Основы технологий дуговой и газовой сварки

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования республики Беларусь

Управление образования гомельского облисполкома

Учреждение образования "Гомельский государственный профессиональный лицей строителей"

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

на тему: "Основы технологий дуговой и газовой сварки"

Проверил Выполнил

Преподаватель Учащийся гр. 44ЭГ

Иваненко Галина Крантовский Алексей

Геннадьевна Евгеньевич

Гомель 2013

Оглавление

Стр.

Введение 3

Область применения газовой сварки 5

Способы газовой сварки 6

Рисунок "Способы газовой сварки" 8

Сущность, способы дуговой сварки 8

Схема ручной дуговой сварки 11

Зажигание дуги 11

Охрана труда при проведении сварочных работ 12

Введение

Сварка - это процесс получения неразъёмных соединений установления межатомных связей между свариваемыми частями изделия при их нагреве и/или пластическом деформировании.

Сварка широко распространена во всех отраслях народного хозяйства нашей страны. Сварные конструкции прочнее и дешевле клепаных и дают значительную экономию металла. Способы сварки, при которых для образования сварного соединения кромки листов расплавляют, относятся к способам сварки плавлением, а те, при которых для образования сварного соединения кромки листов нагревают до размягчения металла и затем сдавливают, относят к способам сварки давлением. К сварке плавлением относятся дуговая (ручная и автоматическая), газовая и термитная.

К сварке давлением относят все разновидности контактной сварки -точечную, шовную и стыковую, а также газопрессовую и некоторые разновидности термитной сварки. Хорошо свариваются углеродистые стали с содержанием углерода до 0,3%. Удовлетворительно свариваются стали с содержанием углерода от 0,3 до 0,42%, низколегированные 30ХГС, 20ХМ и др. Ограниченно свариваются углеродистые стали с содержанием углерода от 0,42 до 0,55%, низколегированные стали 30ХМ, 30ХГС и др. Плохо свариваются углеродистые стали с содержанием углерода более 0,55%, легированные 35ХГС, 40ХС и др. Чем хуже свариваемость сталей, тем более тщательно должны подбираться технология и способ сварки.

Сущность газовой сварки состоит в том, что соединение частей осуществляется путем расплавления кромок свариваемых деталей пламенем сварочной горелки и заполнения промежутка между ними расплавом присадочной проволоки. После застывания образуется сварной шов, соединяющий детали в одно целое. Для получения газового пламени в горелку из двух баллонов по гибким резиновым шлангам подается ацетилен и кислород.

Самыми распространенными способами являются ручная и автоматическая дуговая сварки. Дуговую сварку применяют при изготовлении судов, вагонов, подъемно-транспортных сооружении, на строительстве различных промышленных объектов.

Область применения газовой сварки

С постоянным развитием технологий у человека появился большой выбор инструментов и приспособлений, которые помогают при осуществлении каких-либо видов работ, будь-то строительство дома или обычный ремонт машины. При закладке фундамента или проведении работ с использованием бетона не обойтись без бетономешалки, для установки различной техники также необходимы инструменты, такие как дрель, шуруповерт и так далее. При строительстве дома или перепланировке квартиры возникает необходимость в прокладке или замене различных труб, где не обойтись без сварки.

Существует несколько ее видов: дуговая сварка, плазменная, газовая, лазерная. Одним из наиболее распространенных видов сварки является газовая. В бытовых условиях она, как правило, применяется для прокладки водопроводных труб, а также в некоторых случаях для установки кондиционеров. Существуют различные типы кондиционеров, часть из них требует использования сварочного аппарата, а часть - других инструментов. Газовая сварка относится к способам сварки плавлением, при котором нагрев кромок соединяемых конструкций производится пламенем газов, сжигаемых при выходе из горелки. Газовое пламя возникает в результате сгорания смеси кислорода и горючего газа. В качестве последнего применяют ацетилен, водород, метан, пропан, пропанобутановую смесь, бензин, осветительный керосин. Наибольшее применение имеет сварка с ацетиленом, остальные газы имеют достаточно ограниченное использование.

Если вы решили купить сплит систему для дома, вам будет необходимо где-то крепить вспомогательный блок кондиционера, который, как правило, располагают с наружной части дома. Для крепления блока необходимо сварить специальные подставки, которые будут крепиться к блоку и стене, а если ваша квартира находится на первых этажах, то желательно еще сварить защитную решетку, чтобы уберечь блок от лишних посягательств. Основной особенностью газовой сварки является то, что она используется для сварки стали толщиной от 0,2 - 5 мм, для цветных металлов, для тех, которые требуют постепенного мягкого нагрева и замедленного охлаждения. С увеличением толщины металла и стали толщиной более 8 мм значительно снижается производительность газовой сварки, она становится экономически невыгодной. Это ограничивает ее использование в строительстве таких объектов как мосты, корпуса судов, больших и крупных металлоконструкций. Однако благодаря своей портативности и легкости в использовании газовая сварка получила широкое применение в осуществлении отдельных ремонтных работ. Газовая сварка будет необходима при работах по проведению труб для обеспечения водой, например, на дачных участках или загородных домах. В условиях дачных кооперативов обычно отсутствует постоянное водообеспечение, и люди вынуждены рыть колодцы, которые будут обеспечивать их водой. Для подъема жидкости с большой глубины вы можете купить погружной насос, который обеспечивает подачи жидкости с большой глубины.

Существуют два типа погружных насосов: штанговые и бесштанговые. В штанговых погружных насосах привод осуществляется от независимого двигателя, который расположен на поверхности воды, через штангу. В бесштанговых погружных насосах двигатель установлен внутри, а питание подается через силовой кабель. Существуют также колодезные и скваженные насосы, в которых устанавливаются один или несколько фильтров для подачи чистой, очищенной воды, пригодной для бытовых целей. Также погружные насосы могут использоваться для осушения или заполнения водой бассейнов.

Способы газовой сварки

В практике различают два способа ручной газовой сварки: правый и левый.

Левым способом газовой сварки называется такой способ, при котором сварку ведут справа налево, сварочное пламя направляют на еще несваренные кромки металла, а присадочную проволоку перемещают впереди пламени. Левый способ наиболее распространен и применяется при сварке тонких и легкоплавких металлов. При левом способе сварки кромки основного металла предварительно подогревают, что обеспечивает хорошее перемешивание сварочной ванны. При этом способе сварщик хорошо видит свариваемый шов, поэтому внешний вид шва лучше, чем при правом способе.

Правым способом сварки называется такой способ, когда сварку выполняют слева направо, сварочное пламя направляют на сваренный участок шва, а присадочную проволоку перемещают вслед за горелкой. Мундштуком горелки при правом способе выполняют незначительные поперечные колебания. Так как при правом способе пламя направлено на сваренный шов, то обеспечивается лучшая защита сварочной ванны от кислорода и азота воздуха и замедленное охлаждение металла шва в процессе кристаллизации. Качество шва при правом способе выше, чем при левом. Теплота пламени рассеивается меньше, чем при левом способе. Поэтому при правом способе сварки угол разделки шва делается не 90°, а 60 - 70°, что уменьшает количество наплавляемого металла и коробление изделия.

Правый способ экономичнее левого, производительность сварки при правом способе на 20 - 25% выше, а расход газов на 15 - 20% меньше, чем при левом. Правый способ целесообразно применять при сварке деталей толщиной более. 5 мм и при сварке металлов с большой теплопроводностью. При сварке металла толщиной до 3 мм более производителен левый способ.

Мощность сварочной горелки для стали при правом способе выбирается из расчета ацетилена 120 - 150 дм³/ч, а при левом - 100 - 130 дм³/ч на 1 мм толщины свариваемого металла.

Диаметр присадочной проволоки выбирается в зависимости от толщины свариваемого металла и способа сварки. При левом способе сварки диаметр присадочной проволоки d = S/2+1 мм, а при правом d = S/2 мм, где S - толщина свариваемого металла, мм.

Способы газовой сварки: а - левый, б - правый

Сущность, способы дуговой сварки

К электроду и свариваемому изделию для образования и поддержания сварочной дуги от источников сварочного тока подводится постоянный или переменный сварочный ток. Сварочная дуга горит между металлическим стержнем электрода и основным металлом. Под действием тепла дуги металл дуги электрода, покрытие электрода и основной металл расплавляется, образуя сварочную ванну. Капли жидкого металла с торца расплавленного электродного стержня переносятся в ванну через дуговой промежуток. Вместе со стержнем плавится покрытие электрода, образуя вокруг дуги газовою защиту и жидкую шлаковую ванну. По мере движения дуги, металл сварочной ванны затвердевает, образуется сварочный шов и шлаковую корка на поверхности шва.

Глубина, на которую расплавляется основной металл, называется глубиной проплавления. Она зависит от режима сварки (силы сварочного тока и диаметра электрода), пространственного положения сварки, скорости перемещения дуги по поверхности изделия (торцу электрода и дуге сообщают поступательное движение вдоль направления сварки и поперечные колебания), от конструкции сварного соединения, формы и размеров разделки свариваемых кромок и т. п. Размеры сварочной ванны зависят от режима сварки и обычно находятся в пределах: глубина до 7 мм, ширина 8 - 15 мм, длина 10 - 30 мм. Доля участия основного металла в формировании металла шва обычно составляет 15 - 35%.

Расстояние от активного пятна на расплавленной поверхности электрода до другого активного пятна дуги на поверхности сварочной ванны называется длиной дуги. Расплавляющееся покрытие электрода образует вокруг дуги и над поверхностью сварочной ванны газовую атмосферу, которая, оттесняя воздух из зоны сварки, препятствует взаимодействиям его с расплавленным металлом. В газовой атмосфере присутствуют также пары основного и электродного металлов и легирующих элементов. Шлак, покрывая капли электродного металла и поверхность расплавленного металла сварочной ванны, способствует предохранению их от контакта с воздухом и участвует в металлургических взаимодействиях с расплавленным металлом. газовая сварка дуговая

Кристаллизация металла сварочной ванны по мере удаления дуги приводит к образованию шва, соединяющего свариваемые детали. При случайных обрывах дуги или при смене электродов кристаллизация металла сварочной ванны приводит к образованию сварочного кратера (углублению в шве, по форме напоминающему наружную поверхность сварочной ванны). Затвердевающий шлак образует на поверхности шва шлаковую корку.

Ввиду того, что от токоподвода в электрододержателе сварочный ток протекает по металлическому стержню электрода, стержень разогревается. Этот разогрев тем больше, чем дольше протекание по стержню сварочного тока и чем больше величина последнего. Перед началом сварки металлический стержень имеет температуру окружающего воздуха, а к концу расплавления электрода температура повышается до 500 - 600 °С (при содержании в покрытии органических веществ - не выше 250 °С). Это приводит к тому, что скорость расплавления электрода (количество расплавленного электродного металла) в начале и конце различна. Изменяется и глубина проплавления основного металла ввиду изменения условий теплопередачи от дуги к основному металлу через прослойку жидкого металла в сварочной ванне. В результате изменяется соотношение долей электродного и основного металлов, участвующих в образовании металла шва, а значит, и состав и свойства металла шва, выполненного одним электродом. Это - один из недостатков ручной дуговой сварки покрытыми электродами.

1 - сварочная дуга; 2 - стержень электрода; 3 - основной металл; 4 - сварочная ванна; 5 - жидкий металл; 6 - покрытие электрода; 7 - газовая защита; 8 - шлаковая ванна; 9 - сварочный шов; 10 - шлаковая корка

Зажигание дуги

Способ зажигания дуги с контролируемым прилипанием электрода при ручной дуговой сварке включает касание электродом свариваемой детали в месте начала сварного шва и возбуждение дуги в момент отрыва электрода от детали, при этом момент касания электродом детали и момент отрыва электрода от детали детектируют путем измерения тока и напряжения в межэлектродном пространстве. В момент касания электродом детали формируют кратковременный начальный режим горячего пуска, достаточный для разогрева электрода. По истечении времени первого этапа создают режим ограничения короткого замыкания, причем уровень тока формируют достаточным для поддержания электрода в нагретом состоянии, без увеличения площади контакта и прочного прилипания, осуществляя тем самым контролируемое прилипание.

Известен способ зажигания дуги - "чирканьем". Данный способ осуществляет зажигание путем перемещения электрода по поверхности детали. Способ применяется, например, при сварке покрытым электродом с использованием сварочного выпрямителя. На стадии промежуточных прерывистых коротких замыканий, которые возникают при скольжении электрода по поверхности свариваемой детали, идет разогрев торца электрода, а в конце движения с момента прекращения скольжения происходит установление дугового разряда за счет развития процессов автоэлектронной и термоэлектронной эмиссии с катода, а также термической ионизации в межэлектродном промежутке.

Известен способ зажигания дуги "касанием". Сварщик касается электродом поверхности свариваемой детали, при этом источник питания переходит в режим короткого замыкания с током, в 1.2 - 2.0 раза превышающим рабочий сварочный ток. В микроконтактах электрода с деталью металл разогревается и даже расплавляется. При последующем резком отводе электрода от детали микроконтакты разрываются, иногда с испарением перемычки. В межэлектродном пространстве развиваются процессы автоэлектронной и термоэлектронной эмиссии с горячего катода, а также термической ионизации паров металла и газа. С появлением большого количества носителей тока - электронов и положительных ионов - между электродом и деталью возникает дуга, т.е. самостоятельный электрический разряд в газах и продуктах испарения металлических электродов и компонентов покрытия.

Охрана труда при проведении сварочных работ

Рабочее место сварщика должно содержаться в чистоте и порядке, не допуская ничего лишнего, мешающего работе на рабочем месте, а также в проходах и проездах. Детали и заготовки следует держать в устойчивом положении на подкладках и стеллажах, высота штабелей не должна превышать полторы ширины или полтора диаметра основания штабеля и во всех случаях не должна быть более 1 м.

Сварочные кабели нельзя располагать рядом с газосварочными шлангами и трубопроводами, находящимися под давлением, или по участкам с высокой температурой, а также вблизи кислородных баллонов и ацетиленовых генераторов.

Не должны производиться сварка и резка внутри сосудов с закрытыми люками или невывернутыми пробками, у неогражденных или незакрытых люков, проемов, колодцев и т. п.

При электродуговой ручной сварке зона сварки (сварочная дуга, расплавляемый металл) является источником возможного травмирования электросварщика излучением и теплом сварочной дуги и брызгами расплавленного металла. Для защиты глаз, лица, кожного покрова головы и шеи сварщика от излучения и брызг металла, а также частичной защиты органов дыхания от непосредственного воздействия выделяемых при сварке паров металла, шлака и аэрозолей (мелких частичек расплавляемого металла и шлака, взвешенных в парах) предназначены защитные щитки. Щитки изготовляются двух основных видов наголовные и ручные. Наголовный щиток более удобен, так как освобождает руку сварщика от необходимости удерживать ручной щиток. Щитки изготовляют углубленной формы для того, чтобы они хорошо защищали все открытые части головы и шеи сварщика.

Сварщики, работающие на строительных площадках, обязаны носить каски, предохраняющие голову рабочего от возможного травмирования падающими предметами и защищающие от ударов поражения электрическим током и атмосферных воздействий. Под каску должен одеваться головной убор - подшлемник. Важными средствами индивидуальной защиты сварщика являются спецодежда и спецобувь. Спецодежда (куртки и брюки) изготовляется из материала, предохраняющего сварщика от излучения и имеющего противоискровые нашивки. Для работы в стационарных постах сварщик использует фартук, предохраняющий от брызг, особенно опасных при дуговой резке. Обувь сварщика, работающего на монтажной площадке, должна быть с нескользящей подметкой.

К средствам индивидуальной защиты относятся также резиновый коврик, резиновые перчатки и галоши, применяемые при работе в особо опасных местах. Во время работы сварщик должен застегивать куртку, не допуская оголения и поражения лучами дуги открытых мест тела. Клапаны куртки должны быть закрыты, брюки носятся на выпуск так, чтобы они закрывали ботинки во избежание попадания брызг металла на ноги.

При проведении сварочных работ на открытом воздухе в холодное время года спецодежда должна комплектоваться теплозащитными подстежками в соответствии с климатическими зонами.

Ручная электросварка мелких изделий должна производиться в кабинах или фиксированных местах, оборудованных местными отсосами в виде неподвижных решетчатых панелей равномерного всасывания.

Список используемой литературы

1. Источники питания для дуговой сварки. Александров В.Г., Милютин В.С. М.: Машиностроение, 2001. 79с.

2. Справочник сварщика. Верхоенко Л.В., Тукин А.К. Мн.: Высш.шк., 1991. 480с.

3. Оборудование для дуговой сварки /под ред. В.В. Смирнова. Ленинград: Электроатомиздат, 1990. 666с.

4. Инструмент и средство защиты сварщика. Равлусевич Р.А., Глебов А.З., Кодьяруев И.С. М.: Машиностроение, 2007. 96с.

5. Сварочные материалы для механизированных способов дуговой сварки. Специнский В.Т., Галинич В.И., Кушнеров Д.М., Суптель А.М. М.: Машиностроение, 2008. 102с.

6. Ручная дуговая сварка .Фомичев В.П., Яковлев А.П. Мн.: Высш.шк, 2010. 288с.

Размещено на Allbest.ru