Билет №1

1. Что называется сваркой(определение).

2. Сварка плавлением. Виды. Классификация.

3.  Расшифровать марку Св 08Г2С

 

 

1. Что называется сваркой(определение).

Сва́рка — процесс получения неразъёмных соединений посредством установления межатомных связей между свариваемыми частями при их местном или общем нагреве, пластическом деформировании или совместном действии того и другого

2. Сварка плавлением. Виды. Классификация.

Классификация видов сварки плавлением

Классификация видов сварки плавлением

Термический класс сварки включает все виды сварки с использованием тепловой энергии.

Сварку плавлением в зависимости от различных способов, характера источников нагрева и расплавления свариваемых кромок деталей можно разделить на следующие основные виды:

• газовая сварка;

• электрическая дуговая сварка;

• электрошлаковая сварка;

• электронно-лучевая сварка;

• плазменная сварка;

• лазерная сварка;

• термитная сварка.

Этот класс характеризуется тем, что сварка осуществляется плавлением кромок соединяемых частей. При этом образуется ванна расплавленного металла. После отвода источника нагрева металл сварочной ванны кристаллизуется и образуется сварной шов, соединяющий свариваемые части. Сварка – сложный и быстропротекающий физико-химический процесс образования соединения материалов. Подготовка заготовок и продуманная технология делают сварку легкой, быстрой.

Классификацию сварки можно провести по степени механизации процессов. Тогда выделяют сварку: ручную, механизированную (полуавтоматическую), автоматическую.

Ручная сварка производится оператором (сварщиком) с помощью инструмента вручную, без применения механизмов.

Механизированная сварка выполняется оператором при помощи устройства (машины или механизма), подающего электродную проволоку в зону сварки.

Автоматическая сварка осуществляется без участия человека. При этом механизируются операции по получению сварного шва по заданной программе.

По способу защиты металла различают: сварку в воздухе, в вакууме, в среде защитных газов, под слоем флюса, в пене и т. п.

 

3.  Расшифровать марку Св 08Г2С

Примеры расшифровки у вас в конспекте

 

 

 

 

 

Билет №2

1.         Что называется сварным соединением. Их виды и краткие характеристики.

 

Сварное соединение — неразъёмное соединение, выполненное сваркой

Сварное соединение включает три характерные зоны, образующиеся во время сварки: зону сварного шва, зону сплавления и зону термического влияния, а также часть металла, прилегающую к зоне термического влияния. Они могут быть стыковыми, угловыми, нахлесточными, тавровыми и торцевыми

Характеристики сварных соединений.

Стыковое соединение – это сплав двух деталей изделия, расположенных на одной плоскости, с использованием сварных технологий. При стыковом соединении части прикасаются друг к другу своей торцевой стороной.  Выделяют разные подвиды стыковых соединений:

- соединение, не имеющее скоса кромки

- соединение со скосом кромки криволинейной формы

- соединение со скосом кромки V-образной формы

- соединение со скосом кромки Х-образной формы

Угловое соединение – это сплав разных составных частей конструкции или разных деталей одного изделия, размещенных  под определенным углом по отношению друг к другу. Сварной шов при этом располагается в том месте, где отдельные детали соприкасаются. 

 Тавровое соединение – это сплав разных элементов одного изделия, где одна деталь конструкции своим торцевым концом присоединяется  к боковой поверхности второй детали.

Нахлесточное сварное соединение – это сплав разных элементов изделия, при котором оба элемента расположены на параллельных плоскостях по отношению друг другу и отчасти друг на друга накладываются.

Торцевое сварное соединение отличается от прочих видов тем, что отдельные его элементы привариваются друг к другу боковыми поверхностями.

 

 

2.         Устройство и принцип работы трансформатора с подвижными обмотками.

Конструктивным принципом увеличения магнитных потоков рассеяния, необходимых для получения падающей внешней характеристики, является выполнение трансформатора с подвижными обмотками. Перемещается, как правило, вторичная обмотка, целесообразно по соображениям электробезопасности, случайное нарушение изоляции обмотки низшего напряжения представляет меньшую опасность. К этой труппе относятся трансформаторы типов ТС, ТД и их модификации.

Такие трансформаторы имеют удлиненный магнитопровод, на котором на некотором расстоянии друг от друга размещены первичная и вторичная обмотки. Такое расположение обмоток существенно увеличивает магнитные потоки рассеяния. Каждая обмотка состоит из двух катушек, расположенных попарно на общих стержнях магнитопровода. Катушки обмоток между собой могут соединяться последовательно или параллельно. Катушки первичной обмотки неподвижно закреплены у нижнего ярма магнитопровода. В обойму крепления катушек вторичной обмотки вмонтирована ходовая гайка. Через верхнее ярмо магнитопровода проходит ходовой винт, ввернутый в ходовую гайку. При вращении ходового винта рукояткой вторичная обмотка перемещается вдоль стержней магнитопровода трансформатора. При изменении расстояния между первичной и вторичной обмотками изменяются магнитные потоки рассеяния обмоток. Изменением расстояния между обмотками осуществляется плавное регулирование сварочного тока. При увеличении расстояния магнитные потоки рассеяния обмоток трансформатора возрастают, в результате ЭДС вторичной обмотки уменьшится, а ее индуктивное сопротивление возрастет. Это приведет к уменьшению сварочного тока. При уменьшении расстояния между обмотками трансформатора магнитные потоки рассеяния обмоток уменьшатся, в результате ЭДС вторичной обмотки возрастет, а ее индуктивное сопротивление уменьшится. Это вызовет увеличение сварочного тока.

3.    Расшифровать марку   4Х2В5ФМ

 

По расшифровке смотри конспект.

 

 

 

 

 

 

 

 

Билет №3

 

1.  Сварные швы их виды и классификация.

Классификация сварных швов

Сварной шов — участок сварного соединения, образовавшийся в результате кристаллизации (затвердевания) расплавленного металла или в результате пластической деформации при сварке давлением или сочетания кристаллизации и деформации.

Сварные швы подразделяются:

·                     по положению в пространстве

·                     по протяженности

·                     по отношению к направлению действующих усилий

·                     по форме наружной поверхности (выпуклости сварного шва)

·                     по условиям работы сварного узла

·                     по ширине

·                     по числу проходов (слоев)

·                     по характеру выполнения

 Классификация по положению в пространстве

 

Сварка швов в нижнем положении по сравнению со сваркой других швов наиболее удобна и экономична (при прочих равных условиях).

 Классификация по протяженности

По протяженности швы подразделяют:

 Классификация по отношению к направлению действующих усилий

Швы подразделяются:

 Классификация по форме наружной поверхности

Швы подразделяются:

Выпуклые швы лучше работают в соединениях при статических нагрузках, однако чрезмерный наплыв приводит к лишнему расходу электродного металла и поэтому выпуклые швы неэкономичны.

Плоские и вогнутые швы лучше работают при динамических и знакопеременных нагрузках, так как нет резкого перехода от основного металла к сварному шву. В противном случае создается концентрация напряжений, от которых может начаться разрушение сварного шва.

 Классификация по условиям работы сварного узла

В процессе эксплуатации изделия сварные швы подразделяют:

·                     рабочие — которые непосредственно воспринимают нагрузки

·                     нерабочие (соединительные или связующие) — предназначенные только для скрепления частей или деталей изделия

 Классификация по ширине

Швы делятся на:

·                     ниточные

·                     уширенные

Ниточные швы обычно выполняют при сварке тонкого металла, а уширенные швы - при наплавочных работах.

 Классификация по числу проходов (слоев)

По числу проходов (слоев) сварные швы подразделяются:

·                     однопроходные (однослойные)

·                     многопроходные (многослойные)

При сварке каждый слой многослойного стыкового шва, кроме усиления и подварочного шва, отжигается при наложении следующего слоя. В результате такого теплового воздействия улучшается структура и механические свойства металла шва.

 Классификация по характеру выполнения

·                     односторонние

·                     двусторонние

 

2. Сварочные баллоны. Виды маркировка и их характеристика.

Газовые баллоны для сварочных работ

 

Сварка металлов с применение пламени горелки газосварочных аппаратов возможна лишь при работе всего комплекта газосварочного оборудования, в котором баллоны для газосварки являются одним из наиболее важных элементов.

Различные по объему, весу, технологии изготовления и наполнения баллоны предназначены для хранения сварочных газов и их транспортировке к месту проведения работ. Особенностью этого оборудования выступает то, что газосварочные баллоны находятся под давлением и должны выдерживать значительную нагрузку.

Газосварочные баллоны, применяемые в современных сварочных аппаратах начиная от с самых легких, используемых в ювелирных и реставрационных мастерских и заканчивая производственными нуждами, выпускаются согласно государственных стандартам, должны проходить сертификацию и своевременную аттестацию на предмет дальнейшего использования.

Сегодня используются баллоны, имеющие, объем от 0,4 и до 55 дм3. Они используются в качестве носимых и передвижных газосварочных комплексов и различаются по форме и заполненному газу. Для промышленного использования чаще всего используются баллоны стандартного наполнения, объемом 40 литров. Меньшие баллонные установки используются в качестве переносных устройств для работ в аварийных ситуациях и труднодоступных условиях, в таком случае газосварочные посты имеют значительно меньший объем.

Конструкция газовых баллонов для сварки

Основным условием государственного стандарта № 949 для газосварочных баллонов для горючих газов, инертных газов и кислорода выступает изготовление из стальных бесшовных труб. Такое условие способствует значительному уменьшению риска разрыва баллона от трещины или коррозии сварного шва. Баллоны имеют форму цилиндра с конусообразной узкой горловину и выпуклым наружу днищем.

Горловина газового баллона имеет резьбовое отверстие, предназначенное для ввинчивания в него запорной арматуры. В качестве запорной арматуры применяется вентиль, открытие и закрытие которого регулирует выход газа наружу. Применяемые в конструкциях газовых баллонов имеют некоторое различие, для баллонов, предназначенных для транспортировки горючих газов, используются вентили одной конструкции, а для кислородных баллонов совершенно другой.

Для предохранения вентиля от несанкционированного открытия, защиты его при транспортировке на вентиль в транспортном положении надевается специальный предохранительный колпак, имеющий резьбу и накручиваемый на специальное, насаженное на горловину баллона кольцо.

Устойчивость баллонов при их вертикальном расположении обеспечивается насаженным, на дно баллона массивном металлическом башмаке, имеющим квадратную форму.

Виды баллонов для сварки газопламенным способом и полуавтоматической сваркой

Различить баллоны для хранения газов довольно просто, они легко различимы визуально и имеют буквенно-цветовую маркировку. Такая раскраска баллонов позволяет безошибочно определить наполнение баллона, а надпись с названием газа дополняет информацию, зашифрованную в цветовом коде.

Самыми распространенными сегодня выступают газовые баллоны, предназначенные для хранения кислорода. Применяемые как в промышленности, так и в медицине газовые баллоны, с кислородом окрашиваются в синий цвет с белой каймой вокруг не окрашиваемой части баллона, где производится клеймение паспортных данных. Надпись на баллоне наносится белой краской. Кроме, надписи «Кислород» на баллоне может быть дополнительная надпись с предупреждением относительно опасности попадания масла в кислород. В современном мире все чаще кроме паспортных данных и ярлыка о заправке содержимого на корпус баллона может наноситься наклейка на основе самоклеющейся ленты с маркировкой о типе и марке газа.

Ацетиленовые газосварочные баллоны для сварки в отличие от остальных видов газового баллонного оборудования имеют специфическое наполнение. Имея стандартное наполнение в 40 литров такие баллоны, заполняются специальной массой, имеющей глубокую пористую структуру. Такое наполнение имеет специальную цель, для безопасного хранения ацетилена и увеличения его объема в баллоне наполнение пропитывается ацетоном, который обеспечивает растворение ацетилена. Так, расчетным выступает показатель 200-300 грамм ацетона на 1 кг содержимого пористой массы. Такая пропитка обеспечивает равномерное впитывание ацетилена в поры и снижает давление до приемлемых 1,9 МПа. Принято считать, что 1 литр ацетона выступает растворителем для 23 литров ацетилена. При пользовании баллоном с ацетиленом важно обеспечить правильную подачу газа, не более 1700 литров в час, для его экономного расходования. Ацетиленовые баллоны имеют белый цвет окраски с соответствующей надписью на корпусе.

Газовые баллоны, наполненные сжатым водородом, имеют темно-зеленую краску окрашивания.

Для пропановых баллонов для сварки газом используется стандартный красный цвет окраски с надписью черным цветом. Следует отметить, что пропановые баллоны, это единственный вид баллонов, корпус которого может быть выполнен из листового металла и соединен сварным швом.

Применяемый в качестве инертного газа при сварке полуавтоматом аргон транспортируется в баллонах черного цвета, а вот для азота применяется маркировка в виде черной окраски баллона с нанесенной на него поперечной полосой коричневой краски.

Баллоны, заполненные гелием, имеют коричневый цвет маркировки корпуса.

Углекислота или сжатый воздух транспортируются в баллонах, имеющих черный цвет и отличающиеся друг от друга, только наружной буквенной маркировкой.

Паспортизация баллонов для сварки газом

Маркировка баллонов с помощью цвета и нанесенных надписей не освобождает от необходимости иметь дополнительную информацию о самой емкости и ее предназначении. Для более точного и ответственного отношения к вопросам безопасности в процессе применения баллоны для сварочных работ дополнительно маркируются паспортом, вернее, это и есть основная маркировка газосварочного баллона. В нее входит:

 

§             маркировка производителя в виде шифра, логотипа или полного названия;

§             индивидуальный идентификационный номер баллона;

§             сведения о типе емкости;

§             точный вес в килограммах;

§             дата изготовления;

§             дата введения в эксплуатацию;

§             емкость сосуда;

§             дата испытания;

§             допустимое максимальное давление;

§             давление проведения испытания и рабочее давление;

§             выставленное клеймение контролирующего качество испытания органа.

Основные правила техники безопасности при использовании газовых баллонов для сварочных работ

Используемые в сварочном оборудовании газовые баллоны представляют собой предметы повышенной опасности, даже, несмотря на заполнение их инертным газом.

Транспортировка заправленных газовых баллонов должна производиться с соблюдением всех правил техники безопасности. При ручной транспортировке, перенос баллонов допускается с применением специальных носилок, а перевозка на специальных тележках.

При транспортировке автомобильным транспортом баллоны должны находиться в специальных контейнерах или иметь специальное оборудование, обеспечивающее надежное закрепление баллона, исключающее физические воздействия на него, в том числе удары, внешнее давление, трение и воздействие электрического тока. Для транспортировки используются специальные деревянные обоймы, стеллажи, упоры из деревянных или пластиковых конструкций.

При транспортировке взрывоопасных баллонов, автомобили должны иметь обязательную сертификацию для перевозки взрывоопасных грузов. Вентили газовых баллонов должны быть закрыты защитными колпачками.

В месте проведения газосварочных работ баллоны должны находиться в безопасном месте, защищенном от прямых солнечных лучей, попадания искр, воздействия нагретого металла. Место расположения газовых баллонов, по возможности, должно быть ограждено предупреждающими знаками.

Допускается расположение газосварочного оборудования не ближе 5 метров от места проведения работ открытым огнем. При работе в закрытых помещениях баллоны должны быть размещены в соответствующих специальных ящиках или местах, обеспечивающих защиту от проникновения посторонних лиц к баллонам.

Кислородные баллоны должны быть расположены таким образом, чтобы исключить попадания на поверхность баллона масла и маслосодержащих продуктов и материалов.

Регулирование подачи кислорода, пропана, ацетилена из баллона обеспечивается при помощи редуктора со встроенными приборами контроля давления в баллоне. Редуктор, контрольно-измерительные приборы должны содержаться в чистоте, проходить необходимый контроль и проверку. Для присоединения редуктора к вентилю баллона, особенно к баллону с кислородом используется только специальный ключ. Персонал, проводящий операции по подключению редуктора должен помнить о маслоопасном характере кислорода и работать только с чистым инструментом.

При подключении редуктора используются только специальные прокладки, прокладки из ветоши или каболки использовать запрещено.

При проведении работ персонал должен постоянно следить за давлением газа в баллоне, своевременно принимать меры при падении давления до отметки 1 кгс/кв.см, отключать баллон и отправлять его на заправку.

Нормальным принято считать давление в кислородном баллоне на 40 литров 150 кгс/кв.см. Снижение давления до минимального показателя требует прекращения работ, закрытия вентиля, отсоединения редуктора, закрытия защитным колпаком.

Долговременная эксплуатация баллонного оборудования может проводиться, только на основе постоянного контроля технического состояния оборудования и его аттестации на специализированном оборудовании.

 

 

3. Расшифровать марку   50ХФА

 

Дальше расшифровку не коментирую

 

Билет №4

 

1.         Общие характеристики свариваемости сталей их классификация.

Классификация сталей по свариваемости

По свариваемости стали подразделяют на четыре группы: первая группа - хорошо сваривающиеся; вторая группа - удовлетворительно сваривающиеся; третья группа - ограниченно сваривающиеся; четвертая группа - плохо сваривающиеся.

Основные признаки, характеризующие свариваемость сталей,- склонность к образованию трещин и механические свойства сварного соединения.

К первой группе относятся стали, сварка которых может быть выполнена по обычной технологии, т.е. без подогрева до сварки и в процессе сварки и без последующей термообработки. Однако применение термообработки для снятия внутренних напряжений не исключается.

Ко второй группе относят в основном стали, при сварке которых в нормальных производственных условиях трещин не образуется. В эту же группу входят стали, которые для предупреждения образования трещин нуждаются в предварительном нагреве, а также в предварительной и последующей термообработке.

К третьей группе относят стали, склонные в обычных условиях сварки к образованию трещин. При сварке их предварительно подвергают термообработке и подогревают. Кроме того, большинство сталей, входящих в эту группу, подвергают обработке после сварки.

К четвертой группе относят стали, наиболее трудно поддающиеся сварке и склонные к образованию трещин. Эти стали свариваются ограниченно, поэтому сварку их выполняют с обязательной предварительной термообработкой, с подогревом в процессе сварки и последующей термообработкой.

Хорошо сваривающиеся углеродистые, низко- и среднелегированные стали. Условия сварки нормальные. Литые детали с большим объемом наплавленного металла рекомендуется варить с промежуточной термообработкой (отжиг или высокий отпуск по режиму термообработки для данной стали). Для конструкций, работающих под статической нагрузкой, термообработку после сварки не производят.

Для ответственных конструкций, работающих под динамическими нагрузками или при высокой температуре, термообработка производится в соответствии с техническими условиями. Детали с большим объемом наплавленного металла подлежат отжигу или высокому отпуску.

При сварке электродами Э42, Э42А, Э50, Э50А, Э55 (ГОСТ 9467 - 75) сварное соединение обрабатывают нормальным режущим инструментом.

Свариваемость сталей по маркам приведена в табл. 1.

Удовлетворительно сваривающиеся углеродистые, низко- и средне- легированные стали. Термообработка стали до сварки различна в зависимости от марки стали и конструкции деталей. Для отливок из стали 30Л и 35Л обязателен отжиг. Детали машин из проката или из поковок, не имеющие жестких контуров, могут подвергаться сварке в термически обработанном состоянии (закалка и отпуск).

Сварка на морозе не допускается. Сварку деталей с большим объемом наплавленного металла, а также сварку усилительных вкладышей рекомендуется производить с промежуточной термообработкой (отжиг или высокий отпуск). При заварке мелких раковин на деталях и элементах из углеродистой стали, содержащей углерода 0,35%, и при невозможности последующего отпуска завариваемую деталь подвергают местному подогреву.

 

2.         Устройство и принцип действия водяного затвора.

 

 

 

Предохранительный затвор это

устройство, предохраняющие ацетиленовые генераторы и газопроводы от попадания в них взрывной волны при обратных ударах пламени из сварочной горелки или резака.



устройство, предохраняющие ацетиленовые генераторы и газопроводы от попадания в них взрывной волны при обратных ударах пламени из сварочной горелки или резака.
Предохранительные затворы устанавливают между ацетиленовым генератором или ацетиленопроводом и горелкой или резаком. Если сварку или резку ведут от ацетиленового баллона, предохранительный затвор не ставят, потому что ацетилен из баллона в горелку или резак поступает с повышенным давлением, а установленный на баллоне редуктор и заполняющая баллон пористая масса надежно защищают баллон от пламени обратного удара.
 

 

Затворы делятся:

·                     по пропускной способности - 0,8; 1,25; 2,0; 3,2 м³/ч;

·                     по предельному давлению - низкого, в которых предельное давление ацетилена не превышает 0,01МПа; среднего давления - 0,07 МПа; высокого давления - 0,15 МПа.

Предохранительные водяные затворы подразделяют на центральные, устанавливаемые на магистрали стационарных ацетиленовых генераторов, и постовые, устанавливаемые на ответвлениях трубопровода у каждого сварочного поста или у однопостовых ацетиленовых генераторов.

Конструкция предохранительных затворов должна отвечать следующим основным требованиям:

·                     обеспечивать наименьшее сопротивление потоку газа;

·                     задерживать прохождение ацетиленокислородного пламени с удалением взрывчатой смеси в атмосферу;

·                     обеспечивать минимальный вынос воды с проходящим через затвор газом;

·                     обеспечивать необходимую прочность при гидравлическом испытании на давление, равное 6 МПа;

·                     не допускать возможного прохождения кислорода и воздуха через затвор со стороны потребителя;

·                     каждый затвор должен иметь устройство для контроля за уровнем воды в нем;

·                     все части затвора должны быть доступны для очистки, промывки и ремонта.

На корпусе каждого затвора должны быть нанесены его паспортные данные. Затвор состоит из цилиндрического корпуса 1 и двух трубок - газоподводящей 4 и предохранительной 8. Предохранительная трубка делается несколько короче газоподводящей и снабжается сверху воронкой 6 с отбойником 7. На корпусе затвора находится газовыпускной кран 3 и контрольный кран 2, а на газоподводящей трубке - кран 5. При нормальной работе водяного предохранительного затвора ацетилен проходит через газоподводящую трубку 4 (проходя через воду) и через газовыпускной кран 3 поступает в шланг и далее в горелку или резак. При обратном ударе пламени давление в затворе возрастает, часть воды вытесняется, при этом нижний конец короткой предохранительной трубки 8 оказывается на уровне воды. В этот момент вода из предохранительной трубки 8 выбрасывается наружу. Когда горящая ацетиленокислородная смесь оказывается на уровне нижнего конца предохранительной трубки 8, она также выбрасывается наружу и не может пройти в трубку 4 и в ацетиленовый генератор, так как эта трубка длиннее трубки 8, заполнена водой, а ее конец находится ниже уровня воды в затворе.

 

а - заполнение затвора водой, б - нормальная работа затвора, в - момент обратного удара пламени, г - поднос воздуха при недостатке ацетилена

 

 

3.         Расшифровать марку   30ХГС-Ш

См. конспект.

 

Билет №5

 

1.    Технологические особенности свариваемости алюминия и  сплавов на его основе.

СВАРИВАЕМОСТЬ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ

Теплопроводность алюминия в три раза выше, чем у низколегированной стали, у него больше теплоемкость и скрытая теплота плавления. Для расплавления алюминия нужно больше теплоты, чем для такого же объема стали, поэтому для его требуется повышенная тепловая мощность и более высокая ее концентрация.

Алюминий легко окисляется, его высокая коррозионная стойкость изделий из алюминия обеспечивается мгновенно возникающей на поверхности пленкой окиси алюминия, которая непропускает воздуха к металлу. Эта пленка имеет прочность до 200 МПа и плотность 3,6 г/см3, она тяжелее алюминия, ее температура плавления 2050 °С. При нагреве металл под пленкой расплавляется раньше ее. Разламываясь при сварке на нерасплавившиеся куски, пленка тонет в сварочной ванне, образуя включения в металле шва.

Поэтому при сварке надо раздроблять и измельчать окисную пленку. Это можно сделать, применяя в электродных покрытиях или во флюсах соединения хлора, например NaCl, LiCl, которые, проникая при сварке в образующиеся в окисной пленке из-за ее нагрева и расширения микротрещины, образуют с алюминием летучие соединения. Окисная пленка подмывается и при испарении этих соединений отрывается от поверхности алюминия, раздробляется и частично уносится шлаком. Другой путь - катодное распыление окисной пленки в результате ударов тяжелых ионов о поверхность катода при дуговом разряде. Катодное распыление на поверхности детали может происходить при сварке на постоянном токе обратной полярности, когда катод - свариваемое изделие. Однако при этом резко увеличивается нагрев электрода. Поэтому чаще применяют дуговую сварку на переменном токе. Коэффициент линейного расширения алюминия в два раза выше, чем у железа. Значит при сварке алюминиевых сплавов деформации и коробления деталей будут больше, чем на сталях. Расплавленный алюминий обладает большой жидкотекучестью, что затрудняет формирование шва при сварке со сквозным проплавлением кромок: легко образуются прожоги, неравномерно формируется проплав.

Жидкий алюминий в одном объеме может растворить до 600 объемов водорода. Но при затвердевании растворимость быстро снижается, водород бурно выделяется из расплава, в сварном шве образуются поры. Поэтому перед сваркой необходимо тщательно готовить все сварочные материалы и поверхность свариваемых деталей, не допуская попадания влаги - главного поставщика водорода в зону сварки. Влага, разлагаясь, может также увеличить окисление металла в сварочной ванне. При сварке желательно понижать скорость охлаждения жидкого металла, чтобы больше выделяющегося из металла водорода успело выйти на поверхность сварочной ванны. Для этого металл перед сваркой можно подогревать до температуры 150...300 °С. Однако нагрев может снизить механические свойства сварного соединения.

Для борьбы с пористостью в зоне сварки можно создавать окислительную атмосферу, добавляя, например, в аргон до 1,5 % кислорода.

При нагреве алюминий не меняет свой цвет вплоть до расплавления. Это затрудняет контроль за состоянием металла, за образованием сварочной ванны и плавлением присадочной проволоки.

МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ СВАРКИ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ

Алюминиевые сплавы сваривают ручной дуговой сваркой угольными или штучными электродами, дуговой сваркой в защитных газах плавящимся и неплавящимся электродами, дуговой сваркой под флюсом и по слою флюса, газопламенной и контактной сваркой.

Почти при всех способах сварки (кроме контактной) применяют электродную или присадочную проволоку. ГОСТ 7871-75 предусматривает 14 марок проволоки для сварки алюминия диаметром 0,8... 12,5 мм: из технического алюминия Св А97, Св А85Т, Св А5; алюминиево-марганцевую Св АМц; алюминиево-магниевую Св АМгЗ, Св АМг4, Св АМг5, Св 1557, Св АМг61, Св АМгбЗ; алюминиевокремниевую Св АК5, Св АК10 и алюминиево-медистую Св 1201. Проволока диаметром до 4 мм на заводе-изготовителе очищается химической обработкой, наматывается на катушки и упаковывается в полиэтиленовые мешки вместе с порошком силикагеля - индикатором влажности. Если упаковка негерметична, порошок становится розовым. Проволока большего диаметра может быть в мотках, перед сваркой ее надо очистить от консервирующей смазки горячей водой или паром, затем травить 5... 10 мин в 2...5 %-м растворе щелочи NaOH при температуре 60...70 °С, промыть в проточной воде при температуре 50 °С, в холодной проточной воде и осветлить в 15 %-м растворе азотной кислоты в течение 2...5 мин при температуре 60...70 °С.

При ручной дуговой сварке применяют неплавящиеся угольные электроды СК (сварочные круглые) диаметром 4, 6, 8, 10 и 18 мм и длиной до 250 мм (ГОСТ 10720-75). Штучные электроды делают из проволоки, соответствующей составу свариваемого сплава, с обмазкой на основе хлористых и фтористых солей. Для сварки используют электроды ОЗА-1, для заварки дефектов литья ОЗА-2. При дуговой сварке в защитных газах применяют неплавящиеся вольфрамовые электроды и инертные газы: аргон первого или второго сорта и гелий, либо их смеси.

Флюсы применяют при всех способах сварки алюминия, кроме дуговой в защитных газах и контактной. Назначение их - убрать окисную пленку. Поэтому основа всех флюсов - это смеси хлористых и фтористых солей калия, натрия, бария, лития. Марки флюсов разли^ чаются сочетанием этих солей и добавками.

При дуговой сварке в инертных газах применяют любые типы соединений. При других способах сварки плавлением, когда необходимо применение флюсов, чаще сваривают стыковые соединения. Перед сборкой деталей стыкуемые кромки нужно зачистить на ширине 20...30 мм шабером или стальной щеткой из нагартованной коррозионно-стойкой проволоки диаметром 0,1 ...0,2 мм при длине ворса 30 мм. Затем кромки обезжиривают растворителем (бензином, ацетоном). Качество и безопасность обезжиривания будут выше, если вместо растворителя детали травить 5...8 мин в щелочной ванне при температуре 65 °С с последующей промывкой водой и сушкой. При массовом производстве механическую зачистку кромок лучше заменять травлением по режиму, приведенному выше для проволоки.

Собирать детали можно с помощью прихваток, располагая их со стороны, обратной наложению первого валика шва. Если это невозможно, то прихватку тщательно зачищают, желательно заподлицо с основным материалом. Без прихваток собирать детали можно в приспособлениях, закрепляя их прижимами и фиксаторами, дающими возможность относительного перемещения деталей в процессе сварки, чтобы уменьшить деформации, неизбежно большие при жестком закреплении.

С обратной стороны стыка деталей устанавливают подкладные планки из материала с низкой теплопроводностью, например из хромоникелевой стали. В планке под стыком делают канавку такой величины, чтобы при сварке туда поместился весь металл, содержащий окисные пленки с торцов стыка. Тогда в основной части шва вероятность окисных включений уменьшится. Если подкладные планки установить нельзя, можно сделать с обратной стороны стыка на кромках небольшую, глубиной 0,2...0,3 толщины кромки, разделку, через которую окисные пленки выйдут в проплав.

Аргонодуговая сварка неплавящимся электродом на переменном токе - лучший способ сварки тонколистового алюминия. Она обеспечивает минимальную деформацию свариваемой конструкции и высокое качество шва, не требуя специального флюса. Зажигание дуги непосредственным касанием поверхности детали вольфрамовым электродом нежелательно из-за загрязнения поверхности электрода алюминием, что приводит к его разрушению. Дугу лучше зажигать на вспомогательной графитовой пластинке и переносить разогретый электрод на свариваемые кромки. Ручная сварка неплавящимся электродом может производиться как с присадочным материалом, так и без него. Длина дуги не должна превышать 1,5...2,5 мм, а расстояние от выступающего конца электрода до нижнего среза сопла горелки при стыковых соединениях - 1,0... 1,5 мм,

при тавровых (угловых) - 4...8 мм. Давление защитного газа в зависимости от его расхода устанавливают в пределах 0,01...0,05 МПа. Техника ручной сварки в защитных газах напоминает газопламенную сварку: когда под неподвижным электродом образуется ванна жидкого металла, в нее подают присадочный пруток до заполнения ванны. Затем присадку отводят и электрод быстро перемещают по направлению сварки на нерасплавленные кромки. Вновь разводят сварочную ванну и процесс повторяют. Поскольку алюминий обладает высокой жидкотекучестью, при сварке вертикальных и горизонтальных швов необходимо внимательно следить за объемом расплавляемого металла и вовремя подавать присадочный материал, который, охлаждая металл ванны и увеличивая его вязкость, предотвращает его вытекание. Подачу газа прекращают не раньше, чем через 3...5 с после обрыва дуги. Это обеспечивает высокую стойкость вольфрамового электрода, предотвращая его окисление в разогретом состоянии и последующее растрескивание окисленной поверхности - главную причину появления в шве вольфрамовых включений, одного из основных дефектов сварки неплавящимся электродом. Признаком, окисления вольфрама является синий до черного цвет. Нормальное состояние рабочего конца электрода характеризует серебристо-белый цвет без трещин и налипаний алюминия.

При полуавтоматической и автоматической сварке, в отличие от ручной, неплавящийся электрод располагается вертикально, а присадочная проволока подается так, чтобы ее конец опирался на передний край ванны.

При сварке вольфрамовым электродом на переменном токе условия горения дуги в полупериоды разной полярности отличаются. Когда вольфрам является катодом, из-за мощной термоэлектронной эмиссии с него проводимость дугового промежутка возрастает, сила тока увеличивается, напряжение дуги снижается. Наоборот, в полупериод обратной полярности проводимость дуги уменьшается, сила тока уменьшается, напряжение увеличивается. В сварочной цепи появляется постоянная составляющая тока. Она снижает стабильность горения и уменьшает проплавляющую способность дуги, ослабляет интенсивность катодного распыления окисной пленки на поверхности детали. Ухудшается качество шва. Поэтому при сварке алюминия нужно подавлять постоянную составляющую тока. Для этого в сварочную цепь нужно последовательно включать батарею конденсаторов, которая хорошо пропустит переменный ток и не пропустит постоянный. Специализированные установки для сварки алюминия, например УДГ-301, УДГ-501 , такую батарею имеют в своей конструкции.

Основное преимущество сварки вольфрамовым электродом в аргоне - высокая устойчивость дуги - позволяет сваривать алюминиевые сплавы с толщиной кромок деталей 0,8...3,0 мм и выше. Еще меньшие толщины (до 0,2 мм) позволяет сваривать импульсная дуга с неплавящимся электродом. При этом процессе между электродом и деталью непрерывно горит маломощная дуга, поддерживая дуговой промежуток в ионизированном состоянии. На нее периодически накладывают горящих трех дуг: независимой дуги между двумя вольфрамовыми электродами и двух зависимых дуг, горящих между каждым из электродов и свариваемым изделием (см. рис.84, д). Большая проплавляющая способность трехфазной дуги позволяет сваривать за один проход без разделки кромок на подкладке из коррозионно-стойкой стали алюминиевые детали толщиной до 30 мм. При этом резко уменьшается пористость металла шва, так как сварка производится без присадочного металла, за счет поверхности которого обычно увеличивается количество водорода, поступающего в зону плавления.

При сварке трехфазной дугой металла большой толщины, когда проплавляющая способность должна быть максимальной, необходимо, чтобы сила тока в изделии была больше, чем в электродах. И наоборот, когда требуется минимальная проплавляющая способность дуги, например при наплавке, сила тока в изделии может быть установлена меньше силы тока в электродах. Кроме того, регулировать глубину проплавления основного металла можно за счет расположения электродов относительно оси шва. Последовательное их расположение вызывает увеличение глубины проплавления и уменьшение ширины шва, а поперечное - глубину проплавления уменьшает, а ширину шва увеличивает. При трехфазной сварке вольфрамовыми электродами с присадочным металлом для уменьшения загрязнения металла шва водородом и окислами рекомендуется применение присадочной проволоки большого диаметра: при ручной сварке - 3...6 мм, при автоматической 2...4 мм. Источником питания трехфазной дуги могут служить два однофазных трансформатора, соединенных открытым треугольником, или специальный трехфазный сварочный трансформатор. Плавящийся электрод применяют при аргонодуговой сварке алюминиевых сплавов толщиной более 4 мм. Электродную проволоку берут при этом диаметром 1,2 мм и выше. Дугу питают от источника постоянного тока с жесткой или пологопадающей характеристикой. Сварку ведут на обратной полярности, что обеспечивает хорошее разрушение окисной пленки на деталях за счет катодного распыления. Возбуждают дугу замыканием под током электродной проволоки на изделие. Автоматическую сварку плавящимся электродом ведут на подкладках с формирующей канавкой. Максимальный сварочный ток, на котором устойчиво горит дуга и обеспечивается струйный перенос электродного металла, 130 А. Расход аргона такой же, как и при сварке неплавящимся электродом, расстояние между нижним срезом сопла горелки и деталью должно быть 5... 15 мм. Улучшить формирование шва при сварке плавящимся электродом можно, применяя импульсный режим питания дуги. Так же, как и при сварке импульсной дугой неплавящимся электродом, между электродной проволокой и деталью горит непрерывная маломощная дуга, которая оплавляет конец электрода и поверхность детали. Периодически на эту дугу накладывают импульсы тока большой силы (до 1 ООО А), частота которых больше, чем при сварке неплавящимся электродом. Электрод быстро оплавляется, капля с силой сбрасывается в сварочную ванну. Увеличивается глубина проплавления, появляется возможность управлять формированием шва даже в различных пространственных положениях.

При сварке плавящимся электродом вместе с электродной проволокой в шов заносятся находящийся на ней водород и окисная пленка, поэтому качество шва получается хуже, чем при сварке неплавящимся электродом, где поверхность присадочной проволоки может быть меньше.

Алюминиевые сплавы толщиной 10...30 мм можно сваривать на переменном токе плавящимся электродом под слоем флюса. Для этого применяют специальный флюс ЖА-64, состоящий из криолита, хлористого калия, хлористого натрия и кварцевого песка. Флюс разрушает окисную пленку, задерживает охлаждение и затвердевание сварочной ванны - из нее выходит водород, уменьшается пористость. Однако этот способ развития не получил, так как большинство флюсов с солями хлора и фтора гигроскопичны (легко впитывают влагу) и электропроводны. Первое увеличивает количество водорода в шве, второе ухудшает горение дуги, шунтируя ток.

Лучшие результаты получают при дуговой сварке плавящимся электродом по флюсу, который насыпают на поверхность тонким слоем, не закрывающим дугу. Сварку ведут на постоянном токе обратной полярности при вылете электрода 50...60 мм, по зазору между деталями 1...2 мм на флюсовой подушке или стальных подкладках. Применяют плавленые флюсы АН-11, УФОК-А1, МАТИ-10, основные компоненты которых хлориды и фториды натрия, калия и лития.

Электрошлаковую сварку алюминиевых сплавов выполняют с флюсами АМ-А301, АН-А302, основа которых также фтористые и хлористые соли калия, лития, бария. Сварку ведут пластинчатым электродом. Технология сварки такая же, как и для других металлов. При толщине металла 50... 100 мм производительность сварки достигает 50...90 кг/ч. На сплавах АД1, АМц, АМгб и АЦМ обеспечивается прочность 0,8...0,9 от прочности основного металла.

Ручную сварку угольным электродом применяют при исправлении дефектов отливок и при сварке по отбортовке тонколистовых алюминиевых деталей. Дугу питают постоянным током прямой полярности. На свариваемые кромки наносят флюс, состоящий из 45 % КС1, 30 % LiCl, 7 % KF, 3 % Na2S03. Можно применять флюсы, используемые при газопламенной сварке. Сварка угольным электродом дает плотные швы высокой прочности.

Газопламенную сварку алюминия ведут кислородно-ацетиленовым пламенем при соотношении 02/С2Н2 = 1,1...1,2. По отношению к алюминию все зоны пламени имеют окислительный характер. Для защиты от окисления и для удаления окисной пленки применяют флюсы на основе хлоридов и фторидов натрия, калия и лития, например флюс АФ-4А. Флюс разводят в воде непосредственно перед сваркой, а затем наносят в виде пасты на кромки детали и на конец присадочного прутка. Мощность пламени (л/ч) выбирают в зависимости от толщины S (мм) свариваемого металла: А = (100... 150)5.

После сварки с применением флюсов или электродных обмазок необходимо тщательно удалять шлаки с поверхности металла и промывать детали водой, так как остатки шлака сильно разъедают алюминий.

Перед контактной сваркой алюминия лучший способ удаления окисной пленки с поверхности деталей - ультразвуковая обработка. Одна из проблем контактной сварки алюминия - это низкая стойкость электродов из-за налипания алюминия на их поверхность. Сплавы алюминия имеют малое электрическое сопротивление и высокую теплопроводность, поэтому их сваривают на жестких режимах. Деформируемые сплавы типа АМц, АМг и особенно термоупрочняемые сплавы типа Д16Т обладают склонностью к трещинам. При их контактной сварке нужно в конце цикла увеличивать усилие проковки в 3...6 раз по сравнению со сварочным усилием.

2.    Редукторы для газовой сварки. Классификация, виды и принцип работы.

 

    При газовой сварке и резке металлов рабочее давление газов должно быть меньше, чем давление в баллоне или газопроводе.

Для понижения давления газа применяют редукторы.

Редуктором называется прибор, служащий для понижения давления газа, отбираемого из баллона до рабочего и для автоматического поддержания этого давления постоянным, независимо от изменения давления газа в баллоне или газопроводе.

Согласно ГОСТ 6268-78, редукторы для газопламенной обработки классифицируются:

• по принципу действия - на редукторы прямого и обратного действия;

• по назначению и месту установки - баллонный (Б), рамповый (Р), сетевой (С), центральный (Ц), универсальный высокого давления (У);

• по схеме редуцирования - одноступенчатый с механической установкой давления (О), двухступенчатый с механической установкой давления (Д), одноступенчатый с пневматической установкой давления (У);

• по роду редуцируемого газа - ацетиленовый (А), кислородный (К), пропан-бутановый (П), метановый (М).

Редукторы отличаются друг от друга цветом окраски корпуса и присоединительными устройствами для крепления их к баллону. Редукторы, за исключением ацетиленовых, присоединяются накидными гайками, резьба которых соответствует резьбе штуцера вентиля. Ацетиленовые редукторы крепят к баллонам хомутом с упорным винтом.

Принцип действия редуктора определяется его характеристикой. У редуктора прямого действия – падающая характеристика, т. е. рабочее давление по мере расхода газа из баллона несколько снижается, у редукторов обратного действия - возрастающая характеристика, т. е. с уменьшением давления газа в баллоне рабочее давление повышается.

Редукторы различаются по конструкции. Принцип действия и основные детали одинаковы для каждого редуктора.

Более удобны в эксплуатации редукторы обратного действия.

Редуктор обратного действии работает следующим образом. Сжатый газ из баллона поступает в камеру высокого давления 8 и препятствует открыванию клапана 9. Для подачи газа в горелку или резак необходимо вращать по часовой стрелке регулирующий винт 2, который ввертывается в крышку 1. Винт сжимает нажимную пружину 3, которая, в свою очередь, выгибает гибкую резиновую мембрану 4 вверх. При этом передаточный диск со штоком сжимает обратную пружину 7, поднимая клапан 9, который открывает отверстие для прохода газа в камеру низкого давления 13. Открыванию клапана препятствует не только давление газа в камере высокого давления, но и пружина 7, более слабая, чем пружина 3.

 

Билет № 2

Рис. 7. Схема редуктора обратного действия

 

 

Автоматическое поддержание рабочего давления на заданном уровне происходит следующим образом. Если отбор газа в горелку или резак уменьшится, то давление в камере низкого давления повысится, нажимная пружина 3 сожмется и мембрана 4 выпрямится, а передаточный диск 5 опустится, редуцирующий клапан 9 под действием пружины 7 прикроет седло клапана 10, уменьшив подачу газа в камеру низкого давления.

При увеличении отбора газа процесс будет автоматически повторяться. Давление в камере высокого давления 8 измеряется манометром 6, а в камере низкого давления 13 – манометром 11. Если давление в рабочей камере повысится сверх нормы, то с помощью предохранительного клапана 12 произойдет сброс газа в атмосферу.

В процессе эксплуатации редукторы окрашиваются в те же цвета, что и баллоны.. Необходимо следить, чтобы не произошло воспламенение редуктора из-за резкого открывания вентиля на баллоне, а также следить за техническим состоянием манометра.

 

3.  Расшифровать марку   Р6М5

См.конспект