Лабораторная работа Определение режимов сварки. Лабораторная работа Определение режимов сварки вариант 30. Определение режимов ручной дуговой сварки
 Скачать 40.79 Kb.
|
|
ОПРЕДЕЛЕНИЕ РЕЖИМОВ РУЧНОЙ ДУГОВОЙ СВАРКИ Вариант 30 Цель: приобретение знаний, умений и навыков определения режимов ручной дуговой сварки. Оборудование и материалы: лабораторные образцы сварных соединений. Теория по теме Сварка представляет собой соединение металлических частей (деталей, конструкций и пр.) посредством локального нагревания и доведения их до пластичного или расплавленного состояния. Под свариваемостью понимают совокупность свойств, определяющих возможность получения сварных соединений определенного качества при данном способе сварки. Чем легче получаются качественные соединения, тем выше свариваемость сплава. Ручная дуговая сварка относится к термическому классу сварки. Процесс осуществляется сварочными электродами, подача которых в дугу и перемещение вдоль свариваемых заготовок выполняется сварщиком вручную. В процессе сварки происходит оплавление поверхностей свариваемых заготовок под воздействием электрической дуги с образованием общей ванны расплавленного металла, после кристаллизации которой и получается неразъемное соединение. Электрическая дуга представляет собой мощный стабильный электрический разряд в газах, сопровождаемый выделением значительного количества тепла и света. Возникновение дуги обусловлено эмиссией электронов с катода и ионизацией газового промежутка. Выделение электронов с поверхности катода достигается за счет термо- и автоэлектронной эмиссии, а также эмиссии в результате ударов положительных ионов. Ионизацию газового промежутка вызывают нагрев, облучение и соударение частиц. Температура столба дуги зависит от материала электрода и состава газов в дуге, а температура катодного и анодного пятен приближается к температуре кипения металла электродов. Эти температуры для дуги покрытого стального электрода составляют соответственно около 6000 K и около 3000 K. При этом в анодной области дуги, как правило, выделяется значительно больше тепловой энергии, чем в катодной. Дуга горит между сварочным электродом и свариваемым (основным) металлом. Применяют неплавящиеся и плавящиеся электроды (рисунок 1). Неплавящиеся электроды изготавливают из электротехнического угля, синтетического графита или вольфрама. Для плавящихся электродов наиболее распространенным материалом является холоднотянутая проволока, а также ленты и электродные пластины.
В зависимости от материала и числа электродов, а также способа включения электродов и заготовки в цепь электрического тока различают следующие разновидности дуговой сварки: сварка неплавящимся электродом дугой прямого действия, при которой соединение выполняется путем расплавления только основного металла, либо с применением присадочного металла; сварка плавящимся электродом (металлическим) дугой прямого действия с одновременным расплавлением основного металла и электрода, который пополняет сварочную ванну жидким металлом; сварка косвенной дугой, горящей между двумя, как правило, неплавящимися электродами, при этом основной металл нагревается и расплавляется теплотой столба дуги; сварка трехфазной дугой, при которой дуга горит между каждым электродом и основным металлом. Ручной дуговой сваркой соединяют углеродистые, легированные и высоколегированные стали, чугуны, медь, алюминий, титан и сплавы на основе указанных металлов. Ручная сварка позволяет выполнять швы в любых пространственных положениях: нижнем, вертикальном, потолочном. Оборудование для ручной сварки: источник питания дуги, электрододержатель, гибкие провода, защитная маска или щиток. Электроды для ручной сварки представляют собой стержни длиной 50…450 мм с нанесенными на них покрытиями, которые обеспечивают стабильное горение дуги, защиту расплавленного металла, получение шва заданного состава и свойств. Ручная дуговая сварка, источником теплоты которой служит электрическая дуга, занимает одно из ведущих мест среди различных видов сварки плавлением. Электрическая дуга, возникающая за счет дугового разряда между электродом и свариваемым металлом, возникает и поддерживается источником постоянного или переменного тока. В качестве оборудования, создающего устойчивую сварочную дугу, применяют различные трансформаторы, выпрямители и генераторы, к которым предъявляют следующие требования: иметь на зажимах источника тока напряжение холостого тока при разомктой сварочной цепи, достаточное для возбуждения и устойчивого горения сварочной дуги. При этом напряжение холостого тока должно быть безопасным, то есть не более 80-90В; обеспечить ток короткого замыкания, не превышающий установленных значений, выдерживая продолжительные короткие замыкания без перегрева и повреждения возбуждающей обмотки; иметь устройства для плавного регулирования силы сварочного тока; обладать хорошими динамическими свойствами, обеспечивая быстрое восстановление напряжения после коротких замыканий; обладать хорошей внешней характеристикой. По количеству используемых сварочных дуг источники питания могут быть однопостовыми или многопостовыми. По способу установки источники питания сварочной дуги бывают стационарными или подвижными – переносными. Экспериментальная часть Задание Определить режимы ручной дуговой сварки в соответствии с индивидуальным вариантом задания, приведенным в таблице 1. Таблица 1
1. Определяем диаметр электродного стержня Диаметр электродного стержня выбираем в зависимости от толщины листов свариваемых заготовок, учитывая существующие диаметры стальной сварочной проволоки. Выбираем диаметр электрода  2. Рассчитываем силу сварочного тока Силу сварочного тока определяем по эмпирической формуле:  где f – опытный коэффициент, равный 40…60 А/мм, зависящий от пространственного положения шва и типа электрода. Принимаем f = 40 А/мм.  3. Определяем массу наплавленного металла
Массу наплавленного металла Мн определяем по эскизу сварного соединения, который представлен на рисунке 2. По эскизу сварного соединения рассчитываем площадь поперечного сечения наплавленного металла шва Fн как сумму площадей элементарных геометрических фигур, составляющих сечение шва. Для заданного сварного соединения величина Fн будет представлять сумму площадей прямоугольника и двух треугольников:  Площадь прямоугольника  Площадь треугольника допускается рассчитывать по формуле  Конструктивные элементы швов сварного соединения (при заданной толщине свариваемых листов S = 20 мм): зазор а = 2 мм минимальный угловой катет шва k = 8 мм (т.к. предел текучести стали составляет 410 МПа)   Площадь поперечного сечения наплавленного металла  Определяем объем наплавленного металла  где L – длина сварного шва, мм.  Рассчитываем массу наплавленного металла:  где ρ – плотность наплавленного металла, г/см3 (для стали можно принять ρ = 7,8 г/см3).  4. Расход электродов QЭ  где αР – коэффициент потерь металла на угар, разбрызгивание, огарки и т.д. (принимают равным 1,6…1,8).  5. Определяем основное время на сварку  где aН – коэффициент наплавки, г/А×ч, зависящий от способа сварки и марки электрода. Принимаем αН = 9,5…13 г/А×ч, принимаем αН = 11 г/А×ч.  6. Определяем количество электроэнергии, идущей на сварку  где UД – напряжение дуги, обычно составляющее 25…28 В.  Полученные данные сводим в таблицу 2. Таблица 2 Результаты расчетов
Вывод: при выполнении лабораторной работы был проведен расчет режимов ручной дуговой сварки заданного сварного соединения. В результате выполнения были закреплены теоретические знания по методике расчета режимов ручной дуговой сварке. Писок использованной литературы Технология конструкционных материалов / Под редакцией А.М. Дальского. – М.: Машиностроение, 2005. – 592 с. Шадуя В.Л. Современные методы обработки материалов в машиностроении / В.Л. Шадуя. – Минск: Техноперспектива, 2008. – 314 с. ГОСТ 5264-80. Ручная дуговая сварка. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры – Введ. 24.07.80. Взамен ГОСТ 5264-69 – М.: Изд-во стандартов, 2009. – I, 145 с. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
