Билет № 1
ВОПРОС 1
Термические виды сварки
Наиболее широкое распространение получила сварка плавлением, которая состоит в том, что жидкий металл одной оплавленной кромки детали соединяется и перемешивается с жидким металлом второй оплавленной кромки, образуя общий объем жидкого металла, который называется сварочной ванной. В зависимости от вида используемой энергии различают электрическую и газовую сварку. В свою очередь, электрическая сварка плавлением подразделяется на дуговую, плазменно-дуговую, электрошлаковую, электроконтактную, электронно-лучевую и др. Ведущее место во всех отраслях промышленности и строительства занимает электродуговая сварка[15].
Дуговая сварка.Сущность дуговой сваркисостоит в том, что свариваемый металл плавится теплом электрической дуги. Для образования сварочной дугииспользуют электрическую цепь со специальным источником питания. Дуга горит между электродом и изделием. Для питания дуги используется переменный или постоянный ток от трансформаторов, выпрямителей, мотор-генераторов и т.п.
При дуговой сваркеплавящимся электродом шов образуется за счет расплавления электрода и свариваемого металла. При сварке неплавящимся электродом шов заполняется металлом свариваемых частей, а иногда также присадочным металлом, подаваемым в зону дуги со стороны. В качестве плавящихся электродов используют стальные, медные, алюминиевые, неплавящихся – угольные, графитовые, вольфрамовые.
Для выполнения качественной сварки требуется защищать сварочный электрод, зону дуги и сварочную ванну от взаимодействия с кислородом и азотом воздуха. Для этого выполняют сварку покрытыми электродами, в защитной атмосфере (защитных газах), под флюсом, порошковой самозащитной проволокой.
По степени механизации сварочного процесса дуговая сварка подразделяется на ручную, полуавтоматическую (механизированную) и автоматическую.
Газовая сварка.Технологические процессы, выполняемые с применением газового пламени, называются газопламенной обработкой металлов (ГОМ). В настоящее время в качестве горючих газов для ГОМ используют ацетилен (С2Н2), сжиженные газы на основе пропан-бутановых смесей, природный газ; при этом окислителем служит кислород или воздух.
Газовая сварка отличается низкой производительностью, сопровождается нагревом широкой зоны, большими деформациями металла и существенными изменениями его структуры. В последнее время газовую сварку применяют преимущественно при ремонте, а также на тех работах, где ее использование незаменимо или более рационально.
Плазменная сварка. Плазменной называют сварку сжатой в узкий канал электрической дугой. Устройства для получения сжатой дуги называют плазматронами. Простейший плазматрон состоит из изолятора, неплавящегося электрода и медного, охлаждаемого водой сопла. В сопло подают плазмообразующий инертный, нейтральный или содержащий кислород газ, который в столбе дуги нагревается до высокой температуры и плавит металл. Плазматроны могут работать на постоянном и переменном токе.
Различают плазматроны прямого и косвенного действия. Для сварки и резки чаще применяют плазматроны прямого действия. В них дуга горит между электродом и обрабатываемым изделием. В плазматронах косвенного действия дуга горит между электродом и соплом. Их применяют при обработке неэлектропроводных материалов и в качестве нагревателей газов.
Электронно-лучевая сварка.Для расплавления стыка примыкающих друг к другу кромок деталей и образования качественного сварного шва в этом методе используется кинетическая энергия пучка разогнанных в сильном электрическом поле электронов. Электронный луч обеспечивает высокую удельную мощность на поверхности пятна нагрева. Сварка производится в вакууме.
Лазерная сварка. При облучении поверхности тела энергия квантов света поглощается этой поверхностью. Если световую энергию сконцентрировать на малом участке поверхности, то можно получить высококонцентрированный нагрев с интенсивностью до 1011 Вт/м2. На этом принципе основана сварка лучом оптического квантового генератора – лазера. Лазерную сварку производят на воздухе или в среде защитных газов (Ar, СО2). Полученные таким образом соединения отличаются высокой прочностью и благодаря высокой локализации нагрева минимальной деформацией сварных конструкций.
Широкое применение новых конструкционных материалов на основе тугоплавких и высокоактивных материалов (титана, циркония, молибдена, вольфрама и др.) потребовало создание способов их обработки источниками тепла с высочайшей плотностью энергии. Наиболее полно этим условиям отвечают рассмотренные электронно-лучевая и лазерная технологии.
Источники нагрева
Применяемые в настоящее время источники нагрева для сварки металлов плавлением по энергетическим характеристикам отличаются по максимальному тепловому потоку, размерами эффективного пятна нагрева, уровнем мощности, распределением энергии в пространстве и по другим показателям.
ВОПРОС 2
Простой вопрос
ВОПРОС 3
Технология сварки кольцевых соединений труб:
-подготовка труб к сборке (разделка кромок, подготовка зоны сварки и околошовной зоны)
- сборка на прихватки
-сварка с послойной зачисткой каждого слоя.
Сварка специальных сварных соединений газопроводов - это сварка разнотолщинных соединений труб, соединительных деталей трубопроводов, запорной и регулирующей арматуры.
Билет № 2
ВОПРОС 1
Электри́ческая дуга́ (во́льтова дуга́, дугово́й разря́д) — один из видов электрического разряда в газе.
Почему возникает электрическая дуга
Всё очень просто, мы рассматривали в статье об электрическом поле, а также в статье о распределении зарядов в проводнике, что если любое проводящее тело (стальной гвоздь, например) внести в электрическое поле — на его поверхности начнут скапливаться заряды. При том, чем меньше радиус изгиба поверхности, тем их больше скапливается. Говоря простым языком — заряды скапливаются на острие гвоздя.
Между нашими электродами воздух — это газ. Под действием электрического поля происходит его ионизация. В результате всего этого возникают условия для образования электрической дуги.
Напряжение, при котором возникает дуга, зависит от конкретной среды и её состояния: давления, температуры и прочих факторов.
Интересно: по одной из версий это явление так называется из-за её формы. Дело в том, что в процессе горения разряда воздух или другой окружающий её газ разогревается и поднимается вверх, в результате чего происходит искажение прямолинейной формы и мы видим дугу или арку.
Для зажигания дуги нужно либо преодолеть напряжение пробоя среды между электродами, либо разорвать электрическую цепь. Если в цепи есть большая индуктивность, то, согласно законам коммутации, ток в ней не может прерваться мгновенно, он будет протекать и далее. В связи с этим будет возрастать напряжение между разъединенными контактами, а дуга будет гореть пока не исчезнет напряжение и не рассеется энергия, накопленная в магнитном поле катушки индуктивности.
Объемная ионизация – образование заряженных частиц в объеме газа между электродами.
Под термической ионизацией понимаются все процессы ионизации, обусловленные тепловым состоянием газа. При высокой температуре имеются следующие возможности ионизации:
а) ионизация при соударениях между молекулами газа, которые при высоких температурах двигаются с большими скоростями;
б) фотоионизация за счет теплового излучения нагретого газа;
в) ионизация при соударениях молекул с электронами, образовавшимися в результате первых двух процессов.
Потенциал ионизации – минимальная энергия которую необходимо затратить для удаления электрона из атома, находящегося в основном состоянии.
ВОПРОС 2
Характеристика важная для выбора электродов:
- тип электрода (для сохранения равнопрочности основного и наплавленного металла)
- диаметр электрода
- вид покрытия
- предназначение электродов.
(Все характеристики указаны на пачке электродов)
Билет № 3
ВОПРОС 1
Статическая вольт-амперная характеристика дуги показывает зависимость между установившимися значениями тока и напряжения дуги при постоянной ее длине.
ВОПРОС 2
СТАЛЬНАЯ СВАРОЧНАЯ ПРОВОЛОКА.
ГОСТ 2246-70 содержит описание семидесяти семи марок стальной сварочной проволоки, различающейся по химическому составу: шесть марок для низколегированной стали (пример Св-08АА), тридцать марок легированной стали (Св-08Г2С) и сорок одну для высоколегированной (Св-06Х19Н9Т).
В маркировке сварочной проволоки заложена информация о ее составе. Цифра 08 означает содержание углерода 0,08%, буквы А и АА говорят о пониженном содержании в сварочной проволоке серы и фосфора, остальные буквы - условные обозначения входящих в состав сварочной проволоки легирующих элементов, а цифры - их содержание в процентах.
ПОРОШКОВАЯ СВАРОЧНАЯ ПРОВОЛОКА. (ПрП)
Порошковая или трубчатая сварочная проволока представляет собой трубку, свернутую из стальной ленты, размером 0.2х20 мм и заполненную порошком из газообразующих и шлакообразующих компонентов. Применение порошковой сварочной проволоки может улучшить механические свойства и внешний вид швов, она способствует увеличению глубины проплавления при уменьшении деформации. Сечения трубки для порошковой сварочной проволоки делают сложной формы. Это придает жесткость проволоке и должно предотвращать смятие подающими роликами сварочного оборудования.
Билет № 4
ВОПРОС 1
Подготовительные:
Очистка от снега, грязи, ржавчины и др. загрязнений;
Зачистка зоны сварки и прилегающей поверхности, шероховатость Rz=80.
Монтажные:
Сборка в центрирующем приспособлении на прихватки
Сварочные работы: сварка.
Проверяем угол скоса кромок, притупление. И зачистку поверхности.
Проверяем зазор, прихватки, их длинну и количество. Смещение.
ВОПРОС 2
Электроды из вольфрама обладают довольно высокой температурой плавления и считаются фактически неплавящимися, благодаря способности противостоять высоким температурам дуги.
В процессе постоянных сварочных работ происходит естественное затупление вольфрамового электрода, что становится причиной уменьшения глубины провара.
Точить конец электрода из вольфрама рекомендуется в зависимости от сварочного тока. Для работы с постоянным током, оптимальным вариантом будет заточка в виде конуса, а для переменного тока — сферическая.
Длина конической заточенной части должна лежать в пределах 2-х диаметров электрода. Для повышения устойчивости сварной дуги, после заточки, конус электрода следует притупить диаметром 0,2-0,5 мм.
Что касается углов, то для правильной заточки сварочных вольфрамовых электродов необходимо знать несколько правил:
•при сваривании, выполняемом маленьким током, значение угла заточки должно лежать в диапазоне 10–20°;
•при сварке током средней величины, угол заточки следует задавать в пределах 20–30°;
•если сваривание выполняется большим током, то заточку электрода производят на углы 60–120°.
При низких углах заточки электрода (меньше 20°) увеличивается риск сокращения ресурсных показателей электрода, а при углах заточки свыше 90° возникает опасность неустойчивого горения дуги по причине перемещения пятна катода по торцевой поверхности электрода.
На устойчивость дуги дополнительно оказывают влияние риски, образующиеся в процессе заточки. Для получения стабильности горения дуги, данные риски надо минимизировать по величине. Располагаться они должны исключительно вдоль оси электрода. Оптимальным вариантом будет следующая после заточки полировка электрода.
Существует множество способов реализации заточки вольфрамовых электродов: от классического при помощи мелкозернистого абразивного круга, до инновационного химического при помощи специальной пасты. Заточку можно производить с использованием переносных либо стационарных аппаратов, снабженных специальными направляющими для электродов, или без таковых.
ВОПРОС 3
Техника газовой сварки
Существует два способа газовой сварки — левым и правым способом. Отличия между способами в направлении движения горелки и присадочной проволоки.
Рис. 2. Техника газовой сварки правым и левым способом
При сварке правым способом горелка направленна в сторону кристаллизующегося шва. Перемещение слева направо. Сварку правым способом рекомендуют применять для деталей толщиной более 3 мм. У деталей должна быть разделка кромок, а при больших толщинах угол разделки уменьшают. Тепловая энергия более сосредоточена, чем при сварке левом способе. Если толщина деталей больше 8 мм делают колебательные движения мундштуком горелки. Детали тоньше указанной толщины можно делать без манипуляций мундштуком. Конец присадочной проволоки следует держать погруженным в сварочную ванну, перемещать вместе с горелкой и выполнять спиралеобразные движения
При сварке левым способом горелка направлена в сторону кромок. Направление сварки слева направо. Этот способ применяют для соединения деталей не толще 3 мм или для легкоплавких металлов. Присадочную проволоку ведут перед пламенем, а ее конец должен находится в восстановительной зоне сварочного пламя. При сварке данным способом факел пламени хуже защищает металл от воздействия с окружающей средой.
Преимущества газовой сварки
Основным преимуществом газовой сварки принято считать ее независимость от источников электроэнергии, это позволяет применять ее в полевых условиях. Оборудование для газовой сварки мобильно и транспортабельно. При сварке тонколистовых конструкций тяжелее прожечь металл.
Недостатки газовой сварке
Недостатком газовой сварки является большая зависимость от квалификации и опыта сварщика. Низкая производительность процесса сварки, поэтому данный способ не применяется для серийного производства металлоконструкций. Большая зона термического влияния, по сравнению с другими методами сварки
Основные технологии сварки чугуна
Чугуном называют сплав, состоящий их железа, углерода и других элементов, которые имеются в его составе или специально вводятся туда для придания ему тех или иных свойств, при этом количество углерода в нем может быть от 2,14 до 6,67%.