Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
70 Сварка алюминия и его сплавовАлюминий.
Начать следует с того, что сварка как алюминия, так и его сплавов осложнена тем, что в процессе сварки на поверхности расплавленного слоя моментально образуется тугоплавкая пленка оксида алюминия. Эта пленка препятствует процессу сплавления отдельных частиц металла. Дело в том, что оксид алюминия плавится при температуре 2050°С, а сам алюминий — 658°С, Чтобы преодолеть эту технологическую трудность, применяют ряд специальных способов.
Первое и важное условие — подготовка к сварке. Соединяемые детали должны быть обязательно обезжирены, при этом уже имеющаяся на поверхности пленка оксида алюминия удаляется. Присадочная проволока обрабатывается таким же способом. Электродные стержни также очищаются перед нанесением на них покрытия. - Металл на ширине 80—100 мм от кромки обезжиривают растворителями (авиационным бензином, техническим ацетоном), затем механической зачисткой или химическим травлением удаляют оксидную пленку.
Удаление пленки оксидов включает следующие операции; травление в течение 0,5—1 мин (состав: раствор едкого натра 50 г и фторида натрия 40 г на 1 л воды); промывку в проточной воде, осветление в течение 1— 2 мин в 30%-м растворе азотной кислоты для алюминия и сплавов типа АМц или 25%-и растворе ортофосфорной кислоты для сплавов типа АМг; промывку в проточной) а затем горячей воде; сушку до полного удаления влаги. Обезжиривание и травление рекомендуется выполнял, не более чем за 2—4 ч до сварки.
Электроды непосредственно перед сваркой надо просушить в течении двух часов при температуре 200°С.
В связи с тем что алюминиевый электрод плавится в 2—3 раза быстрее стального, скорость сварки алюминия должка быть соответственно выше. Сварку рекомендуется выполнять непрерывно в пределах одного электрода, так как пленка шлака на кратере и конце электрода препятствует повторному зажиганию дуги. Для обеспечения устойчивого процесса при минимальных потерях на разбрызгивание рекомендуется принимать сварочный ток из расчета не более 60 А на 1 мм диаметра электрода.
Сварка металла толщиной до 2 мм осуществляется без присадки и без разделки кромок, металл толщиной свыше 2 мм сваривают с зазором 0,5—0,7 толщины свариваемых листов или с разделкой кромок. Оксидную пленку удаляют о помощью флюсов АФ-4А.
Ручную сварку покрытыми электродами применяют в основном при изготовлении малонагруженных конструкций из технического алюминия, сплавов типа АМц и АМг, силумина. Использование постоянного тока обратной полярности и предварительного подогрева (для средних толщин — 250—ЗОО°С, для больших толщин — до 400°С) обеспечивает требуемое проплавление при умеренных сварочных токах.
Ручная дуговая сварка изделий из технически чистого алюминия производится электродами ОЗА-1, а сварка изделий из силуминов — электродами ОЗА-2. Разработаны новые электроды ОЗАНА, которые по технологическим характеристикам существенно превосходят электроды серии ОЗА. При использовании этих электродов обеспечивается мелкокапельный перенос электродного металла, хорошее формирование шва в любых пространственных положениях, легкая отделимость шлаковой корки.
71 свариваемость от хим состава)
При увеличении содержания углерода свыше 0,3—0,4% свариваемость стали понижается, образуются закалочные структуры, возрастает хрупкость и склонность стали к образованию трещин. Марганец при обычном содержании (0,3—0,8%) улучшает свариваемость, но в среднелегированных сталях (1,5—2,5%) способствует закалке и образованию трещин При сварке сталей с высоким содержанием марганца может происходить выгорание этого элемента. Кремний при содержании до 0,3% не затрудняет сварку, но при содержании в стали 0,8—1,5% кремния ее свариваемость снижается из-за образования тугоплавких окислов кремния и высокой жидко текучести кремнистой стали. Хром заметно снижает свариваемость стали из-за образования тугоплавких окислов хрома и закалочных структур Кроме того, образуя с углеродом карбиды, хром повышает твердость и снижает коррозийную стойкость сварных швов. Никель не ухудшает свариваемость стали, измельчает ее зерно и увеличивает прочность и пластичность сварного шва. Молибден, ванадий и вольфрам при сварке заметно окисляются,способствуют закалке стали и поэтому ухудшают ее свариваемость. Титан и ниобий вводят в нержавеющие и жаропрочные стали в качестве элементов, связывающих углерод что препятствует образованию карбидов хрома и улучшает коррозийную стойкость и свариваемость стали. Фосфор и сера снижают механические свойства стали и ухудшают ее свариваемость особенно при низких температурах.
I группа — хорошо сваривающиеся стали. Сюда относят, стали низкоуглеродистые с содержанием углерода менее 0,25%, а также низколегированные при содержании углерода менее 0,2,%. Эти стали, свариваются без трещин при температуре окружающей среды до —20° С. Термическая обработка после сварки не требуется, за исключением конструкций, где недопустимы коробление и поводка в процессе обработки и эксплуатации. К этой группе относят стали: ВСт1 ... ВСтЗ; ГОСТ 380—71; 08, 10, 15, 20, 25 ГОСТ 1050—74; 15Л, 20Л ГОСТ 977—75; 15Г, 20Г, 15Х, 20Х, 15Н2М, 12ХН2, ГОСТ 4543—71; 09Г2, 16ГС, 10Г2С1Д ГОСТ 19282—73 и др.
II группа — удовлетворительно сваривающиеся стали, у которых содержание углерода или его эквивалента находится в пределах 0,25 ... 0,35%. Эти стали, свариваются без дефектов при температуре окружающей среды выше + 5° С. В противном случае, а также при толщине деталей более 25 мм необходим подогрев перед сваркой до 50 ... 100° С. После сварки конструкции целесообразно термообработать, особенно толстостенные. Примеры сталей данной группы: ВСт5, ВСт5Г, 30, 35, 20ХНЗА, З0Л, 35, 27ГС, 20ХГС и др.
III группа — ограниченно сваривающиеся стали, имеют эквивалентное или абсолютное содержание углерода 0,35 ... 0,45%. Эти стали для обеспечения качественного шва требуют подогрева деталей перед сваркой до 100 ... 200° С и. термической обработки после сварки. Термическая обработка может заключаться или в отжиге, или в закалке с последующим высоким отпуском. К группе ограниченно сваривающихся относят стали БСт6, 40, 45, З0ХМ, З0ХГСА, 20Х2Н4А и др.
IV группа—плохо, сваривающиеся стали с содержанием углерода или его эквивалента более 0,5%. Для сварки необходимы предварительный подогрев до 250 ... 350° С и термическая обработка после сварки. Плохо свариваются стали 45Г, 40Х, 65Г, 40ХН, 60СГА, 38Х2МЮА, У7 и др.
72 ТБ при газосварочных работах
|
|
74Технология плазменной резки
Классическая система процесса плазменного раскроя металлопроката состоит из режущего станка Ванад, источника плазмы, фильтровентиляционного устройства и винтового компрессора. Модули системы взаимодействуют между собой посредством внутренних и внешних коммутаций.
Для работы плазменного газа рабочей дуги применяются следующие газы: кислород (О2), азот (N2), а также газовые смеси: воздух (Air), F5 (5% водорода, 95% азота), H5 (50% гелия, 50% аргона), H35 (35% водорода, 65% воздуха). Для создания защитного «экрана» в роли вихревых газов используются кислород (О2), азот (N2) и воздух (Air).
Например, анализируя технические данные параметров источников питания Kjellberg и Hypertherm, для качественного реза низкоуглеродистой стали в качестве газа плазмы используется кислород, а в роли защитного газа выступает кислород или воздух. В свою очередь, качественный раскрой нержавеющей стали толщин от 1-10 мм при 45 А и 80А требует газовую смесь F5 для плазмообразующего газа и азот для защитного. Для резки алюминия высокого качество толщин от 12-80 мм следует применить для газа плазмы смесь H35, а для защитного - азот, при этом, раскрой алюминия толщин
от 1,5 - 6 м при 45 и 130 А можно использовать воздух для двух составляющих газов.
Приоритеты технологии
Технология плазменного раскроя характеризуется рядом преимущественных свойств, сопоставляя с кислородной и лазерной.
Плазменная резка применяется для всех типов металла: для высоко- и низколегированных сталей, нержавеющих сталей и цветных металлов. В свою очередь, кислородная технология применяется только для резки низкоуглеродистой стали толщин от 3 мм и отстает по скорости раскроя от плазменной и лазерной.
Лазерная технология актуальна для малых толщинах от 0,5- 3 мм. Она подобна плазменной технологии по качеству реза, но последняя уступает по скорости. В свою очередь, при кислородной резке образуется перегрев кромок разрезаемого металла малых толщин, что приводит к тепловой деформации.
Кислородная технология зарекомендовала себя в области раскроя металла больших толщин. Она охватывает широкий диапазон толщин металла и по эксплуатационным затратам является очень экономичной.
Эксплуатационные расходы на лазерную технологию ниже, но это не является приоритетом данной технологии. Она находится на стадии развития и эксплуатируется на малых толщинах металла- до 13 мм, в соответствии с эксплуатационными данными источников плазмы Hypertherm.
По сравнению с кислородной технологией, стоимость раскроя плазмой низколегированной стали толщин свыше 35-40 мм намного выше, чем кислородом, при этом, качество и скорость реза одинаковы. В свою очередь, плазменная технология обеспечивает скорость реза металла малых толщин в разы выше, чем кислородная.
Плазменная технология, как и лазерная, дает возможность производить сложную фигурную вырезку. Раскрой заготовок различных геометрических форм осуществляется с высокой точностью. Кислородная резка создает дополнительную механическую обработку, чего можно избежать в процессе плазменной и лазерной видов раскроя.
75 Дефекты при точечной, рельефной и шовной сварке. Причины образования
При точечной и шовной сварке в соединениях могут образоваться следующие дефекты: непровар, пережог, глубокие вмятины, трещины, выплески.
Непровар — наиболее серьезный и опасный дефект; при непроваре литое ядро точки отсутствует или имеет недопустимо малые размеры. При шовной сварке непровар может быть в том случае, если одна точка не перекрывает другую или величина перекрытия очень мала (при достаточных размерах литого ядра каждой отдельной точки).
Непровар может привести к разрушению всего изделия или узла, к появлению местных расслоений, при шовной сварке — к негерметичности соединения.
Непровар не всегда можно обнаружить при контроле сваренного узла; часто он выявляется при эксплуатации готового изделия; например, в бензобаке автомобиля, сваренном на шовной машине из двух штампованных половин, неплотности иногда обнаруживаются лишь после значительного пробега.
Неправильно определять непровар по внешним признакам, т. е. по отсутствию вмятин и недостаточной величине зоны цветов побежалости; по этим признакам можно только предполагать о его существовании. Точно установить непровар можно либо методами контроля без разрушения, либо разрушением точки или участка шва.
Пережог и прожог — часто встречающиеся дефекты, которые можно обнаружить по внешним признакам: большой и глубокой вмятине, сильно окисленной поверхности точки или шва, иногда с губчатым строением. При пережоге, как правило, появляется большая зона цветов побежалости на поверхности детали. Иногда точка или участок шва как бы прорезаны по границе сварки. В точке может образоваться сквозное отверстие (свищ) и произойти наружный выплеск. При прожоге в детали под электродом получается отверстие, диаметр которого равен или даже несколько больше диаметра рабочей поверхности электрода или ширины рабочей части ролика. При этом металл детали наплавляется на электрод. В этом случае электрод необходимо зачистить или сменить.
Причины появления пережога и прожога следующие: чрезмерно большой сварочный ток и излишнее время его протекания, малое усилие сжатия между электродами и недостаточная величина их рабочей поверхности, малая скорость перемещения изделия при шовной сварке, загрязнения поверхностей свариваемых деталей и электродов.
Нередко прожоги образуются вследствие того, что точка или шов расположены слишком близко к кромкам деталей, когда детали неправильно собраны в углах и при больших зазорах в отбортовке. Несогласованность работы механизмов машины, например, включение сварочного тока до получения максимального усилия между электродами или снятие усилия до выключения тока, также приводит к прожогу.
Трещины — очень опасный дефект, так как они могут привести, особенно при динамической нагрузке, к разрыву основного металла на пограничном с дефектной точкой участке. В сварной точке трещины располагаются по окружности в радиальном направлении или пересекают ее; при шовной сварке трещины располагаются в поперечном и продольном направлениях в середине шва. Наружные трещины можно обнаружить невооруженным глазом или при помощи лупы; внутренние трещины выявляются неразрушающими способами контроля.
Причины появления трещин, в основном, те же, что и причины пережога. При сварке сталей с повышенным содержанием углерода и легированных сталей трещины возникают вследствие применения жестких режимов.
Гофры на поверхности свариваемого изделия (при хорошем качестве точек или шва) — дефект всего сварного соединения. Причина образования этого дефекта — неправильная последовательность постановки точек (например, от краев к середине). Не следует исправлять гофры постановкой дополнительных точек, так как в этих местах детали получатся прожоги и сквозные отверстия.
Для предупреждения образования гофров, складок и смещений деталей необходима рациональная последовательность сборки и сварки узла. Неравномерный провар — перегрев одной части точки и непровар другой ее части — возможен при рельефной сварке. Причинами возникновения этого дефекта являются различная высота выступов и неудовлетворительное состояние поверхностей контактных плит сварочного пресса. Для устранения причин образования этого дефекта необходим своевременный ремонт штампа, на котором изготовляются детали, и наладка контактных плит сварочного пресса.
76 ТБ со сварочной аппаратурой
Устройство и освещение сварочных цехов:
1. Сварочные посты помещаются в отдельные кабины или ограждаются ширмами. Площадь, занимаемая одним сварочным постом должна быть не менее 4 кв. мет-ров. Стены кабин окрашиваются в светло-серый цвет.2. Окна мастерских должны содержаться в чистоте для обеспечения надлежащей освещенности рабочего места.3.Искусственное освещение в местах проведения сварочных работ должно отвечать общим правилам искусственного освещения промышленных предприятий.
Меры предупреждения поражения электрическим током
Для предупреждения возможности поражения электрическим током при выполнении работ по дуговой сварке необходимо соблюдать следующие основные правила:
1.В мокрых и сырых местах работать в резиновых галошах, иметь резиновые или брезентовые перчатки, производственная одежда должна быть сухой и исправной.2. Не прикасаться голыми руками к токоведущим частям сварочной установки.3. При работе непосредственно на свариваемом изделии подстилать резиновый коврик или подкладывать деревянные мостки.4. Внутри котлов, сосудов, резервуаров работать только с подручным.5. При окончании работы или временной отлучке с рабочего места обязательно выключить электрический ток.6. Монтажные работы и ремонт оборудования производить только после выключения тока.7. При появлении напряжения на частях аппаратуры и оборудования, не являющихся токоведущими, необходимо прекратить сварку и вызвать мастера или дежурного электромонтера.8. При монтаже электрооборудования неподвижные провода следует прокладывать в трубках, а подвижные провода должны быть защищены от механического повреждения резиновыми шлангами или двумя слоями киперной ленты.9. Корпуса сварочной аппаратуры и источников питания должны заземлены.10. Устройства для переключения и подключения электрических цепей должны быть защищены кожухами.11. Номинальный ток плавких предохранителей не должен превышать ток, указанный в схеме.
|
77. Виды сварочного пламени Сварочное пламя образуется при сгорании горючего газа или паров горючей жидкости в кислороде. Пламя нагревает и расплавляет основной и присадочный металл в месте сварки. Наибольшее применение при газовой сварке нашло кислородно-ацетиленовое пламя, так как оно имеет высокую температуру (3150°С) и обеспечивает концентрированный нагрев. Однако в связи с дефицитностью ацетилена в настоящее время получили широкое распространение (особенно при резке металлов) газызаменители ацетилена пропан-бутан, метан, природный и городской газы, водород. От состава горючей смеси, т. е. от соотношения кислорода и горючего газа, зависит внешний вид, температура и влияние сварочного пламени на расплавленный металл. Изменяя состав горючей смеси, сварщик тем самым изменяет основные параметры сварочного пламени. Для получения нормального пламени отношение кислорода к горючему газу должно быть для ацетилена 1,1—1,2, природного газа 1,5—1,6, пропана — 3,5. Все горючие газы, содержащие углеводороды, образуют сварочное пламя, которое имеет три ярко различимые зоны: ядро, восстановительную зону и факел (рис. 36). Водородное пламя ярко различимых зон не имеет, что затрудняет его регулировку по внешнему виду. При зажигании газовой струи, вытекающей из сопла, пламя перемещается по направлению движения струи газовой смеси. Скорость истечения для каждого газа подбирается такой, чтобы пламя не проникало внутрь сопла горелки и не отрывалось от него. Газ в струе должен прогреваться до температуры воспламенения, ацетилен воспламеняется при температуре 450—500°С, а газы-заменители — 550—650°С. Поэтому ядро пламени при сгорании газов-заменителей длиннее, чем при сгорании ацетилена. В зависимости от соотношения между кислородом и ацетиленом получают три основных вида сварочного пламени: нормальное, окислительное и науглероживающее. Нормальное пламя (рис. 36,6) теоретически получают тогда, когда в горелку на один объем кислорода поступает один объем ацетилена. Практически кислорода в горелку подают несколько больше — от 1,1 до 1,3 от объема ацетилена. Нормальное пламя характеризуется отсутствием свободного кислорода и углерода в его восстановительной зоне. Кислорода в горелку подается немного больше из-за небольшой его загрязненности и расхода на сгорание водорода. В нормальном пламени ярко выражены все три зоны. Ядро имеет резко очерченную форму (близкую к форме цилиндра), плавно закругляющуюся в конце, с ярко светящейся оболочкой. Оболочка состоит из раскаленных частиц углерода, которые сгорают в наружном слое оболочки. Размеры ядра зависят от состава горючей смеси, ее расхода и скорости истечения. Диаметр канала мундштука горелки определяет диаметр ядра пламени, а скорость истечения газовой смеси — его длину. Площадь поперечного сечения канала мундштука горелки прямо пропорциональна толщине свариваемого металла. Сварочное пламя не должно быть слишком «мягким» или «жестким». Мягкое пламя склонно к обратным ударам и хлопкам, жесткое — способно выдувать расплавленный металл из сварочной ванны. При увеличении давления кислорода скорость истечения горючей смеси увеличивается и ядро сварочного пламени удлиняется, при уменьшении скорости истечения — ядро укорачивается. С увеличением номера мундштука размеры ядра увеличиваются. Температура ядра достигает 1000°С. |
78 Аргонодуговая сварка
Ручная аргонодуговая сварка выполняется следующим образом: в специальную сварочную горелку подводится инертный газ и сварочный ток, другая фаза сварочного тока подсоединяется к изделию. В этой горелке установлен вольфрамовый электрод, который в процессе сварки не плавится. Дуга горит между вольфрамовым электродом и изделием, а присадочная проволока подается в зону сварочной дуги. При ручной аргонодуговой сварке конец вольфрамового электрода затачивают на конус. Длина заточки, как правило, должна быть равна двум-трем диаметрам электрода.
Дуга зажигается на специальной угольной пластине. Зажигание дуги на основном металле не рекомендуется из-за загрязнения и оплавления конца электрода. Для возбуждения дуги можно применить источник питания с повышенным напряжением холостого хода или дополнительный источник питания с высоким напряжением (осциллятор), так как потенциал возбуждения и ионизации инертных газов значительно выше, чем кислорода, азота или паров металлов. Дуговой разряд инертных газов отличается высокой стабильностью.
Характерной особенностью аргонодуговой сварки неплавящимся вольфрамовым электродом при использовании переменного тока является возникновение в сварочной цепи составляющей постоянного тока, величина которой может достигать 50% от величины эффективного значения переменного тока сварочной цепи. Выпрямление тока зависит от размеров и формы вольфрамового электрода, материала изделия и режимов сварки (величины тока, скорости сварки и длины дуги).
С целью исключения насыщения металла шва кислородом или азотом воздуха конец расплавляемой сварочной проволоки и нагретый конец вольфрамового электрода должны всегда находиться в зоне защитного газа. Для исключения разбрызгивания расплавленного металла конец проволоки необходимо подавать в жидкую ванну плавно. При наложении корневого слоя шва необходимо тщательно следить за полным проплавлением кромок и отсутствием непровара. Степень проплавления можно определить по форме ванны расплавленного металла: хорошему проплавлению соответствует ванна, вытянутая в сторону направления сварки, а недостаточному проплавлению - круглая или овальная. При выполнении сварочных работ вне цеховых условий необходимо стремиться к защите места сварки от атмосферных осадков и ветра.
79Дефекты. Виды и характеристика дефектов
К возникновению дефектов приводят ошибки конструирования, нарушения технологического процесса производства, технического обслуживания и ремонта автомобилей, а также эксплуатация.
Дефект — каждое отдельное несоответствие продукции требованиям, определенным нормативной документацией.
Дефекты деталей по месту расположения можно подразделить на:
локальные (трещины, риски и т.д.),
дефекты во всем объеме или по всей поверхности (несоответствие химического состава, качества механической обработки и т.д.),
дефекты в ограниченных зонах объема или поверхности детали (зоны неполной закалки, коррозионного поражения, местный наклеп и т.д.).
Местонахождение дефекта может быть:
По возможности исправления дефекты классифицируют на:
Устраняемый дефект технически потенциально возможно и экономически разумно исправить. В противном случае это неустраняемый дефект.
По отражению в нормативной документации дефекты делят на:
Скрытый дефект — дефект, для обнаружения которого в нормативной документации не предусмотрены необходимые правила, методы и средства контроля. В противоположном случае это явный дефект.
По причинам возникновения дефекты подразделяют на:
Конструктивные дефекты — это несоответствие требованиям технического задания или определенным правилам разработки (модернизации) продукции. Причины таких дефектов:
Эти дефекты являются следствием несовершенства конструкции и ошибок конструирования.
Производственные дефекты — несоответствие требованиям нормативной документации на изготовление, ремонт или поставку продукции. Они появляются в результате: