Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Республики Татарстан

Государственное автономное профессиональное образовательное учреждение

«Елабужский политехнический колледж»

Отчет по учебной практике

По специальности:150115 «Сварочное производство ПМ 05 выполнение работ по профессии 11718 «Газоресчик»

Место прохождения практики: ГАОУ СПО«Елабужский политехнический колледж»

Студента 2 курса 331 группы

Пермякова Алексея

Елабуга -2015

Содержание

Введение

1. Основной принцип газокислородной резки

2. Основные достоинства и недостатки газокислородной резки

3. Применение газокислородной резки на производстве

4. Газовая сварка назначение и применение

5. Плазменная резка основной принцип действия

6. Газокислородная резка швеллера

Список литературы

Введение

В настоящее время резка металла приобретает все большее значение. Это происходит в первую очередь за счет увеличения объемов производства, с которыми не справляется обычная ручная резка, а также в связи со значительным развитием кибернетики и автоматики. Благодаря чему изготовление станков с ЧПУ для фигурной вырезки деталей и заготовок не представляет технической сложности, и окупаемость данного оборудования лежит в пределах 0,5-1 года. Изготовление станков с ЧПУ в существенной мере облегчило труд резчика, повысило производительность труда и точность изготовления детали (заготовки), благодаря чему возросла роль резки металла в заготовительном производстве.

Одной из наиболее трудоемких операций, в настоящее время, остается подготовка кромок под сварку. Разработки в этой области на территории бывшего СССР до сих пор не увенчались успехом. Зарубежные аналогичные приспособления не получили широкого распространения в нашей стране в первую очередь из-за их высокой стоимости.

1. Основной принцип газокислородной резки

Газокислородная резка является наиболее распространенным способом термической, или огневой резки, отличается высокой производительностью и чистотой реза, позволяет резать сталь толщиной до двух метров. Однако все металлы, кроме углеродистой стали, плохо поддаются газокислородной резке. В связи с широким распространением газокислородной резки на нее расходуется основная масса вырабатываемого кислорода высокой чистоты.

Принцип кислородной резки заключается в сгорании металла под воздействием кислородной струи с последующим удалением ей же образующихся в результате оксидов.

В процессе кислородной резки металл подогревается резаком за счет пламени, которое образуется при сгорании горючего газа (ацетилен, пропан и т.п.) в смеси с кислородом (это повышает температуру горения), после чего при достижении температуры плавления металла применяется уже чистый кислород, с чего и начинается процесс резки. Как уже говорилось выше чистый кислород применяется уже для непосредственной резки металла и вытеснения оксидов. Резка по всей толщине достигается за счет того что вытесняемые в разрез оксиды нагревают следующий слой металла.

Что бы воспользоваться данным способом резки следует тщательно подготовить поверхность, а именно очистить ее в первую очередь от окалины, которая может послужить препятствием при контакте газовой струи с металлом, а так же от различной грязи, краски, масла и т.п. Для очистки поверхности от окалины обычно применяется подогревающее пламя резака, которым обычно проводят вдоль линии резки со скоростью, примерно равной скорости резки.

Перед непосредственной резкой металл нагревают с поверхности в точке начала реза до температуры, при которой возможно воспламенение металла в кислородной среде. После запуска струи чистого кислорода резак перемещают уже вдоль линии резки.

Что бы увеличить производительность кислородной резки применяют такой прием как наклон режущего сопла мундштука в противоположную направлению резки сторону, это позволяет ускорить процесс окисления металла.

Существует ряд ограничений метода. Газокислородной резкй можно порезать металлы, температура горения которых ниже температуры сопла. Так, температура горения алюминия 900°С, а плавления - 660°С, следовательно, гореть он будет только в жидком состоянии, и получить стабильную форму реза просто невозможно. К тому же, алюминий при горении образует оксиды с температурой плавления 2 050°С Такие оксиды будут очень прочными и трудноудаляемыми. Более того, алюминий имеет очень высокую теплопроводность, поэтому потребуется большая концентрация мощности и большой расход газа. Точно так же с помощью газокислородной резки не получится разрезать высоколегированные, высокоуглеродистые и хромоникелевые стали.

Применение термической резки требует подготовленного персонала и специальных мер безопасности, главным образом из-за своей пожароопасности. Возможна резка фаски для К-, V-, и Х-образные разделки с одинарным скосом кромки. Специалистам понятно, что качество кромок, подготовленных с помощью ручной термической резки, практически никогда не соответствует требованиям ГОСТ, и кромки нуждаются в последующей обработке (как минимум зачистка грата абразивными кругами или проволочными щетками). Газокислородная резка легированных сталей осложнена тем, что во время сгорания углеводородных газов (пропана, ацетилена) в атмосфере кислорода образуется свободный углерод и угарный газ, которые, вступая во взаимодействие с легирующими элементами (прежде всего хромом и никелем), образуют тугоплавкие карбиды; удаление карбидов из зоны резки при температурах газокислородного пламени практически невозможно. Поэтому газокислородная резка, к примеру, нержавеющих хромоникелевых сталей практически невозможна. Плазменная резка - практически единственный способ выполнять качественную резку высоколегированных сталей и алюминиевых сплавов. При использовании машинной резки (особенно портальных машин термической резки с ЧПУ), качество кромок выше и размеры элементов разделки могут полностью соответствовать требованиям стандартов. Однако при термической резке (особенно легированных сталей) происходит интенсивное изменение химического состава и свойств поверхностного слоя реза - науглероживание, азотирование, появление рыхлостей - а также интенсивные деформации вырезанных деталей при больших толщинах металла. Рез зачастую требует зачистки для снятия дефектного поверхностного слоя, а полученная кромка имеет пониженную свариваемость и при сварке требует сварщика высокой квалификации (не ниже 5 разряда), особенно, если сварная деталь ответственная и сварное соединение подвергается неразрушающему контролю. Применение в качестве плазмообразующего газа газовых смесей типа Ar/He2, Ar/H2, N2/H2 или хотя бы кислорода существенно снижает степень науглероживания и азотирование поверхностного слоя и делает требования последующей механической зачистки реза неактуальными. Лазерная резка применяется для весьма ограниченного диапазона толщин из-за высокой стоимости лазеров большой мощности и сложности систем фокусировки и наведения. Так как наиболее оптимальные для лазерной резки толщины лежат в пределах от 0,5 мм до 10 мм, то необходимость в резке скоса кромки для них практически отсутствует. Ручная лазерная резка, очевидно, еще долгое время будет невозможна из-за большой массы оптических головок и высокой опасности для операторов. Переносные машины термической резки. Иногда их также называют переносными газорежущими машинами. На самом деле они могут быть оснащены как газопламенными, так и плазменными режущими горелками и используются для механизированной термической резки. Основное применение таких машин - вырезка небольших деталей и резка монтажных припусков.

Конструктивно переносная машина термической резки представляет собой самоходную каретку с регулируемым электрическим приводом, на которой размещены режущие горелки: одна или две газопламенные или одна плазменная. Резаки установлены в кронштейнах, дающих возможность вертикальной и горизонтальной регулировки, а также поворота для резки скоса кромки. Переносные машины, оснащенные одной режущей горелкой, могут использоваться для разделительной резки и резки скоса кромки для V-образной разделки без притупления кромки; оснащение машины двумя горелками позволят резать скосы кромок для Y-образной и X-образной разделок. Иногда на переносную машину устанавливается три горелки, что позволяет резать скосы кромок для К-образной разделки. Выпускаются два типа переносных машин термической резки - легкие и тяжелые. Легкие машины имеют собственную массу до 10 кг и комплектуются одной режущей горелкой, позволяющей резать металл толщиной не более 100 мм. Тяжелые машины могут весить до 15 - 20 кг и могут комплектоваться двумя или тремя режущими горелками. Тяжелые машины также более приспособлены для комплектации оснащением для плазменной резки, которая требует более высокой скорости, чем газокислородная.

Переносные машины позволяют производить резку как прямых резов с перемещением по направляющим, так и вырезать криволинейные детали (с ручным направлением перемещения или при помощи циркульного устройства) и широко используются в монтажных устройствах.

Наиболее сложный вид оборудования для раскроя листового металла - портальные машины термической резки. На портале могут быть установлены несколько режущих суппортов, оснащенных горелками, как для газокислородной, так и для плазменной резки. Оснащены компьютерными системами управления, которые позволяют вырезать детали с высокой точностью и небольшим количеством отходов. Резка скоса кромки для газокислородных и плазменных режущих суппортов осуществляется по разному. Газокислородные режущие суппорты оснащаются так называемыми трехрезаковыми блоками, которые представляют собой зубчатый сектор, установленный на суппорте и поворачивающийся вокруг вертикальной оси. Режущие горелки крепятся на зубчатом секторе: одна горелка вертикально, две другие - по обе стороны сектора.

2. Основные достоинства и недостатки газокислородной резки

Преимущества кислородной резки металла:

Большие толщины разрезаемого металла. Толщина разрезаемого металла может достигать 500 мм. И ограничена конструктивными особенностями машины термической резки.

Низкая себестоимость резки металла;

Высокое качество реза. Современные газовые резаки, например Harris 198-2TF, в совокупности с правильным подбором типа горючего газа (ацетилен или пропан) и давления газов обеспечивают приемлемую ширину реза, почти полное отсутствие конусности реза и чистые (без наплывов и грата) кромки, почти не требующие дополнительной обработки;

Использование многорезаковых схем - при использовании технологии кислородной резки возможно одновременное использование нескольких газовых резаков или специальной оснастки для резки одного листа металла, например в машинах термической резки «Юпитер Газ2».

Недостатки кислородной резки металла:

Ограничение по типу разрезаемых металлов - при использовании технологии кислородной резки, возможно, обрабатывать только некоторые виды чёрных и цветных металлов;

Высокая себестоимость резки (по сравнению с другими видами термической резки) металла в диапазоне толщин до 10 мм.;

Ограничение толщины разрезаемого металла - толщина разрезаемого металла, начиная с которой получается приемлемое качество реза - от 4 мм.;

Использование опасных газов - при кислородной резке используются маслоопасный газ кислород (ГОСТ 5583-78) и пожароопасные горючие газы: пропан (ГОСТ Р 52087-2003) и ацетилен (ГОСТ 5457-75).

3. Применение газокислородной резки на производстве

Тенденция применения кислородной резки при наиболее перспективных методах непрерывного производства металлургического передела, в частности при огневой зачистке проката, в том числе и при непрерывной разливке стали обеспечивает существенное повышение выхода годного металла. Одним из интересных и существенных применений кислородной резки является зачистка поверхностей блюмсов и слябов в процессе их проката. Для этого применяются специальные машины, так называемой огневой зачистки, устанавливаемые в общем потоке движения болванки. В зависимости от области применения кислородной резки, в основном, в металлургическом производстве, наметились три направления ее механизации и автоматизации.

Остаточные напряжения в сварном соединении, возникающие от применения кислородной резки, не имеют практического значения.

Возможны два основных случая применения кислородной резки: как операции изготовления деталей в окончательный размер и как заготовительной операции, требующей последующей механической обработки.

Качество металла вблизи поверхности реза позволяет применять кислородную резку как окончательную операцию изготовления ряда деталей и заготовок для сварных конструкций. Применение кислородной резки в этом случае без дополнительной механической обработки возможно при обеспечении необходимой точности изготовления деталей и заготовок.

Кислородная резка металла в монтажных условиях является одним из основных технологических процессов при подготовительных операциях. Экономическая эффективность применения кислородной резки зависит от толщины изделий. Для листов толщиной 5 мм и более трудоемкость, и скорость кислородной резки меньше, чем резки на гильотинных ножницах. С увеличением толщины эффективность применения кислородной резки по сравнению с механической возрастает еще больше.

Самым грубым и малопроизводительным из них является срубание кромок ручным или пневматическим зубилом. При этом способе края кромок получаются неровные. Наиболее ровные и чистые кромки получаются при изготовлении их на специальных кромкострогальных или фрезерных станках. Применение кислородной резки, ручной или механизированной, для скоса кромок является самым экономичным. Шлаки и окалина, остающиеся после кислородной резки, должны быть удалены с помощью зубила и стальной щетки.

Вырезанное термической резкой детали по отклонениям от проектных линейных размеров должны соответствовать требованиям раздела I СНиП III-18-75.

Допустимые отклонения от номинальных размеров скосов кромок под сварку должны соответствовать ГОСТ 5264-80, ГОСТ 11534-75, ГОСТ 8713-79, ГОСТ 11533-75, ГОСТ 14771-76.

Шероховатость поверхности реза после ручной кислородной резки, машинной кислородной и плазменно-дуговой резки должны соответствовать требованиям СНиП III-18-75.

Отклонение поверхности реза от перпендикулярности сопрягаемых кромок должны соответствовать требованиям СНиП III-18-75, а свободных кромок должно соответствовать третьему классу по ГОСТ 14792-80.

Количество выхватов на поверхности реза деталей, вырезанных ручной и машинной термической резкой, должно соответствовать требованиям СНиП III-18-75. газокислородная резка плазменный

На нижних кромках поверхностей реза допускается образование грата, который удаляется по принятому на заводе технологическому процессу изготовления деталей, сборки и сварки конструкций.

Допускается наличие грата в виде валика оплавленного металла на нижней кромке поверхности реза после плазменно-дуговой резки, если размеры валика не превышают 0,6 мм по высоте и 1,2 мм по ширине.

Габаритные размеры деталей необходимо проверять путем замеров при помощи измерительного инструмента или шаблона.

Отклонения углов разделки кромок под сварку определяют при помощи угломера или шаблона.

Контроль за процессом резки и качеством поверхности реза осуществляется газорезчиком и мастером участка. Выборочный контроль качества поверхности реза производится службой технического контроля не реже двух раз в смену.

4. Газовая сварка назначение и применение

Газовая сварка используется для нагрева пламенем горючих газов, сжигаемых в специальных сварочных горелках, и выполняется с расплавлением металла. Среди других способов сварки плавлением она занимает второе место по масштабам применения, уступая лишь дуговой электросварке. При этом методе применяются горючие газы: ацетилен, водород, природный газ, пропан-бутан, пары бензина, керосина и т. д. Наибольшее значение имеет ацетилен, дающий в смеси с кислородом наивысшую температуру сварочного пламени -- до 3200° С; применение других газов незначительно. Чтобы повысить температуру пламени, сжигание производят в технически чистом кислороде. Сжигание газов в воздухе, содержащем всего 21% кислорода по объему, дает слишком низкую температуру, и газовоздушное пламя в большинстве случаев непригодно для сварки.

Горючий газ и кислород по резиновым шлангам подаются к штуцерам газосварочной горелки и попадают в камеру смешения внутри горелки. Наружу из мундштука вытекает готовая газокислородная смесь, поступающая в сварочное пламя. Пламя горелки расплавляет как основной, так и дополнительный присадочный металл, подаваемый в зону сварки, и образует сварочную ванну.

Применение газовой сварки

Газосварочное пламя используется для соединения листов черных и цветных металлов толщиной до 5--6 мм, для сварки чугуна, при небольших ремонтных работах, пайке и т. д. К преимуществам газовой сварки относятся универсальность, возможность работы в полевых условиях. Экономически она обычно менее выгодна, чем дуговая электросварка, и имеет меньшую производительность. Газовая сварка мало механизирована и выполняется почти исключительно вручную, требуя высокой квалификации рабочего-сварщика. Недостатком ее является повышенная опасность работы со сжатыми газами (при нарушении установленных правил возможны разрушительные взрывы).

Газосварочное пламя кроме сварки имеет и другие применения, из которых особенно важна газокислородная резка углеродистых и низколегированных сталей, основанная на способности железа гореть в технически чистом кислороде. Для зажигания железа нужно нагреть его в начальной точке до белого каления (1200--1300° С) и направить на нагретый участок струю технически чистого кислорода. Реакция сгорания железа экзотермична и идет со значительным выделением тепла. Резка производится специальными режущими горелками, или резаками, объединяющими в себе подогревательную часть, по устройству аналогичную газосварочной горелке, и канал для подачи режущего кислорода.

Способы газовой сварки

Угол наклона (а) и способы перемещения мундштука горелки (б)

Величина угла выбирается в зависимости от толщины и родасвариваемого металла. Чем толще металл и больше его теплопроводность, тем больше угол наклона мундштука горелки к поверхности свариваемого металла. В начале сварки для лучшего прогрева металла угол наклона устанавливают больше, затем по мере прогрева свариваемого металла его уменьшают до величины, соответствующей данной толщине металла, а в конце сварки постепенно уменьшают, чтобы лучше заполнить кратер и предупредить пережог металла. Рукоятка горелки может быть расположена вдоль оси шва или перпендикулярно ей. То или иное положение выбирается в зависимости от условий (удобств) работы газосварщика, чтобы рука сварщика не нагревалась теплотой, излучаемой нагретым металлом.

В процессе сварки газосварщик концом мундштука горелки совершает одновременно два движения: поперечное -- перпендикулярно оси шва и продольное -- вдоль оси шва. Основным является продольное движение, поперечное служит для равномерного прогрева кромок основного и присадочного металла и получения шва необходимой ширины.

Способ 1, при котором пламя периодически отводится в сторону, применять при газовой сварке не рекомендуется, так как при этом возможно окисление расплавленного металла кислородом воздуха. Способ 2 -- по спирали и способ 3 -- полумесяцем рекомендуются при сварке металла средней толщины, способ 4 -- при сварке тонких листов.
Присадочной проволокой можно совершать такие же колебательные движения, но в направлении, обратном движениям конца мундштука горелки.

Конец присадочной проволоки не рекомендуется извлекать из сварочной ванны и особенно из восстановительной зоны пламени. Движения, совершаемые концом мундштука горелки и концом присадочной проволоки в процессе сварки, зависят от положения шва в пространстве, толщины свариваемого металла, рода металла и требуемых размеров сварочного шва. Для сварки швов в нижнем положении наиболее распространено движение полумесяцем.

5. Плазменная резка основной принцип действия

Большую часть обширного списка недостатков газокислородной резки можно исключить при использовании плазмы. История появления первых плазмотронов сокрыта военной тайной, но известно, что они появились в середине XX столетия. В это время происходило расширение производства тугоплавких металлов и стали появляться новые материалы, устойчивые к высоким температурам. Стоимость плазмотронов изначально была огромна и широкое распространение плазменная обработка материалов получила только в конце XX века. В России плазменная резка стала широко распространенным явлением в начале этого века.

Получаемые плазмотронными приборами температуры в среднем 10 000 - 30 000°С. До 150 00 °С. Это недостижимые при сжигании химического топлива температуры и, соответственно, несравненно большая производительность. Плазменная резка металла является по сути его плавлением сжатой электрической дугой и последующим удалением расплавленного металла высокоскоростным плазменным потоком, обладающим температурой 15 000 - 20 000°С.

Ограничения метода связаны с толщиной металла. Так, для алюминия и сплавов на его основе это 120 мм; меди - 80 мм; легированные и углеродистые стали должны быть толщиной всего до 50 мм; чугун можно по-больше - до 90 мм.

Основные преимущества метода плазменной резки металла:

1. Очень высокая производительность;

2. Не требуется заправка газовых баллонов, их доставка и обслуживания;

3. Не требуются присадки для резки ценных металлов;

4. Приборы для плазменной резки легки и компактны.

Недостатки метода плазменной резки:

1. Как и в предыдущих способах - остается факт термического воздействия;

2. Кромка приобретает большую твердость, а последующая обработка требует дополнительных затрат;

3. Частичная потеря материала;

4. Ограничение по изгибу реза;

5. Ограничения по толщине металлов;

Невозможно разрезать материал с высоким сопротивлением току. Плазменная резка металла - высокоэффективный, производительный и перспективный способ обработки металлопроката.

Процесс плазменной резки основан на локальном расплавлении металла и выдуванием жидкого металла потоком плазмообразующего газа. Расплавление металла осуществляется совместным воздействием электрической дуги, горящей между плазмотроном и обрабатываемой деталью и потоком плазменного газа.

Плазменная резка позволяет обрабатывать прокат черных и цветных металлов и сплавов толщиной до 60 мм, тем не менее, резать листы толще 30 мм экономически выгоднее газовой резкой. Она находит все более широкое применение при обработке нержавеющих сталей и цветных сплавов на основе меди, алюминия, титана.

В производстве металлоконструкций плазменная резка позволяют точные детали, не нуждающиеся в дальнейшей обработке. Применение плазменной резки позволяет отказаться от последующей обработки кромок для сварки.

Плазменная резка металла - высокоэффективный, производительный и перспективный способ обработки металлопроката.

Процесс плазменной резки основан на локальном расплавлении металла и выдуванием жидкого металла потоком плазмообразующего газа. Расплавление металла осуществляется совместным воздействием электрической дуги, горящей между плазмотроном и обрабатываемой деталью и потоком плазменного газа.

Плазменная резка позволяет обрабатывать прокат черных и цветных металлов и сплавов толщиной до 60 мм, тем не менее, резать листы толще 30 мм экономически выгоднее газовой резкой. Она находит все более широкое применение при обработке нержавеющих сталей и цветных сплавов на основе меди, алюминия, титана.

В производстве металлоконструкций плазменная резка позволяют точные детали, не нуждающиеся в дальнейшей обработке. Применение плазменной резки позволяет отказаться от последующей обработки кромок для сварки.

Режим обработки

Основными параметрами, регулируемыми при плазменной резке, являются: состав плазмообразующего газа, зазор между соплом и листом (факельный зазор), сила тока плазменной дуги и скорость резки. Причем, последний фактор напрямую зависит от двух предыдущих.

Плазмообразующий газ. Для ручной плазменной резки наилучшим плазмообразующим газом является воздух, он доступен и прост. Воздух показывает хорошие результаты на листах толщиной 25,4 мм. Отрицательной характеристикой применения воздуха является незначительное обесцвечивание и нитрирование кромки реза.

Для автоматической плазменной резки обычно используют двойной газ. Наиболее эффективная комбинация для резки листов толщиной ~25,4 мм - азот в качестве основного газа и водяной туман в качестве дополнительного. Но на тонких листах водяные пары могут охлаждать рез слишком быстро, не обеспечивая достаточный нагрев, в результате чего кромка реза получается грубой, а на нижней поверхности образуется шлак. Для устранения этого дефекта необходимо увеличить силу тока и (или) уменьшить скорость резки.

При резке листов толщиной более 25,4 мм многие производители удачно используют в качестве основного газа аргон или водород, а в качестве дополнительного - азот или двуокись углерода. Смесь водород-азот позволяет минимизировать нитрирующий эффект. Применение углекислого газа пока более дорого, чем использование азота, однако он позволяет получать более чистые резы и уменьшает вредные испарения, возникающие в процессе резки.

Важное значение при плазменной резке играет не только выбор плазмообразующего газа (газов), но и определение оптимального давления, обеспечивающего высокое качество реза и продолжительность службы электрода и сопла. При повышенном давлении возникают проблемы в начале процесса резки, и уменьшается срок службы электрода. При пониженном давлении плазмотрон охлаждается недостаточно, что может привести к раздвоению дуги и разрушению сопла.

6. Газокислородная резка швеллера

1. Установить мундштук резака под углом к поверхности швеллера. Нагреть кромку и начать резку. В процессе резки менять положение пламени относительно разрезаемой поверхности так, как показано на рисунке.

2. Выполнить резку в таком же порядке, но резак разместить снаружи контура швеллера.

Список литературы

1. Акулов А.И., Алехин В.П., Ермаков С.И., Полевой Г.В., Рыбачук А.М., Чернышов Г. Г, Якушин Б.Ф. Технология и оборудование сварки плавлением и термической резки. - М., Машиностроение, 2003.

2. Куркин С.А., Николаев Г.А. Сварка конструкций: технология изготовления, механизация, автоматизация и контроль качества в сварочном производстве. М.: Высш. шк., 1991

3. Никифоров Н.И. и др. Справочник молодого газосварщика и газорезчика. М.: Высш. шк., 1990.

4. Рыбаков В.М. Дуговая и газовая сварка. М.: Высш. шк., 1986.

5. Справочник молодого газосварщика и газорезчика: справочное пособие. Н.И. Никитин, С.П. Нешумова, И.А. Антонов. - м.: Высш. Шк 1990.

6. www.intertehno.ru

Размещено на Allbest.ru