рабочая етрадь. РАБОЧАЯ ТЕТРАДЬ С ОТВЕТАМИ. Социальный профиль Сварочное производство
 Скачать 2.32 Mb.
|
|
(общем) нагреве или пластическом деформировании, или совместным действием того и другого. Сущность сварки заключается в сближении элементарных частиц свариваемых частей настолько, чтобы между ними начали действовать межатомные связи, которые обеспечивают прочность соединения. В зависимости от вида энергии, применяемой при сварке, различают три класса сварки: термический, термомеханический и механический ГОСТ Р ИСО 4063-2010 Сварка Перечень и условные обозначения процессов. К термическому классу относятся виды сварки, осуществляемой плавлением, т.е. местным расплавлением соединяемых частей с использованием тепловой энергии. Основными источниками теплоты при сварке плавлением являются сварочная дуга, газовое пламя, лучевые источники энергии и теплота, выделяемая при электрошлаковом процессе. Источники теплоты характеризуются температурой и концентрацией, определяемой наименьшей площадью нагрева (пятно нагрева) и наибольшей плотностью тепловой энергии в пятне нагрева. Эти показатели определяют технологические свойства источников нагрева при сварке, наплавке и резке. Основные виды сварки термического класса – дуговая, газовая, электрошлаковая, электронно-лучевая, плазменная, лазерная, термитная и др. Дуговая сварка. Необходимое для местного расплавления деталей и присадочного материала тепло образуется при горении электрической дуги между свариваемым металлом и электродом. По способу механизации сварка может быть ручная, механизированная и автоматическая. Механизированная и автоматическая сварка может быть под флюсом и в защитных газах. Газовая сварка. Основной и присадочный металлы расплавляются высокотемпературным газокислородным пламенем (температура до 3200 °С). Электрошлаковая сварка. Плавление основного металла и присадочного материала происходит за счет тепла, выделяющегося при прохождении электрического тока через расплавленный шлак (в период установившегося процесса). 3 Содержит собственно текст лекции согласно плану лекции. Текст лекции должен обеспечить полное и аргументированное рассмотрение темы лекции и соответствовать содержанию разделов и тем занятий лекционного типа в учебном плане программы 32 Электроннолучевая сварка. Сварка выполняется в камерах с разряжением до 10-4– 10-6 мм рт. ст. Тепло выделяется за счет бомбардировки зоны сварки электронным потоком, приобретающим высокие скорости в высоковольтной установке, имеющей мощность до 50 кВт. Анодом является свариваемая деталь, а катодом – вольфрамовая нить или спираль, нагретая до температуры 2300 °С. Плазменная сварка. Плавление металлов осуществляется плазменно-дуговой струѐй, имеющей температуру выше 10 000 °С. Лазерная сварка. Сварка основана на использовании фотоэлектронной энергии. При большом усилении световой луч способен плавить металл. Для получения такого луча применяют специальные устройства – лазеры. Термитная сварка. Процесс сварки заключается в том, что свариваемые детали закладываются в огнеупорную форму, а в установленный сверху тигель засыпается термит– порошок из алюминия и окиси железа. При горении термита окись железа восстанавливается, а образующийся при этом жидкий металл при заполнении формы оплавляет и соединяет кромки свариваемых изделий. К термомеханическому классу относятся виды сварки, при которых используется тепловая энергия и давление, – контактная, диффузионная, газопрессовая, и др. Основным видом термомеханического класса является контактная сварка – сварка с применением давления, при которой нагрев осуществляют теплотой, выделяемой при прохождении электрического тока через находящиеся в контакте соединяемые части. Диффузионная сварка – сварка давлением, осуществляемая взаимной диффузией атомов контактирующих частей при относительно длительном воздействии повышенной температуры и при незначительной пластической деформации. При прессовых видах сварки соединяемые части могут нагреваться пламенем газов, сжигаемых на выходе сварочной горелки, дугой, электрошлаковым процессом, индукционным нагревом, термитом и т.п. К механическому классу относятся виды сварки, осуществляемые с использованием механической энергии и давления: холодная, взрывом, ультразвуковая, трением и др. Холодная сварка – сварка давлением при значительной пластической деформации без внешнего нагрева соединяемых частей. Сварка взрывом – сварка, при которой соединение осуществляется в результате вызванного взрывом соударения быстро движущихся частей. Ультразвуковая сварка. Сварка осуществляется за счет превращения при помощи специального преобразователя ультразвуковых колебаний в механические высокой частоты и применения небольшого сдавливающего усилия. Сварка трением. Сварка заключается в том, что вследствие трения одного из свариваемых стержней о другой место соединения разогревается; при приложении осевого усилия соединяемые металлы свариваются. 2 Современные технологии в сварочном производстве. Технология Hyperfil, программное обеспечение WeldEye,пакет цифровых сервисов Esab digital solution В основе стандартов нового поколения использование прогрессивных сварочных технологий обеспечивает активную учебно – познавательную деятельность обучающихся, построение учебного процесса с учетом индивидуальных особенностей обучающихся. Поэтому, применение новых прогрессивных сварочных технологий в сварочном производстве формирует мотивированную компетентную личность, способной быстро ориентироваться в динамично развивающимся и обновляющемся информационном пространстве; получать, использовать и создавать разнообразную информацию по производству новых материалов; принимать обоснованные решения и решать жизненные проблемы на основе полученных знаний, умений и навыков в сварочном производстве. 33 Самое современное направление в сварочных технологиях поправу отводится компьютерному моделированию. Оно одинаково целесообразно для выполнения соединений самых мелких деталей со сложными контурами и для масштабных работ, где необходимо управление огромными площадями и множеством сварочных аппаратов. Если раньше объёмные работы выполнялись при использовании многих аппаратов или целым сварочным комплексом, то компьютерное моделирование позволяет иметь одну функциональную единицу с разветвлённой периферией, оснащённой множеством горелок и насадок. Технология HyperFill - запатентованное решение фирмы Lincoln Electric сварки двойной проволокой сплошного сечения с питанием от одного сварочного источника через один механизм подачи проволоки, один лайнер горелки и один наконечник. Благодаря инновации HyperFill доступно использование меньших диаметров проволоки для получения большей сварной капли и конуса дуги. В свою очередь, это создает большую сварочную ванну, которой легко управлять и контролировать, что позволяет операторам увеличить скорость наплавки в среднем на 50% по сравнению с традиционными процессами MIG сварки одной проволокой. Преимущества процесса HyperFill: 1. Скорость сварки и наплавки выше в 2 раза; 2. Большая глубина проплавления; 3. Повышенные скорости сварки, позволяющие увеличить производительность и избежать перегрева металла. Программное обеспечение WeldEye помогает управлять сварочным производством. С помощью этого программного продукта компания с любыми размерами и типом организации, которая занимается процессами получения неразъёмных соединений металлических деталей методами плавления, будет приведена в соответствие таким международным нормам, как ISO, ASME и AWS. При управлении сварочными процессами традиционно возникают отдельные участки, на которых требуется оперативно выполнять большие объёмы работ. Ведение собственно сварочного процесса, технический контроль, управление проектом, участие в комиссиях и оформление документов включают в себя повторяющиеся задания, требующие внимания и аккуратности. Все эти дела важны с точки зрения обеспечения качества, безопасности и производительности, но они в большой степени зависят от человеческого фактора. Цифровые технологии устраняют проблемы, связанные с ошибочными и алогичными решениями, принимаемыми людьми в конкретных ситуациях. При использовании специального программного обеспечения, разработанного Kemppi, действия по управлению сварочными процессами будут выполнены быстро и аккуратно. А если сварка рассматривается в контексте более сложного производства, в котором она является одним из звеньев технологической цепочки, то не составляет труда увидеть, как выгоды от применения цифровых технологий в управлении сварочным производством помогают достичь качественно нового уровня при решении комплексных технических задач. Давайте рассмотрим, каким образом подкреплённая цифровыми технологиями интеллектуальная составляющая в сварочном деле создаёт стоимость для связанного с ним бизнеса. Можно условно разложить общий эффект на несколько элементов, таких как рост доходов, технологических возможностей и отдачи от вложенных средств. Цифровое управление сваркой позитивно влияет на все эти слагаемые успеха. 34 1. Рост доходов имеет место за счёт улучшения производительности, так как интеллектуальная сварка подстёгивает весь производственный процесс. Кроме того, снижаются издержки, связанные с выполнением работ, в которых отпадает необходимость. 2. Технологические возможности расширяются благодаря сокращению объёмов ремонтов. 3. Отдача от вложенных средств получает усиление, так как производителю требуется меньше времени на документальное оформление уже готовой продукции. В результате товар доставляется быстрее и скорее оплачивается. Туомас Кивисаари, менеджер отдела разработки программного обеспечения Kemppi, сообщает, что по подсчётам специалистов возглавляемой им службы, в цифрах это выражается следующим образом: Ускорение документооборота - 70%; Угол обзора вашего сварочного производства - 360°; Уменьшение количества ремонтов - 40%; Возможность отследить каждую выполненную работу - 100%. WeldEye предоставляет вам возможность наблюдать в реальном времени за характеристиками сварочного оборудования и за продвижением ваших проектов. Вы получаете 100% контроль над сварочными операциями, независимо от того, какое именно оборудование применяется. 35 Программа управляет процессами и результатами испытаний, а также сокращает издержки за счёт устранения ручной работы, обеспечивая ускорение документооборота на 70 процентов. Время, затрачиваемое на создание документации при работе над проектом, сокращается на недели или месяцы. ESAB Digital Solutions – это полный пакет цифровых сервисов, который раз работала компания Esab. С помощью этого пакета цифровых сервисов можно получить полный контроль над резкой, сваркой и газовыми операциями с помощью одной платформы (компьютера,-планшета, телефона). Columbus III предлагает много новых функций и обновлений, которые облегчают программирование и повышают его эффективность, включая следующее: 1. Полностью автоматизированное расположение деталей заказанной партии для нескольких машин – с возможностью включения вручную или по графику. 2. Предотвращение столкновений резака – автоматическое обнаружение деталей, поворачивающихся и выступающих над листом после резки 3. Расчеты производственных данных на основании данных резки и технологического процесса. Онлайн-система создания отчетов CutCloud с точностью до секунды обеспечивает информацию о состоянии машин резки, в составе которой – для максимального повышения качества и производительности резки – обозначены проблемы производства и качества, все это – с использованием минимальных вычисли тельных ресурсов и без необходимости текущего обслуживания или поддержки. Доступ к информации CutCloud в реальном времени можно получить с любого устройства, подключенного к Интернету. Расширенные возможности создания отчетов о производстве и качестве; Быстрое и надежное протоколирова ние данных, и передача данных; Специализированное ПО для автоматизации производственного процесса; Настраиваемые отчеты и масштабируемая функциональность; Контроль в реальном времени WeldCloud - программная онлайн-платформа, которая соединяет сварочные источники питания и управляет данными сварки для обеспечения максимальной производительности. Программное обеспечение WeldCloud обеспечивает аналитическую информацию, которая облегчает непрерывное совершенствование сварочных операций за счет эффективного прослеживания основных параметров каждого выполненного сварного шва. Позволяет оптимизировать поступающие данные в онлайн-режиме, выполнять корректировку данных режимов сварки с учетом статистических данных полученных в ходе выполнения сварочных работ. WeldQAS – это автоматическая система контроля сварных швов. Благодаря контролю параметров сварки в процессе сварки возможно немедленное реагирование на ошибки, что позволяет избегать нежелательных последствий и ущерба от них. Функциональность: 1. В процессе сварки ведется оперативная регистрация параметров сварки, например, сварочного тока, сварочного напряжения, расхода газа, скорости подачи проволоки, без установки дополнительной оснастки на сварочную горелку. 2. Для обнаружения пор, прожогов, дефектов проволоки (при сварке плавящимся электродом в среде защитного газа) и других нарушений процесса сварки используются сварочные параметры и запатентованные алгоритмы. 36 3. Компьютерное моделирование Самое современное направление в сварочных технологиях по праву отводится компьютерному моделированию. Оно одинаково целесообразно для выполнения соединений самых мелких деталей со сложными контурами и для масштабных работ, где необходимо управление огромными площадями и множеством сварочных аппаратов. Если раньше объёмные работы выполнялись при использовании многих аппаратов или целым сварочным комплексом, то компьютерное моделирование позволяет иметь одну функциональную единицу с разветвлённой периферией, оснащённой множеством горелок и насадок. Полная автоматизация позволяет внедрять принципиально новые способы сварочных работ, которые недоступны для большинства сварщиков. Сами сварщики в таком случае функционально превращаются в операторов, задающих компьютеру все необходимые параметры, на основании которых программа задаёт оптимальные значения и контролирует процесс. Такой подход значительно повышает результат выполняемой работы. Компьютерное моделирование сварки помогает избежать появления указанных негативных эффектов и позволяет: найти оптимальную схему закрепления деталей; оценить уровень остаточных напряжений при сборке; прогнозировать возможные поводки и эксплуатационные свойства; оценить длительную прочность соединения; экономить энергоресурсы. Рассмотрим в качестве примера программные продукты фирмы ESI VISUAL-WELD для расчета структуры, напряжений и деформаций в локальных узлах и участках конструкции, содержащих несколько сварных соединений. VISUAL-ASSEMBLY для расчета сварочных короблений в процессе сборки и сварки для конструкций, содержащих большое количество сварных соединений. VISUAL-ASSEMBLY создан для проведения расчетов сборки - сварки конструкций выполненных из металла различной толщины. Данное ПО позволяет работать с материалом разной толщины, реализовывать технологически сложные много проходные швы при этом сохраняется высокая скорость и точность в расчетах. VISUAL-ASSEMBLY работает по специально разработанному локально-глобальному методу, который позволяет максимально приближено к реальности и в допустимые сроки поставить задачу сварки геометрически сложных и массивных деталей Инженер, работая этим методом, группирует сварные швы (локальные модели) по типу и способу выполнения, далее рассчитывает их с учетом внутренних граничных условий конструкции (глобальной модели), затем формирует базу данных результатов расчета. Особенностью данного продукта является то, что он учитывает не только деформации от теплового расширения и неравномерного нагрева, но и деформации, вызванные металлургическими процессами, происходящими в металлах при сварке. 37 38 Задания для обучающихся Задание № 1 4 Ответе письменно 1. Охарактеризуйте процесс сварки и условия его получения 2. Перечислите основные способы электрической дуговой сварки в зависимости от степени механизации, рода тока и полярности _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ Задание № 2 Установите правильные связи, характеризующие вид сварки Вид сварки Сущность процесса 1.Газокислородная сварка 1. Температура струи 20000-30000 К. Инертные газы, применяющиеся для сжатия дуги, хорошо защищают зону сварки при изготовлении изделий из высокоактивных металлов и сплавов 2.Электродуговая угольным электродом 2. Жидкий шлак, нагреваемый электрическим током расплавляет кромки основного металла и электроды. 3.Электродуговая электродом с покрытием 3.Кинетическая энергия потока электронов при торможении на поверхности свариваемого металла превращается в тепловую. 4.Автоматическая сварка под флюсом 4. Электрическая дуга горит между угольным электродом и изделием 5.Сварка в защитных газах 5. При этом методе сварки форма проплавления металла узкая и глубокая. 6.Электрошлаковая сварка 6. Под действием тепла дуги кромки свариваемых деталей, проволока и часть флюса расплавляются 7. Электронно-лучевая 7. Источником тепла служит пламя горючего газа в смеси с кислородом 8. Плазменная сварка 8. Источником тепла служит дуговой разряд между электродом и изделием 9. Лазерная сварка 9. Дуга возбуждается и горит между изделием и электродом, плавящимся и неплавящимся. 4 Задания для обучающихся: задачи, упражнения, составление сравнительных таблиц, установление последовательности и др. |