Материальное обеспечение.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧЕРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО

ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ДОНСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

(ДГТУ)

 

 

Кафедра: «Сервис и техническая эксплуатация автотранспортных средств»

 

 

Методические указания

к лабораторной работе № 4

«Изучение процесса полуавтоматической дуговой сварки в среде углекислого газа и расчет прочности сварочного шва »

По дисциплинам «Технология и организация восстановления

Деталей и сборочных единиц в сервисном обслуживании» и

«Основы технологии производства и ремонта автомобилей»

Ростов-на-Дону,

Составили: профессор В.В Рубанов, доц., Ю.М. Самодумский, доц., Ю.В. Марченко, Е.А. Дубовик, Е.В.Филипчук.

 

Методические указания к лабораторной работе «Изучение процесса полуавтоматической дуговой сварки в среде углекислого газа и расчет прочности сварочного шва». – Ростов н/Д: Издательский центр ДГТУ, 2013 - 19 с. с ил.

 

Приведены краткие сведения о методах дуговой сварки, технологическом оборудовании, видах сварки и сварочных соединений, выборе параметров дуговой сварки, порядке расчета сварочного шва при ручной дуговой сварке.

Лабораторная работа позволит ознакомиться с процессом сварки

 

 

Печатается по решению методической комиссии факультета «Авиастроение. Транспорт, сервис и эксплуатация»

 

Научный редактор: докт.техн. наук,проф. В.В.Рубанов

 

Рецензент:к.т.н., проф. В.А. Лебедев

 

 

© Издательский центр ДГТУ, 2013

ПРАВИЛА ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ

ВЫПОЛНЕНИИ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ

1.Получить инструктаж по технике безопасности от преподавателя(лаборанта),проводящего занятия.

Проверить отключение главного рубильника от силовой сети сварочного полуавтомата и повесить табличку «Работают люди»

Работа с полуавтоматом требует соблюдения всех требований техники безопасности для выполнения операций и эксплуатации электроустановок напряжением до 1000 В.

Перед началом работы обслуживающий персонал и сварщик должен быть ознакомлен с руководством по эксплуатации аппарата.

Класс полуавтоматов «ПИТОН» по способу защиты от поражения электрическим током – 01 по ГОСТ Р МЭК 335-1-94.

Степень защиты IP 11 по ГОСТ 14254-96.

ЗАПРЕЩАЕТСЯ:

- включать полуавтомат без заземления;

-подключать полуавтомат и работать с ним неквалифицированному персоналу и сварщикам, имеющим группу электробезопасности 2;

- работа полуавтомата со снятым крышками;

- применять сварочные кабели с поврежденной изоляцией.

-избегать прямых контактов со сварочным контуром;

-работать без защитной маски.

1. Цель и задачи работы:

Ознакомиться с методом полуавтоматической дуговой сварки в защитной среде, с видами сварочных швов и соединений, устройством и работой сварочного аппарата, методикой расчета прочности сварочного шва после ручной дуговой сварки.

2. Задачи работы:

-ознакомление с техникой безопасности при проведении сварочно-восстановительных работ

-ознакомление с основными узлами сварочной установки и их устройством;

- изучить особенности проведения сварочных работ;

- ознакомиться с порядком наладки сварочного аппарата при подготовке к работе;

- освоить приемы проведения работ и получить навык в расчетах сварочных соединений;

- сделать вывод по результатам работы;

- ответить на контрольные вопросы.

Материальное обеспечение.

-Полуавтомат углекислотый сварочный «Питон»

Назначение изделия. Полуавтоматы углекислотные сварочные для однофазной сети питания серии ПИТОН предназначены для проведения сварочных работ в среде углекислого газа из черного металла – как основной режим, толщиной:

ПДГ-12-1.3 УЗ, 220 В от 0,5 мм до 2 мм током до 120 А;

ПДГ-15-1.3 УЗ, 220 В щт 0,5 мм до 0,4 мм и током до 150 А;

ПДГ-18-1.3 УЗ, 220 В от 0,5 мм до 5 мм и током до 180 А;

ПДГ-20-1.3 УЗ, 220 В от 0,5 мм до 6 мм и током до 200 А.

Технические характеристики

Наименование		Величина
Напряжение питающей сети	ПИТОН ПДГ-12-1.3 УЗ 220В	ПИТОН ПДГ-15,1.3 УЗ 220 В	ПИТОН ПДГ-18-1.3 УЗ 220 В	ПИТОН ПДГ-20-1.3 УЗ 220 В
		Режим «СО2 сварка»
Максимальная потребляемая мощность, кВт, не более		4,5		5,5
Продолжительность нагрузки при максимальном токе, 100 А
Пределы регулирования сварочного тока, А	50-120	50-150	50-180	50-200
Пределы регулирования сварочного тока, А	50-120	50-150	50-180	50-200
Напряжение холостого хода, В	20-30	20-30	22-32	22-32
Скорость подачи проволоки, м/мин	0-10	0-10	0-12	0-12
Применяемая сварочная проволока, мм	0,8;10	0,8;10	0,8;10;1,2	0,8;10;1,2
Емкость катушки для сварочной проволоки, кг, не более
		Режим «+12 В прогрев»
Максимальный ток - при пуске, А - при прогреве, А
Пределы регулирования тока при прогреве, А	50-120	50-150	50-180	50-200
Напряжение холостого хода, В	9-14	9-14	9-15	9-15
Габариты, мм не более		430*260*375
Масса, кг, не более

- катушка сварочной порошковой проволоки;

-комплект свариваемых деталей или их фрагментов;

-баллон с углекислым газом;

- защитна маска;

-ручные тиски.

Содержание и порядок выполнения работы.

- подготовить свариваемые детали к сварке (очистиь от загрязнений

места сварки);

- определить толщину свариваемых элементов и разделать при небходимости их кромки для сварки;

-подобрать диаметр сварочной проволоки,силу тока,сварочное напряжение и скорость сварки;

-включить аппарат и наложить сварочный шов;

-зачистить место сварки.

5. Общие положения.

Сваркой называется процесс получения неразъемных соединений посредством установления межатомных связей между соединяемыми частями при их нагревании и (или) пластическом деформированием.

Такое определение понятие «сварка» содержит ГОСТ 2601-84

В условиях ремонтно-восстановительного производства сварку следует рассматривать как процесс установления неразъемных соединений между восстанавливаем слоем с основной частью материала ремонтной заготовки или еечастей (фрагментов)

Сварка – процесс получения неразъемных соединений деталей машин, конструкций и сооружений. С помощью сварки можно получать сложнейшие изделия из заготовок, выполненных прокаткой, литьем, ковкой и штамповкой.

Большое разнообразие форм и размеров изделий при их соединении обусловливает необходимость применения в ремонтно-восстановительном производстве разных видов сварки. Среди них: ручная дуговая, дуговая сварка в защитной среде, газовая сварка и т.д. Рассмотрим одну из них –сварку в среде защитных газов.

Сварка в среде защитных газов. Сущность способа состоит в том, что в зону горения электрической дуги под давлением подается защитный газ, который, оттесняя воздух, защищает расплавленный металл сварочной ванны от вредного воздействия на него кислорода и азота.

Сварка в защитных газах может выполняться плавящимися и неплавящимися электродами (угольным или вольфрамовым). В авторемонтном производстве нашли применение автоматическая и полуавтоматическая сварка плавящимися и неплавящимися электродами.

При сварке плавящимся электродом электродная проволока подается в зону горения дуги через через специальную газоэлектрическую горелку, к которой подводятся электрический ток и защитный газ (аргон, гелий, диоксид углерода).

В качестве защитных газов наибольшее применение получили диоксид углерода и аргон. Схема в среде диоксида углерода представлена на рисунке 1.

Рисунок 1 – Схема дуговой сварки в среде углекислого газа или диоксида углерода

где 1 – деталь; 2 – дуга; 3 – углекислый газ или диоксид углерода; 4 – сопло горелки; 5 – наконечник горелки; 6 – ролики для подачи проволоки; 7 – электродная проволока; 8 – наплавленный металл.

Сварку в углекислой среде, как правило, ведут на постоянном токе обратной полярности. Это обеспечивает хорошую устойчивость процесса. Питание диоксидом углерода или СО₂ осуществляется по схеме: баллон-подогреватель-осушитель-понижающий редуктор-_{расходомер}-наплавочная головка (1 баллон содержит 40 л (25 кг) углекислоты, из 1 кг образуется 509 л углекислого газа).

Диоксид углерода или СО_{2 оказывает} действие на качество сварного соединения. С одной стороны диоксид углерода защищает расплавленный металл от вредного воздействия кислорода и азота воздуха, а с другой стороны, под действием высокой температуры дуги диоксид углерода или СО₂ и атомарный кислород О оказывает окисляющее действие на расплавленный металл.Атомарный кислород обладает высокой химической активностью и способен окислять все элементы, входящие в состав электродной проволоки и основного металла, в том числе и железо.

Для устранения вредного влияния реакций окисления возникает необходимость применения при сварке раскислителей, в качестве которых выступают кремний, марганец, титан и хром. Для этой цели применяется специальная сварочная проволока с повышенным содержанием кремния и марганца, которые являются активными раскислителями, так как обладают большим сродством с кислородом и восстанавливают железоиз его оксидов.

Материалы для сварки. Ввиду того, что при данном способе флюсы и покрытия отсутствуют, задачу раскисления и легирования металла сварочной ванны можно решить только подбором электродной проволоки соответствующего химического состава. В связи с этим для сварки поверхностей применяется проволока диаметром 0,5-2,0 мм следующих марок: Св-08ГС, Св-10ГС, Св-12 ГС. Кроме того используется порошковая проволока марок: ПП-Р18Т, ПП-Р9Т, ПП-Х2В8Т и другие. Ответственные детали с твердостью рабочих поверхностей 45-55 HRC наплавляют проволокой Hп-30 ХГСФ диаметром 1,2-1,8 мм с последующей закалкой.

Режимы и особенности. Режим сварки характеризуется силой сварочного тока, напряжением дуги, диаметром электродной проволоки, скоростью сварки и вылетом электрода.

Диаметр электродной проволоки и сила сварочного тока выбираются в зависимости от толщины свариваемого металла. Ориентировочные режимы сварки в среде углекислого газа приведены в таблице 1.

Таблица 1 – Параметры сварки в среде углекислого газа

 

При повышении напряжения увеличивается длина дуги, соответственно возрастает путь капельного переноса металла через дуговой промежуток, что способствует интенсивности его окисления и выгоранию кремния и марганца. Низкое напряжение дуги вызывает чрезмерное усиление швов и высокие надрезы.

В авторемонтном производстве целесообразна полуавтоматическая и автоматическая сварка в среде защитных газов при восстановлении широкой номенклатуры деталей трансмиссии и ходовой части автомобилей, а также сварка деталей из сплавов алюминия тонколистовой стали при ремонте кабин, кузовов и рам.

Основными достоинствами сварки в среде защитных газов являются: высокая производительность благодаря хорошему использованию теплоты сварочной дуги; возможность сварки деталей любой толщины и диаметра; возможность наблюдения за ходом сварки, что обеспечивает точность наложения шва; уменьшение коробления металла при восстановлении деталей из тонколистовой стали благодаря охлаждающему действию защитного газа.

Внедрение полуавтоматической сварки в среде углекислого газа в производстве при ремонте кабин, кузовов, рам снижает объем ручных работ на 60 %.

К недостаткам способа можно отнести: потери металла до 5-10 % за счет повышенного разбрызгивания; снижение усталостной прочности на 10-20 %

 

6. Далее произведем расчет сварочного шва и определение режимов ручной дуговой сварки