Конструкция автомобиля КамАЗ

По-видимому, причиной понижения пластических свойств металла швов, сваренных на первом и втором режимах, является повышенная скорость его охлаждения, несмотря на то, что он представляет собой малоуглеродистую сталь. Запись температуры с помощью термопар, размещенных у линии сплавления, действительно показала, что при сварке на медной подкладке на втором режиме (iсв = 320 А, Uд = 30 В, vсв = 120 м/час) скорость охлаждения у линии сплавления превышает -- 110°С/сек. В случае сварки такого же образца па весу (iсв = 115А Us = = 26 В, vсв = 55 м/час. табл. 3), скорость охлаждения всего --26° С/сек, т. е. ниже более чем в 4 раза. При сварке на медной подкладке на рекомендуемом в табл. 5 режиме для стали толщиной 1,5 мм (iсв = 170Аа, Ud = 25 В, vсв = 60 м/час), скорость охлаждения также невелика --34° С/сек. Качество шва при этом вполне удовлетворительное. Основной причиной большой скорости охлаждения металла шва является отвод тепла в медную подкладку непосредственно от расплавленного металла ванны. Для того чтобы понять, почему этот отвод тепла велик при сварке на втором режиме (Iсв = 320 А, Uд = 30 В, Vсв = 120 м/час) и сравнительно мал при сварке на режиме, рекомендуемом в табл. 5, достаточно сравнить соответствующие макрошлифы швов (фиг. 6). У шва, сваренного на втором режиме, ширина обратного усиления равна ширине прямого. Образование этого шва можно представить состоящим из двух этапов: сквозного прорезания дугой широкой канавки и заполнения этой канавки расплавленным металлом. При этом жидкий металл попадает непосредственно на медную подкладку. Поверхность их соприкосновения велика, ширина ее равна ширине шва. Обладая малым объемом и большой контактной поверхностью соприкосновения с медной подкладкой, ванна жидкого металла чрезмерно быстро остывает, что отрицательно отражается на механических свойствах шва. У шва, сваренного на рекомендуемом режиме, ширина обратного усиления незначительна. Это усиление, по- видимому, образуется за счет некоторого провисания ванны жидкого металла, когда в месте прохождения дуги листы начинают несколько отставать от подкладки. В этом случае контактная поверхность незначительна и скорость охлаждения невелика. Качество металла шва вполне удовлетворительно.

Фиг. 6. Макрошлифы швов, сваренных на медной подкладке: а -- на рекомендуемом режиме; б -- на нерекомендуемом режиме.

Сварка с обязательным зазором в стыке. В последнее время находит применение весьма своеобразный способ сварки тонколистовой стали (толщиной 2 мм и более) на медной подкладке с канавкой. При сборке соединения для сварки по этому способу предусматривается обязательное наличие зазора в стыке. Как указывалось выше, сварку тонколистовой стали рекомендуется осуществлять постоянным током обратной полярности, что обеспечивает наиболее устойчивый режим сварки. Однако при сварке на обратной полярности глубина проплавления значительно выше, чем в случае прямой полярности. Поэтому при сборке с обязательным зазором в стыке сварка на обратной полярности ведет к образованию прожогов и подгоранию медной подкладки. С целью уменьшения степени провара в данном случае рекомендуется применение только прямой полярности (на электроде -- отрицательный полюс).Режимы сварки листов толщиной 2 мм и более с обязательным зазором в стыке приведены в табл. 6.

В связи с недостаточной устойчивостью процесса сварки при малых токах на прямой полярности сталь толщиной менее 2 мм этим способом сваривать не удается.

Нахлесточные соединения

При хорошей сборке для образования надежного нахлесточного соединения требуется весьма малое количество расплавленного электродного металла. Достаточно сварить угловой шов требуемой глубины с катетами, равными толщине металла. Наложение такого малокалиберного углового шва -- затруднительная операция, особенно при толщине металла менее 3 мм. Поэтому нахлесточные швы обычно накладывают большего сечения, чем это необходимо для образования прочного соединения. Так как для нахлесточного шва требуется меньше электродного металла, чем для стыкового шва при той же толщине свариваемых листов, то режимы сварки нахлесточных швов отличаются значительно большей скоростью сварки. При сборке нахлесточных швов возможно образование зазоров между верхним и нижним листами. Если они превышают допустимую величину, то при сварке может иметь место неудовлетворительное формирование шва, подплавление одной верхней кромки либо прожог нижнего листа. Для того чтобы увеличить допуски на зазоры между листами, необходимо создать благоприятные условия для заполнения этих зазоров электродным металлом, чего можно достичь наклоном электрода поперек шва так, чтобы ось его была направлена в угол нахлесточного соединения (фиг. 7). Как показал опыт, в этом случае могут быть допущены значительно большие зазоры в соединения, чем при сварке вертикальным электродом. Помимо этого, при вертикальном положении электрода может иметь место неправильное формирование шва в связи с подплавлением кромки верхнего листа. Рекомендуемый угол наклона электрода относительно вертикальной оси равен 30--40°.

В табл. 7 приведены рекомендуемые режимы сварки нахлесточных соединений тонколистовой стали наклонным (поперек шва) электродом, а также допустимые при этом местные зазоры.

Сварка на остающейся подкладке

До того как начали применять тонкую электродную проволоку, сварка в стык на остающейся стальной подкладке являлась наиболее надежным производственным методом сварки тонколистовой стали. В качестве стальных подкладок применялись стальные полоски толщиной 1,0--1,5 мм, шириной 12--15 мм, поверхность которых тщательно очищалась от ржавчины. Эти полоски качественными электродами прихватывались к собранным стыкам тонкой листовой стали. Подкладки обычно изготовлялись из стали той же марки, что и свариваемая сталь. Существенным недостатком применения остающихся стальных подкладок является значительное увеличение времени, затрачиваемого на подготовку изделия для сварки. Во многих изделиях остающиеся подкладки не могут быть допущены по конструктивным соображениям. Режимы сварки электродной проволокой диаметром 3 мм тонколистовой стали на остающейся подкладке под флюсом АН-348 или ОСЦ-45 приведены в табл. 8.

Сварка кольцевых швов

Сварка под флюсом кольцевых швов может осуществляться встык или внахлестку. Соединения тонкого металла встык могут быть собраны под сварку на остающейся стальной подкладке, на медной подкладке и на весу. Описанные выше особенности сварки продольных швов соответственно остаются в силе применительно и к кольцевым швам. При диаметре кольцевых швов менее 600--800 мм возникают некоторые дополнительные требования к ведению процесса сварки, связанные с влиянием кривизны изделия на формирование сварного шва. Для улучшения формирования шва и предотвращения стекания ванны жидкого металла по направлению вращения изделия необходимо сместить конец электрода с верхней точки (зенита) в сторону, обратную вращению. Величина этого смещения зависит от объема расплавленного металла ванны, скорости сварки и диаметра изделия. При прочих равных условиях с увеличением объема ванны и скорости сварки величину смещения следует увеличить. Однако при этом необходимо иметь в виду, что чрезмерное смещение электрода может вызвать стекание ванны расплавленного металла в сторону, обратную вращению. Следует также учесть, что как недостаточное, так и чрезмерное смещение электрода часто оказывается причиной образования пор в швах, особенно если объем сварочной ванны невелик (сварка при малой мощности дуги). Неправильное по величине смещение вызывает усиленное растекание металла ванны в ту или иную сторону. При этом ванна ускоренно остывает, не успевая как следует дегазироваться. Соответствующие режимы сварки продольных швов на стали толщиной до 2 мм полностью пригодны для сварки кольцевых. Величина смещения с зенита в зависимости от диаметра кольцевого соединения для этих режимов приведена на графике (фиг. 8).

Фиг. 8. График зависимости величины смещения электрода с зенита от диаметра кольцевого соединения.

При сварке кольцевых швов на стали толщиной более 2 мм, когда объем ванны жидкого металла сравнительно велик, режимы сварки соответствующих продольных швов могут потребовать корректировки в зависимости от диаметра изделия. Чем меньше диаметр изделия, тем труднее предотвратить растекание сравнительно большой ванны жидкого металла. Хорошее формирование шва может быть получено в этом случае только при уменьшении объема ванны, что на практике достигается за счет понижения сварочного тока. При сварке кольцевых швов весьма малых диаметров (40--60 мм) может возникнуть затруднение с перекрытием начала шва конечной его частью. Шлаковая корка не успевает затвердеть, что затрудняет ее сбивание с начальной части шва. В этом случае рекомендуется сразу же после образования начала шва размазывать на нем жидкий шлаковый покров. Оставшаяся при этом тонкая пленка шлака не мешает перекрытию кольцевого шва.

4.2 Качество сварных соединений

Проверка качества сварных соединений, выполненных на тонколистовой стали Ст. 2. Ст. 3 по описанной выше технологии сварки, показывает следующее. Химический состав металла шва вполне нормален для углеродистой стали, сваренной электродной проволокой марки Св-08 и Св-08А под флюсом АН-348 и ОСЦ-45.

Механические свойства (предел текучести, предел прочности, относительное удлинение, относительное сужение, ударная вязкость, угол загиба) вполне соответствуют требованиям, предъявляемым при сварке ответственных конструкций из малоуглеродистой стали. Прочность сварных швов выше прочности основного металла, ударная вязкость металла шва несколько ниже ударной вязкости основного металла. Рентгеновское просвечивание сварных швов обнаруживает достаточную степень чистоты металла и отсутствие в нем каких-либо внутренних дефектов. Таким образом, описанная выше технология сварки тонкой малоуглеродистой стали под флюсом обеспечивает высокое качество сварных соединений.

4.3 Техника безопасности при выполнении сварочных работ

Все рабочие места в цехе должны быть оборудованы средствами тушения пожаров. В жаркое время года деревянные настилы лесов периодически поливают водой. Все горючие и быстровоспламеняющиеся материалы хранят в специальных помещениях и специальной таре. При использовании огнеопасных материалов нужно строго придерживаться инструкций. В случае возникновения пожара в цехе необходимо срочно вызвать пожарную команду завода, а до ее прибытия принять меры по тушению пожара (воспользоваться огнетушителем, песком и водой) и меры по обеспечению безопасности людей и спасению имущества от огня. Следует помнить, что масло, нефть можно тушить пенными огнетушителями или песком. Горячую электропроводку и электрические машины, находящиеся под напряжением, нельзя тушить водой и пенными огнетушителями, так как это может привести к поражению людей электрическим током. В таких случаях нужно немедленно обесточить проводку и машины и только после этого приступить к тушению огня. При возникновении пожара очень важно сохранить спокойствие, дисциплину и беспрекословно выполнять распоряжения руководителя, ответственного за тушение пожара. Ответственность за организацию и состояние техники безопасности на предприятиях несет администрация этих предприятий, в составе которой имеются специальные отделы по технике безопасности, или инженеры по технике безопасности. Все рабочие, перед допуском к работе, должны быть проинструктированы по безопасному ведению работ и в случае необходимости сдать соответствующее испытание по правилам техники безопасности. Вредное влияние излучения электрической дуги, невидимые ультрафиолетовые лучи, используемые сварочной дугой, вредно действует на сетчатку и роговую оболочку глаз. Если смотреть не защищенными глазами на свет дуги в течение 5-10 минут, то спустя 1-2 часа после этого, появляется боль в глазах, спазмы век, слезотечение, светобоязнь и воспаление глаз. В этом случае нужно обратиться к врачу. Для защиты зрения служат щитки и маски с защитными стеклами. Стекла совершенно не пропускают ультрафиолетовых лучей, а инфракрасные лучи пропускают лишь в пределах от 0,1 до 3% от общего количества. Для предохранения от действия лучей сварочной дуги, людей, работающих по соседству с местами сварки, ограждают светонепроникающими щитами, ширмами или кабинами из фанеры и брезентом высотой 1,8 м. Для улучшения вентиляции внутри кабины, стенки не доводят до пола на 25-30 см. чтобы уменьшить разность в яркости света, стенки кабин окрашивают в матовые светлые тона (серый, голубой, желтый) и увеличивают искусственную освещенность рабочего места. Поражение электрическим током. Предельное напряжение холостого хода при сварке не должно превышать, как правило, 70 В. Особенно опасно поражение током при сварке внутри резервуаров, где сварщик соприкасается с металлическими поверхностями, находящимися под напряжением по отношению к электродержателю.

Список использованных источников и литературы.

1. Титунин Б.А.. Ремонт автомобилей КамАЗ. - 2^-е изд., перераб. и доп. - М.: Агропромиздат, 1991. - 320 с., ил.

2. Буралёв Ю.В. и др. Устройство, обслуживание и ремонт автомобилей КамАЗ: Учебник для сред. проф.-техн. училищ / Ю.В. Буралёв, О.А. Мортиров, Е.В. Клетенников. - М.: Высш. школа, 1979. - 256 с.

3. Барун В.Н., Азаматов Р.А., Машков Е.А. и др. Автомобили КамАЗ: Техническое обслуживание и ремонт. - 2^-е изд., перераб. и доп. - М.: Транспорт, 1988. - 325 с., ил.25.

4. Руководство по ремонту и техническому обслуживанию автомобилей КамАЗ-5320, -53211, -53212, -53213, -5410, -54112, -55111, -55102. - М.: Третий Рим, 2000. - 240 с., ил. 15.

5. Хренов К.К. Сварка, резка и пайка металлов - М.: Машиностроение, 1973.-408 с.

6. Стеклов О.И. Основы сварочного производства - М.: Высш. школа, 1986.-224 с., ил.

Размещено на Allbest.ru