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 СО2 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