Методические указания. Метод.указания_для_практич._МДК.02.01. Методические указания для студентов по выполнению лабораторных и практических работ мдк 02. 01
 Скачать 0.53 Mb.
|
|
ЗАДАНИЕ: Ответьте на вопросы и запишите ответы в тетрадке: 1. Назовите действия сварщика перед включением и отключение рубильника. 2. Назовите действия сварщика по окончании сварки. 3. Чем дополнительно должен пользоваться сварщик при работе внутри металлических конструкций (котлов, резервуаров и т.д)? 4. Назовите устройство, которым оснащены все электросварочные установки при ручной дуговой сварке переменным током, предназначенные для сварки в особо опасных условиях. 5. Перечислите требования к спецодежде сварщика. 6. Объясните, как заземляют кожух трансформатора? 7. Изложите правила техники безопасности при работе с источниками питания сварочной дуги. 12 5. Лабораторная работа №5 Снятие V-А характеристики сварочной дуги. ЦЕЛЬ РАБОТЫ: 1. Формирование практических умений и навыков по снятию вольт- амперной характеристики сварочной дуги. ОБОРУДОВАНИЕ И МАТЕРИАЛЫ: Справочник электрогазосварщика. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ: Одной из важнейших характеристик источника питания сварочной дуги является внешняя статическая (вольт-амперная) характеристика. Внешней статической характеристикой называется кривая, показывающая зависимость между напряжением дуги и величиной сварочного тока. В зависимости от назначения различные источники питания обладают различными внешними характеристиками. Условно внешние характеристики подразделяются на крутопадающие или пологопадающие (ПВХ), и жесткие или пологовозрастающие (ЖВХ). Вид внешних характеристик обычно связан с особенностями сварочного процесса, для которого предназначен источник. Требования к виду внешних характеристик определяются такими показателями сварочного процесса, как: - тип электрода (плавящийся, неплавящийся); - характер среды, в которой происходит сварка (открытая дуга, дуга под флюсом, в защитных газах); - степень механизации процесса (ручная, полуавтоматическая, автоматическая сварка); - способ регулирования режима горения дуги (саморегулирование, автоматическое регулирование напряжения дуги). Так, для ручной дуговой сварки покрытыми штучными электродами, аргонодуговой сварки вольфрамовым электродом, механизированной сварки под флюсом на автоматах с регулированием скорости подачи электродной проволоки в зависимости от напряжения дуги используются ПВХ (рис 1, а). При ПВХ источник работает в режиме регулятора сварочного тока. При этом, сварочный ток может регулироваться в заданном диапазоне от минимального I 21 до максимального I 22 значения,плавно или ступенями.По технологическим (сварочным) и экономическим соображениям наиболее часто используется плавно-ступенчатое регулирование, когда две (или более) ступени регулирования сочетаются с плавным регулированием тока внутри каждой ступени. Регулирование сварочного тока при ПВХ производится при приблизительном постоянстве напряжения холостого хода U 20 . Часто при плавно-ступенчатом регулировании переход на ступень малых токов сопровождается повышением напряжения холостого хода U' 20 13 Рис 1. Внешние вольт-амперные характеристики. Каждому виду сварки соответствует определенная крутизна наклона ПВХ. Так, например, наиболее крутые характеристики используются для аргонодуговой сварки, более пологие - для ручной сварки штучными электродами, еще более пологие - для автоматической и полуавтоматической сварки под флюсом. Регулирование длины дуги в процессе сварки при ПВХ осуществляется рукой сварщика или системой регулирования длины дуги сварочного автомата. Для сварки в защитных газах с применением тонких электродных проволок требуется источник питания с жесткими, т.е горизонтальными или пологовозрастающими характеристиками (рис 1, б). Источник питания при ЖВХ работает как регулятор напряжения. Рабочее напряжение регулируется в заданных пределах от минимального до максимального значения, причем диапазон регулирования его выбирается в строгом соответствии с заданным диапазоном сварочного тока. Регулирование напряжения при ЖВХ также может быть плавным, ступенчатым и смешанным. Значение сварочного тока определяется скоростью подачи электродной проволоки, а источник питания задает напряжение дуги и обеспечивает саморегулирование длины дуги. В сварочных трансформаторах для сварки под флюсом, рабочее напряжение (в вольтах) и сварочный ток связаны соотношением: для сварочных трансформаторов на номинальный ток 1000 А U 2 = 19 + 0,037×I 2 для трансформаторов на номинальный ток 2000 А U 2 = 13 + 0,0315×I 2 Известно, что скорость нарастания напряжения на дуговом промежутке (при обрыве сварочного тока в предыдущем полупериоде) 14 определяется его проводимостью. При этом происходит своеобразное саморегулирование процесса повторного зажигания: чем быстрее убывает проводимость, тем больше скорость нарастания напряжения. При полном разрыве сварочной цепи напряжение на электродах должно мгновенно возрасти до текущего значения напряжения холостого хода сварочного трансформатора. Рис.2 Вольт-амперные характеристики сварочных выпрямителей типа ВД Сварочные выпрямители с жесткими характеристиками и регулируемые трансформатором (рис. 2). В сварочных выпрямителях типа ВД используется ступенчатое регулирование напряжения – переключением числа витков обмоток. Сварочные выпрямители с дросселем насыщения За счет дросселя снижается скорость увеличения сварочного тока и его пиковое значение при возбуждении дуги, а также уменьшается разбрызгивание расплавленного металла при сварке плавящимся электродом (проволокой). Дроссель насыщения применяется в конструкциях выпрямителей, формирующих как падающие, так и жесткие характеристики. Рис.3 Регулирование вольт-амперных характеристик в сварочном выпрямителе ВДГ-302 Плавное регулирование в пределах каждой ступени выполняется трехфазным симметричным дросселем насыщения, выполненным на шести попарно объединенных ленточных сердечниках. Первая ступень регулирования напряжения соответствует соединению фаз первичной обмотки «треугольником» с применением отводов, вторая ступень регулирования – соединению фаз обмоток «треугольником» без отводов, 15 третья ступень регулирования – соединению фаз обмоток с применением отводов «звездой» (рис.3). ЗАДАНИЕ: По одному из вариантов выполните задание: Вариант №1: 1. Графически изобразите вольт-амперную характеристику для ручной дуговой сварки плавящимся электродом, источник питания – сварочный трансформатор. 2. Заполните таблицу для крутопадающей вольт-амперной характеристики: Способ сварки Тип электрода Характер среды, Степень Способ в которой механизации регулирования происходит процесса режима горения сварка дуги Вариант №2: 1. Графически изобразите вольт-амперную характеристику для автоматической и полуавтоматической сварки под флюсом, источник питания – сварочный трансформатор. 2. Заполните таблицу для пологопадающей вольт-амперной характеристики: Способ сварки Тип электрода Характер среды, Степень Способ в которой механизации регулирования происходит процесса режима горения сварка дуги 16 Вариант №3: 1. Графически изобразите вольт-амперную характеристику для сварки в защитных газах, источник питания – сварочный выпрямитель с дросселем насыщения. 2. Заполните таблицу для жесткой вольт-амперной характеристики: Способ сварки Тип электрода Характер среды, Степень Способ в которой механизации регулирования происходит процесса режима горения сварка дуги Вариант №4: 1. Графически изобразите вольт-амперную характеристику для ручной дуговой сварки плавящимся электродом, источник питания – сварочный выпрямитель типа ВД. 2. Заполните таблицу для возрастающей вольт-амперной характеристики: Способ сварки Тип электрода Характер среды, Степень Способ в которой механизации регулирования происходит процесса режима горения сварка дуги 17 6. Лабораторная работа №6 Рассчитать коэффициент расплавления и наплавки. ЦЕЛЬ РАБОТЫ: 1. Формирование исследовательских умений по самостоятельному расчету коэффициента расплавления и наплавки. ОБОРУДОВАНИЕ И МАТЕРИАЛЫ: Справочник электрогазосварщика. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ: Сварочная дуга является мощным концентрированным источником тепла. В процессе горения дуги в ней развивается высокая температура, достигающая в центре столба дуги 6000 – 7000 ◦С. Электрическая энергия, потребляемая дугой, в основном превращается в тепловую. Полную тепловую мощность дуги Q можно подсчитать по формуле: Q = I ×U д [дж/сек], где I – величина сварочного тока, а; U д – напряжение на дуге, в. В процессе сварки не все тепло, выделяемое дугой, переходит в шов; часть расходуется на нагрев окружающего воздуха или защитного газа, на плавление покрытия и флюса, угар, разбрызгивание и др. Количество тепла, введенное сварочной дугой непосредственно в изделие в единицу времени, называется эффективной тепловой мощностью дуги q.Она определяется по формуле: q = I ×U д × ή [дж/сек], где ή – эффективный коэффициент полезного действия нагрева металла дугой. Коэффициент ή равен: При сварке открытой дугой……………………………..0,50 – 0,65 При сварке электродами с толстым покрытием……….0,70 – 0,85 При сварке под флюсом…………………………………0,80 – 0,92 При электрошлаковой сварке…………………………...0,60 – 0,70 При сварке в защитных газах…………………………...0,50 – 0,60 В процессе сварки образование металла шва происходит вследствие расплавления основного и присадочного металлов. Расплавление металла характеризуется коэффициентом расплавления. Коэффициентом расплавления называется количество расплавленного электродного металла в граммах в течение одного часа, приходящегося на один ампер сварочного тока. Коэффициент расплавления определяется по формуле: G p α p = -------- г/ач;, I × t 18 Где α p – коэффициент расплавления, г/ач; G p – масса расплавленного электродного металла, г; I – величина сварочного тока, а; t – время горения дуги, ч. Для определения количества наплавленного металла служит коэффициент наплавки. Коэффициентом наплавки называется количество наплавленного электродного металла в граммах в течение одного часа, приходящегося на один ампер сварочного тока. Он определяется по формуле: G н α н = -------- г/ач;, I×t Где α н – коэффициент наплавки, г/ач; G н – масса наплавленного электродного металла. Коэффициент наплавки несколько меньше коэффициента расплавления и зависит от способа сварки, рода и полярности тока, марки электродов и флюса и других факторов. Так, коэффициент наплавки для ручной сварки покрытыми электродами составляет 7-18 г/ач (в среднем 8-12), для автоматической сварки под флюсом 12-16 г/ач, для электрошлаковой сварки 18-22 г/ач. Часть расплавившегося электродного металла не участвует в образовании шва и идет на покрытие потерь на угар, разбрызгивание, испарение и др. Коэффициент, характеризующий эти потери, определяется по формуле и выражается в %: G p – G н α p - α н Ψ = ----------×100% или Ψ = ----------×100%. G p α p Коэффициент потерь зависит от способа сварки и некоторых других факторов. Так, при сварке электродами с тонким покрытием Ψ=10-2%, электродами с толстым покрытием Ψ=5-10%, при автоматической и полуавтоматической сварке под флюсом Ψ=1-5%. Зная величину коэффициента наплавки, а также величину сварочного тока, можно определить производительность процесса дуговой сварки (количество наплавленного металла) по формуле: G н = α н ×I×t [г]. Для определения количества тепла, вводимого в шов и характеризующего тепловой режим сварки, служит понятие «Погонная энергия сварки»; она представляет собой отношение эффективной тепловой мощности дуги q к скорости сварки v и выражается следующей формулой: q I× U д × ή -- = ------------- [дж/см]. vv 19 Погонная энергия показывает, какое количество тепла вводится на 1см длины однопроходного шва или валика. Значение ее необходимо для оценки воздействия термического (теплового) цикла сварки на основной и наплавленный металл. Чем выше погонная энергия, тем сильнее прогревается металл шва и околошовной зоны. С увеличением скорости сварки погонная энергия, а следовательно, тепловое воздействие дуги на свариваемый металл уменьшается. ЗАДАНИЕ: Выполните задание по одному из вариантов: Вариант №1: Рассчитайте и запишите данные в таблицу если: Вид сварки – ручная дуговая покрытым электродом; Полная Эффективн Коэффициент Коэффициент Коэффициент Кол-во Погонная тепловая ая тепловая расплавления, наплавки, потерь, наплавленного энергия, мощность, мощность, г/Ач г/Ач % металла, дж/см дж/сек дж/сек г Вариант №2: Рассчитайте и запишите данные в таблицу если: Вид сварки – электрошлаковая; Полная Эффективн Коэффициент Коэффициент Коэффициент Кол-во Погонная тепловая ая тепловая расплавления, наплавки, потерь, наплавленного энергия, мощность, мощность, г/Ач г/Ач % металла, дж/см дж/сек дж/сек г Вариант №3: Рассчитайте и запишите данные в таблицу если: Вид сварки – автоматическая и полуавтоматическая; Полная Эффективн Коэффициент Коэффициент Коэффициент Кол-во Погонная тепловая ая тепловая расплавления, наплавки, потерь, наплавленного энергия, мощность, мощность, г/Ач г/Ач % металла, дж/см дж/сек дж/сек г 20 7. Практическая работа №1 Расшифровка марок электродов по ГОСТу. ЦЕЛЬ РАБОТЫ: 1. Формирование способности и готовности использовать теоретические знания для расшифровки марок электродов по ГОСТу. ОБОРУДОВАНИЕ И МАТЕРИАЛЫ:ГОСТ9466-60и справочник электрогазосварщика. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ: Электродом для дуговой сварки называют металлический или неметаллический стержень, предназначенный для подведения тока к сварочной дуге. Электроды подразделяются на плавящиеся и неплавящиеся. Плавящиеся электроды выполнены из стали, чугуна, алюминия, меди и их сплавов. Они представляют собой определенных размеров металлические стержни, на поверхность которых опрессовкой или окунанием нанесено специальное покрытие. Неплавящиеся электроды выполнены из технического вольфрама и его сплавов, угля и графита. Они предназначены для повышения температуры сварочной ванны при своем сгорании. Назначение покрытия электродов. 1. Защита расплавленного металла от кислорода и азота воздуха при сварке.Это достигается газами,которые образуются из покрытия в зоне дуги. 2. Теплоизоляция расплавленного металла (для медленного процесса кристаллизации, что обеспечивает пластичность сварного шва). Пластичность – главное механическое свойство, которым должен обладать сварочный шов. 3. Для устойчивого горения сварочной дуги (в покрытие вводятся ионизирующие добавки)ю 4. Легирование металла шва. Классификация покрытых металлических электродов по ГОСТу9466-75: По назначению: - У – для сварки углеродистых, низколегированных сталей; - Л – для легированных конструкционных сталей; - Н – для наплавки поверхностных слоев с особыми свойствами; - Т – для сварки легированных теплоустойчивых сталей; - В – для сварки высоколегированных сталей. По толщине покрытия: В зависимости от отношения диаметра покрытия (D) к диаметру стержня (d). D/d ≤ 1,2 – тонкое покрытие (М); 21 1,2 < D/d ≤ 1,45 – среднее покрытие (С); 1,45 < D/d ≤ 1,8 – толстое покрытие (Д); D/d > 1,8 – особо толстое покрытие (Г). По видам покрытия: - А – кислое; - Б – основное; - Ц – целлюлозное; - Р – рутиловое. По допустимым пространственным положениям: 1 – для всех положений; 2 – для всех положений, кроме вертикального «сверху вниз»; 3 – для нижнего, горизонтального и вертикального «снизу вверх»; 4 – для нижнего и нижнего в «лодочку». По роду применяемого сварочного тока: 0 – для сварки постоянным током прямой, обратной или любой полярности; 1 – для сварки переменным током. Электроды подразделяются на типы в соответствии с ГОСТами 9467- 75 и 10052-75. ГОСТ 9467-75 распространяется на металлические покрытые электроды для ручной дуговой сварки углеродистых и легированных конструкционных и легированных теплоустойчивых сталей. Для сварки углеродистых и легированных конструкционных сталей предусмотрено 14 типов электродов (например, Э38, Э42А, Э46 и т.д. до Э150), для сварки легированных теплоустойчивых сталей – 9 типов (например, Э-09М, Э- 05Х2М, Э-09Х1МФ и т.д.). Условное обозначение расшифровывается так: буква Э – электрод; стоящее за ней число – временное сопротивление разрыву металла шва или наплавленного металла (так, электроды типа Э46 марок ОЗС-4, АНО-3, МР-1 и других должны обеспечивать временное сопротивление разрыву не менее 46кгс/мм², или 460 МПа). Буква А в конце обозначения типа указывает на повышенные пластические свойства металла сварного шва. Буквы и цифры, входящие в обозначение типов электродов для сварки легированных теплоустойчивых сталей, показывают примерный химический состав наплавленного металла. Для каждого типа электрода разработана одна или несколько марок, характеризуемых маркой сварочной проволоки, составом покрытия, химическим составом, свойствами металла шва и др. Электроды выпускают диаметрами 1,6; 2,0; 2,5; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0; 8,0; 10,0 и 12,0 мм. (диаметр электрода определяется диаметром металлического стержня). 22 В зависимости от диаметра электрода, а также марки сварочной проволоки, электроды изготавливают длиной 150 – 450 мм. Упаковывают их в коробки или пачки массой не более 3 кг – для электродов диаметром до 2,5 мм; 5 кг – для электродов диаметром 3,0 – 4,0 мм; 8 кг – для электродов диаметром свыше 4,0 мм. Структура расшифровки надписи электродов: 1 2 3 4 5 ------------------------------------------------------------ ГОСТ9467-75 6 7 8 9 1 – тип электрода; 2 – марка электрода; 3 – диаметр электрода; 4 – назначение электрода; 5 – толщина покрытия; 6 – характеристика наплавленного металла; 7 – вид покрытия; 8 – пространственное положение; 9 – род и полярность сварочного тока. |