Порядок работы с шаблоном сварщика
1. Для контроля глубины дефектов (вмятин, забоин), превышения кромок глубины разделки стыка до корневого слоя и высоты усиления шва, шаблон установить на образующую поверхность изделия плоскостью А (см. рис. 1.6). Повернуть движок 2 вокруг оси 4 до соприкосновения конца указателя 3 с измеряемой поверхностью. Снять отсчет по шкале Г с помощью риски К.
2. Контроль притупления кромок и ширины шва производить с помощью шкалы Е, пользуясь ею как измерительной линейкой.
3. Для контроля величины зазора между сваривавшими деталями ввести клиновую часть движка 2 в контролируемый зазор до упора. Снять отсчет по шкале И.
4. Для контроля углов скоса кромок установить шаблон плоскостью Б на образующую поверхность изделия. Повернуть движок 2 до совмещения плоскости В движка с измеряемой поверхностью. Снять отсчет по шкале Д основания пользуясь плоскостью В движка как индексом,
5. Для определения диаметра электрода (электродной проволоки) его вставляют в пазы Ж шаблона, используя пазы как калибры-скобы.
Оборудование и материалы
1. Сварочный автомат АДФ-1002.
2. Флюс АН-348А.
3. Сварочная проволока Св08А.
4. Технологические образцы для сварки.
5. Шаблон сварщика универсальный.
Порядок проведения работы
1. Ознакомиться с конструкцией сварочной установки АДФ-1002.
1. Установить параметры режима сварки указанные преподавателем.
2. Провести сварку образцов.
3. Визуально оценить качество соединений и произвести их замеры.
Содержание отчета
Отчет по работе должен содержать:
- сущность рассмотренных в работе способов получения неразъемных соединений;
- технические характеристики автомата АДФ-1002 и трансформатора ТДФЖ-1002;
- описание характера и результатов выполненной экспериментальной работы.
8. Контрольные вопросы
1. В чем заключается роль флюса при сварке?
2. В чем заключается подготовка флюса к сварке?
3. Назовите основные преимущества сварки под слоем флюса.
4. Приведите основные параметры режима при автоматической сварке под флюсом.
5. Каким образом производится зажигание дуги?
6. Каким образом регулируется скорость сварки автоматом АДФ-1002?
7. Каким образом регулируется скорость подачи электродной проволоки?
8. Каким образом регулируется сварочный ток?
9. Каким образом осуществляется импульсная стабилизация дуги?
10.Почему при сварке углеродистых сталей под флюсом АН-348А по кромкам с ржавчиной применяют проволоку Св08ГА или Св10ГА?
11. Показать, как производится замер геометрических параметров шва при помощи шаблона сварщика.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2
Расчет и опытная проверка режимов механизированной дуговой сварки под слоем флюса
Цель работы
Освоение методики расчета параметров режима автоматической сварки под слоем флюса и изучение влияния параметров режима на процесс сварки и геометрию сварного шва.
Теоретическая часть
Форма и размеры шва зависят от многих параметров режима сварки: величины сварочного тока, напряжения дуги, диаметра электродной проволоки, скорости сварки и др. Такие параметры, как наклон электрода или изделия, величина вылета электрода, грануляция флюса, род тока и полярность и т. д., оказывают меньшее влияние на форму и размеры шва.
Необходимое условие механизированной сварки – поддержание постоянной длины дуги для получения стабильной формы шва. Для этого скорость подачи электрода должна соответствовать скорости его плавления теплотой дуги. С увеличением силы сварочного тока скорость подачи электрода должна увеличиваться. Электродные проволоки меньшего диаметра при равной силе сварочного тока следует подавать с большей скоростью.
В сварочном автомате АДФ-1002, как и в подавляющем большинстве оборудования для механизированной сварки плавящимся электродом используется принцип саморегулирования длины дуги в системе «дуга-источник питания», что обеспечивается жесткой внешней статической характеристикой сварочного трансформатора ТДФЖ-1002, входящего в состав сварочного автомата. Поэтому при уменьшении скорости подачи длина дуги и ее напряжение увеличиваются, а сила тока значительно снижается. В результате уменьшаются доля теплоты, идущая на расплавление электрода, и количество расплавляемого электродного металла – сварной шов получается с меньшей глубиной и площадью проплавления.
Влияние параметров режима на форму и размеры шва обычно рассматривают при изменении одного из них при неизменных остальных параметрах.
Режим сварки определяет поперечный профиль шва – глубину проплавления a, ширину шва e, величину наружного усиления шва g, коэффициенты формы провара ΨПР = e/a и валика ΨВ = e/g, а также долю участия основного и электродного металла в образовании шва.
Коэффициент формы провара для швов выполненных механизированной сваркой должен быть в пределах 1,3 – 4,0 для того, чтобы уменьшить вероятность образования горячих трещин, коэффициент валика в пределах ΨВ = 5 – 6.
С увеличением силы сварочного тока глубина проплавления возрастает почти линейно до некоторой величины. Это объясняется ростом давления дуги на поверхность сварочной ванны, которая оттесняют расплавленный металл из-под дуги (улучшаются условия теплопередачи от дуги к основному металлу) и увеличением погонной энергии. При этом также повышается количество расплавляемого электродного металла, увеличивается его поступление в шов и, соответственно, увеличивается высота усиления шва. Ширина шва с ростом тока возрастает незначительно, так как в процессе саморегулирования дуга заглубляется в основной металл (находится ниже поверхности основного металла).
Увеличение плотности сварочного тока (уменьшение диаметра электрода при постоянном токе) позволяет резко увеличить глубину проплавления, что объясняется ростом максимального давления дуги и теплового потока, а также уменьшением подвижности дуги на торце электродной проволоки. Ширина шва при этом уменьшается, поскольку сокращается сечение дугового разряда. Путем уменьшения диаметра электродной проволоки можно получить шов с требуемой глубиной проплавления, если ограничена величина максимального сварочного тока, обеспечиваемая источником питания дуги. Однако при этом уменьшается коэффициент формы провара шва и интенсифицируется зональная ликвация в металле шва, что приводит к пористости и пониженным механическим характеристикам в центральной части шва.
Род и полярность тока оказывают значительное влияние на форму и размеры шва, что объясняется различным количеством теплоты, выделяющимся на катоде и аноде дуги, а также более высокой пространственной стабильностью анодного пятна. На некоторых режимах при сварке на постоянном токе прямой полярности глубина проплавления на 40 – 50 %, а на переменном – на 15 – 20 %, меньше, чем при сварке на постоянном токе обратной полярности.
При увеличении напряжения дуги (длины дуги) при неизменном токе увеличивается ее подвижность и возрастает доля теплоты дуги, расходуемая на расплавление флюса (количество расплавленного флюса). При этом растет ширина шва, а глубина проплавления остается примерно постоянной. Этот параметр режима широко используют в практике для регулирования ширины шва.
Увеличение скорости сварки уменьшает погонную энергию и изменяет толщину прослойки расплавленного металла под дугой. В результате этого основные размеры шва уменьшаются. Однако в некоторых случаях (сварка тонкими проволоками на повышенной плотности сварочного тока) увеличение скорости сварки до некоторой величины, уменьшая прослойку расплавленного металла под дугой и теплопередачу от нее к основному металлу, может привести к росту глубины проплавления. При чрезмерно больших скоростях сварки и силе сварочного тока в швах образуются подрезы.
С увеличением вылета электрода возрастает интенсивность его подогрева, а значит, и скорость его плавления. В результате толщина прослойки расплавленного металла под дугой увеличивается и, как следствие этого, уменьшается глубина проплавления. Этот эффект иногда используют при сварке электродными проволоками диаметром 2 – 3 мм для увеличения количества расплавляемого электродного металла при сварке швов, образуемых в основном за счет добавочного металла (способ сварки с увеличенным вылетом электрода).
Состав и строение частиц флюса оказывают заметное влияние на форму и размеры шва. При уменьшении насыпной массы флюса (пемзовидные флюсы) повышается газопроницаемость слоя флюса над сварочной ванной и, как результат этого, уменьшается давление в газовом пузыре дуги. Это приводит к увеличению толщины прослойки расплавленного металла под дугой, а значит, и к уменьшению глубины проплавления. Флюсы с низкими стабилизирующими свойствами, как правило, способствуют более глубокому проплавлению.
Пространственное положение электрода и изделия при сварке под флюсом оказывает такое же влияние на форму и размеры шва, как и при ручной сварке. Для предупреждения стекания расплавленного флюса, ввиду его высокой жидкотекучести, сварка этим способом возможна только в нижнем положении при наклоне изделия от горизонтальной плоскости на угол не более 10 – 15°. Изменение формы и размеров шва наклоном изделия находит практическое применение только при сварке кольцевых стыков труб ввиду сложности установки листовых конструкций в наклонное положение. Подогрев основного металла перед сваркой приводит к увеличению глубины провара и ширины шва.
Оборудование и материалы
1. Сварочная установка АДФ-1002.
2. Флюс АН-348А.
3. Сварочная проволока Св08А диаметром 3 или 4 мм.
4. Технологические образцы для сварки.
5. Шаблон сварщика универсальный.
Порядок проведения работы
1. По заданной глубине провара a (мм) определить сварочный ток IСВ (A) из формулы:
IСВ = (80…200)·a
2. Диаметр электродной проволоки dЭ выбрать в зависимости от величины сварочного тока IСВ по таблице 2.1.
3. Выбрать размеры валика для заданной толщины металла согласно ГОСТ 8713 – 79. Конструктивные элементы и размеры соединений С4 и С47 приведены в приложении А
4. Определить площадь сечения наплавляемого металла FН по формуле:
FН = 0,75·a·g,[мм2].
5. Определить коэффициент наплавки αH по формуле:
, [г/А·час].
где Б и В – коэффициенты, значения которых при переменном токе для флюса АН-348: Б = 7,0; В = 0,04.
Таблица 2.1
Рекомендованные диаметры электродной проволоки для различных значений сварочного тока
| dЭ, мм | Площадь поперечного сечения электродной проволоки, мм2 | IСВ, А | Плотность сварочного тока, А/мм2 |
| 3,14 | 190 – 250 | 60,5 – 90,5 | |
| 7,06 | 250 – 600 | 35,4 – 84,9 | |
| 12,56 | 350 – 800 | 27,8 – 63,7 | |
| 19,63 | 475 – 1000 | 24,2 – 50,9 | |
| 28,27 | 625 – 1350 | 22,1 – 47,7 | |
| 38,48 | 750 – 1700 | 19,6 – 44,5 | |
| 50,26 | 900 – 2100 | 17,9 – 41,8 | |
| 78,53 | 1300 – 3000 | 16,5 – 38,2 |
6. Скорость сварки подсчитать по формуле
,
где r – плотность металла, г/см3
7. Определить скорость подачи электродной проволоки
.
8. Установив параметры режима сварки в соответствии с расчетом, выполнить на стальных пластинах поперечный шов, обеспечив напряжение дуги в пределах 25…36 В. После чего, разломить шов в месте стыка пластин и замерить g, e, a. Расчетные и опытные данные занести в таблицу 2.2. Анализируя полученные результаты, сделать выводы.
Таблица 2.2
Данные проведенного эксперимента
| Данные | Параметры режимов сварки | Размеры шва | ||||||
| dЭ | IСВ | UД | VСВ | VЭ | g | e | a | |
| Расчетные | ||||||||
| Опытные | ||||||||
| Абсолютное отклонение | ||||||||
| Относительное отклонение |
Содержание отчета
Отчет по работе должен содержать:
- описание влияния параметров режима на геометрию шва при сварке под флюсом
- описание расчетов и сравнение их с экспериментальными данными.
6. Контрольные вопросы
1. В чем заключается роль флюса при сварке?
2. В чем заключается подготовка флюса к сварке?
3. Назовите основные преимущества сварки под слоем флюса.
4. Какие параметры составляют режим автоматической сварки под флюсом и как осуществляется их регулирование?
5. Как влияет на размеры наплавки сила сварочного тока?
6. Почему с увеличением напряжения на дуге увеличивается ширина наплавки и уменьшается усиление?
7. Как влияют на размеры наплавки скорость перемещения дуги и диаметр сварочной проволоки?
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3
Изучение конструкции и работы контактной точечной машины
Цель работы
Ознакомление с конструкцией контактной точечной машины, с назначением и устройством аппаратура управления и получение навыков регулирования параметров режима сварки.
Теоретическая часть
Машина для контактной точечной сварки должны обеспечивать сжатие деталей с определенным усилием и подвод к ней сварочного тока. Они имеют соответственно привод сжатия и источник тока. Последовательность различного рода операций цикла сварки, а также регулирование параметров режима сварки обеспечивает комплекс аппаратуры управления машиной.
К конструктивным элементам машины относятся: корпус, кронштейны, подкосы, консоли, электродержатели, электроды Они воспринимают значительные усилия от привода сжатия и теплового расширения металла в зоны сварки, а некоторые из них, входящие во вторичный контур машины, служат одновременно токопроводящими элементами.
Электрическая силовая часть машин контактной сварки обеспечивает получение необходимого сварочного тока (2 – 200 кА) от питающей сети обычно напряжением 380 В. Необходимая форма и величина сварочного тока, протекающего через детали, получается путем преобразования или накопления электрической энергии промышленной частоты с помощью трансформаторов, выпрямителейили накопителей энергии. Ступенчатую регулировку величины сварочного тока осуществляют путем изменения вторичного напряжения секционным переключателем ступеней.
К аппаратуре управления относятся контакторы, электропневматические клапаны, воздушные редукторы, дросселирующие клапаны, лубрикаторы, регуляторы времени, и др.
Машины для точечной сварки модно классифицировать по многим признакам:
– по назначению: универсальные, специализированные, специальные;
– по способу установки: стационарные и подвижные;
– по виду импульса сварочного тока: переменного тока, постоянного тока, конденсаторные и др.;
– по направлению движения электродов: с прямолинейным ходом и с движением по дуге окружности (радиальным ходом);
– по способу подвода тока к месту сварки: со стороны двух деталей или со стороны одной детали;
– по числу одновременно свариваемых точек: одноточечные, двухточечные, многоточечные.
Наибольшее применение получили универсальные стационарные одноточечные машины переменного тока с прямолинейным ходом электродов и подводом тока со стороны двух деталей.
Типичным образцом такой машины является машина МТП-150-7.