ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение......................................................................................................... 4
Лабораторная работа № 1. Ознакомление с оборудованием
для электродуговых и контактных способов сварки
и принципом его работы............................................................................... 5
Лабораторная работа № 2. Оборудование и аппаратура
для газовой сварки металлов...................................................................... 11
Лабораторная работа № 3. Оборудование и аппаратура
для воздушно-плазменной и газовой резки металлов............................... 23
Лабораторная работа № 4. Контроль качества сварных
соединений. Испытание непроницаемости сварных швов......................... 31
Лабораторная работа № 5. Неразрушающие методы контроля деталей
подвижного состава. Магнитные методы контроля................................... 34
Лабораторная работа № 6. Неразрушающие методы контроля
деталей подвижного состава. Ультразвуковой метод контроля.
Гаммаграфирование сварных швов............................................................ 39
Приложение А
Инструкция по технике безопасности при выполнении
лабораторных работ в лаборатории сварки.............................................. 43
Приложение Б
Образец оформления отчета....................................................................... 44
ВВЕДЕНИЕ
Лабораторные работы уже давно являются одним из эффективных методов обучения, который выступает как связующее звено между теорией и практикой. Работа в лаборатории повышает интерес учащихся к учебе и наглядно показывает им, как велико значение приобретенных знаний в их будущей трудовой деятельности. Прежде всего лабораторные работы являются важным развивающим средством, позволяющим формировать у учащихся интерес к исследованиям, связанным с научно-техническими основами изучаемой профессии, умение проводить эксперименты с помощью лабораторного и производственно-технического оборудования лабораторий и мастерских.
Часть лабораторных работ студенты выполняют бригадой в 2–3 человека, когда проведение эксперимента индивидуально невозможно. Хотя нам представляется, что наилучший эффект достигается в том случае, когда выполняет работы и обрабатывает результаты эксперимента каждый студент.
Часть выполняемых лабораторных работ носят прикладной характер, часть же работ имеют экспериментальный характер. Ряд работ посвящен ознакомлению с неразрушающими методами контроля, которые выполняются на конкретных деталях вагона.
Защита лабораторных работ после их выполнения и составления отчета производится программированным методом контроля; необходимые вопросы для защиты работы приведены в каждой лабораторной работе.
Лабораторная работа № 1
ОЗНАКОМЛЕНИЕ С ОБОРУДОВАНИЕМ
ДЛЯ ЭЛЕКТРОДУГОВЫХ И КОНТАКТНЫХ
СПОСОБОВ СВАРКИ И ПРИНЦИПОМ ЕГО РАБОТЫ
Цель работы
Изучение оборудования для электродуговых и контактных способов сварки и принципа его работы.
Задание
Ознакомиться с конструкциями и принципом работы сварочных автоматов, полуавтоматов, выпрямителей, машин для выполнения контактных способов сварки и технологией сварки на этом оборудовании.
Необходимое оборудование и материалы
1 Сварочные трактора АДС-1000, ТС-17М с источниками питания сварочной дуги.
2 Полуавтомат Миг-200 для сварки проволокой в среде углекислого газа.
3 Выпрямитель сварочный (инвертор) ARC-200В для ручной дуговой сварки.
4 Сварочный аппарат для точечной сварки АТП-10.
5 Машина для шовной сварки МШМ-50.
6 Стыковая контактная машина МСР-50 для стыковой сварки оплавлением.
7 Стыковая контактная машина АСИФ-25 для стыковой сварки сопротивлением.
8 Пластины толщиной 8 мм, длиной 800–1000 мм и шириной 200 мм для демонстрации автоматической, полуавтоматической и ручной сварки (2 шт. на занятие).
9 Пластины толщиной 0,5–2 мм; шириной 50 мм и длиной 150–200 мм
(6–8 шт. на занятие).
10 Стержни, арматура 10–20 мм, длиной 100–200 мм (6 шт.).
11 Проволока диаметром 5–6 мм, длиной 100–200 мм (6 шт.).
Основные теоретические сведения
Наибольший объем среди других видов сварки занимает ручная дуговая сварка – сварка плавлением штучными электродами, при которой подача электрода и перемещение дуги вдоль свариваемых кромок производится вручную. Схема процесса показана на рисунке 1.1.
Рисунок 1.1 – Схема ручной дуговой сварки
Дуга горит между стержнем электрода 1 и основным металлом 7. Под действием теплоты дуги электрод и основной металл плавятся, образуя металлическую сварочную ванну 4. Капли жидкого металла 8 с расплавляемого электродного стержня переносятся в ванну через дуговой промежуток. Вместе со стержнем плавится покрытие электрода 2, образуя газовую защиту 3 вокруг дуги и жидкую шлаковую ванну на поверхности расплавленного металла.
Металлическая и шлаковая ванны вместе образуют сварочную ванну. По мере движения дуги металл сварочной ванны затвердевает и образует сварной шов 6. Жидкий шлак по мере остывания образует на поверхности шва твердую шлаковую корку 5, которая удаляется после остывания шва.
Область применения:
– однопроходная сварка – 1–4 мм;
– двухсторонняя в два прохода – до 6 мм;
– многопроходная – до 200 мм.
По положениям:
– во всех пространственных положениях.
По свариваемым материалам:
– сварка конструкционных, теплоустойчивых и высоколегированных сталей с особыми свойствами;
– сварка чугуна;
– сварка алюминия;
– сварка меди.
Высокое качество сварки в значительной степени зависит от правильно подобранного режима сварки. При ручной электродуговой сварке основными факторами режима сварки являются тип и диаметр электрода и величина сварочного тока. Тип электрода выбирается в зависимости от марки свариваемого металла и его механических свойств, диаметр – от толщины свариваемого металла и формы сечения сварного шва.
Рекомендуется следующая зависимость диаметра электрода от толщины свариваемого металла:
| толщина свариваемого металла, мм | 1–2 | 3–5 | 4–10 | 12–24 | 30–60 |
| диаметр электрода, мм | 1,5–2,0 | 3–4 | 4–5 | 5–6 | 6–8 |
При толщине свариваемого металла свыше 6 мм швы выполняются в несколько слоев, причем первые слои шва выполняются электродами малого диаметра (2–3 мм) для обеспечения провара корня шва.
Сила тока выбирается в зависимости от диаметра электрода с учетом габаритов свариваемых деталей.
При сварке малоуглеродистых сталей в нижнем положении силу тока можно определить по формуле
J св = (40–50) d э,
где d э – диаметр электрода, мм.
Меньшие значения (30–40) берутся при сварке электродами малых диаметров, большие значения (50–60) при применении электродов 5 мм и более.
Силу тока можно определить также по формуле академика К. К. Хренова
J = (a + bd) d,
где a и b – постоянные коэффициенты; а = 20; b = 5.
Более точно необходимая сила тока обычно указывается в сертификатах, которые имеются в каждой пачке электродов или наклеены на коробку, в которой находятся электроды. Тип электрода выбирается в зависимости от марки и механических свойств свариваемого металла.
Производительность ручной сварки ограничивается максимально допустимым значением сварочного тока для применяемых при ручной сварке диаметров электродов. При больших токах электрод длиной 350–400 мм сильно перегревается, что затрудняет нормальный процесс сварки.
Основными преимуществами применения механизированных способов сварки (полуавтоматической и автоматической) являются увеличение производительности сварки и повышение качества сварных соединений.
 |
Полуавтоматическая сварка сочетает в себе универсальность и маневренность ручной сварки с преимуществами автоматической сварки. При полуавтоматической сварке подача проволоки в шов механизирована, а перемещение дуги для образования шва сварщик производит вручную. Для полуавтоматической сварки применяют полуавтоматы двух типов – толкающего или тянущего. Тип полуавтомата определяется местом расположения электродвигателя с подающими роликами.
Принципиальная схема полуавтоматической сварки полуавтоматом толкающего типа приведена на рисунке 1.2.
Рисунок 1.2 – Схема полуавтоматической сварки
При автоматической сварке механизированы подача электродной проволоки в шов и перемещение сварочной дуги.
Принципиальная схема автоматической сварки под флюсом представлена на рисунке 1.3.
Рисунок 1.3 – Схема
автоматической сварки
Контактная сварка является разновидностью сварки давлением и осуществляется с местным нагревом деталей в месте контакта электрическим током, проходящим через детали, с последующей их пластической деформацией на участках нагрева. При контактной сварке обычно используют невысокие напряжения (0,5–12 В) и большие токи (до 100 000 А и более).
Основными видами контактной сварки являются: точечная, шовная (или роликовая) и стыковая (рисунки 1.4–1.6).
|
Рисунок 1.4 – Схема точечной Рисунок 1.5 – Схема шовной сварки
сварки
Рисунок 1.6 – Схема стыковой сварки
Все контактные машины состоят из двух основных частей – электрической и механической, включающих в себя понижающий трансформатор и пульт управления, и механизмов, обеспечивающих закрепление, создание усилий сжатия и перемещение свариваемых деталей.