Реферат: Сварочные технологии

Московский государственный автомобильно-дорожныйинститут.

Сварочные технологии

Студент: Троицкий А. П.

Группа: 1КМ1

МОСКВА 2001.

1.   Определение сварки

Сварка – технологический процесс получениянеразъёмных соединений деталей путем их  местного или общего нагрева,пластической деформации или совмещении того и другого.

2.   Тип связей, образующийсяпри сварке.

       В процессе сваркимежду свариваемыми деталями образуется межатомная связь, обеспечивающаянеразъёмность свариваемых деталей.

3.   Принцип классификацииспособов сварки. Примеры.

Способысварки классифицируются по принципу получения соединения на:

 Термический.Соединение достигается плавлением с использованием тепловой энергии (дуговая,плазменная, электрошлаковая, электронно-лучевая, лазерная и др. сварка);

Термомеханический.Соединение достигается с использованием тепловой энергии и давления(контактная, диффузионная и др. сварка);

Механический.Соединение достигается с использованием механической энергии и давления(ультразвуковая сварка, сварка взрывом, сварка трением, холодная сварка и др.).

4.    Принципиальныесхемы сварки плавящимся и не плавящимся             электродами.  

/>    

 

       Основное отличиесварки плавящимся электродом (рис. 1), от сварки неплавящимся электродом (рис.2) заключается в принципе внесения присадочного металла в сварной шов. В случаесварки плавящимся электродом присадочный металл попадает в зону горениясварочной дуги из электрода при его плавлении. При сварке неплавящимсяэлектродом присадочный металл вносится в зону горения сварочной дугидополнительно.

 

 

5.   Схемы ручной электродуговойсварки постоянным (рис. 2) и переменным (рис.1) током.

      />

/>

6.  Определениеэлектрической сварочной дуги.

Электрической сварочной дугой называется долговременныймощный электрический разряд  в ионизированной среде между электродом исвариваемым металлом.  Электрическая сварочная дуга является концентрированнымисточником тепловой энергии, используемая для плавления металла. При горениисварочной дуги также выделяется световая энергия.

7. Схема электрическойсварочной дуги.

         

/>

Электропроводность электрической сварочной дуги зависит от способа сварки,вида и состава свариваемых деталей (т.е. от способности газовой среды,образованной испарениями материалов при плавлении, к ионизации).

8. Падение напряжения насварочной дуге вызывается непостоянным расстоянием между электродом исвариваемыми деталями.

9. Особенности сваркипеременным током.

    Отличие сварки переменнымтоком от других видов сварки является непостоянство сварочной дуги. За секундудуга загорается и гаснет около 100 раз.

Это вызывает её нестабильность и, как следствие,необходимость в стабилизаторе.

Кроме того положительной чертой  сварочной дугипеременного тока является её высокое КПД, достигаемое за счет высокого КПДтрансформатора.

10. Требования, предъявляемые к источникам переменного сварочного тока.Схема сварочного  трансформатора с подвижной катушкой вторичной обмотки.

 К источникам сварочного токапредъявляются следующие требования:

1.  Ток короткого замыкания долженбыть ограничен;

2.  Внешняя вольтампернаяхарактеристика должна быть крутопадающей для ограничения тока короткогозамыкания и  повышения стабильности горения сварочной дуги;

3.  Источник тока должен быть надежными простым в эксплуатации.

/>

1 – катушка первичной обмотки

2 – катушка вторичной обмотки

3 – магнитопровод

4 – винт с гайкой

5 – компенсирующийконденсатор

11.Преимущества источников переменного тока с круто падающей вольтампернойхарактеристикой.

Источниксварочного тока с круто падающей вольт амперной характеристикой обеспечивает:

·    Стабильность горения сварочнойдуги

·    Ограничение тока короткогозамыкания

В процессе сварки возможны изменения длины дуги, поэтому изменяется и величина падения напряжения (В).

                                     Uд. = f(Iд. );

Устойчивое горение дуги обеспечивается, когдаисточник сварочного тока имеет круто падающую вольт амперную характеристику.При такой характеристике увеличение длины дуги, а следовательно и изменениепадения Uд, вызывает незначительное уменьшениетока дуги:

                      D Iд’< D Iд’’

Также источники с круто падающей вольт ампернойхарактеристикой обеспечивает ограниченный ток короткого замыкания, чтопрактически ликвидирует опасность повреждения изоляции обмоток источникасварочного тока. А также предотвращает выгорание и обсыпание электрода,затрудняющее повторное зажигание дуги.

12. Описание ипояснение к схеме автоматической электродуговой сварки под слоем флюса.

При автоматической электродуговой сварке сваркапроходит непокрытой сварочной проволокой. Сварочная дуга горит между торцомсварочной проволоки и деталями в среде ионизированных  газов под слоем флюса. Взоне, прилегающей к зоне горения дуги, горения дуги плавится проволока, металли часть флюса. По мере перемещения сварочной дуги, металл кристаллизуется,образуя шов. Расплавленный флюс всплывает на поверхность расплавленного металлаи, застывая, образует шлаковую корку. Таким образом расплавленный металлпостоянно отделен от воздуха или флюсом, или расплавленным шлаком, или шлаковойкоркой.

     />

1 – Флюс

2 – Сварочная проволока

3 – Сварочная дуга

4 – Ионизированные газы

5 – Расплавленный флюс

6 – Расплавленный металл

7 – Наплавленный металл

8 – Шлаковая корка.

13.  Саморегуляция длины дуги при автоматическойэлектродуговой сваркой под слоем флюса.

При автоматическойэлектродуговой сварке подача сварочной проволоки обеспечивается зубчатойпередачей и потому  постоянной скоростью её подачи. Вследствие этого зазормежду сварочной проволокой и деталью, а, следовательно, и длина дуги,  остаетсянеизменной.

14.Особенности автоматической электродуговой сварки под слоем флюса всопоставлении с ручной сваркой.

 Автоматическая электродуговая сварка под слоемфлюса имеет ряд преимуществ перед ручной электродуговой сваркой:

·   Высокая стабильность горения дуги, объясняемая высокой степеньюионизации газовой среды в дуговом промежутке и постоянством длины дуги.

·   Производительность этого типа сварки в 10 – 15 раз вышепроизводительности ручной сварки.

·   Коэффициент наплавки 14-16 /> (присварке открытой дугой 8-10/>)

·   Высокое качество сварных соединений (однородность составанаплавленного металла, постоянность провара всего шва)

·   Из-за постепенного остывания шва (и, как следствие, отсутствиекаверн, микротрещин и прочих дефектов шва) полученное соединение обладаетповышенной пластичностью.

15.Сварочныематериалы, маркировка сварочной проволоки (примеры).

            

Примаркировке сварочной проволоки сохранен принцип маркировки сталей.

Элемент Обозначение Ниобий Nb Б Вольфрам W В Марганец Mn Г Медь Cu Д Кобальт Co К Молибден Mo М Никель Ni Н Бор B Р Кремний Si С Титан Ti Т Ванадий V Ф Хром Cr Х Цирконий Zr Ц Алюминий Al Ю

Цифрапосле буквы  показывает процентное содержание элемента в проволоке. Если послебуквы нет цифры, то содержание данного  элемента не превышает 1%. Буква  А вконце маркировки означает

минимальноесодержание в проволоке вредных примесей (серы и

фосфора).Индекс Св означает назначение проволоки (сварочная).

Цифрапосле индекса Св показывает среднее содержание углерода

впроволоке в сотых долях процента.

     Например маркировка проволоки Св – 08ХМ означает, что она предназначена длясварки, содержит 0,08% углерода, менее 1% хрома и молибдена. Маркировка Св –04Х19Н11М3 означает, что это сварочная проволока для сварки жаропрочныхкоррозионностойких сталей содержит 0,04% углерода, 19% хрома, 11% никеля и        3%молибдена.

16.Сварочныеэлектроды и требования к ним.

          Плавящийся электрод  для ручнойсварки представляет собой стержень из сварочной проволоки, на которую нанесеноэлектродное покрытие. Металл электрода и элементы электродного покрытияучаствуют в образовании сварного шва.

                                         Электродное покрытие:

·    Обеспечивает устойчивое горение дуги

·    Восстанавливает окислившийся в процессе сварки металл

·    Легирует сварной шов необходимыми элементами

·     Защищает зону сварки от попадания в зону сварки кислорода, азотаи водорода из окружающей среды

·    Образует шлаковую корку на поверхности сварного шва

В состав электродного покрытия входят:

·    Стабилизирующие вещества

·    Раскалители и легирующие металлы

·    Газообразующие материалы

·    Шлакообразующие

·    Связующие и цементирующие

Стабилизирующиевещества предназначены для устойчивого горения сварочной дуги. К нимотносятся соединения щелочных и щелочноземельных металлов.

Раскалители(ферромарганец, ферросилиций, ферротитан) применяются для восстановленияметалла, окисляющегося в процессе сварки. Кроме того они добавляют легирующиеметаллы в металл шва.

Газообразующиематериалы (мрамор, магнезит, крахмал, оксицеллюлоза, древесная мука)образуют защитный газ, защищающий зону сварки от кислорода, водорода и азота.

Шлакообразующие(полевый шпат, кремнезем, магнезит, мрамор) образуют шлаковый покров наповерхности расплавленного металла. После остывания металла, шлаковую коркунеобходимо удалить.

Связующиеи цементирующие (калиевое стекло, натриевое стекло) связывают всекомпоненты покрытия.

                Стальные электроды для дуговой сварки классифицируют по:

Поназначению в зависимости от свариваемых материалов.

·    У – для сварки углеродистых сталей

·    Л – легированных и углеродистых сталей

·    Т – легированных теплоустойчивых сталей

·    В – высоколегированных сталей с особыми свойствами

·    Н – для наплавки поверхностных слоёв.

Потолщине покрытия.

·    М — тонкие покрытия D/d £ 1.2

·    С – средние покрытия 1,2 < D/d £ 1.45

·    Д – толстые покрытия 1.45 < D/d £1.8

·    Г – особо толстые покрытия D/d > 1.8

                D – диаметр электрода с покрытием; d– диаметр сварочной проволоки.

 По видупокрытия

·    А – с кислым покрытием

·    Б – с основным покрытием

·    Ц – с целлюлозным покрытием

·    Р – с рутиловым покрытием

·    П – с прочими покрытиями.

      Для обеспечения высоких эксплуатационных характеристик сварного соединениянеобходимо, чтобы химический состав сварного шва был близок к химическомусоставу свариваемой стали.

17. Понятие автоматизации сварочного процесса.

Автоматизациясварочного процесса включает в себя автоматическое передвижение сварочной дугивдоль шва, автоматическую подачу сварочной проволоки, автоматическую подачуфлюса на шов.

18.     Формула производительностисварки.

      Под формулой производительностисварки понимают формулу:

                                     G= KH * ICB,     [G] = [г/ч];

KH<sub/> - коэффициент наплавки, ICB<sub/>– сила сварочного тока

19.     Роли сварочной проволоки ифлюса при автоматической сварке под  слоем флюса.

Приавтоматической сварке флюс играет роль электродного покрытия, а проволока –электрода. При автоматической электродуговой сварке дуга возникает между торцомпроволоки и свариваемыми деталями

20 . Автоматическая электродуговая сваркаприменяется при сварке длинных прямых швов. Применение  автоматической сваркиограничивается именно тем,  что сварочный трактор может перемещаться только попрямым рельсам. Кроме того за сварочным трактором должен перемещаться сварочныйтрансформатор, что также делает данный тип сварки неудобным для массовогоприменения. Именно поэтому данный тип сварки применяется только напроизводствах.

21.      Основные типы сварочных шовныхсоединений.

          Шовная сварка – разновидность контактной сварки, при которой между свариваемымизаготовками образуется  прочное и плотное соединение. Электроды выполняются вплоских роликов, между которыми пропускаются свариваемые детали.

                              Основныетипы соединений, получаемые шовной сваркой:

/>

22.     Основные схемы наложениясварных швов.

·    Напроход (а), применяется при L £ 250 мм;

·    От центра к краям (б), применяется при 250 £ L £ 500 мм;

·    Обратноступенчатая (в), применяется при L ³ 500 мм.

/>