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
ПОЛУАВТОМАТИЧЕСКАЯ ДУГОВАЯ СВАРКА В СРЕДЕ УГЛЕКИСЛОГО ГАЗА
Цель работы: Ознакомиться с процессом полуавтоматической дуговой сварки в среде углекислого газа. Освоить методику разработки технологического процесса полуавтоматической дуговой сварки в среде углекислого газа.
Оснащение рабочего места
1. Сварочный полуавтомат ПдГ-503У3.
2. Источник сварочного тока ВДУ 505У3.
3. Сварочная электродная проволока СвО8ГС, СвО8Г2С - 0 1,2-2 мм.
4. Баллон с углекислым газом.
5. Заготовки для сварки (стальные пластины толщиной 3-8 мм).
6. Спецодежда (куртка, брюки, каска или сварочный щиток, рукавицы).
Основные положения
Полуавтоматической дуговой сваркой называют способ соединения деталей (листов, труб, балок и др.) посредством сварного шва, образующегося из расплавленного основного и электродного металла, при котором подача электродной проволоки осуществляется автоматически, а перемещение сварочной дуги производят вручную. Расплавление сварочной проволоки и кромок деталей в процессе сварки происходит за счёт теплоты, выделяемой электрической дугой, горящей между концом электрода и деталями.
Для защиты жидкого металла сварного шва от кислорода и азота воздуха в зону сварки подают защитные газы (аргон, гелий, углекислый газ). В данной работе в качестве защитного газа используется углекислый газ (СО2) (рис 1).
Сварка в СО2 возможна во всех пространственных положениях. По производительности она не уступает полуавтоматической сварке под флюсом. Полный провар без разделки кромок, благодаря высокой плотности тока, достигается при толщине до 8-100 мм.
Сварка в СО2 голой сплошной проволокой - самый дешёвый способ дуговой сварки углеродистых и низколегированных сталей, процесс отличается простотой и высокой производительностью поэтому его применяют очень широко. По объёму производства он занимает первое место среди механизированных способов сварки плавлением, широко применяется при восстановлении де талей с/х машин и автомобильной техники, особенно чугунных. Процесс наплавки в среде углекислого газа по существу аналогичен процессу сварки и используется на РТП Челябинской области. В отличие от инертных газов (аргона, гелия) углекислый газ химически активен по отношению к жидкому металлу. При высоких температурах он диссоциирует на оксид углерода и кислород, причем содержание последнего в зоне сварки может достигать 20% и более.
1 - свариваемые заготовки; 2 - расходуемый электрод (сварочная проволока, подаваемая с определённой скоростью); 3 - защитный газ (СО2); 4 - сварочная дуга; 5 - защитное сопло; 6 - сварной шов.
Рисунок 1 - Схема процесса электрической дуговой сварки в среде защитных газов:
Таким образом, углекислый газ в зоне сварки представляет собой сильный окислитель и фактически защищает сварочную ванну только от азотирования. Поэтому, как правило, сварка проводится электродной проволокой, в составе которой имеется достаточное количество раскислителей - кремния и марганца. Эти элементы, выступая как раскислители (т.е. связывая кислород и переводя его в шлак) позволяют получать наплавленный металл требуемого состава, а надёжная защита потоком газа от контакта сварочной ванны с воздухом исключает возможность образования нитридов. Поэтому для сварки в углекислом газе необходимо использовать только кремнемарганцевую проволоку, обычно марки Св-08Г2С.
Основной недостаток сварки в СО2 - сильное разбрызгивание металла: на зачистку от брызг расходуется иногда до 30-40 % времени затрачиваемого на сварку.
Назначение и устройство сварочного полуавтомата.
При полуавтоматической дуговой сварке подача электродной проволоки в зону дуги осуществляется с помощью сварочного полуавтомата.
Сварщик держит в руках держатель полуавтомата и передвигает его вдоль шва. Горение дуги происходит в среде углекислого газа.
На рисунке 2 показан сварочный полуавтомат, предназначенный для дуговой сварки стыковых, угловых, тавровых и нахлесточных соединений в среде углекислого газа.
Сварочный полуавтомат состоит из подающего механизма 3 и горелки (держателя) 1, соединенных между собой гибким шлангом 2. По гибкому шлангу электродная проволока, намотанная на катушку 4, проталкивается подающим механизмом к держателю.
Рис. 2. Схема сварочного поста для полуавтоматической дуговой сварки в среде СО
1 горелка-держатель; 2 - гибкий шланг; 3 - подающий механизм; 4 - катушка с электродной проволокой; 5 аппарат управления; 6 - источник питания (ВДУ 505 УЗ); 7 - осушитель газа; 8 - подогреватель; 9 - редуктор; 10 - баллон с углекислым газом.
Подающий механизм в свою очередь состоит из подающих роликов и редуктора, передающего вращение роликам от электродвигателя.
Для обеспечения равномерной подачи проволоки рабочая поверхность по дающих роликов выполнена рифленой.
Один из подающих роликов делают приводным, а второй холостым, прижимающим электродную проволоку к подающему ролику. Держатель снабжен медным наконечником, обеспечивающим подвод сварочного тока к проволоке и соплом для подвода газа.
Сварочный пост
В состав сварочного поста для полуавтоматической дуговой сварки кроме полуавтомата входят (см. рис. 2): источник питания сварочного тока 6, аппаратура управления 5, провода управления и для подвода сварочного тока, баллон с углекислым газом 10 с редуктором 9 и подогревателем 8, осушитель газа 7.
В качестве источников сварочного тока используют: сварочные преобразователи, выпрямители и сварочные трансформаторы. В данной работе используется выпрямитель ВДУ 505У3.
Техническая характеристика сварочного полуавтомата
Тип-ПД Г-508У3.
Номинальный ток - 600 А.
ПВ =60 %.
Скорость подачи сварочной проволоки - 108.. .932 м/ч.
Диаметр проволоки - 1,2.. .2,0 мм.
Сварочные материалы
Электродная проволока.
Для сварки в среде углекислого газа используют сварочные проволоки: углеродистые, легированные и высоколегированные диаметром 1,2.. .2 (0,5. .2,5 мм). Проволока должна иметь чистую и ровную поверхность.
Правильный выбор марки электродной проволоки для сварки той или иной стали, является одним из главных элементов при разработке технологии сварки, так как химический состав, проволоки определяет состав металла шва и соответственно его механические свойства.
В качестве электродов применяют углеродистые (Св-08А, Св-08ГС, Св-08Г2С и др.), легированные (Св-18ХСА, Св-30ХГСА, Св-25ХМА и др.) и высоколегированные (Св-08Х20Н10Г6Т, Св-08Х10Н15Т и др.), порошковые (3Х2В8Ф, ПП-6ХЗВ ПП-сормайт-1, ПП-сормайт-2, ПП-IОХIОВ4 и др.) про волоки.
Газ
Углекислый газ - (двуокись углерода, углекислота) - бесцветный, со слабым запахом, с резко выраженными окислительными свойствами. Двуокись углерода нетоксична, не взрывоопасна. Содержание ее в воздухе рабочей зоны в небольшом количестве (до 0,5%) не представляет опасности для здоровья; более высокое содержание (выше 5%) оказывает вредное влияние на здоровье человека. Углекислый газ тяжелее воздуха в 1,5 раза и может накапливаться в слабо проветриваемых помещениях и приямках, что может вызвать явление кислородной недостаточности и удушье.
В соответствии с ГОСТ 8050-85 двуокись углерода выпускают трех марок (состав в %): Сварочную - 99,5 (99,8), пищевую- 98,8 (99,9), техническую - 98,5. Для сварки использовать техническую двуокись углерода не разрешается.
Для снижения влажности пищевой углекислоты рекомендуется устанавливать баллон вентилем вниз; после отстаивания в течение 1-2 часов открыть вентиль на 8-10 с и выпустить воду. Перед сваркой необходимо из нормально установленного баллона выпустить небольшое количество газа, чтобы удалить попавший в баллон воздух. Углекислота поставляется в баллонах, окрашенных в черный цвет, с желтой надписью «углекислота».
Давление в баллоне — 50.. .60 атм. Расход СО2 при сварке составляет от 12 до 20 л/мин.
Методика разработки технологического процесса полуавтоматической дуговой сварки в среде углекислого газа
При разработке технологии полуавтоматической дуговой сварки в среде углекислого газа определяют: марку и диаметр электродной проволоки, вели чину сварочного тока и напряжение дуги. тип сварных швов и форму разделки кромок деталей, скорость сварки, источник сварочного тока, расход углекисло го газа.
Марку электродной проволоки выбирают в зависимости от свойств мате риала свариваемых заготовок. При этом учитывают, чтобы механические свойства металла шва, полученного при сварке выбранным электродом, были равноценны свойствам свариваемого металла.
Диаметр электродной проволоки d выбирают в зависимости от толщины металла с учётом обеспечения высокой производительности процесса и устранения прожога в процессе сварки:
толщина металла, мм 1- 4, 4 - 8
диаметр проволоки; мм 0,5 - 2; 2 - 2,5
Величину сварочного тока и напряжение дуги определяют в зависимости от диаметра электродной проволоки и толщины свариваемых листов (табл. 1).
Источник сварочного тока выбирают в зависимости от условий, в которых производят сварку (в цехе, в полевых условиях) сварочных материалов (электродная проволока, газ) и материалов свариваемых деталей.
Выбор режимов сварки
Режимы для сварки малоуглеродистых сталей выбирают по таблице 1, при этом используют сварочные проволоки марок Св-О8ГС, Св-08Г2С и др.
Таблица 1 – Режимы сварки для малоуглеродистых сталей
|
Толщина металла, мм |
Диаметр проволоки, мм |
Положение шва |
Сила тока, А |
Напряжение дуги, В |
Скорость подачи, м/ч. |
Расход СО2 , л/мин. |
|
1-2 3 4-5 |
1,6 1,6 1,6 |
Нижнее Нижнее Нижнее |
190-200 221-230 250-270 |
24-26 26-28 26-28 |
122-134 153-177 206-233 |
12-14 12-14 12-14 |
|
1-2 3 4-5 |
1,6 1,6 1,6 |
Вертикальное Вертикальное Вертикальное |
150-160 190-200 220-230 |
20-22 24-26 24-26 |
122-134 122-134 153-177 |
14-16 14-16 14-16 |
Задание студенту
3. Соблюдая порядок работы на сварочном полуавтомате сделать наплавки на образцах на подобранных режимах с разной скоростью подачи электродной проволоки.
4. Оформить отчет о работе по прилагаемой форме.
Таблица 2 – Скорость подачи проволоки в горелку в зависимости от положения рычагов
|
Диаметр ролика, мм |
|||||
|
44 |
50 |
44 |
50 |
44 |
50 |
|
↓ 108 |
↓ 122 |
↓ 233 |
→ 263 |
↓ 508 |
↑ 570 |
|
→ 134 |
↓ 153 |
288 |
→ 328 |
→ 623 |
↑ 708 |
|
↑ 177 |
↓ 206 |
↑ 380 |
→ 432 |
↑ 820 |
↑ 932 |
Содержание письменного отчета
1. Укажите название работы, ее цель.
2. Нарисуйте схему процесса сварки в среде углекислого газа, сварочного по ста, кратко опишите оборудование, на котором выполняется работа.
3. Перечислите преимущества и недостатки сварки в среде СО2 Укажите область её применения, получаемые изделия.
4. Выполните расчёты, сопровождающие разработку технологического процесса сварки.
5. Определите технологические коэффициенты сварки при разной скорости подачи электрода. Для этого нужно взвесить образцы пластин до (G1, G2) и после наплавки (G!1, G!2). Определить расход электродной проволоки (в граммах) в час (m), учитывая скорость ее подачи (V), диаметр проволоки (d) и плотность (у):
г;
6. Технологический процесс оформите в виде таблицы.
Таблица 3 – Выбранные технологические параметры сварки
|
Марка электрода (проволоки) |
|
|
Диаметр электрода, dЭ, мм |
|
|
Сварочный ток, IСВ, А |
|
|
Напряжение дуги, UД, В |
|
|
Скорость подачи проволоки, V, м/ч |
|
|
Расход углекислого газа, л/мин |
|
|
Тип источника сварочного тока |
|
|
aP расплавления, г/А∙ч |
|
|
aН наплавки, г/А∙ч |
|
|
Коэффициент потерь, φ, % |
7. Нарисуйте графики зависимости αp, αн, ψ V подачи электрода.
8. Сделайте выводы по полученным результатам.
Контрольные вопросы
1. В чем заключается сущность сварки в среде защитных газов?
2. В чем заключается особенность сварки в среде углекислого газа?
3. Назовите преимущества и недостатки сварки в среде защитных газов по сравнению с ручной дуговой сваркой?
4. Перечислите оборудование, необходимое для технологического процесса сварки в среде углекислого газа.
5. Перечислите материалы, применяемые при сварке в среде углекислого газа.
б. для какой цели в баллонах после израсходования инертного газа должен быть остаток газа под давлением?
7. Назовите области применения сварки в среде защитных газов и, в частности, в среде углекислого газа.
Литература
1. Оботуров ВИ.. дуговая сварка в защитных газах. М.: Стройиздат, 1989.
2. Кнорозов Б.В. Технология металлов и материаловедение. М.: Металлургия,
1987. С.540.
З. Китаев А.М. дуговая сварка. М.: Машиностроение, 1979.
4. Лабораторные работы по курсу ‘Технология конструкционных материалов”. Челябинск: ЧПИ, 1981.
5. Акулов А.И. Технология и оборудование сварки плавлением. М.: Машино строение, 1977.
6. Сварка и резка в промышленном строительстве. Б. д. Малышев, А. И. Акулов, Е. Н. Алексеев, 3-е издание. М.: Стройиздат, 1989.