Технологічний процес ручного дугового зварювання закладної конструкції

Технологічний процес ручного дугового зварювання закладної конструкції

Міністерство освіти і науки України

Технічний коледж

Тернопільського національного технічного університету імені Івана Пулюя

Відділення професійної підготовки

ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА

до дипломної роботи

на тему: Технологічний процес ручного дугового зварювання закладної конструкції

Виконав - Шамрук Юрій Гаррович

учень групи СЕГ-36

Професія - Електрогазозварник

Викладач - Гуменюк І.В.

Майстер в/н - Любасюк Р.М.

Тернопіль 2014

Зміст

Вступ

Розділ 1. Передові прийоми і прогресивні технології зварювання

.1 Механізація і автоматизація процесів зварювання

.2 Високопродуктивні способи зварювання

Розділ 2. Технологічна частина

2.1 Аналіз зварної конструкції

2.2 Вибір обладнання і пристосування

.3 Підготовка матеріалів до зварювання

.4 Режим зварювання

.5 Техніка дугового зварювання

.6 Контроль якості зварювання

Розділ 3. Організація робочого місця, охорона праці та безпека життєдіяльності

3.1 Наукова організація праці зварника

3.2 Охорона праці та безпека життєдіяльності при виконанні зварювальних робіт

Висновок

Список використаної літератури

Вступ

Історія електричного зварювання бере свій початок в XIX столітті.

У 1802 р. російський вчений В. В. Петров відкрив явище електричної дуги і вказав на можливість її використання для розплавлення металів. Але тільки в 1882 р. російський інженер II. Н. Бенардос відкрив спосіб електродугового зварювання неплавким вугільним електродом і запропонував конструкції простих зварювальних автоматів.

Через декілька років в 1888 р. російський інженер Н. Г. Слав'янов запропонував виконувати зварювання плавким металевим електродом. Він першим у світі виготовив зварювальний генератор, створив автоматичний регулятор довжини дуги і розробив металургійні основи зварювання. Широке промислове застосування і розвиток зварювання почалися в 30-ті роки XX ст. З'явились нові види зварювання: електрошлакове, під шаром флюсу, у вуглекислому газі, електронне променеве, підводне.

У 1924-1935 pp. використовувались електроди без покриття або з тонким іонізуючим покриттям. З 1935-1939 pp. почали широко використовувати зварювання на базі електродів з товстим покриттям і стрижнів із легованих сталей.

У 1939 р. під керівництвом академіка АН УРСР Євгена Оскаровича

Патона (1870-1953) були запроваджені автоматичне та напівавтоматичне зварювання під шаром флюсу. З 1948 р. промислове застосування отримав спосіб дугового зварювання в інертних захисних газах.

На початку 50-х років XX ст. під керівництвом академіка Бориса Євгеновича Патона в Інституті електрозварювання ім. Є. О. Патона було розроблене електрошлакове зварювання.

У 1950-1952 pp. впроваджене зварювання сталей у середовищі вуглекислого газу.

Для з'єднання хімічно активних і тугоплавких металів наприкінці 50-х років XX ст. французькими вченими створено електронно-променеве зварювання

Застосування зварювання економить метал, час, зменшує витрати обладнання цехів з виготовлення металоконструкцій, покращує умови праці, вирішує складні завдання створення нових конструкцій.

Розвиток зварювального виробництва у великій мірі залежить від об’ємів випуску сталі і прокату. В 2002 році Україна виготовила 33,5 млн. т. сталі і 25,58 млн. т. прокату. Загальний об’єм виробництва електородів склав 44276т., із них з рутил-ільменітовим покриттям - 36399 т., з основним - 7311 т., спеціальних електродів 566 т. Виготовленно 790 т. порошкового дроту , 278 т. зварювального і 512 т. для наплавлення, 19334 т. флюсу. Експорт українських зварювальних матеріалів склав 178 т.

Більше половини валового національного продукту промислово розвинутих країн створюється за допомогою зварювання і споріднених технологій, до яких відносять наплавлення, паяння, різання, нанесення покриття, склеювання різних матеріалів. Науково-технічне поняття «зварювання» охоплює такі суміжні напрями, як заготовка й складання, діагностика та неруйнуючий контроль, техніка безпеки й екологія зварювальних процесів.

дуговий зварювання конструкція

Розділ 1. Передові прийоми і прогресивні технології зварювання

.1 Механізація і автоматизація зварювального виробництва

Зварювання являє собою один з самих поширених технологічних процесів з'єднання матеріалів. З допомогою зварювання одержують вироби з металів і неметалевих матеріалів, виконують операції складання деталей в окремі вузли і конструкції.

Механізація і автоматизація є найбільш ефективним напрямом вдосконалення зварювального і слюсарно-складального виробництва. Вони направлені на полегшення і покращення умов роботи, на передачу функцій ручної праці механізованим і автоматизованим системам, на неухильне підвищення продуктивності праці і вдосконалення виробництва.

За степенем механізації процесу дугове зварювання поділяють на автоматичне і напівавтоматичне.

При індивідуальному виробництві зварювальні і слюсарно-складальні роботи за трудомісткістю складають близько 25-30% всіх робіт, при дрібносерійному -15-20%, при крупносерійному; - 10-15 %.

Залежно від степені заміни ручної праці машинами, розрізняють часткову і комплексну механізації.

Часткова (мала) механізація виконується тільки для окремих операцій, а більшість робіт виконується вручну з допомогою немеханізоваиих інструментів та пристосувань. При зварювальних і слюсарно-складальних роботах для скорочення ручної праці застосовують засоби малої механізації. Це нескладні механізми, пристосування, пристрої та інструменти, які призначені для закріплення деталей, виконання слюсарних та складальних операцій контролю.

Комплексна (повна) механізація повністю механізує ручну працю при виконанні всіх операцій. Для цього використовують різноманітні пристрої і механізми, якими керують робітники. Комплексна механізація охоплює підготовку деталей, слюсарні операції, складання, зварювання, випробування, консервацію, контроль, упаковку тощо. Найбільший економічний ефект комплексна механізація має при використанні машин і механізмів, які Доповнюють один одного і близькі за своїм технічним рівнем.

Автоматизація - це процес розвитку сучасної технології виробництва, |Я якому функції керування та контролю, які раніше виконувалися людиною, Передаються машинам і пристроям. Людина при цьому виконує контроль, наладку , регулювання, ремонт, програмування роботи автоматичної системи розрізняють часткову, комплексну і повну автоматизацію.

Часткова автоматизація характеризується виконання робіт з допомогою автоматизованих технічних засобів (верстатів, механізмів, пристроїв напівавтоматичної і автоматичної дії), а решта операцій виконують використанням механізованих інструментів пристосувань. Наприклад; владання різьбових з'єднань і складання поршнів з шатунами; паяння радіаторів тощо.

Комплексна автоматизація являє собою вищу форму механізації, при якій виробничий цех діє як один взаємозв'язаний автоматичний комплекс. Така автоматизація характеризується використанням високопродуктивних технічних засобів автоматизації, які працюють по заданій програмі при затильному контролі за роботою усього комплексу робітниками високої кваліфікації.

Повна автоматизація передбачає керування комплексно-автоматизованим виробництвом без участі людини. Таке керування доцільне при стійкому і рентабельному виробництві, при незмінних його режимах і у випадках відсутності доступу у зону складання при підвищеній небезпеці. На багатьох підприємствах побудовані і діють складальні машини автоматичної дії, автоматичні складальні лінії, цехи і заводи (виробництво підшипників, поршнів що). При визначенні степені автоматизації враховують економічну активність і доцільність автоматизації для кожного конкретного виробництва

1.2 Високопродуктивні способи зварювання

Для підвищення продуктивності зварювання застосовують прогресивні прийоми зварювання, вдосконалюють обладнання та інструменти, Використовують спеціальні пристосування.

До заходів підвищення продуктивності дугового зварювання відносять: - удосконалення конструкції електродотримачів, які дозволяють зменшити час на зміну електродів (час зміни електродів складає 7-10% робочого дня);

використання пристосувань для швидкого кантування і повороту деталей в а процесі зварювання;

правильне розміщення обладнання і деталей на робочому місці;

поділ окремих операцій на переходи і виконання їх в певній послідовності;

- організація зручного місця зварника (спеціальний стіл, поворотне крісло).

Продуктивність зварювання визначається кількістю розплавленого металу за одиницю часу. Для зменшення основного часу зварювання намагаються збільшувати зварювальний струм та коефіцієнт наплавлення і зменшувати поперечний переріз наплавленого металу.

Збільшення струму і об'єму розплавленого металу досягають використовуючи електроди великих діаметрів (6-10 мм), спарені електроди, трифазну дугу і ін. При цьому збільшення сили струму досягається збільшенням І площі поперечного перерізу електродних стрижнів. Збільшення маси електродів і ектродотримачів призводить до втоми зварника. Тому ці способи Використовують в основному для заварювання дефектів лиття і заповнення розчищених кромок товстолистового металу.

Коефіцієнт наплавлення підвищують, використовуючи електроди з вмістом залізного порошку в покритті. Зменшення площі поперечного перерізу наплавленого металу досягають за рахунок відповідного розчищання кромок, наприклад використовуючи двосторонній скіс кромок замість односторонньою.

ЗВАРЮВАННЯ ВИСОКОПРОДУКТИВНИМИ ЕЛЕКТРОДАМИ

Для підвищення продуктивності зварювання покритими електродами застосовують високопродуктивні електроди, які містять в покритті залізний порошок. Завдяки цьому коефіцієнт наплавлення підвищується до 18 г/А-год у порівнянні з коефіцієнтом наплавлення 8-10 г/А-год для звичайних електродів. При зварюванні високопродуктивними електродами шов утворюється за рахунок металу електродного стрижня і залізного порошку покриття.

ЗВАРЮВАННЯ З ГЛИБОКИМ ПРОПЛАВЛЕННЯМ (ВПИРАННЯМ)

Для зварювання з глибоким проплавленням використовують електроди мірок ОЗС-З, АНО-9 та інші з підвищеною товщиною покриття.

Зварювання спареним електродом

Зварювання спареним електродом виконують двома стрижнями (електродами), з'єднаними між собою контактним точковим зварюванням шис.1.1,а). При зварюванні дуга переходить з одного стрижня на другий, почергово оплавлюючи їх. Електроди розташовують так, щоб загальна вісь співпадала з віссю шва, а при великому куті розчищених кромок була перпедикулярною до осі. Силу зварювального струму вибирають від 100-180 А при діаметрі електродів 3+3 мм до 300-400А при діаметрі 6+6 мм.

Продуктивність зварювання підвищується за рахунок почергового Вигрівання кожного стрижня дугою, яка горить між сусіднім стрижнем і внібом. збільшення часу горіння дуги, зменшення часу на зміну електродів. Спареним електродом можна зварювати за один прохід метал товщиною до 12 мм. Продуктивність зварювання підвищується на 20-40% у порівнянні із зварюванням однострижневим електродом.

Зварювання гребінкою електродів

При багатоелектродному зварюванні електроди можна розташовувати по декілька стрижнів і ряд у вигляді гребінки (рис. 1.1, б). Електроди прихвачують до спеціальної пластини (гребінки), яку встановлюють і одноручковий електодотримач з рукояткою, винесеною в сторону від корпуса і зварювального кабелю.

Дуга збуджується на електроді, який знаходиться на ближній відстані від зварювального виробу. При плавленні цього електрода дуга переходить на другий стрижень. Розташовуючи електродну гребінку вздовж шва, можна глибоко проникати в розчищенні кромки і таким чином проплавляти основний метал на велику глибину і одержувати якісне формування шва. При цьому продуктивність зварювання підвищується у два рази у порівнянні із зварюванням звичайним електродом.

Зварювання трифазною дугою

Значно підвищити продуктивність ручного дугового зварювання можна, використовуючи трифазний струм. Для зварювання трифазною дугою (рис. 1.1,в,г). використовують два електроди, до яких підводять дві фази від джерела живлення, а третю фазу - до зварюваного виробу. В момент зміни синусоїдного струму можуть горіти одна або дві дуги. При цьому виділяється велика кількість Вії ні і зростає швидкість плавлення металу. Продуктивність зварювання збільшується в 3-4 рази порівнянні із зварюванням однофазною дугою.

Недоліком зварювання трифазною дугою є збільшення маси електродотримача, що призводить до втоми зварника. Тому кращі результати має механізоване зварювання трифазною дугою.

Рис. 1.1. Зварювання спареним електродом, гребінкою електродів, трифазною дугою:

а - схема спареного електрода,

б - схема гребінки,

в - зовнішній вигляд зварювання трифазною дугою,

г - електрична схема зварювання трифазною дугою;

- зв'язка електродів,

- трифазний трансформатор,

,4 - електроди,

- дуга

Зварювання лежачим і похилим електродом

Для зварювання лежачим електродом використовують спеціальні електроди марок ОЗС-12, ОЗС-15Н і ОЗС-17Н типу 3-46. Електроди виготовляють діаметром 4,5 і 6 мм, довжиною від 450 до 700 мм. Між розчищеними кромками зварювальних деталей вкладають один або декілька електродів, довжина яких у два рази більша за стандартні (рис. 1.2). При зварюванні стикових швів, щоб уникнути стікання розплавленого металу, застосовують мідні підкладки.. Зверху електроди притискають до кромок деталей мідною або бронзовою колодками. Дугу збуджують допоміжним електродом, яка продовжуючи горіти, розплавляє електрод і основний метал. Довжина дуги рівна покриття електрода і складає 1,5-3 мм.

Зварювання лежачим електродом можна виконувати і під шаром флюсу. І ньому зварюють не тільки прямолінійні, але й криволінійні шва. Продуктивність зварювання зростає за рахунок того, що один зварник може працювати на декількох постах.

Рис. 1.2. Схема зварювання лежачим електродом:

- зварюваний метал,

- лежачий електрод,

3 - паперова ізоляція,

- мідний брусок

Зварювання похилим електродом Зварювання похилим електродом полягає в тому, що подовжені покриті електроди краєм покриття впирають в зварюваний метал і направляють по ньому з допомогою спеціального пристосування (рис. 1.3). Пристосування можуть І встановлюватися біля зварюваного металу або безпосередньо на ньому допомогою постійного магніта або іншого кріплення. Електрод кріпиться в електродотримачі, з'єднаному з кареткою, яка вільно опускається під власною масою в міру згорання електрода. Кут нахилу електрода (а) в процесі зварювання залишається постійним. Запалювання дуги починають вмиканням струму рубильником або з допомогою окремого електрода. Коли довжина електрода досягає 25-30 мм, спрацьовує вимикаючий пристрій і проходить розривання дуги.

Рис. 1.3. Схема зварювання похилим електродом:

- електрод,

- обойма,

- штанга,

- ізолююча підкладка

Особливістю електродів с утворення при зварюванні на його кінці втулки з покриття. Цією втулкою електрод впирається на зварюваний виріб, підтримуючи постійною довжину дуги. Постійність розташування втулки (дашка) в процесі зварювання забезпечується нанесенням покриття з високою концентричністю. З метою збільшення часу плавлення електроди виготовляють довжиною від 450 до 900 мм, діаметром 4,5 і 6 мм. Для забезпечення легкого збудження дуги на кінець електродів наносять іонізуюче покриття, а для попередження напливів в місцях стикування швів використовують електроди із заглибленням на кінцях стрижнів. Для цього способу зварювання розроблені електроди марок ОЗС-12, ОЗС-15Н і ОЗС -17Н.

Техніка зварювання порівняно проста і не потребує великих витрат та тривалого навчання. Зварник може одночасно обслуговувати декілька пристосувань і за 1 год зварювати близько 40 і шва. Зварювання похилим електродом, у порівнянні із звичайним дуговим зварюванням покритими електродами, підвищує продуктивність і 2-3 рази.

Розділ 2. Технологічна частина

.1 Аналіз зварної конструкції

Згідно з складальним кресленням дано закладну конструкцію. Закладна конструкція призначена для установки деталей при механічні обробці.

Складається з таких деталей: Пластина (1шт), Пластина (2шт), Двотавр (1шт).

Габаритні розміри деталей:

Пластина: ширина 380, довжина 800, товщина 10.

Пластина: довжина 250, товщина 10, висота 100.

Двотавр: довжина 540, висота 140, ширина 200.

Виріб виготовляється зі Сталі 2.

Сталь 2:

Марка: 2 - Порядковий номер за гостом.

Застосування:

Широко застосовуються при виготовленні конструкцій масового призначення в будівництві та машинобудуванні, як відносно дешеві, технологічні <#"867195.files/image005.gif">

Для зварювання я вибираю випрамляч ВД-306Д.

Характеристика ВД-ЗО6 Д:

Напруга живильної мережі, В: 3х380В;

Частота мережі: 50 Гц;

Номінальний зварювальний струм, А (при ПВ,%): 315 (60%)А;

Межі регулювання зварювального струму, А: При ММА-зварюванні 40-350А;

При ТИГ-зварюванні 12-350А;

Напруга холостого ходу, В, не більше: 95В;

Номінальна напруга на дузі, В: 33В;

Споживана потужність, кВ А, не більше: 22 кВ А;

Діаметр електрода, мм: ММА 2-6мм; ТИГ 0,8-6мм;

Маса, кг, не більше: 125кг;

Габарити, мм, не більше: 615х400х600мм;

Випрямлячі класифікуються:

за числом обслуговуваних постів - одно- та багатопостові;

за числом фаз живлення - однофазні й трифазні;

за типом вентилів - діодні, тиристорні, інверторні;

за способом регулювання струмом або напругою - з механічним регулюванням рухомими обмотками (типу ВД для ручного зварювання), які регулюються зміною коефіцієнта трансформації силового трансформатора (типу ВС для механізованого зварювання у вуглекислому газі), з регулюванням методом магнітної комутації (типу ВСЖ), які регулюються за допомогою дроселя насичення (типу ВДГ); із регулюванням тиристорами (універсальні випрямлячі);

за схемою випрямлення - однонапівперіодні, трифазні, шестифазні;

Зварювальної дугою називають потужний, довгостроково існуючий електричний розряд між що знаходяться під напругою електродами в суміші газів і парів. Дуга характеризується високою температурою і великою щільністю струму. Зварювальна дуга як споживач енергії і джерело живлення дуги (випрямляч) утворює взаємно пов'язану енергетичну систему. Під час ручного зварювання, коли можливі зміни довжини дуги, вона повинна володіти достатнім запасом стійкості.

Основною характеристикою зварювальної дуги є статична вольт-амперна характеристика. Це залежність напруги на дузі при постійній її довжині від сили зварювального струму. Крива статичної вольт-амперної характеристики має три області: спадаючу , жорстку і зростаючу.

Спадаюча - при збільшенні струму напруга зрізко спадає, тому що збільшується площаперерізу стовпа дуги і її електропровідність.

Жорстка - збільшення струму не змінює напруги майже не змінюється, тому що плдоща збільшується пропорційно струму.

Зростаюча - збільшення зварювального струму напруга зростає, тому що площа катодної плями не збільшується через обмежену площу перерізу електрода.

При ручному зварюванні покритими електродами статична характеристика дуги спадаюча, а при збільшенні струму переходить до жорсткої. При зварюванні у вуглекислому газі і під флюсом статична характеристика жорстка з переходом до зростаючої. Колисила струму не змінюється, напруга дуги залежить від її довжини.

При ручному дуговому зварюванні покритими металевими електродами, зварювальна дуга горить із електрода на виріб, оплавляючи крайки виробу, що зварюються, і розплавляючи метал електродного стержня та покриття електрода (Рис 1). Кристалізація основного металу і металу електродного стержня утворить зварний шов.

.3 Підготовка матеріалів до зварювання

Спочатку перед зварюванням необхідно підготовити пластини і двотавр. Підготовка полягає в очищанні, випрямлянні, розмічанні, різанні і складанні.

Очищання кромок і прилягаючої зони (на ширину 20-30 мм з кожної сторони) від іржі, фарби, окалини, масла та інших забруднень до металевого блиску виконують щітками, полум’ям, а при відповідальних з’єднаннях використовують травлення, знежирення, піскоструменеву обробку.

Випрямляння використовують для деталей, що мають вм’ятини, випини.

хвилястість, жолоблення, викривлення тощо. Листовий, сортовий прокат випрямляють в холодному стані ручним і машинним способом. Сильно деформований метал випрямляють в гарячому стані. Для випрямляння застосовують молотки, преси, правильні машини.

Випрямляння і рихтування можна виконувати ручним способом (на сталевій чи чавунній плиті або на ковадлі) і машинним (на правильних вальцях, пресах).

Після розмічання застосовують термічне або механічне різання, при якому заготовкам надають необхідних розмірів. Розчищання кромок виконується вручну напилками, зубилом або механічним способом на фрезерних, стругальних верстатах та ін. Кут розчищання кромок залежить від способу зварювання. хімічного складу та товщини металу і перевіряють шаблонами.

Складання деталей під зварювання виконують почерговим під'єднанням деталей до вже звареної частини виробу.

Складені деталі з’єднують прихватками. Накладання прихваток необхідне для того, щоб положення деталей і зазор між ними були постійними в процесі зварювання. Прихватки повинні проварювати корінь шва, тому що при накладанні основного шва вони можуть повністю не переплавитись.

Висота підсилення прихваток повинна бути невеликою, краще якщо вона трохи увігнутою. Прихватки виконують на тих же режимах, що і зварювання.

Зварювальні прихватки - це короткі шви з поперечним перерізом до 1- 3 поперечного перерізу повного шва. Довжина прихваток від 20 до 120 мм а залежності від товщини зварюваних деталей і довжини шва. Відстань між прихватками в залежності від довжини шва 300-1000 мм. Інколи прихватки замінюють суцільним швом невеликого перерізу.

Під час зварювання особливу увагу необхідно приділяти на детальне проварювання ділянки прихватки, щоб уникнути не провару в цих місцях.

Прихватки перешкоджають переміщенню деталей при нагріванні, що може викликати появу тріщтн в прихватках під час охолодження. Чим більша товшина основного металу, тим більша розтягуюча усадка в прихватках і можлива поява тріщин.

Тому прихватки застосовують для деталей невеликої товщими до 6- 8мм. При великій товщині листів забезпечують рухливість деталей допомогою гребінок (еластичних прихваток) або складають виріб з гнучкими деталями.

Катети кутового шва повинні встановлюватися при проектуванні зварного виробу, але не більше 3 мм для деталей товщиною до 3 мм включно і 1-,2 товщини більш тонкої деталі товщиною більше 3 мм.

Для якісного, надійного і швидкого розчищання кромок застосовують спеціальні кромкорізи.

.4 Режим зварювання

Під режимом зварювання розуміють сукупність показників, які визначають характер протікання процесу зварювання. Ці показники впливають на кількість тепла, що вводиться у виріб при зварюванні. До основних показників режиму зварювання відносяться: діаметр електрода, сила зварювального струму, напруга на дузі і швидкість зварювання. Допоміжними показниками режиму зварювання вважаються вид і полярність струму, тип і марка покриття електрода, кут нахилу електрода, температура попереднього нагріву металу.

Вибір режиму ручного дугового зварювання часто обмежується визначен-ням діаметра електрода і сили зварювального струму. Швидкість зварю-вання і напруга на дузі встановлюються зварником залежно від виду зварного з'єднання, марки сталі, марки електрода, положення шва у просторі.

Режими зварювання - це сукупність різних факторів зварювального процесу, які забезпечують стійке горіння дуги і одержання швів заданих розмірів, форми та якості.

До таких факторів відносяться:

діаметр електрода,

сила зварювального струму,

тип і марка електрода,

напруга на дузі,

рід і полярність зварювального струму.

Відповідно товщині металу деталей закладної конструкції відповідає діаметр електроду = ∅ 3мм.

Силу зварювального струму вибирають залежно від діаметра електродів за формулою.

Сила струму І = (20 +6d)d k = 114 A. І - сила сруму; K=1 - коефіцієнт, 1 - нижній шов;

Напруга на дузі є мінімальна і максимальна:

Мінімальна Ld= 0.5∙3=1.5мм. Максимальна L d=1+3=4мм.

Рід і полярність струму.

Більшість сталей і металів зварюють на постійному струмі прямої полярності.

Полярність постійного струму неоднаково впливає на глибину проплавлення, що пояснюється різною кількістю тепла, що виділяється на катоді (мінус) і аноді (плюс). На аноді тепло виділяється в результаті бомбардування його потоком електронів, а на катоді - в результаті бомбардування позитивно зарядженими іонами. При зварюванні на повітрі ручним дуговим зварюванням більше тепла виділяється на аноді, оскільки він бомбардується електронами. При зварюванні майже під усіма флюсами в результаті зростання кінетичної енергії позитивно заряджених іонів, які бомбардують катод, більше тепла буде виділятися на катоді.

Виходячи з цього, при автоматичному зварюванні під флюсом простійним струмом, як правило, застосовується зворотня полярність, при якій в основному розплавляється основний метал.

Відносно малий cтрум призводить до нестійкого горіння дуги, непровару і низької продуктивності. Надто великий - до сильного перегріву електрода при зварюванні, збільшення швидкості розплавлення електрода, підвищеного розбризкування електродного матеріалу і погіршення формування шва.

При зварюванні вертикальних і горизонтальних швів струм повинен бути меншим за прийнятий для зварювання у нижньому положенні приблизно на 5 ... 10%, а для стельових на 10 ... 15% для того, щоб рідкий метал не витікав із зварювальної ванни. Положення швів у просторі показане на рис.2.

Рисунок 2 - Положення зварних швів у просторі: 1 - нижнє; 2 - вертикальне або горизонтальне; 3 - стельове

Тип і марку електрода вибираємо в залежності від положення зварювання, від складу металів які зварюються.

Для цього типу з’єднань і складу металу вибираємо марку електродів.

Де,

Э42А - Тип електрода;

Э - електрод;

- Границя міцності 420 МПа;

А - підвищена пластичність шва;

УОНИ-13/45 - марка електрода;

,0 - діаметр електрода;

У - для вуглекислих сталей;

Д2 - з товстим покриттям другої групи;

Е432(5) - група індексів;

- опір розриву;

- відносне видовження до 22%;

- ударна в’язкість;

Б - основне покриття;

- зварювання у всіх просторових положеннях;

- постійний струм, зворотна полярність;

.5 Техніка дугового зварювання

Технологія зварювання:

Для виробу візьму струбцини для кріплення деталей.

Для початку ми беремо пластину і ставимо її на горизонтальне положення і закріпимо в струбцину, після того до неї прихвачуємо тавр Т1 одностороннім зварним швом в нижньому положенні без скосу кромок і приварюємо з двох боків, до таврового з’єднання Т1 ставимо дві пластини по боках і прихвачуємо їх і зварюємо Н1 одностороннім званим швом їх в нижньому положенні внапуск без скосу кромок.

Для правильного ведення зварювальних робіт необхідно, щоб зварювальна дуга задовольняла такі вимоги:

- легко і швидко запалюватися;

- стійко горіти;

- чутливість дуги до зміни її довжини в заданих межах повинна бути мінімальною;

- забезпечувати необхідне проплавлення основного металу.

Запалювання зварювальної дуги проводиться короткочасним дотиком кінця електрода до виробу. Внаслідок протікання струму короткого замикання і наявності контактного опору торець електрода швидко нагрівається до високої температури, при якій після відриву електрода під впливом термо і автоелектронної емісії проходить іонізація газового проміжку і виникає зварювальна дуга. Для цього зварнику необхідно відвести кінець електрода від основного металу на відстань 3-5 мм.

Рис. 3. Способи запалювання зварювальної дуги:

а - впритул; б - чирканням

Запалювання дуги можна виконувати двома способами (рис. 3): впритул - короткочасним дотиком кінця електрода до поверхні виробу й прямим відривом електрода після короткого замикання, а також чирканням - рухом кінця електрода як сірником. Перший спосіб часто застосовують при зварюванні у вузьких і незручних місцях.

Застосування джерел живлення із стабілізаторами дуги змінного струму (СД-2, СД-3, СД-4), осциляторами (ОСППЗ-300М, УПД-1), стабілізаторами постійного струму (ВИС-501, ВИР-101) полегшує початкове та повторне запалювання дуги і забезпечує можливість зварювання на змінному струмі електродами, призначеними для зварювання на постійному струмі.

Дугу переміщують таким чином, щоб забезпечувалось проплавлення зварюваних кромок та одержання необхідної якості наплавленого металу при нормальному формуванні шва. Для цього електродом виконують складні рухи у трьох напрямках (рис. 4).

Перший (1) поступальний рух електрода у напрямку його осі виконується зі швидкістю плавлення електрода та забезпечує підтримання стабільної довжини дуги. Нормальною вважається дуга довжиною (0,5 ÷ 1,2) de (de - діаметр стрижня електрода), залежно від типу і марки електрода та розташування шва у просторі. Збільшення довжини дуги знижує стійкість її горіння, глибину провару підвищує розбризкування металу, посилює шкідливий вплив навколишнього середовища, а зменшення довжини дуги призводить до короткого замикання. Вміння підтримувати довжину дуги постійною характеризує кваліфікацію зварника.

Другий рух (2) електрода вздовж осі шва виконується зі швидкістю зварювання. В результаті першого і другого рухів утворюється вузький, шириною (0,81,5) de, нитковий шов (валик), який застосовують при виконанні першого шару багатопрохідного шва та при зварюванні тонких металів.

Третій рух (3) - це коливання кінця електрода впоперек шва для утворення валика певної ширини, нормального провару кореня та кромок і уповільнення охолодження зварної ванни. Ширина однопрохідного шва з коливальними рухами має становити (2 ÷ 4) de. Коливальні рухи електродом впоперек шва визначаються розмірами, формою та розташуванням шва у просторі й поділяються на три групи:

- для рівномірного прогрівання зварної ванни;

- для підсиленого прогрівання кореня шва;

для підсиленого прогрівання кромок;

Найпоширенішими поперечними коливальними рухами є такі (рис. 5):

Рис. 5. Коливальні рухи кінцем електрода впоперек шва:

а - прямі за ламаною лінією;

б - півмісіяцем, повернутим кінцями до шва;

в - півмісіяцем, повернутим кінцями в напрямку зварювання;

г - трикутником (для стикових швів зі скосом кромок у будь-якому положенні та для кутових швів із катетом більше 6 мм);

д - трикутником із затримкою електрода в корені шва (для зварювання товстостінних конструкцій з гарантованим проплавленням кореневої ділянки шва);

е, є - петлеподібні (для більшого прогріву кромок шва і при зварюванні листів із високолегованих сталей, через їх високу текучість і щоб уникнути пропалів у центрі шва).

У рідкому металі при горінні дуги утворюється заглиблення - кратер, який є місцем накопичення неметалевих включень, що може призвести до виникнення тріщин. Тому при обриві дуги і при зміні електрода повторне запалення дуги слід виконувати перед кратером (рис. 6), потім перемістити електрод назад, розваривши метал кратера, і продовжити процес зварювання. При зварюванні уважно слідкують за розплавленням кромок, кінця електрода, проваром кореня шва та не допускають затікання рідкого шлаку наперед дуги.

В кінці шва не можна відразу обривати дугу і залишати кратер. Це може спричинити появу тріщин через вміст у кратері шкідливих домішок, насамперед сірки й фосфору. Не рекомендується також заварювати кратер декількома обривами і запалюваннями дуги через утворення оксидних забруднень металу. Зварювання закінчують заварюванням кратера.

Для цього електрод тримають нерухомо до природного обриву дуги або сильно вкорочують дугу до частих коротких замикань, після чого дугу різко обривають.

При зварюванні низьковуглецевих сталей кратер заповнюють електродним металом або виводять його на основний метал. У середньо і високовуглецевих сталях, схильних до утворення гартованих структур, вивід кратера на основний метал не допустимий, через можливість утворення тріщин.

Інколи кратер виводять на окрему технологічну пластину. В місцях повороту шов виконується без обриву дуги в один захід. Гасити й запалювати дугу на повороті шва не дозволяється.

Вказаним нахилом електрода зварювальних добивається максимального пропалення металу.

Для одержання щільного і рівного шва при зварюванні в нижньому положенні на горизонтальній площині кут нахилу електрода має бути 15° від вертикалі в сторону ведення шва

При цьому покращується формування шва, а також зменшується швидкість охолодження металу зварювальної ванни, що запобігає утворенню гарячих тріщин у шві. При горінні дуги утворюється кратер, заглиблений в рідкому металі. Там накопичується неметалічні включення, що призводить до виникнення тріщин. Тому при обриві дуги і при зміні електрода повторне запаювання треба виконувати перед кратером, а потім перемістити електрод назад, розварити застиглий метал кратера, і тільки тоді продовжити процес зварювання, треба уважно слідкувати за розплавленням кромок основного металу і кінця електрода, проваром кореня шва і не допускати затікання рідкого шпаку на перед дуги.

Процес зварювання закінчують заварюванням кратера. Для цього електрод тримають нерухомо до природного обриву дуги обох сильно вкорочують дугу до коротких замикань, після чого дугу різко обривають. При зварюванні низьковуглецевих сталей допускається виводити кратер на основний метал, де і зварюють. його. Шлак оббивають молотком з поверхні шва.

.6 Контроль якості зварювання

Якість продукції

Якість продукції - це сукупність властивостей продукції, які зумовлюють їх придатність задовільняти визначені потреби відповідно до її призначення.

Показники якості зварних з'єднань характеризуються такими властивостями: міцністю, надійністю, відсутністю дефектів, структурою металу шва і біля шовної зони, корозійною стійкістю, кількістю і характером виправлень (рис.7).

Рис.7.Фактори які впливають на якість з’єднань.

Управління якістю зварювання повинно передбачати контроль усіх факторів, від яких залежить якість продукції. На якість зварних з'єднань, які одержують при зварюванні, впливають багато факторів. Основні з них можна умовно згрупувати як технологічні й конструктивні (рис.1).

Типи і види дефектів

Дефект - це кожна окрема невідповідність продукції вимогам, установленим нормативною документацією. У зварювальному виробництві прийнято розділяти дефекти підготовки та складання виробів під зварювання й зварювальні дефекти.

Останні можуть бути зовнішніми (дефекти форми швів), поверхневими і внутрішніми.

Внутрішні - це дефекти нещільності (макроскопічні дефекти), або дефекти структури.

Дефекти підготовки до складання

Найхарактернішими дефектами при підготовці та складанні зварних виробів є:

неправильний кут зрізу кромок у швах з V-, 11- і Х-подібною розробкою;

дуже велике чи мале притуплення по довжині кромок, що стикуються; - нерівномірний зазор між кромками;

неспівпадання площин кромок, які стикуються;

розшарування і за-бруднення на кромках і т. п.