Практическая работа № 2

ПОДСЧЕТ РАСХОДА СВАРОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ ПРИ РУЧНОЙ ДУГОВОЙ СВАРКЕ

Цель: - научиться рассчитывать расход сварочных материалов при ручной дуговой сварке.

Пояснения к работе

Существуют определенная нормативная формула, помогающая рассчитать расход материалов при сварочных работах. Эта формула позволяет понять, сколько сварочных материалов потребуется на один метр шва:

N=G*K,

где N – норма расхода сварочных материалов на один метр сварного шва;

G – масса наплавленного металла сварного шва, длина которого равна 1 метру;

K – коэффициент перехода от массы наплавленного металла к расходу материалов для сварки.

Для того, чтобы определить массу наплавленного металла на 1 метр сварного шва (G), можно воспользоваться следующей формулой:

G=F*y*L,

где F – площадь поперечного сечения сварного шва (в мм²);

y – удельная масса металла (г/см³)

L – длина сварного шва (она равна 1 метру).

Приведенные выше формулы позволяют рассчитать нормы расхода материалов для сварочного шва в наиболее простом – нижнем положении. Если же сварочные работы ведутся в вертикальном или потолочном положении, то полученный норматив необходимо умножить на поправочный коэффициент, который как раз и учитывает особенности расхода материалов при различных положениях сварного шва:

- для нижнего положения шва этот коэффициент равен 1,00;

- при полувертикальном положении шва берется коэффициент 1,05

- при вертикальном (горизонтальном) положении шва коэффициент равен 1,10

- при потолочном положении шва полученная предварительно норма умножается на коэффициент 1,20.

Порядок выполнения работы:

1. Изучить конструкцию сварного узла;

2. Вычислить общую длину сварных швов;

3. Выбрать, исходя из катета и технологического процесса, площадь поперечного сечения шва;

4. Рассчитать вес наплавленного металла;

5. Рассчитать расход электродов для ручной дуговой сварки

Контрольные вопросы:

1. Какие параметры необходимы для расчета расхода сварочных материалов при ручной дуговой сварке?

2. От чего зависит расход сварочных материалов?

3. Как рассчитать расход сварочной проволоки?

4. Как рассчитать расход защитного газа?

5. Как уменьшить расход сварочных материалов при ручной дуговой сварке?

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 3

ОЦЕНКА СВАРИВАЕМОСТИ СТАЛЕЙ. ФОРМУЛА УГЛЕРОДНОГО ЭКВИВАЛЕНТА

Цели: - приобрести навыки определения группы свариваемости углеродистых и легированных сталей.

Пояснения к работе

Свариваемость металла – это способность металлов образовывать качественное сварное соединение, удовлетворяющее эксплуатационным требованиям.

Стали в своём составе имеют различные легирующие элементы, которые по-разному влияют на её механические свойства:

- Хром повышают твёрдость в зоне термического влияния, что приводит к ухудшению процесса сварки;

- Никель не влияет на свариваемость стали;

- Молибден способствует измельчению зерна, делая сталь устойчивой к ударным нагрузкам;

- Ванадий может ухудшить процесс сварки, так как способствует закалки стали при нагреве;

- Вольфрам способствует увеличению твёрдости стали, но в связи с этим затрудняет свариваемость стали;

- Титан способствует повышению коррозионностойкости стали;

- Марганец в небольших количествах не ухудшает свариваемость, но с увеличением до 2,5% способствует образованию горячих трещин;

- Кремний не ухудшает процесс сварке;

- Углерод очень сильно влияет на свариваемость стали и его влияние намного сильнее, чем суммарное воздействие свойств всех приведённых выше легирующих элементов: содержание углерода в стали до 0,25% не влияет на процесс сварки, если выше 0,25% – свариваемость стали ухудшается.

Свариваемость можно определить по эквиваленту углерода (Сэк).

Cэк=C+Mn/6+Cr+Mo/5+V+(Ni+Cu)/15,

где С – содержание углерода в процентах, %;

Mn – содержание марганца в процентах, %;

Cr – содержание хрома в процентах, %;

Mo – содержание молибдена в процентах, %;

V – содержание ванадия в процентах, %;

Ni – содержание никеля в процентах, %;

Cu – содержание меди в процентах, %

Стали условно разделяют на 4 группы: 1 – свариваемая без ограничений (Сэк до 0,25%); 2 – ограниченно свариваемая (Сэк свыше 0,25 до 0,35%); 3 – трудно свариваемая (Сэк свыше 0,35 до 0,45%); 4 – не применяемая для сварки (Сэк свыше 0,45%). При этом: 1 группа – сварка производится без подогрева и без последующей термообработки; 2 группа – сварка возможна при подогреве до 120-150°С; 3 группа – сварка возможна при подогреве до 300-500°С и последующее плавное остывание; 4 группа – стали не применяемые для сварных конструкций.

Порядок выполнения работы:

1. Записать марку стали (согласно карточки-задания);

2. Записать количественное содержание основных легирующих элементов в указанной марке стали (см. справочник «марочник сталей»);

3. Выбрать и записать формулу для определения эквивалента углерода (по максимально близкому количеству легирующих добавок содержащихся в стали данной марки с указанными в формуле);

4. Рассчитать величину Сэкв. (%) по выбранной формуле, подставив величины содержания углерода и легирующих элементов (точность расчётов – до сотых долей процента);

5. Сравнить полученное значение Сэкв. со значениями в таблице и определить к какой группе сталей по свариваемости относится данная марка стали, и какой вид термообработки требуется.

Контрольные вопросы:

1. Какое влияние оказывает повышение содержания углерода на свойства железоуглеродистых сплавов?

2. Какие химические элементы в металле сварного шва в наибольшей степени снижают пластические свойства?

3. Как влияет высокое содержание серы и фосфора на свариваемость сталей?

4. Для чего в сталь вводят легирующие элементы?

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 4

ВЫБОР РЕЖИМА СВАРКИ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ

И ПРОВЕДЕНИЕ ПРОЦЕССА СВАРКИ

Цели: - получить навык в составлении технологии газовой сварки меди и, алюминия и их сплавов.

Пояснения к работе

Основной трудностью является их способность интенсивно окисляться в процессе сварки. Образующиеся окислы препятствуют сцеплению кристаллов, понижая прочность и пластичность шва. В связи с этим цветные металлы сваривают с применением флюсов, которые раскисляют металл сварочной ванны, растворяют образующиеся окислы, переводят их в более легкие и легкоплавкие шлаки, предохраняющие расплавленный металл от дальнейшего окисления. Большинство цветных металлов следует сваривать строго нормальным пламенем. Другой трудностью сварки цветных металлов является склонность жидкого металла поглощать газы, что приводит к пористости шва.

Учитывая большую жидкотекучесть меди, сварку встык тонких листов производят без зазора, а листы толщиной свыше 6-8 мм сваривают на графитовых или угольных подкладках. В качестве флюса применяют прокаленную буру. По окончании сварки для получения мелкозернистой структуры шва производят отжиг с последующим быстрым охлаждением шва в воде. Сварочное пламя должно быть строго нормальным, с соотношением смеси О2/С2Н2= 1,1-1,2. Небольшой избыток кислорода окисляет медь, а избыток ацетилена наводороживает ее, т. е. приводит к водородной болезни меди. При этом шов получается пористым, с микроскопическими трещинами. Повышенная теплопроводность меди требует предварительного подогрева и применения горелок повышенной мощности: При сварке меди толщиной до 10мм наконечник горелки выбирают из расхода 150л ацетилена в час на 1мм толщины, а при сварке более толстых листов – 200 л/ч.

Основной трудностью при сварке алюминия является образование на поверхности алюминия тугоплавких окислов Al₂О₃, которые препятствуют сплавлению свариваемых кромок. Большинство применяемых для сварки алюминия флюсов, помимо других компонентов, содержат соли лития, в частности хлористый литий, интенсивно растворяющий пленку тугоплавкого окисла. Хлористый литий очень гигроскопичен, поэтому следует хранить флюс в герметически закрытых банках и открывать его непосредственно перед употреблением. Ввиду большой активности флюса его остатки после сварки необходимо удалять с поверхности слабым (2%-ным) раствором азотной кислоты с последующей промывкой водой и просушкой. Сварочное пламя должно быть строго нормальным. Применение окислительного пламени приводит к окислению алюминия. Ацетиленистое пламя содержит повышенное количество водорода, который вызывает образование пористости шва. Мощность пламени выбирают для алюминия примерно 150 дм³/ч на 1 мм толщины и примерно 75 дм³/ч на 1 мм толщины сплава. Диаметр присадки выбирают в зависимости от толщины металла.