Положение и перемещение электрода при сварке.

Федеральное Агентство по Образованию

Государственное образовательное Учреждение

высшего профессионального образования

Тольяттинский государственный университет

Кафедра «Техническая эксплуатация автомобилей и восстановление деталей»

 

 

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к лабораторной работе по дисциплине «Технология конструкционных материалов»

 

РУЧНАЯ ДУГОВАЯ СВАРКА СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ ПОКРЫТЫМИ ЭЛЕКТРОДАМИ

 

Для студентов очной, заочной форм обучения.

 

Тольятти – 2014 г.

 

1. Цель работы: ознакомиться с параметрами режима и техникой сварки стальных изделий покрытым электродом.

2. Перечень оборудования и материалов: Источник питания, электрододержатель со сварочным кабелем, стальные покрытые электроды, детали, подлежащие сварке, измерительный инструмент, металлическая щетка, молоток.

Общие теоретические сведения по сварке.

Сущность способа.

При ручной дуговой сварке покрытыми металлическими электродами, сварочная дуга горит с электрода на изделие, оплавляя кромки свариваемого изделия и расплавляя металл электродного стержня и покрытие электрода (рис.1). Кристаллизация основного металла и металла электродного стержня образует сварной шов.

Рис. 1 Схема сварки покрытым металлическим электродом.

Электрод состоит из электродного стержня и электродного покрытия (рис.1). Электродный стержень – сварочная проволока, которая, по своему химическому составу, должна быть наиболее близкой к составу основного металла, в противном случае механические характеристики сварного соединения могут быть не удовлетворительными. Электродное покрытие – многокомпонентная смесь металлов и их оксидов, которое необходимо для защиты сварочной дуги и металла сварочной ванны от воздействия атмосферы. По функциональным признакам компоненты электродного покрытия разделяют:

Газообразующие:

- защитный газ;

- ионизирующий газ;

Шлакообразующие: для физической изоляции расплавленного металла от активных газов атмосферного воздуха;

- раскислители;

- рафинирующие элементы;

- легирующие элементы;

- связующие;

- пластификаторы.

Подготовка изделия к сварке.

Свариваемые кромки необходимо зачистить от окалины и ржавчины, обезжирить, при необходимости разделать кромки. Разделка кромок проводится в случаях, когда толщина свариваемых изделий превышает 3-5 мм, в этих случаях полное проплавление металла без разделанных кромок становится затруднительным.

Рис.2 Вид сварного шва в поперечном разрезе.

Виды разделки кромок.

Существуют четыре основных вида разделки кромок под сварку:V-образный, Y-образный, Х-образный, и U-образный (рис.3). Чаще всего проводится Y-образная разделка кромок, но при данном виде разделки кромок после сварки возникают большие остаточные деформации, поэтому в ряде случаев целесообразно применять Х-образную разделку. В особых случаях, когда существует повышенное требование к качеству сварного шва, применяется U-образная разделка.

Рис.3 Виды разделки кромок: а) V-образная; б) X-образная; в) Y-образная; г) U-образная.

Зажигание сварочной дуги.

Зажигание (возбуждение) производится двумя способами (рис. 4).

 

Рис.4 Схема зажигания сварочной дуги

При первом способе электрод перпендикулярно подводят к месту начала сварки и после сравнительно легкого прикосновения к изделию отводят вверх на расстояние 3…5 мм (рис.4, а). Второй способ напоминает процесс зажигания спички (рис.4, б). При обрыве дуги повторное зажигание ее осуществляется впереди кратера на основном металле с возвратом к наплавленному металлу, для вывода на поверхность загрязнений, скопившихся в кратере. После этого сварку ведут в нужном направлении.

Положение и перемещение электрода при сварке.

Положение электрода зависит от положения шва в пространстве. Различают следующие положения швов: (рис. 5): нижнее, вертикальное и горизонтальное на вертикальной плоскости, потолочное. Сварку вертикальных швов можно выполнять сверху вниз и снизу вверх. При сварке в нижнем положении электрод имеет наклон от вертикали в сторону направления сварки.

а) б) в)

Рис. 5 Схемы сварки: а) вертикальный сверху вниз; б) вертикальный снизу вверх; в) нижний шов.

Типы сварных соединений.

Существует четыре типа сварных соединений:

Стыковое соединение - сварное соединение двух элементов, примыкающих друг к другу торцовыми поверхностями и расположенных в одной плоскости или на одной поверхности (рис. 6). Поверхности элементов могут быть несколько смещены при соединении листов разной толщины (см. рис. 6, б).

Рис. 6 Стыковые соединения

Угловое соединение - сварное соединение двух элементов, расположенных под углом и сваренных в месте примыкания их краев (рис.7).

Рис. 7 Угловые соединения (k – катет шва)

Тавровое соединение - сварное соединение, в котором торец одного элемента примыкает под углом и приварен к боковой поверхности другого элемента (рис.8).

Рис. 8 Тавровые соединения

 

Нахлесточное соединение - сварное соединение, в котором сваренные элементы расположены параллельно и частично перекрывают друг друга (рис.9, а, б). Отсутствие опасности прожогов при сварке облегчает применение высокопроизводительных режимов сварки. Применение нахлесточных соединений облегчает сборку и сварку швов, выполняемых при монтаже конструкций (монтажных швов).

Торцовое соединение - сварное соединение, в котором боковые поверхности сваренных элементов примыкают друг к другу (рис. 9, е).

Рис. 9 Нахлесточные (а, б) и торцовое соединения (в)

Порядок выполнения швов.

В зависимости от длины различают швы: короткие (250…300 мм) – сварка ведется напроход (рис.10, а); средние (350…1000 мм) – сварка ведется от середины к краям (рис.10, б); длинные (более 1000 мм) – сварка обратно-ступенчатым способом (рис.10, в). В зависимости от размеров сечения швы выполняют однопроходными, или однослойными (рис.11, а); многослойными (рис.11, б); многопроходными (рис.11, в). Однопроходная сварка производительна и экономична, но металл шва недостаточно пластичен вследствие увеличения зоны перегрева. В случае многослойной сварки каждый нижележащий валик проходит термообработку при наложении следующего шва, что позволяет получать измельченную структуру металла шва и соответственно повышенные механические свойства шва и сварочного соединения.

Рис. 10. Выполнение шва в зависимости от его длины: а) короткий; б) средний; в) длинный.

Рис.11 Схема сварного шва: а) однослойный; б) многослойный; в) многопроходный.

Расположение слоев при многослойной сварке бывает трех видов: последовательное наложение каждого слоя по всей длине шва (рис.11, а), наложение «каскадным» способом (рис.11, б) и наложение способом «горки» (рис.11, в). Оба последних способа применяют при сварке металла значительной толщины (свыше 20…25 мм).

При выполнении многослойных швов особое внимание следует уделять качественному выполнению первого слоя в корне шва. Провар корня шва определяет прочность всего многослойного шва.