Специальные методы соединения материалов
для студентов направления 150200 - машиностроительные
технологии и оборудование
специальности 150202
“Оборудование и технология сварочного производства”
(дипломированный специалист)
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1
ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ НАПЛАВКИ ПОД ФЛЮСОМ
Выполнил студент гр. 620681
Абрамов А.С.
Проверил доц. Татаринов Е.А.
Тула 2012 г.
ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ РАБОТЫ
Изучение устройства и ознакомление с работой оборудования для автоматической наплавки под флюсом.
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Наплавка п о д ф л ю с о м является одним из основных способов наплавки. Широкое применение этого способа в промышленности при производстве конструкций из сталей, цветных металлов и сплавов объясняется высокой производительностью процесса и высоким качеством и стабильностью свойств наплавленного слоя, улучшенными условиями работы, более низким, чем при ручной наплавке расходом сварочных материалов и электроэнергии.
Наиболее широко распространен процесс с использованием одного электрода - однодуговая наплавка. Сварочная дуга горит между голой электродной проволокой 1 и изделием, находящимся под слоем флюса 3 (рис. 1).
Рис. 1. Наплавка под флюсом
В расплавленном флюсе 5 газами и парами флюса и расплавленного металла образуется полость – газовый пузырь 4, в котором существует сварочная дуга. Давление газов в газовом пузыре в сочетании с механическим давлением, создаваемым дугой, оказывается достаточным для оттеснения жидкого металла из-под дуги, что улучшает теплопередачу от нее к основному металлу. Повышение силы сварочного тока увеличивает механическое давление дуги и глубину проплавления основного металла hпр. Кристаллизация расплавленного металла сварочной ванны 7 приводит к образованию наплавленного слоя 6. Затвердевший флюс образует шлаковую корку 8 на поверхности наплавленного металла. Расплавленный флюс, образуя пузырь и покрывая поверхность сварочной ванны, эффективно защищает расплавленный металл от взаимодействий с воздухом. Металлургические взаимодействия между расплавленным металлом и шлаком способствуют получению металла наплавленного слоя с требуемым химическим составом.
П а р а м е т р а м и р е ж и м а автоматической наплавки под флюсом являются сварочный ток, напряжение дуги, скорость сварки и скорость подачи сварочной проволоки.
Техника автоматической наплавки. Технология и техника наплавки под флюсом весьма разнообразны и определяются конструкцией изделия, толщиной и химическим составом наплавленного металла, применяемой аппаратурой (одно-, двух-, многодуговая) и др.
Перед началом автоматической наплавки следует проверить чистоту кромок, правильность их сборки и направления электрода по поверхности металла. Слой повышенной толщины наплавляют многослойными швами с необходимым смещением электрода с оси шва. Перед наложением последующего шва поверхность предыдущего тщательно зачищают от шлака и осматривают с целью выявления наличия в нем наружных дефектов. Конструктивные особенности автоматов для наплавки под флюсом. Автоматы для наплавки под флюсом классифицируются:
- по способу перемещения вдоль шва - тракторного типа, подвесные и самоходные;
- по количеству электродов - одноэлектродные, многоэлектродные (несколькими изолированными токоподводами, от раздельных источников сварочного тока или расщепленным электродом от одного источника);
- по типу плавящегося электрода - для наплавки электродной проволокой, ленточным электродом или стержнями;
- по роду тока - для наплавки на постоянном или переменном токе.
Автомат для наплавки под флюсом включает следующие основные узлы:
механизм подачи электродной проволоки (ленты), токоподвод, механизмы настроечных или регулировочных перемещений, кассету с электродной проволокой, флюсовую аппаратуру, тележку (для перемещения относительно изделия), пульт управления и источник сварочного тока,
Автоматы тракторного типа
Автоматы тракторного типа перемещаются либо по свариваемому изделию (АДФ-1002), либо по рельсовым направляющим, укладываемым на свариваемое изделие или возле него (АДФ-1202).
Внешний вид сварочного автомата типа АДФ представлен на рис. 2.
Подвесные самоходные автоматы и головки
Стационарные самоходные автоматы или подвесные сварочные головки используются преимущественно в серийном и массовом производстве при сварке или наплавке крупных изделий, таких как балки, цилиндрические сосуды и валы, плоские секции, прямошовные и спиралыношовные трубы, а также изделий с однотипными швами.
Подвесные самоходные автоматы и головки, как правило, входят в состав установок, включающих в себя, не только собственно автоматы, но и сборочно - сварочные приспособления, манипуляторы, кантователи, служащие для крепления и поворота свариваемых и наплавляемых изделий, а также для перемещения изделий в направлении наплавки.
Рис. 2. Сварочный автомат типа АДФ: 1 -светоуказатель; 2 - подающий механизм; 3 - флюсобункер; 4 - промежуточные ролики подачи сварочной проволоки; 5 - кассета с электродной проволокой; 6- пульт управления; 7, 8- маховики регулировки положения сварочной головки относительно сварного шва; 9 -рукоятка для зацепления с приводом самоходной тележки; 10 самоходная тележка; 11-сварочная головка.
Серийно производятся подвесные самоходные сварочные автоматы и головки как общего назначения, так и специальные.
Самоходный автомат АБС (А-184) для дуговой сварки предназначен для дуговой сварки под флюсом стыковых, угловых и нахлесточных соединений металла толщиной 5-30 мм продольными и кольцевыми швами. Общий вид автомата АБС приведен на рис. 3. Автомат состоит из трех самостоятельных узлов - А, Б и С, каждый из которых специализирован для выполнения определенных операций.
Узел А представляет собой простейшую подвесную головку, которая предназначается для подачи электродной проволоки в зону дуги. Головка состоит из механизма подачи, пульта управления, мундштука с правильным устройством и подвески с корректировочными и копирными устройствами.
Узел Б состоит из механизма вертикального перемещения, флюсоаппарата для подачи и отсасывания неиспользованного флюса и кассеты для электродной проволоки.
Узел С - это самоходная тележка с отдельным электроприводом, осуществляющая движение автомата по специальному рельсовому пути вдоль свариваемого шва.
Рис. 3. Общий вид автомата АБС
Из перечисленных узлов можно комплектовать аппараты трех типов: подвесную головку А простейшего типа; подвесной аппарат АБ со сварочной головкой, подъемным механизмом, флюсоаппаратом и кассетой для проволоки; самоходный автомат АБС, выполняющий все операции, необходимые при автоматической сварке.
Автомат АБС имеет следующие технические данные:
Напряжение питающей сети, В. 220 или 380
Номинальный сварочный ток при ПВ = 60%, А 1500
Диаметр электродной проволоки, мм 2—6
Скорость подачи электродной проволоки, м/ч 28-220
Скорость сварки, м/ч................... 14-110
Масса электродной проволоки в кассете, кг. 30
Масса автомата, кг...................... 160
Скорость подачи электродной проволоки постоянная, не зависит от напряжения дуги. Скорость сварки и скорость подачи настраиваются ступенчато сменными зубчатыми колесами.
Механизм подачи 3 состоит из электродвигателя и редуктора. Редуктор состоит из одного червячного и двух цилиндрических пар зубчатых колес, одно из которых является сменным и служит для изменения скорости подачи электрода.
Мундштук головки 2 имеет направляющую воронку, обеспечивающую надежную концентрическую подачу флюса и являющуюся базой для крепления копира. Направление движения электрода относительно свариваемых кромок производится либо вручную с помощью корректора 1, либо механически при помощи трехроликового копира, жестко связанного с мундштуком. Ролики копира катятся по разделке впереди дуги и под действием пружины прижимаются к свариваемым кромкам.
Механизм вертикального перемещения (подъемный механизм) 5 служит для установки необходимой высоты головки над изделием. Он состоит из полого цилиндра (гильзы) 7, к нижней части которого крепится сварочная головка. Цилиндр с помощью двух реечных пар перемещается в вертикальном направлении, что позволяет регулировать высоту уровня сварки. При помощи фланца механизм прикрепляется к станку или самоходной тележке 6. Фланец поворачивается относительно корпуса, и это дает возможность осуществлять поворот всей головки относительно тележки или станка соответственно на 90 и 180°.
На верхней части полого цилиндра устанавливаются флюсоаппарат 9 и кассета 10 для электродной проволоки. Флюсоаппарат 9 работает по смешанной схеме, он служит для беспрерывной подачи флюса в зону сварки и отсоса нерасплавившегося флюса. Флюсоаппарат работает от сети сжатого воздуха давлением 0,5-0,6 МПа. (5-6 ат.).
Самоходная тележка 6 служит для передвижения головки вдоль шва. Она представляет собой трехроликовую тележку велосипедного типа, которая движется по рельсовому пути 8, состоящему из двух швеллеров. Тележка приводится в движение от асинхронного двигателя. Для передвижения головки вручную предусмотрено отключение бегунков от привода при помощи ручного фрикционного механизма.
Аппарат АБС имеет следующие пределы установочных и регулировочных перемещений: вертикальный подъем - 200мм; поперечная корректировка электрода - 75 мм; угол наклона мундштука поперек шва ±45º; угол наклона мундштука вдоль шва - 60° к вертикали.
Электрическая схема автомата АБС обеспечивает: подъем и опускание электродной проволоки при вспомогательных операциях; дистанционное включение источника питания дуги и возбуждение дуги в начале сварки; подачу электродной проволоки и передвижение головки вдоль шва в процессе сварки; заварку кратера и дистанционное отключение источника
ОБОРУДОВАНИЕ, ИНСТРУМЕНТЫИ МАТЕРИАЛЫ
3.1. Стенды с автоматами для наплавки под флюсом типов АБС и АДФ.
3.2. Сварочный выпрямитель ВС-600.
3.3. Соединительные кабели.
3.2. Инструкции по использованию автоматов.
3.3. Плакаты.
3.4. Образцы для наплавки.