Специальные методы соединения материалов
для студентов направления 150200 - машиностроительные
технологии и оборудование
специальности 150202
“Оборудование и технология сварочного производства”
(дипломированный специалист)
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4
КОЭФФИЦИЕНТ ПЛАВЛЕНИЯ, НАПЛАВКИ, ПОТЕРЬ
НА УГАР И РАЗБРЫЗГИВАНИЕ.
ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ НАПЛАВКИ
Выполнил студент гр. 620681
Абрамов А. С.
Проверил доц. Татаринов Е.А.
Тула 2012 г.
ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ РАБОТЫ
Изучить влияние рода и силы тока, марки электродов на коэффициенты плавления и наплавки, потерь на угар и разбрызгивание, определить производительность при ручной наплавке.
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
На производительность процесса электрической дуговой наплавки влияют следующие факторы: 1) сварочный ток; 2) коэффициент плавления aэ;
3) коэффициент наплавки aн, который обычно меньше aэ.
Потери металла на угар и разбрызгивание, а также значения коэффициентов плавления и наплавки зависят от сварочного тока. Увеличение тока приводит к повышению температуры дуги, т. е. к интенсивности расплавления электрода и ускорению протекания химических реакций. Следовательно, с увеличением тока aэ и aн увеличиваются, но на разные значения, так как увеличение температуры дуги приводит к увеличению количества образующихся газов и повышению их давления в капле, а значит, к повышению потерь на угар и разбрызгивание.
На величины aэ и aн, на потери от угара и разбрызгивание влияют количество тех или иных примесей в электродном металле и электродном покрытии, а также температура стержня электрода. В начальный момент сварки скорость плавления электродного металла небольшая, но по мере разогрева электрода джоулевым теплом проходящего по нему тока скорость его плавления увеличится в два раза, т. е. на 100% и более при значительных плотностях тока. При этом увеличиваются aэ и aн, потери же на угар и разбрызгивание практически не изменяются. Качество наплавки или шва будет обеспечено, если скорость плавления электрода вначале будет отличаться от скорости в конце не более чем на 30%. Джоулево тепло определяется уравнением
(1)
Покрытие электродов существенно влияет на коэффициенты плавления, наплавки и на коэффициент потерь, который равен
(2)
Коэффициент плавления толстопокрытых электродов значительно уменьшается по сравнению с коэффициентом голых и тонкопокрытых электродов за счет того, что некоторое количество теплоты дуги расходуется на плавление, испарение и разложение покрытия, но прямой зависимости aЭ от толщины покрытия нет.
Коэффициент потерь y толстопокрытых электродов уменьшается по сравнению с коэффициентом голых электродов за счет того, что материалы покрытий при испарении дают дополнительное количество газа, который увлекает за собой в шов пары металла и мелкие капли.
Коэффициент наплавки aН электродов с толстым покрытием обычно меньше коэффициента плавления, за исключением тех случаев, когда в покрытие входит большое количество металлических составляющих.
На aЭ и aН оказывают влияние полярность тока, тип соединения, положение шва в пространстве и т. д.. Установлено, что род сварочного тока существенно их не меняет. С переходом на переменный ток в некоторой степени уменьшается y, но производительность практически не изменяется. Исследования показали, что aЭ, aН и y будут иметь разные значения (при прочих равных условиях) при сварке электродами различных марок.
ОБОРУДОВАНИЕ, ИНСТРУМЕНТ И МАТЕРИАЛЫ
1. Пластины из малоуглеродистой и нержавеющей стали 12Х18Н9Т (200 ´ 100 ´10 мм).
2. Электроды тонкопокрытые типа Э38 (d эл = 4 мм).
3. Электроды с толстым покрытием марок МР-3 типа Э46, УОНИ-13/45 типа Э46А, марки АНО-4С типа Э46.
4. Электроды, имеющие стержни из нержавеющей стали, например, электроды марки ЭА-395/9.
5. Электрод из порошковой проволоки с покрытием УОНИ-13/45.
6. Сварочный пост постоянного и переменного токов с электроизмерительными приборами.
7. Весы циферблатные с гирями.
8. Секундомер.
9. Штангенциркуль.
10. Масштабная линейка.
11. Бачок для охлаждения проб.