Односторонняя сварка применяется при сварке малоответственных металлоконструкций, или в тех случаях, когда нет возможности выполнить двухстороннюю сварку из-за особенностей конструкции. Особенностями односторонней стыковой сварки являются большое количество жидкого металла, большая глубина проплавления и перегрев сварочной ванны. Всё это может стать причиной вытекания жидкого металла через зазоры и нарушить формирование сварного шва. Для того, чтобы этого не допустить, необходимо выполнить подварку стыка с обратной стороны, закрыв, таким образом, зазор, или закрыть оборотную сторону шва металлической (медной или стальной) подкладкой или же закрыть этот зазор с оборотной стороны слоем флюса.
Билет № 7
ВОПРОС 1
Металлургические процессы при сварке протекают в зоне формирования сварочной ванны. Металлургию сварки характеризуют определенные физические и химические реакции, которые определяются взаимодействием плавящегося сплава со сварочными спецфлюсами, формирующимися в результате сварки шлаками и газами. Дополнительно в процессе проведения сварки происходят реакции, связанные со снижением температуры расплавленного сплава и кристаллизацией металла сварочной ванны. Физические и химические реакции, связанные с изменениями в металле, происходят на всех этапах осуществления дуговой электросварки.
Основными этапами являются:
-плавление электрода, используемого в процессе электросварки;
-переход капель металла через электродуговой промежуток;
-попадание сварочного металла в сварочную ванну.
В отличие от реакций общей металлургии, которые протекают в сталеплавильных агрегатах, условия плавления металлической заготовки и протекания всех реакций при электродуговой сварке сильно отличаются целым комплексом особенностей. Эти особенности влияют на развитие плавления и на конечный результат. Основные особенности металлургических процессов при сварке следующие:
-небольшой объем зоны плавления;
-высокие температурные показатели и перегрев расплавленных компонентов в ванне;
-перемещение расплавленного сплава, его перемешивание и обновление;
-высокая скорость снижения температуры и кристаллизации компонентов, входящих в состав сварочной ванны.
При таких условиях происходит интенсивное взаимодействие между компонентами сплава.
ВОПРОС 3
Трубы из цветных металлов и их сплавов сваривают газовой, электродуговой и аргонодуговой сваркой. Газовая сварка в настоящее время вытесняется другими, более эффективными и производительными способами, однако объем ее применения при сварке трубопроводов из цветных металлов остается значительным. Это объясняется невысокой стоимостью оборудования, материалов и простотой технологического процесса, а также возможностью сварки труб с малыми толщинами стенок (0,5—2мм), что особенно важно при сварке труб малых диаметров.
Сварка трубопроводов из алюминия и его сплавов.
Сборку стыков труб из алюминия и его сплавов выполняют на прихватках с предварительным подогревом кромок до 200—250° С. После наложения прихваток их поверхность непосредственно перед сваркой зачищают. После очистки поверхность прихваток тщательно осматривают и в случае обнаружения дефектов (трещин, пор) прихватки вырубают и стыки труб прихватывают повторно.
Трубы со стенками толщиной до 2—2,5 мм сваривают газовой или аргонодуговой сваркой по отбортовке без присадочного металла. При толщине стенок до 6 мм трубы под сварку соединяют встык, без скоса кромок, с зазором 1—2мм; при толщине стенок 6мм и более делают скос кромок под углом 60—70° с притуплением в вершине угла разделки шва.
Газовую сварку труб из алюминия и его сплавов обычно выполняют ацетиленокислородным пламенем. Для растворения и удаления в шлак окислов применяют специальные флюсы.
Билет № 8
ВОПРОС 1
Современные марки электродов позволяют легировать наплавленный металл в самых широких пределах. Для этого используются следующие способы:
1. Легирование через покрытие, т. е. легирующие элементы в виде порошков металлов, ферросплавов или лигатур входят в состав покрытия электродов.
2. Легирование через стержень — легирующие элементы содержатся в стержне.
3. Комбинированное или комплексное легирование — легирующие элементы содержатся одновременно в стержне и покрытии.
ВОПРОС 2
Целостность упаковочного материала, хранение в сухом месте, пачки с электродами не более 5 в ряд. Газ должен хранится в баллонах в специально отведённом, проветриваемом месте. Баллоны должны быть поверены. Хранится должны вертикально. Неплавящиеся электроды используются в аргонодуговой сварке, а именно вольфрамовые, для сварки цветных металлов. Свойства, состав, размеры и область применения указываются на упаковке сварочных материалов.
ВОПРОС 3
Газовая сварка – способ универсальный, но при ее выполнении необходимо помнить, что нагреванию подвергается достаточно большой участок вокруг сварного соединения. Поэтому нельзя исключить возникновение коробления и развитие внутренних напряжений в конструкциях. Возможность использования газовой сварки в работе с углеродистыми сталями зависит от процентного содержания в них углерода. Чем его больше, тем свариваемость стали хуже, и наоборот. Поэтому для высокоуглеродистой стали рекомендуется пайка или наплавка.
Технология газовой сварки
Для получения сварного шва с высокими механическими свойствами необходимо хорошо подготовить свариваемые кромки, правильно подобрать мощность горелки, отрегулировать сварочное пламя, выбрать присадочный материал, установить положение горелки и направление перемещения ее по свариваемому шву.
Подготовка кромок заключается в очистке их от масла, окалины и других загрязнений, разделке под сварку и прихвате короткими швами.
Свариваемые кромки зачищают на ширину 20.. 30 мм с каждой стороны шва. Для этой цели можно использовать пламя сварочной, горелки. При нагреве окалина отстает от металла, а краска и масло выгорают. Затем поверхность свариваемых деталей зачищают стальной щеткой до металлического блеска.
Стыковые соединения являются для газовой сварки наиболее распространенным типом соединений. Металлы толщиной до 2 мм сваривают встык с отбортовкой кромок без присадочного материала или встык без разделки кромок и без зазора, но с присадочным материалом. Металл толщиной 2…5 мм сваривают встык без разделки кромок, но с зазором между ними. При сварке металла толщиной более 5 мм применяют V- или Х-образную разделку кромок. Угол скоса выбирают в пределах 70…90°; при этих углах получается хороший провар вершины шва.
Низкоуглеродистные стали сваривают газовой сваркой без особых затруднений. Сварка выполняется нормальным пламенем.
Среднеуглеродистые стали свариваются удовлетворительно, однако при сварке возможно образование в сварном шве и зоне термического влияния закалочных структур и трещин. Сварку выполняют слегка науглероживающим пламенем, так как даже при небольшом избытке в пламени кислорода происходит существенное выгорание углерода.
После сварки можно рекомендовать проковку металла шва в горячем состоянии и затем нормализацию с температуры 800…900°С. При этом металл приобретает достаточную пластичность и мелкозернистую структуру.
Билет № 9
ВОПРОС 1
Кристаллизация металла шва — это процесс создания твердых частиц с расплавленного металла во время его перехода из жидкого состояния в твердое. Существует первичная и вторичная кристаллизация.
Первичной кристаллизацией называется переход металла из жидкого состояние в твердое, во время которого создаются кристаллиты (зерна).
Вторичная кристаллизация образуется в результате физико-химических процессов и структурных превращений в твердом состоянии, т.е. происходит переход одного вида кристаллической решетки в другую.
ВОПРОС 3
Аргонно-дуговая сварка — способ сварки применимый для сваривания металлов с использованием электрической дуги и газа (аргона). Электрическая дуга плавит металл свариваемой детали, а также присадочный пруток, формируя шов. Аргон – инертный газ, играет роль изолятора, препятствующего попаданию кислорода и других газов, взаимодействующих со сварочной ванной. При попадании в место сваривания металлов кислород вызывает сильное окисление, влияя на качество шва, а некоторые металлы и вовсе могут возгораться от такой реакции. Благодаря своей инертности аргон сам не вступает в реакции и не дает кислороду реагировать с металлом в сварочной ванне, именно поэтому газ подается до розжига дуги и после окончания сваривания продолжает подаваться некоторое время. Неплавящиеся электроды выполнены из самого тугоплавкого металла – вольфрама. При работе аппарата электрод провоцирует розжиг дуги, температура которой – 2000 градусов, а сам вольфрам начинает плавиться при 3600 и более градусов. Такой пруток нужен исключительно для розжига дуги и ее поддержания, присадочный металл подается вручную. Разделяют неплавящиеся электроды по толщине, длине и составу сплава, подходящего под тот или иной металл и способ сварки.