Уравновешивание деформаций. В этом случае (рис.31) швы выполняют в такой последовательности, при которой последующий шов вызывает деформации обратного направления по сравнению с деформациями от предыдущего шва. Этот способ может быть использован при симметричном расположении швов.
|
32 Сварочным постом называют рабочее место сварщика, оборудованное соответствующей аппаратурой и приспособлениями.
Организация рабочего места электросварщика.
Сварочные посты в зависимости от рода применяемого тока и типа источника питания дуги делятся на следующее виды:
• постоянного тока с питанием от однопостового или многопостового сварочного преобразователя или сварочного выпрямителя;
• переменного тока с питанием от сварочного трансформатора.
Сварочные посты по месту расположения могут быть стационарные и передвижные.
Стационарные посты представляют собой открытые сверху кабины для сварки изделий небольших размеров. Каркас кабины металлический. Стены окрашены в светлые тона огнестойкой краской. Окраска стен в темные тона не рекомендуется, так как она плохо поглощает ультрафиолетовые лучи сварочной дуги. Высота сварочного стола 500-600 мм; крышка стола площадью 1 м2, которую изготавливают из листовой стали толщиной около 25 мм. К нижней части крышки или ножки стола приваривают стальной болт, служащий для крепления токопроводящего кабеля от источника тока и для заземления. У стола сбоку имеется два кармана для электродов разных марок. Под ногами у сварщика должен находиться резиновый коврик.
Передвижной пост применяется в случаях сварки изделия крупных форм и необходимости проведения сварки в нестандартных условиях.
Сварочный пост комплектуется: • источником питания;• электрододержателем;• сварочными проводами;• зажимами для токопроводящего провода;• сварочным щитком с защитными светофильтрами;• различными зачистными и мерительными инструментами.
- Кабели и сварочные провода. Применять провод длиной более 30 м не рекомендуется, так как это вызывает значительное падение напряжения в сварочной цепи.Токоподводящий провод соединяется с изделием через специальные зажимы.
Вопрос 1. Оборудование и классификация сварочного поста электросварщика и газосварщика.
Сварочным постом называют рабочее место сварщика, оборудованное соответствующей аппаратурой и приспособлениями.
Организация рабочего места электросварщика.
Сварочные посты в зависимости от рода применяемого тока и типа источника питания дуги делятся на следующее виды:
•постоянного тока с питанием от однопостового или многопостового сварочного преобразователя или сварочного выпрямителя;
•переменного тока с питанием от сварочного трансформатора.
Сварочные посты по месту расположения могут быть стационарные и передвижные. Стационарные посты представляют собой открытые сверху кабины для сварки изделий
небольших размеров. Каркас кабины металлический. Стены окрашены в светлые тона огнестойкой краской. Окраска стен в темные тона не рекомендуется, так как она плохо поглощает ультрафиолетовые лучи сварочной дуги. Высота сварочного стола 500-600мм; крышка стола площадью 1 м2, которую изготавливают из листовой стали толщиной около 25 мм. К нижней части крышки или ножки стола приваривают стальной болт, служащий для крепления токопроводящего кабеля от источника тока и для заземления. У стола сбоку имеется два кармана для электродов разных марок. Под ногами у сварщика должен находиться резиновый коврик.
Передвижной пост применяется в случаях сварки изделия крупных форм и необходимости проведения сварки в нестандартных условиях.
Сварочный пост устроен следующим образом (рис. 16).
От сети 1 переменный ток напряжением 220 или 380 В через рубильник 2 подается к источнику питания - сварочному трансформатору 3, где ток трансформируется до напряжения 60-70В, и по сварочным проводам 4 через зажим 5 и электрододержатель 6 подводится к изделию 7.
Сварочный пост комплектуется:
•источником питания;
•электрододержателем;
•сварочными проводами;
•зажимами для токопроводящего провода;
•сварочным щитком с защитными светофильтрами;
•различными зачистными и мерительными инструментами.
Правила обращения с горелками:
1.Не допускается эксплуатация неисправных горелок, так как это может привести к взрывам
ипожарам, а также ожогам газосварщика.
2.Исправная горелка дает нормальное и устойчивое свариваемое пламя.
3.Для проверки инжектора горелки к кислородному ниппелю подсоединяют рукав от кислородного редуктора, а к корпусу горелки - наконечник. Наконечник затягивают ключом, открывают ацетиленовый вентиль и кислородным редуктором устанавливают необходимое давление кислорода соответственно номеру наконечника.
Пускают кислород в горелку, открывая кислородный вентиль. Кислород, проходя через инжектор, создает разрежение в ацетиленовых каналах и ацетиленовом ниппеле, которое можно обнаружить, приставляя палец руки к ацетиленовому ниппелю.
При наличии разряжения палец будет присасываться к ниппелю. При отсутствии разряжения необходимо закрыть кислородный вентиль, отвернуть наконечник, вывернуть инжектор и проверить, не засорено ли его отверстие.
При засорении его необходимо прочистить, при этом надо проверить также отверстия смесительной камеры и мундштука. Убедившись в их исправности, повторяют испытание на подсос (разрежение).
4.Величина подсоса зависит от зазора между концом инжектора и входом в смесительную камеру. Если зазор мал, то разрежение в ацетиленовых каналах будет недостаточным, в этом случае следует несколько вывернуть инжектор из смесительной камеры.
5.Вначале немного открывают кислородный вентиль горелки, создавая тем самым разрежение в ацетиленовых каналах. Затем открывают ацетиленовый вентиль и зажигают горючую смесь.
6.Пламя регулируют ацетиленовым вентилем при полностью открытом кислородном.
7.При хлопках сначала перекрывают ацетиленовый, а потом кислородный вентили.
8.Причины хлопков:
•сильный перегрев горелки;
•засорение мундштука горелки;
• если скорость истечения горючей смеси станет меньше скорости ее сгорания, то пламя проникнет в канал мундштука и произойдет обратный удар.
9. В этом случае горелку нужно погасить, охладить ее водой и прочистить мундштук иглой
Вопрос 1. Сварочная дуга (определение, физическая сущность, способы зажигания, условия устойчивого горения, строение, влияние длины дуги на производительность и качества шва, окончание шва).
Если случайно или намеренно разомкнуть электрическую цепь, то в месте разрыва цепи проскакивает электрическая искра. Это явление, представляющее собой прохождение электрического тока через воздух, носит название искрового разряда.
Сварочной дугой называют дугу, представляющую собой длительный устойчивый электрический разряд в газовой среде между электродом и изделием либо между электродами, отличающуюся большим количеством тепловой энергии и сильным световым излучением.
Сварочные дуги квалифицируют по следующим признакам:
• по среде, в которой происходит дуговой разряд; на воздухе - открытая дуга, под флюсом – закрытая дуга; в среде защитных газов;
• по роду применяемого электрического тока - постоянная, переменная;
• по типу электрода - плавящаяся, неплавящаяся;
• по длительности горения - непрерывная, импульсная дуга;
• по принципу работы - прямого действия, косвенная дуга, комбинированная или трехфазная.
Для сварки металлов наиболее широко используют сварочную дугу прямого действия, в которой одним электродом служит металлический стержень (плавящийся или неплавящийся электрод), а вторым – свариваемая деталь. К электродам подведен электрический ток - постоянный или переменный.
Теплота, выделяемая сварочной дугой, не вся переходит в сварной шов. Часть теплоты теряется бесполезно на нагрев окружающего воздуха, плавление электродного покрытия.
Мощность сварочной дуги Q зависит от сварочного тока I и напряжения дуги U:
Q=I∙U (Вт).
Дугу возбуждают двумя способами - касанием или чирканьем. В обоих случаях процесс возбуждения сварочной дуги начинается с короткого замыкания. При этом в точках контакта увеличивается плотность тока, выделяется большое количество теплоты, и металл плавится. Затем электрод отводят, разрядный промежуток заполняется нагретыми частицами паров металла, и начинается горение дуги.
При отводе электрода от изделия (после короткого замыкания и мгновенного расплавления металла) жидкий мостик металла вначале растягивается, сечение его уменьшается, температура металла повышается, а затем жидкий мостик металла разрывается (рис. 18). При этом происходит быстрое испарение металла, и разрядный промежуток заполняется нагретыми ионизированными частицами паров металла, электродного покрытия и воздуха - возникает сварочная дуга.
Для повышения устойчивости горения сварочной дуги в электродное покрытие или в защитный флюс вводят элементы (калий, натрий, барий и др.), которые повышают степень ионизации и, следовательно, стабилизации сварочной дуги.
Сварочную дугу можно возбудить без касания электродом свариваемого изделия. Для этого нужно в сварочную цепь параллельно включить источник тока высокого напряжения и высокой частоты (осциллятор). При этом для возбуждения дуги достаточно приблизить конец электрода на расстояние 2-3 мм к поверхности
Катодное пятно является источником потока свободных электронов. Температура его для стальных электродов достигает 2400-2600°С. В катодном пятне выделяется около 38% общей теплоты дуги.
Столб дуги представляет собой проводник электрического тока. В нем свободные электроны и отрицательно заряженные ионы движутся к аноду, а положительно заряженные ионы - к катоду. В целом столб дуги не имеет заряда. Он нейтрален, так как в каждом сечении столба одновременно находятся равные количества противоположно заряженных частиц.
В столбе дуги выделяется около 20% общей теплоты дуги. Температура столба дуги зависит от силы сварочного тока идостигает в ее центре 6000-7000°С и более. Температура капли на конце стального электрода приблизительно равна 2150°С, а при перелете ее через дуговой промежуток - 2350°С.
В среднем температура сварочной ванны составляет 1770°С.
Анодное пятно является местом входа и нейтрализации свободных электронов. Оно имеет примерно такую же температуру, как и катодное пятно, но в результате бомбардировки электронами на нем выделяется больше теплоты (примерно 42%), чем на катодном.
Малыми кружочками обозначены электроны, а большими - положительно и отрицательно заряженные ионы.
При работе на постоянном токе возможна прямая и обратная дуга.
При прямой полярности «+» на изделии «-» на электроде. При обратной полярности наоборот. При питании сварочной дуги постоянным током обратной полярности катодное и анодное пятна поменяются местами, т. е. катодом будет изделие, а анодом - электрод.
При переменном токе эта смена будет происходить100 раз в секунду, поэтому дуга на переменном токе горит менее устойчиво, чем на постоянном. При сварке на переменном токе количество теплоты, выделяющиеся на электроде и изделии, будет примерно одинаковым.
Различают по длине короткую и длинную дугу.
Длиной дуги называют расстояние от конца электрода до дна кратера на поверхности металла.
Кратером называют углубление на поверхности металла в результате давления на него столба дуги.
Длина дуги определяется диаметром электрода.
Короткой называется дуга, длина которой меньше или равнадиаметру электрода. Ее размеры 2 - 4 мм.
Длинная дуга та, которая больше или равна диаметру электрода.
Короткой дугой сваривают, длинной - режут металл.
Чтобы избежать кратера, применяют следующие способы:
• начинают и оканчивают шов на основном металле;
• постепенно удлиняют сварочную дугу и резко ее обрывают отводом в сторону.
В процессе горения дуги жидкий металл с конца электрода переходит в сварочную ванну в виде отдельных капель (капельный способ) и при полуавтоматической сварке струйно. Перенос капель осуществляется под действием:
• силы тяжести;
• силы поверхностного натяжения;
• электромагнитных сил.
Характер капель зависит от силы сварочного тока. С увеличением силы тока размер капель уменьшается, а число их возрастает.
С уменьшением силы тока размер капли растет и в единицу времени капель становится меньше. Именно это свойство переноса металла и уменьшение силы тока, а также максимально короткая дуга позволяют вести сварку в вертикальном положении.
Влияние магнитных полей на дугу. Сварочная дуга является гибкой газовой вставкой между электродом и изделием и, как всякий проводник с током, взаимодействует с магнитным полем.
Отклонение столба дуги под действием магнитного поля, наблюдаемое в основном при сварке постоянным током, называется магнитным дутьем (рис. 20). Возникновение приводит к отклонению дуги в сторону, противоположную большей напряженности.
При сварке переменным током, в связи с тем, что полярность меняется с частотой тока, это явление проявляется значительно слабее.
Магнитное дутье также имеет место при сварке вблизи ферромагнитных масс (железо и сталь). Дуга в этом случае отклоняется в сторону этих масс.
Возникновение магнитного дутья вызывает непровары и ухудшает внешний вид шва. Влияние магнитных полей и ферромагнитных масс на сварочную дугу:
а - нормальное положение дуги; б - отклонение дуги под влиянием неравномерной напряженности магнитного поля; в - отклонение дуги под влиянием ферромагнитных масс; Н1 и Н2 - напряженности магнитного поля
Устранить его можно:
• изменением места токоподвода и угла наклона электрода;
• временным размещением дополнительного ферромагнитного материала, создающего симметричное магнитное поле;
• заменой постоянного тока переменным.
Вопрос 2. Технология выполнения швов различной протяженности.
Все сварные швы в зависимости от их длины условно разбивают на три группы:
• короткие - до 250 мм;
• средней длины - от 250 до 1000 мм;
• длинные - от 1000 мм и более.
Короткие швы выполняют «на проход» в одном направлении, т. е. при движении электрода от начала шва к концу (рис. 21, а).
При выполнении швов средней длины и длинных возможно коробление изделий. Чтобы избежать этого, швы средней длины выполняют «на проход» от середины к концам (рис. 21, б) или обратноступенчатым способом (рис. 21, в), сущность которого состоит в том, что весь шов разбивают на участки длиной 100-350 мм с таким расчетом, чтобы каждый из них мог быть выполнен целым числом электродов (двумя, тремя и т. д.). При этом переход от участка к участку совмещается со сменой электрода. Каждый участок заваривается в направлении, обратном общему направлению сварки, а последний всегда заваривается «на выход».
Длинные швы выполняют от середины к концам обратноступенчатым способом (рис. 21, г). В данном случае возможно организовать работу одновременно двух сварщиков
Свариваемость стали и её определение.
Свариваемость – свойство сталей образовывать тем или иным способом равнопрочное основному металлу соединение, отвечающее определённым требованиям. Свариваемость сталей зависит от содержания углерода и легирующих примесей.
При содержании до 0,3% углерода свариваемость хорошая. При содержании углерода более 0,35% в околошовной зоне появляется трещина.
Марганец при содержании до 1% не влияет на свариваемость, а при содержании более 1% повышается прочность, твёрдость и закаливаемость стали – образуются трещины.
Кремний про содержании более 1% затрудняет сварку из-за жидкотекучести стали, образования тугоплавких окислов и шлаков.
Хром образует тугоплавкие окислы.
Никель повышает твёрдость, прочность не снижая пластичность сварных швов.
Сера не допускается её содержание более 0,06% т.к. она образует сульфиды железа, которые имеют более низкую температуру плавления и при твердении образуют трещины.
Фосфор ухудшает свариваемость стали, так образуется фосфид железа, придающий стали хладноломкость – холодные трещины.
По свариваемости стали делятся на 4 группы: По методу Кировского свариваемость стали определяется наплавкой двух валиков в выточку пластины и охлаждении их водой и воздухом. Если при охлаждении водой и воздухом в сварных швах трещины не образуются – хорошо сваривающиеся Ст0, ст1, ст2, ст3,ст4