ее изготавливают из низкоуглеродистых, легированных и высоколегированных сталей. В электродном производстве применяют десятки марок проволок, которые отличаются, в первую очередь, химическим составом (табл. 20).

  В условное обозначение каждой марки проволоки входит индекс Св (сварочная), за которым через дефис следует группа цифр и букв. Первые две цифры показывают среднее содержание углерода в сотых долях процента. Обозначение легирующих элементов, содержащихся в металле проволоки, и их количества аналогично обозначениям в типах наплавленного металла высоколегированных электродов (см. гл. 2).

 

Подавляющее большинство объема выпускаемых электродов производят из низкоуглеродистой проволоки марок Св-08 и Св-08А. Буква А в конце обозначения указывает на повышенную чистоту металла по содержанию серы и фосфора. В проволоке марки Св-08АА две буквы А указывают на пониженное содержание серы и фосфора по сравнению с проволокой марки Св-08А. Из такой проволоки производят электроды, обеспечивающие

В легированных сварочных проволоках содержится до шести легирующих элементов, а их общая концентрация не превышает 6%. При больших концентрациях проволоку относят к высоколегированной.

Для изготовления электродов применяют проволоку диаметром 1,6-6,0 мм. Кроме норм по химическому составу, к сварочной проволоке предъявляют требования но точности диаметра, временному сопротивлению разрыву (только для легированных и высоколегированных проволок), состоянию поверхности.

  Отметим, что проволоку для изготовления электродов от просто сварочной проволоки отличают более жесткие предельные отклонения по диаметру и меньшие значения временного сопротивления. Использование неэлектродной проволоки приводит к технологическим затруднениям при ее переработке и к снижению качественных показателей электродов. Поэтому назначение проволоки необходимо указывать при ее заказе.

  Для высоколегированной проволоки, подвергаемой травлению после ее волочения, допускают увеличение размеров допусков до 50%.

  Овальность проволоки не должна превышать половины предельного отклонения по диаметру. Применение проволоки с нормированными только отрицательными отклонениями по диаметру является одним из факторов, обеспечивающих ее беспрепятственное прохождение по технологическому циклу изготовления электродов. Однако использование проволоки с недопустимо большими минусовыми отклонениями по диаметру может привести к ее отклонению или искривлению в направляющих втулках электродообмазочного пресса при опрессовке, следствием чего явится эксцентричность покрытия, а также к недопустимому повышению коэффициента массы покрытия и как следствие — к изменению свойств электродов. Утолщенная проволока может просто застрять в направляющих втулках пресса.

  На некоторые предприятия сварочная проволока поступает в виде заготовки — катанки диаметром 5,5-7,0 мм, из которой на специальном оборудовании (волочильных станах) вырабатывают проволоку нужного диаметра (см. гл. 5).

 По химическому составу катанка соответствует ГОСТ 2246-70.

 По способу охлаждения в процессе производства (при прокатке) катанку подвергают ускоренному охлаждению (одностадийному или двухстадийному) или охлаждению на воздухе в мотках. Масса окалины, образующейся на поверхности катанки, подвергнутой одностадийному охлаждению, не должна превышать 18 кг/т, двухстадийному — 10 кг/т; для катанки, охлажденной на воздухе, массу окалины на ее поверхности не нормируют.

  Катанку поставляют в мотках, состоящих из одного непрерывного отрезка массой, как правило, не менее 160 кг. Технические требования к катанке устанавливают специальными техническими условиями.

  Проволоку поставляют в мотках или намотанной на катушки. Размеры и масса стандартных мотков должны соответствовать указанным в табл. 21. Масса проволоки в большегрузных мотках составляет 900-1200 кг.

 Каждый моток перевязывают лентой или мягкой проволокой не менее чем в трех местах, равномерно по окружности. Концы проволоки располагают так, чтобы их можно было легко найти. Отдельные куски однородной проволоки могут быть соединены контактной стыковой сваркой с последующей зачисткой зоны сварки до норм стандарта.

Механические свойства легированной и высоколегированной проволоки задают нормами по временному сопротивлению разрыву: для проволоки диаметром 1,6 и 2,0 мм — 690-980 МГІа, для больших диаметров — 640-930 МПа. При этом колебания по временному сопротивлению разрыву в одном мотке не должны превышать 100 МПа. Это необходимо для обеспечения равномерной рубки проволоки на стержни. Следует учитывать, что высоколегированная проволока при волочении подвергается наклепу, что увеличивает ее жесткость и затрудняет последующую правку. Дополнительная термообработка для уменьшения жесткости проволоки не всегда возможна. Поэтому для ряда марок проволоки допускают определенное повышение нормативного значения временного сопротивления разрыву.

Поверхность проволоки должна быть чистой и гладкой, без трещин, расслоений, раковин, окалины, ржавчины, масла и других поверхностных дефектов и загрязнений. Допустимы риски, царапины, местная рябизна и отдельные вмятины, причем глубина указанных дефектов не должна превышать предельного отклонения по диаметру проволоки.

На поверхности низкоуглеродистой и легированной проволоки не допускается наличие технологических смазок, за исключением следов мыльной смазки без графита и серы. Последние, являясь вредными примесями для металла шва, могут снизить его свойства. Некоторые низколегированные марки проволоки разрешается для защиты при хранении от атмосферной коррозии покрывать слоем нейтральной смазки, хорошо растворимой в бензине.

Высоколегированная проволока должна поступать чистой, без всяких следов смазки; ее поверхность должна быть светлой, светломатовой или серой. Такое состояние поверхности изготовители проволоки достигают травлением и отбеливанием или термической обработкой в инертной атмосфере.

Изготовителям электродов проволоку поставляют партиями. Каждая партия состоит из проволоки одной марки, одной плавки.

одного диаметра, одного назначения. Каждую партию проволоки должен сопровождать сертификат (документ о качестве), удостоверяющий ее соответствие нормам. В сертификате должно быть указано: наименование или товарный знак (условное графическое изображение) предприятия-изготовителя, условное обозначение проволоки, номер плавки и партии, химический состав в процентах, результаты испытаний проволоки на растяжение, ее масса нетто. На каждом мотке (катушке) проволоки должна быть прикреплена бирка, на которой указывают первые три позиции из данных сертификата. Проволоку без сертификатов или без бирок в производство не допускают.

Условное обозначение электродной сварочной проволоки включает букву Э (электродная). Например, для проволоки диаметром 4 мм марки Св-08 — проволока 4 Св-08-Э ГОСТ 2246-70; для проволоки диаметром 3 мм марки Св-02Х19Н9 из стали, выплавленной в вакуумноиндукционной печи — проволока 3 Св - 02Х19Н9-ВИ-Э ГОСТ 2246-70.

Сварочную проволоку поставляют в специальной упаковке или без нее. Хранить проволоку необходимо в сухих закрытых помещениях, защищающих ее от воздействия атмосферных осадков и почвенной влаги, при положительных температурах, в условиях, предохраняющих проволоку от ржавления, загрязнения и механических повреждений. Требования к хранению высоколегированной проволоки менее жесткие, однако ее загрязнение и механические повреждения недопустимы.

Складирование проволоки осуществляют раздельно по партиям и плавкам. Обычно вновь поступающей проволоке отдел технического контроля присваивает заводской порядковый номер, наносимый на специальные бирки, с которым проволока проходит через все стадии технологического процесса изготовления электродов.

Поступающая проволока подлежит приемке и контрольной проверке. При приемке проволоки все мотки подвергают внешнему осмотру и обмеру. Качество упаковки, намотки, состояние поверхности проволоки контролируют визуально. Диаметр проволоки измеряют микрометром с точностью до 0,01 мм в двух взаимно перпендикулярных направлениях, не менее чем в двух сечениях, расстояние между которыми должно быть более 5 м.

Для проведения контрольного химического анализа от каждой партии отбирают не менее двух мотков (катушек). Образцы для анализа должны быть взяты от обоих концов каждого контролируемого мотка или из двух участков на расстоянии не менее 5 м друг от друга каждой контролируемой катушки.

Особое внимание следует уделять контролю высоколегированной проволоки, перепутывание которой може т привести в последующем у потребителя электродов к непредсказуемым последствиям. На практике известны случаи халатного навешивания бирок с неправильным указанием марок проволоки, попадания отрезков посторонней проволоки, вваренных в большегрузные мотки основной проволоки. Поэтому при переработке высоколегированной проволоки необходим ее дополнительный контроль как минимум по отличительным элементам оперативными методами спектрального анализа.

Для анализа при рубке проволоки отбирают по одному прутку от каждого мотка или 8-10 прутков, взятых от каждого большегрузного мотка равномерно по длине проволоки или по времени ее рубки. Качественный спектральный анализ производят сравнением с эталоном (стандартным образцом предприятия) из проволоки контролируемых марок, обычно на стационарном стилоскопе «Спектр».

Для точного количественного анализа используют спектрометры типа «Спектротест», Niton XLt 800, ARL 3460, Белек варио лаб-N и т. п.

При испытании проволоки на растяжение для определения временного сопротивления разрыву от партии проволоки отбирают не менее трех мотков (катушек). Из двух участков на расстоянии не менее 5 м друг от друга отбирают образцы длиной более 150 мм. При проведении испытаний на растяжение расстояние между захватами машины должно быть не менее 100 мм.

Проволоку из цветных металлов и сплавов в электродном производстве используют в небольших объемах. Такая проволока требуется при изготовлении электродов для сварки технического алюминия и его сплавов, никеля, меди и бронз, чугуна.

Алюминиевую проволоку поставляют по ГОСТ 7871-75. Используют две марки проволоки: Св-А5 и Св-АК5. Химический состав (масс. %): алюминий — не менее 99,5 и 93-95,4; кремний — 0,10-0,25 и 4,5-6,0; железо — 0,20-0,35 и 0; титан — 0 и 0,1-0,2; примеси — соответственно не более 0,06 и 0,4. Для изготовления электродов применяют проволоку диаметром 4-6 мм, имеющую допуск по диаметру — 0,096 мм.

В электродах для сварки меди, а в ряде марок и чугуна, используют проволоку из технической меди марки Ml.

Химический состав проволоки по ГОСТ 859-2001: медь — более 99,9, контролируемые примеси не более 0,01, кислород — не более 0,005%. Состояние поставки проволоки регламентировано ГОСТ 16130-85, которым предусмотрена марка Т (твердая) с временным сопротивлением разрыву 350 МПа. Только такая проволока обладает достаточной жесткостью при переработке на электродные стержни. Для изготовления электродов применяют проволоку диаметром 3-6 мм.

Также применяют твердую проволоку из технического никеля (оговаривается в заказе) — марка НП-2 по ГОСТ 7179-70 с химическим составом по ГОСТ 492-73: никель — более 99,5, углерод — менее 0,01, сера и фосфор — каждого менее 0,001, масс. %.

Электродная проволока

Для подвода тока и заполнения шва при сварке плавящимся электродом применяют электродные металлические стержни или проволоку.

Сварочная стальная проволока используется при автоматической и механизированной дуговой и электрошлаковой сварке, для изготовления стержней электродов и присадочных прутков при ручной дуговой сварке, газовой и всех способах сварки неплавящимся электродом в среде защитных газов.

  По ГОСТ 2246-70^* изготовляют углеродистую (6 марок), легированную (30 марок) и высоколегированную (39 марок) стальную проволоку различных марок, диаметром 0,3; 0,5;0,8; 1,0; 1,2; 1,6; 2; 2,5; 3; 4; 5; 6; 8; 10 и 12 мм.

Сварочную проволоку обозначают буквами «Св» и последующими цифрами и буквами в зависимости от химического состава.

Пример химического состава сварочной проволоки приведен в таблице 5.1 (в %).

Таблица 5.1.

  Стальную сварочную проволоку выпускают в мотках весом 2-40кг, в катушках (для сварочных автоматов) весом 5-80кг (соотв. d =0,3÷1,6 – 2÷5мм) или в кассетах. Поверхность проволоки должна быть без окалины, ржавчины, грязи и масла. Из таких же сталей выпускают наплавочную стальную проволоку диаметром d=0,3÷8мм; обозначают «Нn», используют только для наплавочных работ.

Для сварки алюминия и его сплавов применяется сварочная проволока из Аl и его сплавов, изготовляемая по ГОСТ 7871-75 различных марок, диаметром d=0,8÷12мм; обозначают СвА (табл. 5.2).

Выпускают СвА в мотках весом 1,5-40кг с консервирующей смазкой, во влагонепроницаемой упаковке.

По требованию потребителя при d 4мм проволока может поставляться в химически чистом виде и герметизированной упаковке.

Порошковая проволока

  Порошковая проволока - трубчатая проволока с порошковым сердечником диаметром 1,2-3мм, изготовляется из стальной холоднотянутой ленты t = 0,3-0,5мм и b =9-15мм. Наибольшее распространение имеют проволоки кольцевого сечения с дополнительной одинарной перемычкой, с двойными перемычками, и более сложного сечения (рис. 5.3).

Рис. 5.3 Порошковая проволока и лента а, б, в, г, д, –однослойная; е – двухслойная; ж – лента; 1–стальная оболочка; 2–порошок

  В состав порошкового сердечника трубчатой проволоки для сварки малоуглеродистой стали входят: рутил, ферросплавы, органические вещества и железный порошок. Для сварки малоуглеродистой и низколегированной стали применяют, например, порошковую проволоку марок ПП-АН-1, -АН-2, -АН-3, -АН-4; ПП-ДСК и ЭПС-15/2. Коэффициент (АН-3), (ЭПС-15/2).

Порошковую проволоку различных марок для дуговой сварки углеродистых и низколегированных сталей изготовляют в соответствии с ГОСТ 26271-84. Она подразделяется по ряду признаков:

- по условиям применения на самозащитную (ПС) и газозащитную (ПГ);

- по пределу текучести на типы 34, 39, 44, 49, 54, 59, 64, 69, т.е. наплавленного металла в кгс/мм²;

- по категориям в зависимости от содержания в наплавленном металл С, S, Р в %%;

- по положению при сварке - нижнему (Н), нижнему и горизонтальному (Г), вертикальному и горизонтальному (В), для всех положений (У) и т.д.

Самозащитные порошковые проволоки - ПП-АН1, ПП-АН3, ПП-АН7, ПП-АН-11, ПП-1ДСК, ПП-2ДСК, ЭПС-15/2 и др.

Порошковые проволоки, применяемые с дополнительной защитой СО₂: ПП-АН4, ПП-АН8, ПП-АН9, ПП-АН10 и др.

Применяют сварочные проволоки сплошного сечения без всякой защиты - Св-20ГСЮТ с содержанием церия- (0,3-0,45)% и Св-15ГСТЮ ЦА, разработанные в институте электросварки им. Е.О.Патона.

Марку электрода выбирают в зависимости от химического состава свариваемого металла. Покрытие электрода со шлакообра-

зующей основой на базе карбонатов кальция или магния и плавикового шпата называется основным. Основные покрытия пригодны

для сварки и углеродистых, и легированных сталей. Наиболее известные марки электродов этой группы – УОНИИ-13/45, АНО-7,

АНО-8. Наплавленный ими металл обладает высокой ударной вязкостью при отрицательных температурах.

Покрытие со шлакообразующей основой на базе рутила (TiO 2 ) называют рутиловым, которое является наиболее распростра-

ненным в нашей стране. Широко используют электроды марок МР-3, ОЗС-4, АНО-4 из-за высоких механических свойств швов и хо-

роших сварочно-технологических характеристик.

При выборе типа электрода следует руководствоваться ГОСТ 9467–75. В нем предусмотрено девять типов электродов: Э38,

Э42, Э46, Э46А, Э50, Э50А, Э55, Э60. Их применяют для сварки углеродистых и низколегированных сталей с временным сопротив-

лением разрыву до 600 МПа. Для сварки легированных сталей с временным сопротивлением свыше 600 МПа используют электроды

Э70, Э150. В обозначении типа электрода указаны буква Э (электрод) и цифра, показывающая минимальное временное сопротивление

разрыву металла шва или наплавленного металла в кгс/мм 2 . Буква А после цифрового обозначения электродов указывает на повышен-

ные пластичность и вязкость металла шва.

Тип электрода выбирают таким образом, чтобы прочность металла шва и прочность основного металла были примерно равны.

Например, если у основного металла ?? в = 480 МПа, то следует выбирать электрод типа Э50 или Э50А.

 

2) Изучить свойства электродной проволоки и марок электродов для различного способа сварки.

3) проанализировать проделанную работу;

4) ответить на контрольные вопросы:

Контрольные вопросы:

- какие типы электродов применяют для сварки углеродистых и низколегированных сталей с временным сопротивлением разрыву до 600 Мпа?

- для чего нужно покрытие электродов?

- чем можно заменить покрытие электрода?

Практическое занятие № 6

ТЕМА: Свойства флюсов

Цель: Сформировать умения по соблюдению требований безопасности труда с пожарной безопасностью при работе с флюсами

Уважаемый обучающийся!

1) В результате выполнения этой работы вы научитесь определять необходимый флюс для сварки, изучите свойства флюсов.

2) Выполнение этой работы обязательно для допуска к зачёту.

Оборудование:

- флюс «бура»;

Справочная литература:

Учебник Маслов. В.И. Сварочные работы: учеб. пособие для нач. проф. образования / В.И. Маслов 6-е издание, стер.-М.: Издательский центр «Академия», 2007.-240с.;

Дополнительные источники:

Справочник электрогазосварщика и газорезчика Учеб. Пособие для нач. проф. образования/г.г.Чернышов Издательский центр «Академия»,2004.-400с плакаты по теме. Учебный видео фильм

Интернет-ресурсы:

Порядок выполнения работы

1) Повторить учебный материал по пройденной теме - «Свойства флюсов».

Источник: конспект; Учебник В.И. Маслов «Сварочные работы».- М. Издательский центр «Академия» стр. 21-24.;

2) изучение влияния флюсов на качество сварного шва

3) проанализировать проделанную работу;

4) ответить на контрольные вопросы:

Контрольные вопросы:

- для чего применяют флюс?

- в каких случаях применение флюса необосновано?

- почему требуется определенное сочетание флюса и сварочной проволоки?

- Как разделяются флюсы по химическим свойствам?

Практическое занятие № 7

ТЕМА: Свойства инертных газов

Цель: Сформировать умения по соблюдению требований безопасности труда с пожарной безопасностью при работе с инертными газами

Уважаемый обучающийся!

1) В результате выполнения этой работы вы научитесь с марки, сорта и свойства инертных газов

2) Выполнение этой работы обязательно для допуска к зачёту.

Оборудование:

- баллон СО2;

Справочная литература:

Учебник Маслов. В.И. Сварочные работы: учеб. пособие для нач. проф. образования / В.И. Маслов 6-е издание, стер.-М.: Издательский центр «Академия», 2007.-240с.;

Дополнительные источники:

Справочник электрогазосварщика и газорезчика Учеб. Пособие для нач. проф. образования/г.г.Чернышов Издательский центр «Академия»,2004.-400с плакаты по теме. Учебный видео фильм

Интернет-ресурсы:

Порядок выполнения работы

1) Повторить учебный материал по пройденной теме - «Подбор сварочных проводов».

Источник:

конспект; Учебник В.И. Маслов «Сварочные работы» М. Издательский центр «Академия» стр. 21-24.;

Марки и сорта инертных газов.

Аргон выпускают по ГОСТ 10157-79 трех сортов (в зависимости от содержания примесей): высшего, с содержанием не менее 99,99%, первого, с содержанием 99,98%, и второго, с содержанием 99,95% аргона.

Гелий выпускается по ТУ 51-689-75 двух видов: высокой чистоты, содержащий не менее 99,985% гелия и технический, содержащий не менее 99,8% гелия.

Диоксид углерода (углекислый газ) выпускают по ГОСТ 8050-76 трех марок:

• Сварочный, с содержанием диоксида углерода не менее 99,5%.

• Пищевой, с содержанием диоксида углерода не менее 98,8%.

• Технический, с содержанием диоксида углерода не менее 98,5%

Водород выпускают по ГОСТ 3022-80 трех марок: А, Б и В, с содержанием водорода от 95 до 99,99%.

Азот выпускают по ГОСТ 9293-74 газообразным и жидким.

Газообразный азот делят на четыре сорта:

• Высший – содержание азота не менее 99,994%

• Первый – содержание азота не менее 99,6%

• Второй – содержание азота не менее 99,0%

• Третий – содержание азота не менее 97%

Характеристика инертных газов.

Аргон – инертный негорючий и невзрывоопасный газ без цвета и запаха. При нормальных условия (20⁰С и 101,3 кПа) он имеет плотность 1,66 кг/м³.

Газообразный аргон транспортируется и хранится в стальных баллонах под давлением 15МПа.

Гелий – инертный газ без цвета и запаха, невзрывоопасный. Транспортируется и хранится так же как и аргон.

Диоксид углерода (углекислый газ) – при нормальных условиях бесцветный газ с едва ощутимым запахом, плотностью 1,839 кг/м³. Газ не ядовит, но поскольку он тяжелее воздуха, его накопление в зоне сварки может вызвать явление кислородной недостаточности и удушья. Поэтому рабочие места сварщиков должны быть оборудованы приточно-вытяжной вентиляцией. При испарении 1 кг жидкого диоксида углерода образуется 509 л газа. Хранят и транспортируют его в виде жидкости в стальных баллонах под давлением 5 Мпа. В стандартный баллон емкостью 40 литров заливают 25 литров жидкого диоксида углерода, при испарении которого образуется 12600 литров газа.

Кислород – бесцветный газ без цвета и запаха, поддерживающий горение. При дуговой сварке используют при составлении защитных газовых смесей. Смесь аргона с кислородом (содержание кислорода от 1 до 5%) повышает устойчивость горения дуги и улучшает качество формирования сварочного шва. Такие смеси рекомендуется применять при сварке плавящимся электродом, когда требуется струйный перенос электродного металла. При сварке низкоуглеродистых и низколегированных сталей применяют смесь диоксида углерода и кислорода (содержание кислорода 20%), обеспечивающую глубокое проплавление и хорошее формирование шва, минимальное разбрызгивание, высокую плотность металла шва.

Водород – горючий газ, не имеющий цвета, запаха и вкуса. Смеси его с кислородом и воздухом взрывоопасны. Хранят и транспортируют водород в стальных баллонах под давлением 15 МПА. Применяют водород для составления плазмообразующих смесей при плазменной сварке и резке.

Азот – бесцветный газ без запаха, плотность 1,25 кг/м³

2) Изучить материал о свойствах инертных газов

3) проанализировать проделанную работу;

4) ответить на контрольные вопросы:

Контрольные вопросы:

1. Какие марки инертных газов вы знаете?

2. Как транспортируются гелий, аргон?

3. Для чего применяется водород при плазменной резке?

4. Какой газ может вызывать явления кислородной недостаточности, удушья?

5. Какое процентное содержание кислорода в смеси рекомендовано при сварке низколегированных сталей?

Практическое занятие № 8

ТЕМА: Подбор светофильтров

Цель: Сформировать умения по соблюдению требований безопасности труда с пожарной безопасностью при подборе светофильтра

Уважаемый обучающийся!

1) В результате выполнения этой работы вы научитесь подбирать сфетофильтры для различных условий работы

2) Выполнение этой работы обязательно для допуска к зачёту.

Оборудование:

- Маска сварщика;

- набор светофильтров;

Справочная литература:

Учебник Маслов. В.И. Сварочные работы: учеб. пособие для нач. проф. образования / В.И. Маслов 6-е издание, стер.-М.: Издательский центр «Академия», 2007.-240с.;

Дополнительные источники:

Справочник электрогазосварщика и газорезчика Учеб. Пособие для нач. проф. образования/г.г.Чернышов Издательский центр «Академия»,2004.-400с плакаты по теме. Учебный видео фильм

Интернет-ресурсы:

Порядок выполнения работы

1) Повторить учебный материал по пройденной теме - «Техническая характеристика преобразователя, регулирование силы тока».

Источник: конспект; Учебник В.И. Маслов «Сварочные работы»

.- М.Издательский центр «Академия» стр. 21-24.;

Защитные светофильтры (затемненные стекла) – предназначенные для защиты глаз от излучения дуги, брызг металла и шлака, изготавливаются 13 классов или номеров

по ГОСТ 12.4.035-78. Номер светофильтра подбирается в первую очередь в зависимости от индивидуальных особенностей зрения сварщика. Однако следует учитывать некоторые объективные факторы:

• величину сварочного тока;

• состав свариваемого металла;

• вид дуговой сварки;

• защиту сварочной ванны от воздействия газов воздуха.

Размер светофильтра 52х102мм.

При сварке покрытыми электродами следует ориентироваться на применение светофильтров различных номеров в зависимости от величины сварочного тока:

- 100 А – № С5; - 200 А – № С6; - 300 А – № С7; - 400 А – № С8; %00 А – № С9 и т.д.

При сварке плавящим электродом тяжелых металлов в инертном газе следует пользоваться светофильтром на номер меньше, а легких металлов на номер больше по сравнению со светофильтром, используемым при сварке покрытыми электродами.

При сварке в среде СО₂ применяют следующие светофильтры:

- до 100 А – № С1; - 100-150 А – № С2; - 150-250 А – № С3; - 250-300А – № С4; - 300-400 А – № С5 и т.д.

Светофильтры вставляются в рамку щитка, а снаружи светофильтр защищают обычным стеклом от брызг металла и шлака. Прозрачное стекло периодически заменяют.

2) произвести подбор светофильтров в диапазоне 50-300А

3) проанализировать проделанную работу;

4) ответить на контрольные вопросы:

Контрольные вопросы:

1. Что собой представляет светофильтр, его размер?

2. Для чего используются светофильтры?

3. Что нужно учитывать при подборе светофильтра?

4. Где устанавливаются светофильтры и как они защищаются?

Практическое занятие № 9

ТЕМА: Устройство электрододержателя

Цель: Сформировать умения по соблюдению требований безопасности труда с пожарной безопасностью при выборе электрододержателя

Уважаемый обучающийся!

1) В результате выполнения этой работы вы научитесь подбирать электрододержатели для различных условий работы

2) Выполнение этой работы обязательно для допуска к зачёту.

Оборудование:

- Электрододержатели различного типа;

Справочная литература:

Учебник Маслов. В.И. Сварочные работы: учеб. пособие для нач. проф. образования / В.И. Маслов 6-е издание, стер.-М.: Издательский центр «Академия», 2007.-240с.;

Дополнительные источники:

Справочник электрогазосварщика и газорезчика Учеб. Пособие для нач. проф. образования/г.г.Чернышов Издательский центр «Академия»,2004.-400с плакаты по теме. Учебный видео фильм

Справочная литература:В.А.Скакун «Слесарное дело».- М.Издательский центр «Академия» .

Дополнительные источники:

1. Бабулин Н. А. Построение и чтение машиностроительных чертежей. — М.: Высшая школа, 1978.

2. Берков В. И. Технические измерения.— М.: Высшая школа, 1977.

Интернет-ресурсы:

Порядок выполнения работы

1) Повторить учебный материал по пройденной теме - «Техническая характеристика преобразователя, регулирование силы тока».

Источник: конспект; Учебник В.И. Маслов «Сварочные работы»

.- М.Издательский центр «Академия» стр. 21-24.;

Электродержатель – это приспособление для закрепления электрода и подвода к нему тока - основной инструмент сварщика. Он должен быть безопасным, прочным, должен надежно и быстро закреплять и освобождать электрод без значительных усилий, иметь малую массу, защищать руку сварщика от тепла дуги, разогретого электрода и от токоведущих путей сварочной цепи.

Электродержатели бывают пассатижные (рис. 66 стр.111, уч.(*2*)), с рычажным зажимом, винтового и защёлочного типа.

Среди всего многообразия применяемых электродержателей наиболее безопасными являются пружинные, изготавливаемые по требованиям и классификации ГОСТ 14651-78Е (рис.2.11.стр.45, уч. (*1*)).

В зависимости от силы сварочного тока электродержатели делят на три типа:

- для силы тока до 125 А;

- для силы тока от 125…315 А;

- для силы тока от 315…500 А.

Время смены электрода не должно превышать 4 сек. без ремонта электродержатель должен выдерживать 8000 зажимов электродов.

2) произвести подбор светофильтров в диапазоне 50-300А

3) проанализировать проделанную работу;

4) ответить на контрольные вопросы:

Контрольные вопросы:

1. Что собой представляет электродержатель?

2. Какие бывают электродержатели?

3. Скольких типов и для чего выпускают электродержатели?

4. Какое количество зажимов электрода должен выдерживать электродержатель при его нормальной эксплуатации?

Практическое занятие № 10

ТЕМА: Подбор сварочных проводов

Цель: Сформировать умения по соблюдению требований безопасности труда с пожарной безопасностью при выборе сварочных проводов

Уважаемый обучающийся!

1) В результате выполнения этой работы вы научитесь определять необходимое сечение сварочных проводов

2) Выполнение этой работы обязательно для допуска к зачёту.

Оборудование:

- Провода сварочные различного диаметра;

- штангенциркуль ШЦ-1;

Справочная литература:

Учебник Маслов. В.И. Сварочные работы: учеб. пособие для нач. проф. образования / В.И. Маслов 6-е издание, стер.-М.: Издательский центр «Академия», 2007.-240с.;

Дополнительные источники:

Справочник электрогазосварщика и газорезчика Учеб. Пособие для нач. проф. образования/г.г.Чернышов Издательский центр «Академия»,2004.-400с плакаты по теме. Учебный видео фильм

Интернет-ресурсы:

Порядок выполнения работы

1) Повторить учебный материал по пройденной теме - «Подбор сварочных проводов».

Источник: конспект; В.А.Скакун «Слесарное дело».- М.Издательский центр «Академия» стр. 21-24.;

Сварочные провода изготавливают из медной отожжённой проволоки различного сечения. Диаметр провода выбирается по формуле:

D= 5A/мм²

2) Произвести подбор сварочных проводов на токи100А, 200А, 300А, 500А.

3) проанализировать проделанную работу;

4) ответить на контрольные вопросы:

Контрольные вопросы:

- какие провода применяют при оснащении сварочного поста?

- для чего отжигают медь на сварочных проводах?

- как определить размер сварочного провода?

- кто подключает сварочный провод к источнику питания?

Практическое занятие № 11

ТЕМА: Техническая характеристика трансформатора, регулирование силы тока

Цель: Сформировать умения по установке режимов сварки по заданным параметрам на трансформаторов и соблюдению требований безопасности труда с пожарной безопасностью

Уважаемый обучающийся!

1) В результате выполнения этой работы вы изучите принцип работы сварочного трансформатора, ознакомитесь с приемами регулировки сварочного тока

2) Выполнение этой работы обязательно для допуска к зачёту.

Оборудование:

- Макет сварочного трансформатора;

Справочная литература:

Учебник Маслов. В.И. Сварочные работы: учеб. пособие для нач. проф. образования / В.И. Маслов 6-е издание, стер.-М.: Издательский центр «Академия», 2007.-240с.;

Дополнительные источники:

Справочник электрогазосварщика и газорезчика Учеб. Пособие для нач. проф. образования/г.г.Чернышов Издательский центр «Академия»,2004.-400с плакаты по теме. Учебный видео фильм

Интернет-ресурсы:

Порядок выполнения работы

1) Повторить учебный материал по пройденной теме - «Техническая характеристика трансформатора, регулирование силы тока».

Источник: конспект; В.А.Скакун «Слесарное дело».- М.Издательский центр «Академия» стр. 21-24.;

Трансформатор – это устройства, предназначенные для преобразования напряжения из общегородской сети в оптимальное для сварочного аппарата.

Трансформатор для сварки понижает напряжение до напряжения холостого хода и обеспечивает бесперебойную работу такого аппарата.

Принцип работы сварочного трансформатора заключается в постепенном понижении напряжения до 60-80В, повышении силы тока до 40-500А (или больших значений в профессиональных моделях) и подержании переменного тока.

В основе этого процесса лежит простейший принцип электромагнитной индукции: разница между количеством витков в первичной и вторичной обмотке определяет коэффициент преобразования, а возможность управления рассеиванием магнитного поля путем перемещения подвижных частей прибора позволяет регулировать выходное напряжение.

Проходящий по магнитопроводу ток создает переменное напряжение в каждом витке катушки, которое на выходе суммируется в оптимальное напряжение.

Трансформаторы выпускаются по ГОСТ 95-77 на номинальные силы тока 160, 250, 315, 400 и 500 А.

Одним из распространенных трансформаторов явл. ТДМ-317. В нижней части сердечника трансформатора размещается первичная обмотка, состоящая из двух катушек, расположенных на двух стержнях. Катушки обмотки закреплены неподвижно. Вторичная обмотка расположена на значительном расстоянии от первичной. Катушки обмоток соединены параллельно. Вторичная обмотка перемещается по сердечнику с помощью винта и рукоятки. Сварочный ток регулируется изменением расстояния между первичной и вторичной обмотками.

Трансформаторы ТДМ-165, ТДМ-254 выпускаются в переносном исполнении и предназначены для ремонтных и монтажных работ; трансформаторы ТДМ-317, ТДМ-401 и

ТДМ-401-1, ТДМ-503-1 снабжены устройством снижения холостого хода, которое предназначено для повышения электробезопасности при сварочных работах во время обрыва дуги (холостой ход), ТДМ-503-2 снабжены косинусным конденсатором, ТДМ-503-3 имеет устройство снижения напряжения холостого хода и косинусный конденсатор, в состав ТДМ-503-4 входит возбудитель – стабилизатор горения дуги, позволяющий сваривать стали электродами с основным покрытием и неответственные соединения алюминиевых сплавов.

Конструкции трансформаторов серии ТДМ очень разнообразны. В зависимости от способа регулирования тока эти трансформаторы можно подразделить на две группы – с механическим и электрическим регулированием.

В первую группу входят устройства, связанные с применением подвижных обмоток и секций магнитопроводов.

Во вторую – устройства, связанные с подмагничиванием магнитопроводов постоянным током и тиристорным регулированием.

По конструкции устройства выделяют:

1. Модели с номинальным магнитным рассеиванием. Они состоят из двух частей: трансформатора и дросселя для регулировки напряжения.

2. Изделия с увеличенным магнитным рассеиванием имеют более сложную конструкцию из нескольких подвижных обмоток, конденсатора или импульсного стабилизатора и других элементов.

3. Тиристорные модели — сравнительно новый тип подобных устройств. Они состоят из силового трансформатора и тиристорного фазорегулятора. Тиристорные модели имеют меньший вес по сравнению с другими типами.

Конструкция сварочного трансформатора довольно проста:

• Центральная часть – сердечник (магнитопровод), состоящий нескольких стальных пластин, изолированных друг от друга.

• На сердечнике размещают одну или несколько обмоток изолированным проводом.

• Первичная обмотка всегда одна, на нее подается ток из сети, остальные обмотки – вторичные.

• Регулировка выходного напряжения в разных конструкциях достигается за счет движения ходового винта, проходящего через магнитопровод и обмотку, и движения подвижных обмоток (в большинстве конструкций неподвижной является сетевая обмотка).

• Корпус защищает устройство от повреждений.

• Дополнительные элементы (вентиляция, ручки, колеса для удобного перемещения тяжелых моделей).

2) Произвести регулировку сварочного тока на макете в диапазоне 50-300А

3) проанализировать проделанную работу;

4) ответить на контрольные вопросы:

Контрольные вопросы:

- Что собой представляет трансформатор?

- Как можно разделить трансформаторы в зависимости от способа регулирования тока?

- Из скольких частей состоит трансформатор с номинальным магнитным рассеиванием?

- Как производится регулировка выходного напряжения?

- Назовите наиболее распространенные виды трансформаторов.

Практическое занятие № 12

ТЕМА: Техническая характеристика выпрямителя, регулирование силы тока

Цель: Сформировать умения по установке режимов сварки по заданным параметрам на выпрямителя и соблюдению требований безопасности труда с пожарной безопасностью

Уважаемый обучающийся!

1) В результате выполнения этой работы вы изучите принцип работы сварочного выпрямителя, ознакомитесь с приемами регулировки сварочного тока

2) Выполнение этой работы обязательно для допуска к зачёту.

Оборудование:

- макет сварочного выпрямителя;

Справочная литература:

Учебник Маслов. В.И. Сварочные работы: учеб. пособие для нач. проф. образования / В.И. Маслов 6-е издание, стер.-М.: Издательский центр «Академия», 2007.-240с.;

Дополнительные источники:

Справочник электрогазосварщика и газорезчика Учеб. Пособие для нач. проф. образования/г.г.Чернышов Издательский центр «Академия»,2004.-400с плакаты по теме. Учебный видео фильм

Интернет-ресурсы:

Порядок выполнения работы

1) Повторить учебный материал по пройденной теме - «Техническая характеристика выпрямителя, регулирование силы тока».

Источник: конспект; Учебник В.И. Маслов «Сварочные работы».- М.Издательский центр «Академия» стр. 21-24.;

Выпрямитель – преобразователь электрической энергии; механическое, электровакуумное, полупроводниковое или другое устройство, предназначенное для преобразования переменного входного тока в постоянный выходной электрический ток.

Устройство, выполняющее обратную функцию – преобразование постоянных напряжения и тока в переменные напряжения и ток – называется инвертором.

Сварочные выпрямители — это статические преобразо­ватели энергии трехфазной сети переменного тока в энер­гию выпрямленного (пульсирующего) тока. (1)

Сварочные выпрямители состоят из двух блоков: пони­жающего трехфазного трансформатора с устройствами для регулирования напряжения или тока и выпрямительного блока. (3) Кроме того, выпрямитель имеет пускорегулирую­щее и защитное устройства, обеспечивающие нормальную эксплуатацию. Выпрямление тока осуществляется по трехфазной мос­товой схеме, состоящей из шести плеч. В каждом плече моста установлены вентили, выпрямляющие оба по -

лупериода переменного тока в трех фазах. В каждый мо­мент времени ток проходит через два вентиля, и, таким образом, в течение одного периода происходит шесть пуль­саций выпрямленного тока, что соответствует частоте пуль­сации 300 Гц.

Сварочные выпрямители подразделяются на однопос­товые с падающими, жесткими, пологопадающими и уни­версальными характеристиками и многопостовые с жест­кими характеристиками. (2)

Падающая характеристика в выпрямителе создается включением в сварочную цепь реактивной катушки или применением трансформатора с усиленным магнитным рассеянием. У многопостовых сварочных выпрямителей для создания падающей внешней характеристики и регулирования сварочного тока в сварочную цепь каждого поста включают балластный реостат.

Выпрямители типа ВД, предназначенные для ручной и механизированной сварки и наплавки, имеют крутопа­дающую внешнюю характеристику. Регулирование свароч­ного тока производят ступенчато (два диапазона) и плав­но (в пределах каждого диапазона). Переключатель диа­пазонов сварочного тока расположен на лицевой панели выпрямителя и производит одновременное переключение первичной и вторичной обмоток со «звезды» (диапазон ма­лых токов) на «треугольник» (диапазон больших токов). Пе­реключение производят только после отключения выпря­мителя от силовой сети. При переключении пределы изме­нения тока увеличиваются примерно в три раза. Плавное регулирование тока в пределах каждого диапазона произ­водится изменением расстояния между катушками первич­ной и вторичной обмоток. Катушки вторичной обмотки закреплены неподвижно у верхнего ярма, а катушки пер­вичной обмотки с помощью ходового винта перемещают­ся по стержню сердечника трансформатора. Вращая руко­ятку ходового винта по часовой стрелке, сближают катуш­ки обмоток, уменьшают индуктивность рассеяния обмо­ток и, как следствие, увеличивают ↑ сварочный ток.

Выпрямители типа ВДГ состоят из трансформатора с нормальным магнитным рассеянием и трехфазного дрос­селя насыщения. Рабочие обмотки дросселя включены в плечи выпрямительного блрка. Регулирование выходного напряжения ступенчато-плавное. Ступенчатое регулирова­ние задает три диапазона, получаемые изменением коэф­фициента трансформации силового трансформатора изме­нением числа витков первичной обмотки. Плавное регули­рование в пределах каждого диапазона осуществляется дрос­селем насыщения. (4)

Сварочные выпрямители типов ВСУ и ВДУ являются универсальными источниками питания дуги. (5) Они предна­значены для питания дуги при автоматической и полуавто­матической сварке под флюсом, в защитных газах, порош­ковой проволокой, а также при ручной сварке.

Выпрямите­ли ВСУ кроме блока трехфазного понижающего трансфор­матора и выпрямительного блока имеют дроссель насыще­ния с четырьмя обмотками. Переключением этих обмоток можно получать жесткую, пологопадающую и крутопадаю­щую внешние характеристики.

Выпрямители ВДУ основа­ны на использовании в выпрямляющих силовых обмотках управляемых вентилей — тиристоров. Схема управления ти­ристорами позволяет получать необходимый для сварки вид внешней характеристики, обеспечивает широкий диапазон регулирования сварочного тока и стабилизацию режима свар­ки при колебаниях напряжения питающей сети.

2) Произвести регулировку сварочного тока на макете в диапазоне 50-300А

3) проанализировать проделанную работу;

4) ответить на контрольные вопросы:

Контрольные вопросы:

- Что называют сварочным выпрямителем?

- Как подразделяются сварочные выпрямители по своим характеристикам?

- Из скольких и каких блоков состоят сварочные выпрямители?

- Каким образом производится регулирование силы тока на выпрямителях типа ВД?

- Назовите универсальные сварочные выпрямители.

Практическое занятие № 13

ТЕМА: Техническая характеристика преобразователя, регулирование силы тока

Цель: Сформировать умения по установке режимов сварки по заданным параметрам на преобразователях и соблюдению требований безопасности труда с пожарной безопасностью

Уважаемый обучающийся!

1) В результате выполнения этой работы вы изучите принцип работы сварочного преобразователя, ознакомитесь с приемами регулировки сварочного тока

2) Выполнение этой работы обязательно для допуска к зачёту.

Оборудование:

- макет сварочного выпрямителя;

Справочная литература:

Учебник Маслов. В.И. Сварочные работы: учеб. пособие для нач. проф. образования / В.И. Маслов 6-е издание, стер.-М.: Издательский центр «Академия», 2007.-240с.;

Дополнительные источники:

Справочник электрогазосварщика и газорезчика Учеб. Пособие для нач. проф. образования/г.г.Чернышов Издательский центр «Академия»,2004.-400с плакаты по теме. Учебный видео фильм

Интернет-ресурсы:

Порядок выполнения работы

1) Повторить учебный материал по пройденной теме - «Техническая характеристика преобразователя, регулирование силы тока».

Источник: конспект; Учебник В.И. Маслов «Сварочные работы»

.- М.Издательский центр «Академия» стр. 21-24.;

Преобразователь – это прибор с помощью которого электрическая энергия, вырабатываемая дви­гателем преобразуется в механическую, под воздей­ствием которой якорь генератора вращается и вырабатывает сварочный ток с соответствующими параметрами. (1)

Сварочные преобразователи бывают стационарными и мобильными.
Под­разделяют на следующие группы:

по числу питаемых постов —

•однопостовые, предназначенные для пита­ния одной сварочной дуги;

• много­постовые, питающие одновременно несколько сварочных;

по спо­собу установки —

• стационар­ные, устанавливаемые неподвижно на фундаментах;

• передвижные, монти­руемые на тележках; (2)

по роду дви­гателей, приводящих генератор во вращение,—

• машины с электрическим приводом;

• машины с двигателем внут­реннего сгорания (бензиновым или ди­зельным);

по способу выполне­ния —

• однокорпусные, в которых ге­нератор и двигатель вмонтированы в единый корпус;

• раздельные, в которых генератор и двигатель установлены на одной раме, а привод осуществляется через соединительную муфту.

Если вместо электродвигателя устанавливают двигатель внутреннего сгорания (ДВС), тогда такой преобразователь называется агрегатом. (3) При этом двигатель должен иметь мощность, как минимум, 30 л.с. В среднем для осуществле­ния сварки требуется 5-6 кг горючего в час.

Ток, полученный от сварочного генера­тора, обходится дороже (например, расход электроэнергии при ручной дуговой сварке от сварочного преобразователя или агрегата составляет 7-8 кВт/ч на 1 кг наплавленного ме­талла, а КПД в среднем равен 0,4-0,5% из-за значительных потерь на холостом ходу; расход энергии у сварочных транс­форматоров — 3,5-4,25 кВт на 1 кг наплавленного металла, а КПД — 0,6-0,7%), чем тот, что дают сварочные трансфор­маторы, выпрямители. Поэтому целесообразно и экономиче­ски более выгодно применять агрегат в тех случаях, когда нет электрической сети. Именно поэтому до сих пор разработчи­ки совершенствуют бензиновые (АДБ) и дизельные (АДД) сва­рочные агрегаты.

Преобразовали и агрегаты имеют конструктивно схожие генераторы.

Сварочный генератор — это прибор, вырабаты­вающий за счет собственной внешней характеристики (для этого в зависимости от сварочного тока в генераторе меня­ется магнитный поток) постоянный ток, необходимый для ста­бильного горения сварочной дуги. Чаще всего встречаются генераторы с падающей внешней характеристикой, которые применяются для ручной дуговой сварки и автоматической сварки под флюсом. Для регулировки сварочного тока гене­ратор оснащается специальным устройством.

В основу конструкции сварочных генераторов положена одна из двух систем:

1. С независимым возбуждением и последовательной раз­магничивающей обмоткой в сварочной цепи. Независимая об­мотка работает от сети переменного тока и подключена через понижающий трансформатор. Благодаря выпрямителю возни­кает магнитный поток, который возбуждает требующееся для загорания сварочной дуги напряжение на щетках. (ПСУ-300 и ПСУ-500-2) Регулиров­ка тока осуществляется путем переключения перемычки числа витков обмотки. В пределах диапазонов малых и больших то­ков сварочный ток корректируется реостатом. (4)

ВДУЧ-301 является универсальным выпрямителем для механизированной сварки в среде защитных газов и для ручной дуговой сварки.

1. С самовозбуждением с намагничивающей параллель­ной и размагничивающей последовательной обмотками. (ПСГ-350) Инверторный транзисторный источник ВДЧИ-251 предназначен для ручной дуговой сварки штучными электродами на постоянном токе в непрерывном и импульсных режимах. (5) Падающая внешняя характеристика возникает благодаря встречному включению обмоток. Для регулировки тока используется реостат со ступенчатым переключателем.

Как и за трансформаторами, за сварочными преобразо­вателями необходимо правильно ухаживать, чтобы продлить срок их службы. Их следует защищать от атмосферных осад­ков, но при этом следить за тем, чтобы охлаждение устрой­ства не страдало, иначе не избежать перегрева обмоток. Особое внимание уделяют таким его частям, как коллектор, щетки, щеткодержатели и подшипники. Их содержат в чисто­те, систематически удаляют нагар и осматривают, а изношен­ные детали заменяют.

2) Произвести регулировку сварочного тока на макете в диапазоне 50-300А

3) проанализировать проделанную работу;

4) ответить на контрольные вопросы:

Контрольные вопросы:

- Что называют преобразователем?

- Как подразделяются преобразователи по способу установки?

- Когда преобразователь называют агрегатом?

- Чем регулируется ток в пределах малых и больших диапазонах сварочного тока?

Практическое занятие № 14

ТЕМА: Устройство и работа полуавтоматов различного типа

Цель: Сформировать умения по установке режимов сварки по заданным параметрам на полуавтоматах и соблюдению требований безопасности труда с пожарной безопасностью

Уважаемый обучающийся!

1) В результате выполнения этой работы вы научитесь подбирать оптимальную конфигурацию аппаратуры для сварки в защитных газах

2) Выполнение этой работы обязательно для допуска к зачёту.

Оборудование:

- полуавтомат «Аврора оверман про200»;

Справочная литература:

Учебник Маслов. В.И. Сварочные работы: учеб. пособие для нач. проф. образования / В.И. Маслов 6-е издание, стер.-М.: Издательский центр «Академия», 2007.-240с.;

Дополнительные источники:

Справочник электрогазосварщика и газорезчика Учеб. Пособие для нач. проф. образования/г.г.Чернышов Издательский центр «Академия»,2004.-400с.

плакаты по теме. Учебный видео фильм

Интернет-ресурсы:

Порядок выполнения работы

1) Повторить учебный материал по пройденной теме - «Устройство и работа полуавтоматов различного типа

».

Источник: конспект; Учебник В.И. Маслов «Сварочные работы».- М.Издательский центр «Академия» стр..;

Оборудование, аппаратура, приборы механизированной сварки.

Газовая магистраль состоит из баллона с газом, подогревателем и осушителя, которые применяют только при использовании углекислого газа, а также из редуктора, расходомера, газоэлектрического клапана и шланга, соединяющего эти элементы со сварочной горелкой.

Электрический подогреватель устанавливают между вентилем баллона и редуктором для того, чтобы предотвратить замерзание влаги в каналах редуктора и закупорку их льдом.

Осушители предназначены для поглощения влаги, содержащейся в углекислом газе. Применяют два вида осушителей: высокого и низкого давления.

Редуктор служит для понижения сетевого давления, под которым газ находится в баллоне, до рабочей величины и автоматического поддержания рабочего давления неизменным, независимо от давления газа в баллоне.

Расходомеры предназначены для измерения расхода защитного газа. Применяют расходомеры двух типов: поплавкового и дроссельного.

Оборудование, аппаратура, приборы для полуавтоматической и автоматической сварки.

Шланговые полуавтоматы, предназначенные для сварки в защитных газах, содержат следующие основные элементы: горелку с держателем, шланг для подвода к горелке электродной или присадочной проволоки, механизм подачи проволоки с катушкой для нее и блок управления полуавтоматом.

По расположению подающего механизма различают полуавтоматы толкающего и тянущего типов. В шланговом полуавтомате толкающего типа подача проволоки с катушки осуществляется механизмом, установленным рядом с катушкой. Проволока подается роликами с постоянной скоростью через внутренний канал гибкого шланга. Современные механизмы подачи содержат два или несколько подающих роликов различной конструкции и в различных сочетаниях.

Для мягких проволок или проволок из металла с высоким коэффициентом трения, а также проволок малого (менее 0,8 мм) диаметра полуавтоматы толкающего типа неприменимы. В этих случаях применяют полуавтоматы тянущего типа, у которых механизм подачи расположен в рукоятке горелки, что увеличивает ее массу.

Рабочий инструмент полуавтомата – горелка, например А-1197П, предназначенного для сварки, как обычной проволокой сплошного сечения, так и порошковой проволокой. Горелка содержит изогнутый мундштук с переходной втулкой и наконечником, рукоятку с гашеткой пусковой кнопки, защитный щиток и сопло для создания вокруг зоны сварки защитной атмосферы.

Одной из основных частей полуавтомата является шланг, состоящий из проволочной спирали с оплеткой и резиновой оболочной. Сварочный ток, защитный газ и охлаждающая вода в современных полуавтоматах подводится к горелке автономными шлангами.

Подача электродной проволоки вперед и назад осуществляется переключением пакетного переключателя, расположенного на блоке управления. Кнопка включения подающего механизма находится на горелке.

Механизированная полуавтоматическая сварка неплавящимся электродом осуществляется полуавтоматами, отличающимися от полуавтоматов для сварки плавящимся электродом конструкцией сварочной горелки. Присадочная проволока при сварке подается по гибкому шлангу подающим механизмом. Она электрически изолирована от сварочной цепи. Поскольку проволока поступает в ванну по касательной к поверхности свариваемой детали, желательно режим сварки выбирать таким, чтобы скорость сварки и скорость подачи присадочной проволоки были равными.

Технология механизированной сварки в защитных газах.

Техника и технология механизированной сварки плавящимся электродом имеет много общего при использовании обычной стальной, имеющей сплошное сечение, порошковой, газозащитной и порошковой самозащитной электродной проволоки. Различия в основном касаются параметров режима, рекомендуемых для сварки различных классов сталей той или иной толщины, величины вылета электродной проволоки, длинны дугового промежутка. Основные типы и конструктивные элементы выполняемых дуговой сваркой в защитном газе швов сварных соединений регламентированы ГОСТ 14771-76, которым предусмотрены четыре типа соединений: стыковые, угловые, тавровые и нахлёсточные.

Металл, предназначенный для изготовления сварных конструкций, предварительно выпрямляют, размечают, разрезают на отдельные детали-заготовки и выполняют, если это необходимо, разделку кромок в соответствии с рекомендациями ГОСТа. Подготовка кромок под сварку состоит в тщательной очистке их от ржавчины, окалины, грязи, масла и других инородных включений. Очищают кромки стальными вращающимися щетками, гидропескоструйным способом, абразивными кругами, пламенем сварочной горелки, травлением в растворах кислот или щелочей.

Подготовленные детали собирают под сварку, используя специальные приспособления. При сборке важно выдержать необходимые зазоры и совмещение кромок. Точность сборки проверяют шаблонами, измерительными линейками и различного рода щупами.

Сварку осуществляют на режимах, ориентируясь на справочную литературу, производственные инструкции, операционные технологические карты и личный производственный опыт.

К основным параметрам режима дуговой сварки в защитных газах относят:

• диаметр электродной проволоки и ее марку;

• силу сварочного тока;

• напряжение дуги;

• скорость подачи электродной проволоки;

• скорость сварки, вылет электрода;

• состав защитного газа и его расход;

• наклон электрода вдоль оси шва, род тока, а для постоянного тока его полярность.

В справочной литературе ориентировочные режимы приводятся в виде таблиц, которые включают лишь основные параметры режима. Таблицы сопровождают примечаниями, касающимися параметров, не вошедших в таблицу.

2) собрать конфигурацию сварочного оборудования для сварки в среде защитных газов.

3) проанализировать проделанную работу;

4) ответить на контрольные вопросы:

Контрольные вопросы:

- Назовите основные элементы щланговых полуавтоматов?

- Каких типов бывают шланговые полуавтоматы?

- Из каких частей состоит рабочий инструмент полуавтомата – горелка?

- Как подводится к горелке сварочный ток, защитный газ и охлаждающая вода в современных полуавтоматах?

- Перечислите основные параметры режима дуговой сварки в защитных газов?

Практическое занятие № 15

ТЕМА: Регулировка сварочного тока

Цель: Сформировать умения по установке режимов сварки по заданным параметрам

Уважаемый обучающийся!

1) В результате выполнения этой работы вы научитесь регулировать силу сварочного тока при ручной дуговой сварке..

2) Выполнение этой работы обязательно для допуска к зачёту.

Оборудование:

- Трансформатор ТДМ 115;

- Инвертор Мастер202;

.

Справочная литература:

Учебник Маслов. В.И. Сварочные работы: учеб. пособие для нач. проф. образования / В.И. Маслов 6-е издание, стер.-М.: Издательский центр «Академия», 2007.-240с.;

Дополнительные источники:

Справочник электрогазосварщика и газорезчика Учеб. Пособие для нач. проф. образования/г.г.Чернышов Издательский центр «Академия»,2004.-400с

плакаты по теме. Учебный видео фильм

Интернет-ресурсы:

Порядок выполнения работы

1) Повторить учебный материал по пройденной теме - «Регулировка сварочного тока».

Источник: конспект; Учебник В.И. Маслов «Сварочные работы».- М.Издательский центр «Академия» стр.

Режимом сварки называют основные характеристики сварочного процесса, обеспечивающие получение сварных швов заданных размеров, формы, качества. При ручной дуговой сварке – это диаметр электрода, сила сварочного тока, напряжение по дуге, скорость сварки, род и полярность тока. Это основные параметры режима.

Силу сварочного тока (А) выбирают в зависимости от диаметра (мм) электрода I_св = (k20 + 6dэ) dэ, где d-диаметр стержня электрода, k-коэффициент, принимаемый в зависимости от диаметра электрода:

dэ, мм 1-2 3-4 5-6

k, А/мм 25-30 30-45 45-60

Или по упрощенной формуле I = 40dэ. Это ориентировочное значение силы тока, его корректируют в зависимости от свариваемого материала или особенностей соединения. Например, при сварке высоколегированных сталей для уменьшения перегрева металла силу тока уменьшают на 20…30%. Минимальный ток должен обеспечивать нагрев и плавление торца электрода, максимальный ток не должен перегревать электрод по всей длине и вызывать осыпание покрытия.

При недостаточном сварочном токе дуга горит неустойчиво, а при чрезмерном токе электрод плавится слишком интенсивно. В следствии чего возрастают потери на разбрызгивание, ухудшается формирование шва. Допустимая плотность тока зависит от диаметра электрода и вида покрытия. Чем больше диаметр электрода, тем меньше допустимая плотность тока, так как ухудшаются условия охлаждения.

Ориентировочные режимы сварки конструкционных сталей.

Толщина металла δ, мм	Соединения
	стыковое		тавровое		нахлесточное
	Iсв, А	dэ,, мм	Iсв, А	dэ,, мм		Iсв, А	dэ,, мм
1,0 1,5 2,0 4,0 5,0 10,0 15,0 20,0	25-35 35-50 45-70 120-160 130-180 140-220 160-250 160-340	2 2 2,5 3-4 3-4 4-5 4-5 4-6	30-50 40-70 50-80 120-160 130-180 150-220 160-250 160-340	2 2-2,5 2,5-3 3-4 4 4-5 4-5 4-6		30-50 35-75 55-85 120-160 130-180 150-220 160-250 160-340	2,5 2,5 2,5-3 3-4 4 4-5 4-5 4-6

Вид покрытия оказывает влияние на скорость плавления электрода. Величины допускаемой плотности тока в электроде в зависимости от диаметра стержня и вида покрытия. (таблица 2.29, стр.114 уч. (*1*)).

Изменение силы тока меняет глубину проплавления. При увеличении силы тока растет давление дуги, жидкий металл больше вытесняется из-под дуги, глубина проплавления увеличивается.

Напряжение на дуге зависит от характеристик источника питания, материала, электрода и изделия. Изменять его можно, меняя длину дуги. Обычно напряжение дуги составляет 20…30 В. Повышение напряжения дуги за счет увеличения ее длины приводит к снижению силы тока и глубины провара, увеличивает ширину шва. Напряжение дуги при ручной дуговой сварке (РДС) изменяется в пределах 20-36 В и при проектировании технологических процессов ручной сварки не регламентируется.

Скорость ручной дуговой сварки зависит от квалификации сварщика и обычно выбирается в диапазоне 4…8м/ч. С увеличением скорости сварки снижается глубина провара и ширина шва. Влияние скорости компенсируют увеличением силы тока.

Скорость сварки выбирают с учетом необходимости получения слоя наплавленного металла, с определенной площадью поперечного сечения.

Род и полярность сварочного тока зависят в основном от толщины металла и марки электрода. Малоуглеродистые и низколегированные стали чаще сваривают на переменном токе.

2) провести регулировку сварочного тока на трансформаторе и инверторе в диапазонах 20-300А

3) проанализировать проделанную работу;

4) ответить на контрольные вопросы:

Контрольные вопросы:

- Что понимают под режимом сварки?

- Назовите формулу вычисления силы сварочного тока?

- Что происходит при увеличении силы тока?

- От чего зависит допустимая плотность тока?

Практическое занятие № 16

ТЕМА: Подбор режима сварки в среде защитных газов.

Цель: Сформировать умения по установке режимов сварки по заданным параметрам

Уважаемый обучающийся!

1) В результате выполнения этой работы вы научитесь определять режимы сварки в среде защитных газов

2) Выполнение этой работы обязательно для допуска к зачёту.

Оборудование:

- полуавтомат Аврора про200;

- сварочная проволока;

- набор пластин;

.

Справочная литература:

Учебник Маслов. В.И. Сварочные работы: учеб. пособие для нач. проф. образования / В.И. Маслов 6-е издание, стер.-М.: Издательский центр «Академия», 2007.-240с.;

Дополнительные источники:

Справочник электрогазосварщика и газорезчика Учеб. Пособие для нач. проф. образования/г.г.Чернышов Издательский центр «Академия»,2004.-400с.

плакаты по теме. Учебный видео фильм

Интернет-ресурсы:

Порядок выполнения работы

1) Повторить учебный материал по пройденной теме - «Подбор сварочных проводов».

Источник: конспект; Учебник В.И. Маслов «Сварочные работы».- М.Издательский центр «Академия» стр.

Особенность полуавтоматической сварки в среде углекислого газа заключается в том, что электрическая дуга горит между го-

лой электродной проволокой и свариваемым металлом в среде углекислого газа, который оттесняет воздух из зоны сварки. В ин-

тервале высоких температур углекислый газ является активным окислителем, так как диссоциирует с образованием атомарного

кислорода: СО 2 = СО + О. В результате, в сварочной ванне могут протекать следующие реакции:

С + О = СО, Fе + О = FеО, Mn + O = MnO, Si + 2O = SiO 2 .

Из этих реакций видно, что при сварке в углекислом газе происходит повышенное выгорание элементов, входящих в состав

основного металла: углерода, кремния, марганца и др.

Чтобы подавить реакции окисления, а также пополнить выгоревшие примеси, при сварке в углекислом газе применяют элек-

тродную проволоку, легированную марганцем и кремнием. Они восстанавливают железо из его закисей, при этом образовавшиеся

окислы марганца и кремния переходят в шлак:

FeO + Mn = MnO + Fe; 2FeO + Si = SiO 2 + 2Fe.

Сварка в среде углекислого газа – процесс высокопроизводительный – может выполняться во всех пространственных положе-

ниях и производится постоянным током обратной полярности. Переменный ток и постоянный ток прямой полярности не применя-

ются из-за недостаточной устойчивости процесса и неудовлетворительного качества и формы шва.

В углекислом газе сваривают в основном сварные конструкции из конструкционной углеродистой и низколегированной стали (га-

зопроводы, нефтепроводы, корпуса судов и химических аппаратов и т.п.).

Преимущества полуавтоматической сварки в среде углекислого газа с точки зрения ее стоимости и производительности по-

зволяют заменять ею ручную дуговую сварку качественными электродами.

Для сварки в углекислом газе применяется полуавтомат ПДГ-312-1УЗ (рис. 4), который предназначен для электродуговой сварки про-

волокой марки Св-08Г2С по ГОСТ 2246–70 диаметром 1,0 … 1,4 мм в углекислом газе изделий из малоуглеродистой и низколегированной

стали.



Подающий механизм предназначен для подачи электродной проволоки из кассеты через шланг в горелку. Проволока подается

парой роликов, один из которых – ведущий. Ведущий ролик приводится в движение электродвигателем типа КПА-563. Скорость

подачи проволоки изменяется в диапазоне 75 … 1000 м/ч.

Шланг 4 предназначен для подвода сварочного тока и электродной проволоки от подающего механизма к горелке.

Газоэлектрическая горелка 3 служит для подвода сварочного тока, электродной проволоки и углекислого газа непосредствен-

но к электрической дуге. На рукоятке горелки установлена пусковая кнопка для включения сварочного тока и двигателя подачи про-

волоки.

Газовая аппаратура включает в себя баллон с углекислотой, газовый редуктор 6 и подогреватель газа 7 . Баллон предназначен

для хранения углекислоты (малый – 12 кг, большой – 25 кг) под давлением 15 МПа. Подогреватель предназначен для подогрева

углекислого газа, поступающего из баллона в редуктор с целью предупреждения замерзания клапанов при перепаде давления.

Редуктор предназначен для понижения давления газа до рабочего – 0,5 МПа и поддержания его постоянным в процессе свар-

ки.

Сварочный выпрямитель типа ВДГ-303-IУ3 служит источником питания сварочной дуги. При сварке в среде защитных газов

плавящимся электродом основными параметрами технологического режима являются: диаметр электродной проволоки D э в мм,

сварочный ток I св в амперах, напряжение на дуге U д в вольтах, скорость сварки V св в м/ч, скорость подачи электродной проволоки

V п.п. в м/ч, вылет электрода L э в мм, род тока и полярность. Диаметр электродной проволоки подбирают в зависимости от толщины

свариваемого металла по данным табл. 7.

7 Рекомендуемые диаметры электродной проволоки

для сварки в углекислом газе

Толщина

металла S, мм 0,6 … 1,0 1,2 … 2,0 3,0 … 4,0 5,0 … 8,0 9,0 … 12,0 13,0 … 18,0

Диаметр

электродной

проволоки

D э , мм 0,5 .. 0,8 0,8 … 1,0 1,0 … 1,2 1,6 … 2,0 2,0 2,0 … 2,5

Сварочный ток рассчитывается по формуле

Iсв = jF эп/ F

где j – плотность тока, А/мм 2 ; F эп – площадь поперечного сечения электродной проволоки, мм 2 .

Скорость подачи электродной проволоки рассчитывается по формуле

V п.п.= 4α p Iсв /πD² э*p, мм/с,

где α p – коэффициент расплавления электродной проволоки, г/А с;

I св – сварной ток, А; D э – диаметр электродной проволоки, мм;

8 Рекомендуемые значения напряжения дуги

Диаметр электродной

проволоки D э , мм 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 2,0

Напряжение

на дуге U д , В 17 … 22 19 … 24 20 … 27 20 … 31 21 … 34 23 … 37

Вылет электрода (длину электродной проволоки между ее концом и выходом из мундштука горелки) рекомендуется вы-

бирать в зависимости от диаметра электродной проволоки по табл. 9.

9 Рекомендуемые значения вылета электродной проволоки

в зависимости от ее диаметра

Диаметр электродной

проволоки D э , мм 0,8 1,0 1,2 1,6 2,0 2,5

Вылет электрода L э , мм 6 … 12 7 … 13 8 … 15 13 … 20 15 … 20 15 … 30

Расход углекислого газа определяется в зависимости от величины тока, скорости сварки, вылета электрода и в среднем находится в пределах 1 ? 10 –4 … 3 ? 10 –4 м 3 /с.

2) провести наладку сварочного полуавтомата и расхода газа при полуавтоматической сварки

3) проанализировать проделанную работу;

4) ответить на контрольные вопросы:

Контрольные вопросы:

1.Сущность способа сварки в углекислом газе.

2 Преимущества и недостатки данного способа по сравнению с ручной дуговой сваркой.

3 Устройство и принцип работы полуавтомата.

Практическое занятие № 17

ТЕМА: Расчет сварного соединения

Цель: Сформировать умения по чтению рабочих чертежей сварных конструкций различной сложности и сборки изделий под сварку

Уважаемый обучающийся!

1) В результате выполнения этой работы вы научитесь производить расчет сварного соединения

2) Выполнение этой работы обязательно для допуска к зачёту.

Оборудование:

- линейка;

- угольник;

Справочная литература:

Учебник Маслов. В.И. Сварочные работы: учеб. пособие для нач. проф. образования / В.И. Маслов 6-е издание, стер.-М.: Издательский центр «Академия», 2007.-240с.;

Дополнительные источники:

Справочник электрогазосварщика и газорезчика Учеб. Пособие для нач. проф. образования/г.г.Чернышов Издательский центр «Академия»,2004.-400с.

плакаты по теме. Учебный видео фильм

Интернет-ресурсы:

Порядок выполнения работы

1) Повторить учебный материал по пройденной теме - «Подбор сварочных проводов».

Источник: конспект; Учебник В.И. Маслов «Сварочные работы».- М.Издательский центр «Академия» стр.

1 При ручной дуговой сварке основными параметрами режима являются: диаметр электрода, сварочный ток, напряжение надуге и скорость сварки (смотри лабораторную работу 1).

Расход электродов с учетом потерь принимают равным 1,6 … 1,8 от массы наплавленного металла. Зная площадь наплавленного металла, плотность и длину сварных швов, определить массу наплавленного металла по формуле:

G = F l , где G – масса наплавленного металла, г; F – площадь сечения шва; l – длина сварных швов изделия, см; – плотность ме-

талла, г/см 3 .

2 При сварке в среде защитных газов плавящимся электродом основными параметрами режима являются: сварочный ток, напряжение на дуге, скорость сварки, диаметр электродной проволоки, скорость подачи проволоки, вылет электрода

Зная расход газа и время сварки, можно подсчитать общее количество газа, идущего на сварку изделия. Расход электроэнергии определяется так же, как и при ручной дуговой сварке.

Расход сварочной проволоки с учетом потерь для полуавтоматической сварки в углекислом газе составляет 1,08 от массы наплавлен-

ного металла, для аргонодуговой – 1,1

2) Изобразить схему и описать сущность процесса ручной дуговой сварки толстопокрытым электродом. Разработать технологи-

ческую схему сварки стальной конструкции (сталь 12ХМ,  в = 450 МПа),

Выбрать оборудование и сварочные материалы (марку и тип электрода). Рассчитать режим сварки, указать род и полярность

тока. Определить расход сварочных электродов, электроэнергии и время сварки изделия. Указать методы контроля сварных швов

д анной конструкции.

ØА

№	Размеры, мм
	А	Б	В	Г	Д	s
1	250	500	300	100	300	4
2	400	650	400	150	400	5
3	500	700	350	200	350	6
4	150	300	300	80	200	4
5	100	200	250	100	250	4

3) проанализировать проделанную работу;

4) ответить на контрольные вопросы:

Контрольные вопросы:

- для чего делается притупление кромки;

- при какой толщине металла разделкцу не делают

- как влияет полярность на сваривание

Практическое занятие № 18

ТЕМА: Расчет сварного соединения

Цель: Сформировать умения по чтению рабочих чертежей сварных конструкций различной сложности и сборки изделий под сварку

Уважаемый обучающийся!

1) В результате выполнения этой работы вы научитесь производить расчет сварного соединения

2) Выполнение этой работы обязательно для допуска к зачёту.

Оборудование:

- линейка;

- угольник;

Справочная литература:

Учебник Маслов. В.И. Сварочные работы: учеб. пособие для нач. проф. образования / В.И. Маслов 6-е издание, стер.-М.: Издательский центр «Академия», 2007.-240с.;

Дополнительные источники:

Справочник электрогазосварщика и газорезчика Учеб. Пособие для нач. проф. образования/г.г.Чернышов Издательский центр «Академия»,2004.-400с.

плакаты по теме. Учебный видео фильм

Интернет-ресурсы:

Порядок выполнения работы

1) Повторить учебный материал по пройденной теме - «Подбор сварочных проводов».

Источник: конспект; Учебник В.И. Маслов «Сварочные работы».- М.Издательский центр «Академия» стр.

1 При ручной дуговой сварке основными параметрами режима являются: диаметр электрода, сварочный ток, напряжение надуге и скорость сварки (смотри лабораторную работу 1).

Расход электродов с учетом потерь принимают равным 1,6 … 1,8 от массы наплавленного металла. Зная площадь наплавленного металла, плотность и длину сварных швов, определить массу наплавленного металла по формуле:

G = F l , где G – масса наплавленного металла, г; F – площадь сечения шва; l – длина сварных швов изделия, см; – плотность ме-

талла, г/см 3 .

2 При сварке в среде защитных газов плавящимся электродом основными параметрами режима являются: сварочный ток, напряжение на дуге, скорость сварки, диаметр электродной проволоки, скорость подачи проволоки, вылет электрода

Зная расход газа и время сварки, можно подсчитать общее количество газа, идущего на сварку изделия. Расход электроэнергии определяется так же, как и при ручной дуговой сварке.

Расход сварочной проволоки с учетом потерь для полуавтоматической сварки в углекислом газе составляет 1,08 от массы наплавлен-

ного металла, для аргонодуговой – 1,1

2) Изобразить схему и описать сущность процесса полуавтоматической сварки в среде углекислого газа. Разработать технологи-

ческую схему сварки стальной конструкции (сталь 25ГС2), рис. 14.

Выбрать оборудование и сварочные материалы (марку сварочной проволоки). Рассчитать режим сварки, указать род и поляр-

ность тока. Определить расход электродной проволоки и защитного газа, электроэнергии и время сварки изделия. Указать методы

контроля сварных швов данной конструкции.

№	Размеры, мм
	А	S
1	800	10
2	1200	10
3	3000	18
4	6000	20
5	2000	15

3) проанализировать проделанную работу;

4) ответить на контрольные вопросы:

Контрольные вопросы:

- для чего делается притупление кромки;

- при какой толщине металла разделкцу не делают

- как влияет полярность на сваривание

Практическое занятие № 19

ТЕМА: Сварка сталей

Цель: Сформировать умения по выполнению ручной сварки, электродугового, воздушного строгания разной сложности деталей из сталей различных марок в различных положениях с сопутствующем подогревом и без него;

Уважаемый обучающийся!

1) В результате выполнения этой работы вы ознакомитесь и усвоите свойства сталей, их свариваемость.

2) Выполнение этой работы обязательно для допуска к зачёту.

Оборудование:

- образцы сталей;

Справочная литература:

Учебник Маслов. В.И. Сварочные работы: учеб. пособие для нач. проф. образования / В.И. Маслов 6-е издание, стер.-М.: Издательский центр «Академия», 2007.-240с.;

Дополнительные источники:

Справочник электрогазосварщика и газорезчика Учеб. Пособие для нач. проф. образования/г.г.Чернышов Издательский центр «Академия»,2004.-400с.

плакаты по теме. Учебный видео фильм

Интернет-ресурсы:

Порядок выполнения работы

1) Повторить учебный материал по пройденной теме - «Подбор сварочных проводов».

Источник: конспект; Учебник В.И. Маслов «Сварочные работы».- М.Издательский центр «Академия» стр.

1. Сварка низкоуглеродистых и низколегированных сталей.

Низкоуглеродистые и низколегированные конструкционные стали имеют хорошую свариваемость. Химический состав металла сварного шва на этих сталях незначительно отличается от состава основного металла.

Рекомендуемые для электрода выбранной марки значения сварочного тока выбирают либо по упрощенным формулам, либо по паспорту электрода, в котором приведены его сварочно-технологические свойства, типичный химический состав и механические свойства наплавляемого металла. При сварке рассматриваемых сталей обеспечиваются высокие механические свойства сварного соединения и поэтому в большинстве случаев не требуются специальные меры, направленные на предотвращение образования в нем закалочных структур. Однако при сварке угловых швов на толстом металле и первого слоя многослойного шва для повышения устойчивости металла к трещинам рекомендуется предварительный подогрев до температуры 120…150 ⁰С.

Вид предварительной термообработки стали влияет на выбор техники сваривания. Материалы, не подвергавшиеся термообработке, после холодной прокатки на изделиях большой толщины необходимо сваривать каскадным методом или горкой, это позволяет снизить уровень сварочных напряжений и вероятность образования холодных трещин.

Термоупрочненные стали для предотвращения разрушения закалочных структур необходимо сваривать на режимах с минимальными значениями силы тока по предварительно охлажденным предыдущим сварочным валикам. При подварке дефектов в этих случаях длинна подварочных швов, должна быть не менее 100 мм или необходим предварительный подогрев.

Ориентировочные режимы сварки конструкционных сталей

Толщина металла δ, мм	Соединения
	стыковое		тавровое		нахлесточное
	Iсв, А	dэ,, мм	Iсв, А	dэ,, мм	Iсв, А	dэ,, мм
1,0 1,5 2,0 4,0 5,0 10,0 15,0 20,0	25-35 35-50 45-70 120-160 130-180 140-220 160-250 160-340	2 2 2,5 3-4 3-4 4-5 4-5 4-6	30-50 40-70 50-80 120-160 130-180 150-220 160-250 160-340	2 2-2,5 2,5-3 3-4 4 4-5 4-5 4-6	30-50 35-75 55-85 120-160 130-180 150-220 160-250 160-340	2,5 2,5 2,5-3 3-4 4 4-5 4-5 4-6

2. Сварка углеродистых и легированных сталей.

Высокоуглеродистые стали содержат 0,46…0,75% углерода. Они отличаются плохой свариваемостью и не используются для сварных конструкций.

Легированные стали содержат один или несколько легирующих элементов при суммарном их содержании 2,5…10%. Наилучшие механические свойства они приобретают после закалки с последующим отпуском. По причине склонности к закалке они склонны и к холодным трещинам. Наиболее часто трещины возникают в швах, сваренных электродами, стержень которых имеет состав, близкий к составу основного металла. С увеличением толщины свариваемого металла возможность образования холодных трещин возрастает. Для уменьшения вероятности образования трещин необходимо уменьшить перегрев шва, для чего нужно вести сварку при минимальном токе, применять предварительный подогрев и отпуск после сварки.

Для сварки сталей 40 и 45, а также легированных сталей средней прочности рекомендуется использовать электроды УОНИ-13/55, УОНИ-13/65, ВИАМ-25, НИАИ-3М. Они обеспечивают высокую пластичность и ударную вязкость металла шва, и стойкость против образования трещин.

При сварке швов с жесткими замкнутыми контурами и толщиной кромок более 16 мм необходимо вести сварку в несколько проходов с наплавкой подслоев, которые выполняют функцию предварительного подогрева. Сварку производят в помещении, где температура должна быть не менее 15⁰С. При этом недопустимы сквозняки.

При ручной дуговой сварке жаропрочных и коррозионно-стойких сталей покрытыми электродами, прежде всего, необходимо обеспечить требуемый химический состав металла шва. Для этого с целью уменьшения угара легирующих элементов применяют электроды с фтористо-кальциевым (основным) покрытием. Сварку ведут короткой дугой без поперечных колебаний электрода, что уменьшает вероятность образования дефектов на поверхности основного металла в результате прилипания брызг. Эти места могут быть очагами начала коррозии. Для предотвращения налипания брызг рекомендуется использовать смазки, аэрозоли на силиконовой основе. Наиболее простые типы таких смазок делаются на основе жидкого стекла с добавлением окислов кремния, хрома и других тугоплавких окислов. Капли металла в виде брызг попадают на слой этой смазки и кристаллизуются на частицах тугоплавких окислов, не разрушая поверхности основного металла. При сварке электродами с фтористо-кальциевым покрытием для облегчения горения дуги необходимо использовать постоянный ток обратной полярности. Силу тока выбирают из условия 25…30 А на 1 мм диаметра электрода. Сварку рекомендуется выполнять ниточными швами электродами диаметром не более 3 мм. Электроды перед сваркой необходимо прокаливать при температуре 250…400⁰С в течение 1,5…1,0 часов для уменьшения вероятности образования в швах пор, вызываемых водородом и трещин.

2) изучить технологический процесс сварки низкоуглеродистой стали Ст3

3) проанализировать проделанную работу;

4) ответить на контрольные вопросы:

Контрольные вопросы:

- Что рекомендуется делать при сварке угловых швов на толстом металле и первого слоя многослойного шва для повышения устойчивости металла к трещинам?

- Для чего необходимо уменьшить перегрев шва, нужно вести сварку при минимальном токе и применять предварительный подогрев и отпуск после сварки?

- Какие электроды используются для сварки сталей 40 и 45?

- Для сварки каких сталей используют электроды с фтористо-кальциевым (основным) покрытием?

Практическое занятие № 20

ТЕМА: Сварка чугуна

Цель: Сформировать умения по выполнению ручной сварки, электродугового, воздушного строгания разной сложности деталей из чугунов в различных положениях с сопутствующем подогревом и без него;

Уважаемый обучающийся!

1) В результате выполнения этой работы вы ознакомитесь и усвоите свойства чугуна и его свариваемость

2) Выполнение этой работы обязательно для допуска к зачёту.

Оборудование:

- образцы чугуна;

- Электроды ОСЧ-3;

Справочная литература:

Учебник Маслов. В.И. Сварочные работы: учеб. пособие для нач. проф. образования / В.И. Маслов 6-е издание, стер.-М.: Издательский центр «Академия», 2007.-240с.;

Дополнительные источники:

Справочник электрогазосварщика и газорезчика Учеб. Пособие для нач. проф. образования/г.г.Чернышов Издательский центр «Академия»,2004.-400с.

плакаты по теме. Учебный видео фильм

Интернет-ресурсы:

Порядок выполнения работы

1) Повторить учебный материал по пройденной теме - «Подбор сварочных проводов».

Источник: конспект; Учебник В.И. Маслов «Сварочные работы».- М.Издательский центр «Академия» стр

2. Сварка чугуна.

Чугуны содержат более 1% углерода. Он отличается плохой свариваемостью и не используются для сварных конструкций.

Чугуны могут содержать один или несколько легирующих элементов при суммарном их содержании 2,5…10%. Наилучшие механические свойства они приобретают после закалки с последующим отпуском. По причине склонности к закалке они склонны и к холодным трещинам. Наиболее часто трещины возникают в швах, сваренных электродами, стержень которых имеет состав, близкий к составу основного металла. С увеличением толщины свариваемого чугуна возможность образования холодных трещин возрастает. Для уменьшения вероятности образования трещин необходимо уменьшить перегрев шва, для чего нужно вести сварку при минимальном токе, применять предварительный подогрев и отпуск после сварки.

Для сварки чугуна, а также легированных сталей средней прочности рекомендуется использовать электроды ОМЧ-1, ВЧ-3, ЭП-4 и др.. Они обеспечивают высокую пластичность и ударную вязкость металла шва, и стойкость против образования трещин.

При сварке швов с жесткими замкнутыми контурами и толщиной кромок более 16 мм необходимо вести сварку в несколько проходов с наплавкой подслоев, которые выполняют функцию предварительного подогрева. Сварку производят в помещении, где температура должна быть не менее 15⁰С. При этом недопустимы сквозняки.

Сварку ведут короткой дугой без поперечных колебаний электрода, что уменьшает вероятность образования дефектов на поверхности основного металла в результате прилипания брызг. Эти места могут быть очагами начала коррозии. Капли металла в виде брызг попадают на слой этой смазки и кристаллизуются на частицах тугоплавких окислов, не разрушая поверхности основного металла. Силу тока выбирают из условия 25…30 А на 1 мм диаметра электрода. Сварку рекомендуется выполнять ниточными швами электродами диаметром не более 3 мм. Электроды перед сваркой необходимо прокаливать при температуре 250…400⁰С в течение 1,5…1,0 часов для уменьшения вероятности образования в швах пор, вызываемых водородом и трещин.

2) Изучить технологический процесс сварки чугуна

3) проанализировать проделанную работу;

4) ответить на контрольные вопросы:

Контрольные вопросы:

- Что рекомендуется делать при сварке угловых швов на толстом металле и первого слоя многослойного шва для повышения устойчивости металла к трещинам?

- Для чего необходимо уменьшить перегрев шва, нужно вести сварку при минимальном токе и применять предварительный подогрев и отпуск после сварки?

- Какие электроды используются для сварки чугуна?

- Для сварки каких сталей используют электроды с фтористо-кальциевым (основным) покрытием?

Практическое занятие № 21

ТЕМА: Технологии сварки меди

Цель: Сформировать умения по выполнению ручной сварки, электродугового, воздушного строгания разной сложности деталей из цветных металлов и сплавов в различных положениях с сопутствующем подогревом и без него;

Уважаемый обучающийся!

1) В результате выполнения этой работы вы научитесь определять технологические параметры сварки меди и ее сплавов

2) Выполнение этой работы обязательно для допуска к зачёту.

Оборудование:

- образцы меди и ее сплавов;

- штангенциркуль ШЦ-1;

Справочная литература:

Учебник Маслов. В.И. Сварочные работы: учеб. пособие для нач. проф. образования / В.И. Маслов 6-е издание, стер.-М.: Издательский центр «Академия», 2007.-240с.;

Дополнительные источники:

Справочник электрогазосварщика и газорезчика Учеб. Пособие для нач. проф. образования/г.г.Чернышов Издательский центр «Академия»,2004.-400с.

плакаты по теме. Учебный видео фильм

Интернет-ресурсы:

Порядок выполнения работы

1) Повторить учебный материал по пройденной теме - «Сварки меди и ее сплавов».

Источник: конспект; Учебник В.И. Маслов «Сварочные работы».- М.Издательский центр «Академия» стр

Чистая медь в соответствии с ГОСТ 859—78 выпускается девяти марок от МООбк до М4. Основными сплавами на основе меди являются латуни и бронзы Латуни — это медно-цинковые сплавы, химический состав

которых определяется ГОСТ 15527—70 и ГОСТ 17711—80. Латуни, содержащие до 39% Zn, очень пластичны, коррозионностойки и хорошо свариваются. Практическое применение находят латуни не более чем с 50 % Zn. Специальные латуни кроме Zn содержат Fe, А1, Si, Ni и другие компоненты (ЛА77-2, ЛАЖ60-1-1и т. д.). Алюминий уменьшает летучесть цинка, образуя на поверхности расплавленной латуни защитную пленку из оксида алюминия. Железо измельчает зерно, повышая механические и технологические характеристики сплава. Кремний улучшает свариваемость

латуней.

Бронзы представляют собой сплавы Си, содержащие не более 4...5% Zn. Основными легирующими элементами являются Sn Al, Mn, Si, Be и Fe. Бронза получает свое название по основному легирующему элементу. Бронзы подразделяются на две большие группы: оловянные, химический состав которых определяется ОСТ 18175-78, ГОСТ 613-79, и безоловянные (ГОСТ 493-79, ГОСТ 18175-78).

Сварка меди и ее сплавов существенно отличается от сварки сталей в силу различия теплофизических и химических свойств этих металлов.Высокая тепло- и температуропроводность Си создает большие градиенты температуры и скорости охлаждения, а также обуслов ливает малое время существования сварочной ванны, что требует подвода повышенной погонной энергии или применения пред варительного подогрева. Значительный коэффициент линейного расширения (в 1,5 раза больший, чем у стали) приводит к необходимости сварки прижестком закреплении кромок или по прихваткам. При большой толщине металла следует регулировать величину зазора в стыке. Применение концентрированных источников нагрева и повы­

шенных режимов сварки приводит к росту зерна, поэтому при выполнении многослойных швов металл каждого прохода для из мельчения зерна проковывают при температурах 550...800 °С. Для раскисления сварочной ванны требуется введение энергичных раскислителей — фосфора, марганца, кремния и др. Содержание кислорода в основном металле ограничивают значением 0,03 %; в сплавах меди для особо ответственных конструкций

эта величина должна быть ниже 0,01 %. Для разрушения тугоплавких оксидов, образующих пленку на поверхности сварочной ванны, применяют флюсы на основе буры (95 % Na2B40 7 и 5 % Mg), которые способствуют химической очистке ванны, переводя тугоплавкие оксиды в легкоплавкие комплексные соединения В расплавленном состоянии медь поглощает значительное количество водорода. При ее затвердевании растворимость водорода резко снижается. При быстрой кристаллизации металла свароч­

ной ванны атомарный водород не успевает выделиться, что приводит к образованию в шве пор и трещин. В околошовной зоне диффузионно-подвижный водород взаимодействует с молекулами Си20, располагающимися по границам зерен. Образующиеся пары воды не растворяются в меди и

создают в металле значительные напряжения, которые приводят к образованию большого числа микротрещин. Это явление получило название водородной болезни меди. Водяные пары и углекислый газ, образующийся при взаимодействии оксида углерода с закисью меди, могут усилить пористость сварных швов. Повышенная жидкотекучесть расплавленной меди и ее сплавов (особенно бронз) затрудняет сварку в вертикальном и пото­

лочном положениях, поэтому чаще всего ее выполняют в нижнем положении. Для формирования бездефектного корня шва необходимы подкладки. Ручная сварка выполняется при постоянном токе обратной порности.

Медь толщиной до 4 мм сваривают без разделки кромок, до 10 мм — с односторонней разделкой, углом их раскрытия, достигающим 70°, и притуплением 1,5... 3 мм. При большей толщине свариваемых образцов рекомендуется Х-образная разделка. Для сварки латуней, бронз и медно-никелевых сплавов применяют электроды марок ММЗ-2, ЦБ-1, МН-4, а также электроды с толстыми покрытиями ЗТ и «Комсомолец-100». Для стержней

электродов марки «Комсомолец» применяют медь марок Ml и М2.

В электродах ЗТ используют стержень из бронзы БрКМцЗ-1. Сварку выполняют короткой дугой без поперечных колебаний лри постоянном токе обратной полярности. Сила сварочного тока 1= (50.„60 )d.

Листы толщиной до 4 мм сваривают без разделки кромок и подогрева. При толщине 5... 8 мм металл подогревают до температуры 200...300°С, при толщине 24 мм — до 750...800 °С.

Латунь сваривают с предварительным подогревом, поддерживая пониженные токи и повышенные скорости.

Сварку бронз покрытыми электродами выполняют при постоянном токе обратной полярности как с предварительным подогревом, так и без него, диаметр электродов составляет 6...8 мм, применяемые токи — 160.„280 А.

При автоматической сварке меди и ее сплавов плавящимся электродом (ГОСТ 9087—69) применяют кислые флюсы АН-348, ОСЦ-45, АН-20С, АН-26С и др. Их использование приводит к тому, что в металл шва переходят Si и Мп, в результате чего ухудшаются тепло- и электрофизические свойства соединений по сравнению с основным металлом. Применение бескислородных фторидных флюсов, например флюса марки АН-Ml, который содержит 55 % MgF2, 40 % NaF и 5 % BaF2 (по массе), позволяет получать швы, удельное электросопротивление которых в 1,5 раза ниже, а теплопроводность в 2 раза выше по сравнению со швами, выполненными под кислым флюсом АН-348А. Возможно использование и керамических флюсов (ЖМ-1). Применение керамического флюса (табл. 8.32) позволяет раскислить металл шва. Электро- и теплопроводность металла шва сравнимы с аналогичными арактеристиками исходного металла.

2) Изучить технологический процесс сварки меди

3) проанализировать проделанную работу;

4) ответить на контрольные вопросы:

Контрольные вопросы:

- для чего подогревают медь перед сваркой?

- На каком токе выполняют сварку меди?

- для чего Нужны подкладки при сварке меди?

- опишите особенности сварки бронз..

Практическое занятие № 22

ТЕМА: Дефекты сварных швов

Цель: Сформировать умения по выявлению дефектов сварных швов и устранению их;

Уважаемый обучающийся!

1) В результате выполнения этой работы вы научитесь определять характерные дефекты сварных швов, причины их возникновения в сварных конструкциях.

2) Выполнение этой работы обязательно для допуска к зачёту.

Оборудование:

- набор инструментов и приборов для визуально-

го и измерительного контроля (нутромеры метрические, лупы оптичес-

кие с 4–6-кратным увеличением, лупы измерительные с 10-кратным уве-

личением, измерительные металлические линейки, угольники, штанген-

циркули, щупы, радиусомеры, универсальный шаблон сварщика;

- натурные образцы с дефектами, макро- и микро-

шлифы сварных швов, альбом фотографий с характерными дефектами

Справочная литература:

Учебник Маслов. В.И. Сварочные работы: учеб. пособие для нач. проф. образования / В.И. Маслов 6-е издание, стер.-М.: Издательский центр «Академия», 2007.-240с.;

Дополнительные источники:

Справочник электрогазосварщика и газорезчика Учеб. Пособие для нач. проф. образования/г.г.Чернышов Издательский центр «Академия»,2004.-400с.

плакаты по теме. Учебный видео фильм

Интернет-ресурсы:

Порядок выполнения работы

1) Повторить учебный материал по пройденной теме - «Подбор сварочных проводов».

Источник: конспект; Учебник В.И. Маслов «Сварочные работы».- М.Издательский центр «Академия» стр

По месту расположения дефекты бывают внешние и внутренние.

Внешние дефекты, в отличие от внутренних, могут быть обнаружены

наружным осмотром.

К внешним дефектам относятся нарушение установленной формы и размеров шва, подрезы, прожоги, наплывы, внешняя пористость, неза варенные кратеры, шлаковые включения и трещины на поверхности шва.

К внутренним дефектам относятся поры, неметаллические включения, непровары, пережог и перегрев металла шва, а также внутренние трещины.

Непровар – это дефект в виде несплавления в сварном соединении

вследствие неполного расплавления кромок или поверхностей ранее

выполненных валиков сварного шва (рис. 2.1, а). Непровар не только

уменьшает рабочее сечение сварного шва, но и является концентратором

напряжений, способствующих зарождению и развитию трещин.

Подрез зоны сплавления – это дефект в виде углубления по линии

сплавления сварного шва с основным металлом (рис. 2.1, б). Он образуется из-за завышенного сварочного тока и напряжения на дуге, смещения электрода от оси шва и т. д. Подрезы, уменьшая сечение основного

металла вблизи линии сплавления, значительно снижают прочность сварного соединения. Наиболее опасны подрезы в конструкциях из высокопрочных сталей, чувствительных к концентраторам напряжений.

Наплыв– это дефект в виде натекания металла шва на поверхность

основного металла или ранее выполненного валика без сплавления с ним

(рис. 2.1, в). Наплывы особенно опасны в изделиях, работающих при зна-

копеременных или пульсирующих нагрузках, так как становятся места-

ми зарождения усталостных трещин.

Нарушение формы и размеров сварного шва. Форма и размеры

швов обычно зависят от толщины свариваемого металла. Их задают тех-

ническими условиями и указывают на чертежах. В частности, при свар-

ке плавлением регламентируют:

для стыковых швов – ширину шва, высоту выпуклости и глубину проплавления;

для угловых – катет шва и высоту рабочего сечения.

Вогнутость или чрезмерная выпуклость шва. Для обеспечения

нормальной работы конструкции стыковые швы должны иметь неболь-

шую выпуклость (1...3 мм) с плавными очертаниями (рис. 2.1, г). Избы-

точная выпуклость приводит к концентрации напряжений и снижению

работоспособности сварного соединения.

Грубая чешуйчатость и неравномерность ширины шва

(рис. 2.1, д, е) обычно наблюдаются при сварке в монтажных условиях

вследствие стекания жидкого металла под действием сил тяжести, неста-

бильности горения дуги. К числу дефектов геометрической формы можно

отнести также неполномерность и несимметричность сварных швов.

Дефекты формы швов возникают из-за нарушения скорости подачи проволоки при автоматической сварке, неравномерности зазора и угла

скоса кромок, неточного направления электрода относительно зазора

и низкой квалификации сварщиков

Трещина сварного соединения – это дефект в виде разрыва в сварном шве и (или) прилегающих к нему зонах.

Кристаллизационные (горячие) трещины зарождаются в процессе первичной кристаллизации и развиваются при остывании металла.

Они бывают продольными и поперечными по отношению к оси шва.

На появление этих трещин влияют химический состав металла шва, форма

сварочной ванны, размеры первичных кристаллов, ширина температурного интервала хрупкости, величина и темп нарастания сварочных растягивающих напряжений в процессе кристаллизации металла.

Холодные трещины образуются в сварных соединениях при остывании металла ниже 200 °С. Основными причинами их возникновения являются образование закалочных структур и наличие водорода в металле шва.

Трещины являются наиболее опасным и недопустимым дефектом

в сварных соединениях. Острые края трещин при соответствующих условиях способствуют их развитию, что приводит к разрушению конструкций.

Пóра в сварном шве – это дефект шва в виде полости округлой формы, заполненной газом. Поры возникают в процессе кристаллизации металла сварочной ванны вследствие выделения из жидкого металла газов.

Поры являются менее опасным дефектом, чем трещины, но их нельзя допускать в сварных швах изделий, работающих под давлением или в вакууме, а также предназначенных для транспортирования и хранения жидких и газообразных продуктов.

Шлаковое включение– это дефект в виде вкрапления шлака в сварном шве. Шлаковые включения, так же как и поры, ослабляют сечение шва, уменьшают его прочность и являются концентраторами напряжений. Они образуются из-за некачественных материалов, не зачищенных кромок свариваемого металла, неполного удаления шлака при многослойной сварке.

Прожог сварного шва – это дефект в виде сквозного отверстия

в сварном шве, образовавшийся в результате вытекания части металла

сварочной ванны. Прожоги образуются от чрезмерно высокой погонной

энергии, неравномерной скорости сварки и т. д.

Свищ в сварном шве – это дефект в виде воронкообразного углубления в сварном шве.

Влияние дефектов на работоспособность сварных соединений

Наличие дефектов в сварных соединениях само по себе еще не говорит о потере их работоспособности.

Степень влияния дефектов зависит от большого числа конструктивных и эксплуатационных факторов: свойств свариваемого материала; конструкции соединения; схемы нагружения; концентраторов напряжений; вида нагрузки; агрессивности среды; температурных воздействий; вероятности и опасности отказа.

Как правило, при статических (а тем более при динамических) нагрузках наличие трещин любой величины не допускается в сварных конструкциях, так как дефекты такого рода способствуют концентрации внутренних напряжений и легко распространяются вглубь металла. Исправление возможно только при наличии единичных трещин; сварное соединение с множественными трещинами исправлению не подлежит.

Для ликвидации единичной трещины предварительно засверливают металл на расстоянии примерно 30...50 мм от ее концов. Затем делают разделку трещины, подогревают участки металла на ее концах до температуры 100...150 °С и одновременно заваривают подготовленную таким образом трещину. Участки швов с множественными трещинами должны полностью

удаляться, стыки трубопроводов с трещинами длиной более 100 мм пол-ностью вырезаться, а при более коротких трещинах вырубаться или вып-

лавляться и завариваться вновь.

Поры становятся очагами усталостных разрушений, в первую очередь, в угловых, стыковых и поперечных швах с высокими растягивающими остаточными напряжениями. Например, в сварных швах трубопроводов высокого давления не допускаются одиночные поры, сплошная цепочка или сетка (независимо от длины и площади) размером более 5 % толщины стенки при ее толщине до 20 мм и свыше 1 мм при большей толщине стенки в количестве, превышающем две на каждые 100 мм шва. В нахлесточных соединениях поры практически не влияют на их выносливость.

Для сварной конструкции места расположения пор играют бóльшую роль, чем их размеры.

Степень влияния подрезов на усталостную прочность зависит

от глубины подреза, величины остаточных напряжений и вида сварного

соединения. Так, у трубопроводов для горючих, токсичных и сжиженных газов допускаются подрезы в местах перехода сварного шва к основному металлу глубиной не более 1 мм. На одном стыке допускается подрез общей протяженностью не более 30 % длины шва.

Отрицательное влияние на прочность сварных соединений оказывают также шлаковые включения, значительные по величине и острые по форме.

Виды, число и размеры допускаемых внутренних дефектов зависят

от назначения конструкции.

В сварных соединениях металлических конструкций промышленных и гражданских зданий и сооружений допускаются непровары по сечению швов в соединениях: доступных при сварке с двух сторон – глубиной до 5 % толщины металла, но не более 2 мм при длине непровара не более 50 мм и общей длине участков непровара не более 200 мм на 1 м шва; доступных при сварке с одной стороны (без подкладок) – глубиной до 15 % толщины металла, если она не превышает 20 мм, и не свыше 3 мм при толщине более 20 мм. У трубопроводов для горючих, токсичных и сжиженных газов свар-

ные швы бракуются: при обнаружении трещин любых размеров и направлений, свищей, сетки или цепочки пор, шлаковых или других инородных включений, непровара в корне шва, межваликовых несплавлений;

непроваре при одностороннем шве безподкладного кольца глубиной более 10 % толщины стенки трубы, если она не превышает 20 мм,и более 2 мм при толщине стенки свыше 20 мм; одиночных порах, включениях вольфрама размером свыше 10 % толщины стенки, если толщина не превышает 20 мм, а также при количестве норм включений более 3 шт. на каждые 100 мм шва.

Примерно такими же являются браковочные признаки для трубопроводов высокого давления. В швах, выполненных стыковой контактной сваркой и другими прессовыми способами, наиболее опасными для работы конструкций являются непровар, связанный с нарушениями технологического режима, а также скопления окислов, рыхлости и пережоги в зоне стыка.

В сварных швах не допускаются: трещины любых размеров и направлений;

свищи, подрезы глубиной более 0,5 мм на металле толщиной до 10 мм и более 1 мм – на металле толщиной свыше 10 мм и общей длине более 20 % длины шва; незаплавленные кратеры, прожоги; непровары по кромкам, сечению шва, в вершине шва в соединениях, доступных для сварки с двух сторон или на подкладке. В соединениях металлических конструкций допускается в этом случае непровар глубиной 5 % толщины металла, но не более 2 мм, длиной до 50 мм при расстоянии между непроварами более 250мм и общей длине участков не более 200 мм на 1 м шва.

В конструкциях из высокопрочных сталей не допускаются: непровары в вершине шва в соединениях, доступных для сварки только с одной стороны, если их глубина превышает 15 % толщины металла, в металле толщиной свыше 20 мм не более 3-х мм, а длина 200 мм на 1 м шва;

непровары в трубопроводах высокого давления;

скопления газовых пор (более 5 на 1 см 2 ) при общей пористости более 5 см 2 на длине шва 0,5 м;

шлаковые включения при суммарной длине цепочки более 200 мм на 1м шва;

непровары, поры и шлаковые включения в одном сечении, если доступ к шву только с одной стороны, с суммарной величиной более 15 % толщины металла или более 3 мм в металле толщиной свыше 20 мм.

В соединениях технологических трубопроводов и во всех случаях газовой сварки недопустимы названные выше дефекты при их глубине более 10 % толщины металла.

2) определить визуально дефекты на образцах. И описать способы их устранения

3) проанализировать проделанную работу;

4) ответить на контрольные вопросы:

Контрольные вопросы:

- Какие дефекты шва относятся к внешним?

- Какие дефекты шва относятся к внутренним?

- Что такое непровар?

- Как называется воронкообразного углубления в сварном шве.

.

Практическое занятие № 23

ТЕМА: Ультразвуковой контроль качества сварных соединений

Цель: Сформировать умения по определению качества сварных швов, выявлению дефектов и их устранению их;

Уважаемый обучающийся!

1) В результате выполнения этой работы вы ознакомитесь с разрушающими и неразрушающими методами контроля качества сварных соединений, их технологические возможности и области

рационального применения

2 ) Выполнение этой работы обязательно для допуска к зачёту.

Оборудование:

- Ультразвуковой дефектоскоп «Пеленг» УД 2-102

со стандартным образцом СО-3Р, ультразвуковой толщиномер «Взлет-

УТ-М», пьезоэлектрические преобразователи с разными частотами

и углами ввода, измерительная линейка, штангенциркуль);;

- натурные образцы с искусственными и сварочны-

ми дефектами, макро- и микрошлифы сварных швов, альбом фотогра-

фий с характерными дефектами, бумага наждачная, техническое масло,

ветошь;

Справочная литература:

Учебник Маслов. В.И. Сварочные работы: учеб. пособие для нач. проф. образования / В.И. Маслов 6-е издание, стер.-М.: Издательский центр «Академия», 2007.-240с.;

Дополнительные источники:

Справочник электрогазосварщика и газорезчика Учеб. Пособие для нач. проф. образования/г.г.Чернышов Издательский центр «Академия»,2004.-400с.

плакаты по теме. Учебный видео фильм

Интернет-ресурсы:

Порядок выполнения работы

1) Повторить учебный материал по пройденной теме - «контроль качества сварных соединений».

Источник: конспект; Учебник В.И. Маслов «Сварочные работы».- М.Издательский центр «Академия» стр

1. Методы контроля качества сварных соединений

Под контролем качества сварки подразумеваются проверка условий и порядок выполнения сварочных работ, а также определение качства выполненных сварных соединений в соответствии с техническими

требованиями. В сварочном производстве применяют следующие виды контроля: входной (предупредительный), текущий (пооперационный) и приемочный (выходной) готовых изделий и узлов.

Цель входного контроля – уменьшить вероятность возникновения

брака при выполнении сварочных работ (контроль документации, качества исходных и сварочных материалов, квалификации сварщиков и т. д.).

Текущий контроль осуществляется в процессе сборочно-сварочных

работ. Приемочный, или выходной контроль, осуществляется для выявления наружных и внутренних дефектов сварки.

Различают разрушающие и неразрушающие методы контроля качества сварных соединений.

Разрушающие методы контроля качества сварных соединений

Разрушающие испытания проводят на образцах-свидетелях, моделях и реже на самих изделиях для получения информации, прямо характеризующей прочность, качество или надежность соединений. К их числу относятся: механические испытания, металлографические исследования, химический анализ и специальные испытания. Эти методы применяют главным образом при разработке технологии изготовления металлических конструкций или для выборочного контроля готовой продукции.

Механические испытания предусматривают статические испытания различных участков сварного соединения на растяжение, изгиб, твердость и динамические испытания на ударный изгиб и усталостную прочность.

Металлографические исследования проводят для установления

структуры металла сварного соединения и наличия дефектов.

При макроструктурном методе определяют характер и расположение видимых дефектов в разных зонах сварных соединений путем изучения макрошлифов и изломов металла невооруженным глазом или с помощью лупы.

При микроструктурном анализе исследуют структуру металла на полированных и травленных реактивами шлифах при увеличении

в 50...2000 раз. Такие исследования позволяют обнаружить пережог металла, наличие окислов по границам зерен, сульфидных и оксидных включений, размеры зерна, микроскопические трещины и другие дефекты структуры.

Химический анализ позволяет установить состав основного и наплавленного металла, электродов и их соответствие ТУ на изготовление

сварного соединения.

Специальные испытания проводят для получения характеристик

сварных соединений, учитывающих условия эксплуатации (коррозионная стойкость, ползучесть металла при воздействии повышенных температур и др.).

Неразрушающие методы контроля качества сварных соединений

При неразрушающих испытаниях оценивают те или иные физические свойства, косвенно характеризующие прочность или надежность сварного соединения. Неразрушающие методы (ими проверяется более 80 %

сварных соединений) применяют, как правило, после изготовления изделия для обнаружения в нем дефектов. К неразрушающим методам контроля качества сварных соединений относятся: внешний осмотр, радиационный, ультразвуковой и магнитный контроль, контроль на непроницаемость и ряд других методов, имеющих ограниченное применение.

При этом проверяются геометрические размеры швов, наличие подрезов, трещин, непроваров, кратеров и других наружных дефектов.

Контролю на непроницаемость подвергают трубопроводы и емкости, предназначенные для транспортирования и хранения газов и жидкостей и, как правило, работающие при избыточном давлении.

Пневматические испытания основаны на создании с одной стороны шва избыточного давления воздуха (10...20 кПа) и промазывании другой стороны шва мыльной пеной, образующей пузыри под действием проникающего через неплотности сжатого воздуха. Негерметичность можно также оценить по падению давления воздуха в емкости, снабженной манометром.

Вид гидравлического испытания зависит от конструкции изделия.

Налив воды применяют для испытания на прочность и плотность вертикальных резервуаров, газгольдеров и других сосудов с толщиной стенки

не более 10 мм. Воду наливают на полную высоту сосуда и выдерживают не менее 2 ч. Поливу из шланга с брандспойтом под давлением не ниже 0,1 МПа подвергают сварные швы открытых сосудов. При испытании с дополнительным гидростатическим давлением последнее создают в наполненном водой и закрытом сосуде с помощью гидравлического насоса. Величину давления определяют по техническим условиям и правилам Котлонадзора. Дефектные места устанавливают по наличию капель,

струек воды и отпотеваний.

Внутренние дефекты сварных соединений выявляют просвечиванием рентгеновскими лучами (толщина металла до 60 мм),

или гамма-лучами (толщина металла до 300 мм (рис. 3.2)). Выявление

дефектов основано на различном поглощении рентгеновского или гамма-излучения участками металла с дефектами и без них. Результаты фиксируются на пленке или выводятся на специальный экран. Размеры вы-

являемых дефектов: при рентгенографии – 1...3 % от толщины металла,

при радиографии – 2...4 %.

Ультразвуковой контроль основан на способности ультразвуковых

колебаний (механические колебания частотой 16...25 МГц) отражаться

от поверхности, разделяющей среды с разными акустическими свойствами. Для получения ультразвуковых колебаний используют свойство титаната бария, кристаллов кварца и некоторых других веществ преобразовывать электрические колебания в механические и наоборот (обратный и прямой пьезоэффекты).

Ультразвуковой контроль имеет определенные преимущества перед радиационными методами: высокую чувствительность (площадь

обнаруживаемого дефекта 0,2...2,5 мм 2 при толщине металла до 10 мм

и 2...15 мм 2 при больших толщинах), возможность контроля при одно-

стороннем доступе к шву, высокую производительность, возможность

определения точных координат залегания дефекта, мобильность аппаратуры.

Основным методом УЗ-контроля является эхо-метод. Этим методом контролируют около 90 % всех сварных соединений толщиной более 4 мм.

Импульсный генератор формирует короткие электрические

импульсы с длинными паузами. Искатель преобразует эти импульсы

в ультразвуковые колебания. При встрече с дефектом волны от него отражаются, снова попадают на искатель и преобразуются в электрические колебания, поступающие на усилитель и дальше на экран прибора .

Зондирующий импульс генератора размещается в начале развертки,

импульс от донной поверхности – в конце развертки, а импульс от дефекта – между ними. В процессе контроля сварного соединения искатель перемещается зигзагообразно по основному металлу вдоль шва . Для обеспечения акустического контакта поверхность изделия в месте контроля обильно смазывают маслом (например, компрессорным).

К недостаткам метода следует отнести прежде всего низкую помехоустойчивость к наружным отражателям.

2) Провести ультразвуковой контроль образцов.

3) проанализировать проделанную работу;

4) ответить на контрольные вопросы:

Контрольные вопросы:

- Перечислите методы контроля;

- На чем основаны пневматические испытания?

- Что позволяет установить химический анализ?

3. Критерии оценки

Оценка	Критерии
	Полнота выполненного задания	Самостоятельность при выполнении задания	Вычисления	Оформление
5	Обучающийся правильно и полностью справился со всеми заданиями: правильно и доказательно ответил на все контрольные вопросы.	Задание выполнено обучающимся полностью самостоятельно	Правильно определены пределы прочности, твердости и пластичности	Использована профессиональная терминология при заполнении результатов измерений.
4	Обучающийся справился с заданием, хотя имеются отдельные незначительные неточности в выполнении практических работ.	Задание выполнено обучающимся самостоятельно. В затруднительных моментах воспользовался устной консультацией с преподавателем для уточнения правильности своих действий.	Имеются ошибки в рассечете предельно допустимых размеров детали, определении отклонений от формы	Оформление эскиза и нанесение размеров в основном соответствует требованиям. Наблюдаются некоторые затруднения при подборе слов, терминов и использовании профессиональной терминологии при заполнении результатов измерений.
3	Задание выполнено не полностью, имеются недостатки в определении пределов прочности, твердости и пластичности, не полностью проведены все измерения.	Задание выполнено обучающимся с помощью дополнительного источника информации.	Допущены грубые ошибки в вычислениях	Допущено множество ошибок в оформлении таблиц. Наблюдаются затруднения при подборе слов, терминов и использовании профессиональной терминологии при заполнении результатов измерений.
2	Задание не выполнено	Задание с помощью дополнительного источника информации не выполнено.	Отсутствуют вычисления	Ошибки в оформлении отчетов. Профессиональная терминология при заполнении результатов измерений отсутствует

 

Заключение

Методическая разработка соответствует требованиям профессионального стандарта «Сварщик», утвержденного приказом Минтруда России от 28.11.2013 № 701н.

Тематика и содержание практических работ направлены на приобретение умений и знаний, требуемых для специалистов данной профессии.

Данная методическая разработка рекомендуется к использованию для проведения практических занятий по МДК. 01.01 Подготовительные работы и сборочные операции при производстве сварочных работ, МДК. 01.02 Ручная дуговая сварка (наплавка, резка) плавящимся покрытым электродом, МДК.01.03 Контроль качества сварочных работ ПМ.01. Выполнение сварочных работ ручной дуговой сваркой (наплавка резка)плавящимся покрытым электродом простых деталей неответственных конструкций для профессии 19906 Электросварщик ручной сварки

Методическую разработку рекомендуется использовать преподавателям специальных дисциплин при подготовке к практическим занятиям.

Практические занятия проводятся в групповой форме, что обеспечивает возможность коллективного взаимообучения и согласованных способов деятельности, направленных на достижение результата.

При формулировке выводов и ответах на контрольные вопросы развиваются умения самостоятельно работать с источниками учебной и научно-технической информации, выделять главное и характерное, обобщать полученные знания, проводить анализ и сравнения, устанавливать причинно-следственные связи, делать необходимые выводы.

Воспитание творческого отношения к избранной профессии является необходимым фактором в подготовке квалифицированного специалиста.

Список литературы:

          Основные источники:

1.   Маслов. В.И. Сварочные работы: учеб. пособие для нач. проф. образования /  В.И. Маслов 6-е   издание, стер.-М.: Издательский центр «Академия», 2007.-240с.

 2. Зайцев, С.А. Допуски, посадки и технические измерения в машиностроении: учебник для нач. проф. образования / С.А. Зайцев,, А.Д. Куранов, А. Н. Толстов - 4-е издание, стер. - М.: Издательский центр «Академия», 2007. – 240с.

3. Покровский, Б.С. Слесарное дело: учебник для нач. проф. образования / Б.С. Покровский, В.А. Скакун-5-е издание, стер.-М.: Издательский центр «Академия», 2007.-320с.

 4.Адаскин А.М. Материаловедение (металлобработка): учебник для нач. проф. образования /А.М. Адаскин, Зуев В.М. -4-е издание, стер.-М.: Издательский центр «Академия», 2007.-240с.

             

          Дополнительные источники:

1.              Справочник электрогазосварщика и газорезчика Учеб. Пособие для нач. проф. образования/г.г.Чернышов Издательский центр «Академия»,2004.-400с

2. Ганевский, К.П. Допуски посадки: плакат для нач. проф. образования / К.П..Ганевский - М.: Издательский центр «Академия», 2008.

3. Макиенко, Н.И. Слесарные работы: плакат для нач. проф. образования / Н.И. Макиенко - М.: Издательский центр «Академия», 2008.

 

          Интернет-ресурсы:

          ______________________________________________________________ ;

          ______________________________________________________________ ;

          ______________________________________________________________ .

81