Техника сварки.
В практике применяют два способа сварки - правый и левый (см. рис.8) При правом способе сварку ведут слева на право, сварочное пламя направляют на сваренный участок шва, а присадочную проволоку перемещают вслед за горелкой. Так как при правом способе пламя направлено на сваренный шов, то обеспечивается лучшая защита сварочной ванны от кислорода и азота воздуха, большая глубина плавления, замедленное охлаждение металла шва в процессе кристаллизации. Теплота пламени рассеивается меньше, чем при левом способе, поэтому угол разделки кромок делается не 90 ° , а 60-70 ° , что уменьшает количество наплавленного металла и коробление. При правом способе производительность на 20-25 %выше, а расход газов на 15-20 % меньше, чем при левом. Правый способ целесообразно применять при сварке металла толщиной боле 5 мм и металлов с большой теплопроводностью.
При левом способе сварку ведут справа налево, сварочное пламя направляют на ещё не сваренные кромки металла, а присадочную проволоку перемещают впереди пламени. При левом способе сварщик хорошо видит свариваемый металл, поэтому внешний вид шва лучше, чем при правом способе; предварительный подогрев кромок свариваемого металла обеспечивает хорошее перемешивание сварочной ванны. Благодаря этим свойствам левый способ наиболее распространён и применяется для сварки тонколистовых материалов и легкоплавких металлов.
59.
Дефекты сварных швов и соединений, выполненных сваркой плавлением, возникают из-за нарушения требований нормативных документов к подготовке, сборке и сварке соединяемых узлов, механической и термической обработке сварных швов и самой конструкции, к сварочным материалам. Дефекты сварных соединений могут классифицироваться по различным признакам: форме, размеру, размещению в сварном шве, причинам образования, степени опасности и т. д. |
трещины;
полости, поры, свищи, усадочные раковины, кратеры;
твердые включения;
несплавления и непровары;
нарушения формы шва – подрезы, усадочные канавки, превышения выпуклости, превышения проплава, наплавы, смещения, натеки, прожоги и др.;
прочие дефекты.
Причины возникновения деффектов: Нарушение формы и размеров шва, вследствие колебания напряжения в сети, проскальзывания проволоки в подающих роликах, неравномерной скорости сварки из-за люфтов в механизме передвижения, неправильного угла наклона электрода, протекания жидкого металла в зазор, натекания жидкого металла на кромки холодного основного металла и.т.д.
60.Защита зрения и открытой поверхности кожи при сварке.
Для защиты глаз и лица сварщиков и подсобных рабочих используются специальные щитки и маски, изготовляемые в соответствии с требованиями ГОСТ 1361—69. При разработке масок и щитков для защиты лица электросварщика необходимо учитывать антропометрические данные. Размер смотрового окна по вертикали не должен уменьшать угол зрения и тем самым вызывать дополнительные движения сварщика с изменением наклона туловища. Помимо величины поля зрения должен быть соответствующий конкретным условиям излучения светофильтр. Щитки и маски должны быть удобны в эксплуатации, обладать небольшой массой и соответствовать другим требованиям ГОСТ 1361—69.
Для защиты глаз от ослепляющей видимой части спектра излучения, ультрафиолетовых и инфракрасных лучей в очках, щитках и масках должны применяться защитные светофильтры по ГОСТ 9497—60.
Для защиты глаз и лица электросварщиков ВЦНИИОТ разработал щитки ЩЭУ универсального типа для электросварщика, которые выпускались и широко использовались различными предприятиями. В связи с частыми профессиональными заболеваниями глаз подобных рабочих этим институтом была разработана защитная маска МВЭ — для вспомогательных рабочих, защищающая глаза, лицо и шею от брызг расплавленного металла и вредных излучений сварочной дуги. Маска состоит из фибрового экрана, наголовника и фартука, На уровне глаз вмонтирована прямоугольная рамка с комплектом стекол: наружного бесцветного покровного и внутреннего двухцветного защитного светофильтра, позволяющего видеть при горящей и негорящей сварочной дуге. Фартук из кожевенного опилка, защищает нижнюю часть лица и шею от брызг металла и излучения, не ограничивая наклоны и повороты головы вниз и в стороны. Регулируемый наголовник позволяет подогнать маску по размеру головы, а шарнирное устройство—откидывать маску в нерабочее положение. Возможна замена отдельных деталей маски. Ее масса 0,3 кг.
Для защиты глаз крановщиков в сборочно-сварочных цехах рекомендуется применять защитные очки «Восход» № 1 и №2. Они состоят из двух рамок: основной с боковинками и бесцветными стеклами и откидной с цветными светофильтрами марки В.
61.Ацетилен, его основные свойства, способы получения, преимущества и недостатки.
Ацетилен представляет собой углеводород ненасыщенного ряда СпН2n-2. Его химическая формула С2Н2, структурная формула Н-С=С-Н. При атмосферном давлении и нормальной температуре ацетилен - бесцветный газ. Технический ацетилен вследствие присутствия в нем примесей, например фосфористого водорода и сероводорода, имеет резкий специфический запах. При 20°С и 760 мм рт. ст. плотность ацетилена р = 1,091 кг/м3.
Физические свойства При нормальных условиях — бесцветный газ, запах которого напоминает запах чеснока, малорастворим в воде, легче воздуха. Чистый ацетилен при охлаждении сжижается при -83,8°С, а при дальнейшем понижении температуры быстро затвердевает.
Химические свойства Для ацетилена (этина) характерны реакции присоединения, димеризации, полимеризации, цикломеризации. Ацетилен с водой, в присутствии солей ртути и других катализаторов, образует уксусный альдегид (реакция Кучерова). В силу наличия тройной связи, молекула высокоэнергетична и обладает большой удельной теплотой сгорания — 14000 ккал/м3. При сгорании температура пламени достигает 3300°С (5972 °F). Ацетилен может полимеризироваться в бензол и другие органические соединения (полиацетилен, винилацетилен). Для полимеризации в бензол необходим графит и температура в 400 °C.
Способ производства В промышленности ацетилен часто получают действием воды на карбид кальция , а также при дегидрировании двух молекул метана при температуре свыше 1400°C.
Ацетилен - взрывоопасный газ. С воздухом образует взрывоопасную смесь. Температура самовоспламенения ацетилена 335°С. Температура воспламенения ацетилено-воздушных смесей 305-470°С, ацетилено-кислородных 297-306°С, При хранении ацетилена и его применении необходимо заботиться о достаточной вентиляции и учесть правила классификации электрооборудования. Открытое пламя и курение категорически запрещены.
Ацетилен обладает слабым токсическим действием. При длительном вдыхании технического ацетилена появляется рвота и головокружение.
Ацетилен взрывоопасен при следующих условиях:
- при нагреве до 450-500°С и одновременном повышении давления от 1,5 –2,0 атмосфер ацетилен взрывается без внешнего источника воспламенения;
- в смеси с воздухом, если в воздухе содержится ацетилена в пределах от 2,3–80,7% по объему;
- в смеси с кислородом, если ацетилена содержится в пределах от 2,3-93% по объему;
- ацетилено-воздушные и ацетилено-кислородные смеси взрываются при наличии искры, открытого огня, нагретой поверхности или какого-либо другого источника воспламенения.
- при длительном соприкосновении ацетилена с красной медью и серебром образуются взрывчатые соединения, которые взрываются при ударе и повышении температуры;
- при контакте с водой ацетилен способен образовывать твердый кристаллогидрат, представляющий собой кристаллическое вещество белого цвета, напоминающий снег или лед.
62.Перспективные виды сварки, их сущность.
Сварка трением
Сварка трением это разновидность сварки давлением, при которой нагрев осуществляется трением, вызванным перемещением (вращением) одной из соединяемых частей свариваемого изделия.
Процесс образования сварного соединения:
Вследствие действия сил трения сдираются оксидные плёнки;
Наступает разогрев кромок свариваемого металла до пластичного состояния, возникает временный контакт, происходит его разрушение и высокопластичный металл (металл шва) выдавливается из стыка;
Прекращение вращения с образованием сварного соединения.
Сварка трением является разновидностью сварки давлением, при которой механическая энергия, подводимая к одной из свариваемых деталей, преобразуется в тепловую; при этом генерирование теплоты происходит непосредственно в месте будущего соединения.
Сварка взрывом
Сварка взрывом относится к разновидности сварки давлением и является одним из перспективных способов получения композиционных материалов различного назначения. Неподвижную пластину и метаемую пластину располагают на заданном расстоянии. На метаемую пластину укладывают заряд взрывчатого вещества с детонатором. Сварка производится на опоре (металлическая плита, бетон, песок и т.д.). При инициировании по заряду взрывчатого вещества распространяется фронт детонации. Под действием высокого давления расширяющихся продуктов взрыва метаемая пластина приобретает скорость порядка нескольких сотен метров в секунду и соударяется с неподвижной пластиной, в результате чего образуется сварное соединение.
Разработаны технологии сварки взрывом изделий плоской и цилиндрической геометрии, а также сварки целых конструкций.
Ручная дуговая сварка
Наибольший объём среди других видов сварки занимает ручная дуговая сварка - сварка плавлением штучными электродами, при которой подача электрода и перемещение дуги вдоль свариваемых кромок производится вручную. Дуга горит между стержнем электрода и основным металлом. Под действием теплоты дуги электрод и основной металл плавятся, образуя металлическую сварочную ванну. Капли жидкого металла с расплавляемого электродного стержня переносятся в ванну через дуговой промежуток. Вместе со стержнем плавится покрытие электрода, образуя газовую защиту 3 вокруг дуги и жидкую шлаковую ванну на поверхности расплавленного металла.
Металлическая и шлаковая ванны вместе образуют сварочную ванну. По мере движения дуги металл сварочной ванны затвердевает и образу.
Лазерная сварка
При облучении поверхности тела светом энергия квантов (порций) света поглощается этой поверхностью. Образуется теплота, температура поверхности повышается. Если световую энергию сконцентрировать на малом участке поверхности, можно получить высокую температуру. На этом основана сварка световым лучом оптического квантового генератора - лазера. Термин "лазер" происходит от первых букв английской фразы: "Light amplification by the stimulated emission of radiation", что означает в переводе: "Усиление света посредством индуцирования эмиссии излучения". Академик Н.Г. Басов, удостоенный в 1964 г. совместно с академиком А.М.Прохоровым и американским ученым Ч.Таунсом Нобелевской премии за теоретическое обоснование и разработку лазеров, так характеризует лазер: "Это устройство, в котором энергия, например тепловая, химическая, электрическая, преобразуется в энергию электромагнитного поля - лазерный луч. При таком преобразовании часть энергии неизбежно теряется, но важно то, что полученная в результате лазерная энергия обладает несравненно более высоким качеством. Качество лазерной энергии определяется ее высокой концентрацией и возможностью передачи на значительное расстояние". Основные элементы лазера - это генератор накачки и активная среда. По активным средам различают твердотельные, газовые и полупроводниковые лазеры. В твердотельных лазерах (рис. 1) в качестве активной среды чаще всего применяют стержни из розового рубина - окиси алюминия А12О3 с примесью ионов хрома Сг3+ (до 0,05 %). При облучении ионы хрома переходят в другое энергетическое состояние -возбуждаются и затем отдают запасенную энергию в виде света. На торцах рубинового стержня нанесен слой отражающего вещества (например, серебра) так, что с одного конца образовано непрозрачное, а с другого - полупрозрачное зеркало. Излучение ионов хрома, отражаясь от этих зеркал, циркулирует параллельно оптической оси стержня, возбуждая новые ионы, - идет лавинообразный процесс.
63.Методы контроля сварных швов.
Внешний осмотр (ГОСТ 3242-79).
Служит для определения наружных дефектов в сварных швах. Производится невооруженным глазом или с помощью лупы 10-кратного увеличения. Перед осмотром сварной шов н прилегающую к нему поверхность металла шириной 20 + 20 мм очищают от шлака, брызг и загрязнений, стыки паропроводов из аустенитных сталей проходят механическую и химическую обработку. Размеры сварного шва и дефектных участков определяют измерительным инструментом и специальными шаблонами. Границы трещин выявляют путем засверливания, подрубки металла зубилом, шлифовки дефектного участка и последующего травления. При нагреве металла до вишнево-красного цвета трещины обнаруживаются в виде темных зигзагообразных лниний. В случаях, когда необходима термическая обработка сварных стыков, внешний осмотр и измерения следует производить до и после термообработки.
Просвечивание сварных соединений (ГОСТ 3242-79, ГОСТ 7512-75 и ГОСТ 23055-78).
Основано на способности рентгеновских или гамма-лучей; проникать через толщу металла, действуя на чувствительную фотопленку, фотобумагу, или селеновую пластину, приложенную к шву с обратной стороны. В местах, где имеются поры, шлаковые включения или непровар, на пленке (пластине) образуются более темные пятна. Рентгенопросвечнваиием выявляют дефекты в металле толщиной до 60 мм размером 0,5-3% толщины металла, гамма-просвечнваиием - в металле толщиной до 100 мм размером 2-5%. Просвечивание не позволяет выявлять трещины, если оин расположены под углом не более 5° к направлению центрального луча, а также непровары в виде слипания свариваемых металлов без газовой или шлаковой прослойки. При обнаружении в шве недопустимых дефектов просвечивают удвоенное количество швов (стыков). Если вновь обнаруживают дефекты, то просвечивают все швы, заваренные данным сварщиком. Выявленные дефекты удаляют, швы переваривают и вновь просвечивают. При оценке качества швов рекомендуется иметь эталонные снимки для толщин 8-12, 14-20, 30-50 н 60-100 мм с характерными дефектами. Альбомы эталонных снимков утверждаются инспекцией Госгортех- надзора и администрацией и являются неотъемлемой частью технических условий на приемку изделий.
Магнитографический контроль (ГОСТ 3242-79).
Основан на обнаружении полей рассеивания, образующихся в местах дефектов при намагничивании контролируемых изделий. Поля рассеивания фиксируются на эластичной магнитной ленте, плотно прижатой к поверхности шва. Запись производят на дефектоскопе или считывают. Выявляют поверхностные и подповерхностные макротрещины, непровары, поры и шлаковые включения глубиной 2-7% на металле толщиной 4-12 мм. Менее четко обнаруживаются поры округлой формы, широкие непровары (2,5-3 мм), поперечные трещины, направление которых совпадает с направлением магнитного потока. В ряде случаев результаты магнитного контроля проверяют просвечиванием. Производительность метода 5-6 м/мии.
Ультразвуковой метод (ГОСТ 3242-79, ГОСТ 22368-77).
Основан на различном отражении направленного пучка высокочастотных звуковых колебаний (0,8-2,5 Мгц) от металла (сварного шел) и имеющихся в нем дефектов в виде несплошностей. Применяют для контроля сварных швов сталей и цветных металлов. Для получения ультразвуковых волн используют пьезоэлектрические пластинки из кварца или титаната бария, которые вставляют в держатели-щупы. Отраженные колебания улавливают искателем, преобразуют в электрические импульсы, подают на усилитель и воспроизводят индикатором. Для обеспечения акустического контакта поверхность изделия в месте контроля обильно покрывают маслом (автол марок 6, 8, 18; компрессорное масло и т. д.). Предельная чувствительность при толщине металла до 10 мм 0,2-2,5 мм2, свыше 10 до 50 мм 2-7 мм2, свыше 50 до 150 мм 3,5-15 мм2.
Вскрытие шва (ГОСТ 3242-79).
Контроль плотности методом химических реакций (ГОСТ 3242-79).
Гидравлическое испытание (ГОСТ 3242-79, ГОСТ 3285-77).
Пневматическое испытание (ГОСТ 3242-79, ГОСТ 3285-77).
64.Организация рабочего места электросварщика.
Сварочные посты в зависимости от рода применяемого тока и типа источника питания дуги делятся на следующее виды:
• постоянного тока с питанием от однопостового или многопостового сварочного преобразователя или сварочного выпрямителя;
• переменного тока с питанием от сварочного трансформатора.
Сварочные посты по месту расположения могут быть стационарные и передвижные.
Стационарные посты представляют собой открытые сверху кабины для сварки изделий небольших размеров. Каркас кабины металлический. Стены окрашены в светлые тона огнестойкой краской. Окраска стен в темные тона не рекомендуется, так как она плохо поглощает ультрафиолетовые лучи сварочной дуги. Высота сварочного стола 500-600 мм; крышка стола площадью 1 м2, которую изготавливают из листовой стали толщиной около 25 мм. К нижней части крышки или ножки стола приваривают стальной болт, служащий для крепления токопроводящего кабеля от источника тока и для заземления. У стола сбоку имеется два кармана для электродов разных марок. Под ногами у сварщика должен находиться резиновый коврик.
Передвижной пост применяется в случаях сварки изделия крупных форм и необходимости проведения сварки в нестандартных условиях.
Сварочный пост устроен следующим образом (рис. 16).
От сети 1 переменный ток напряжением 220 или 380 В через рубильник 2 подается к источнику питания - сварочному трансформатору 3, где ток трансформируется до напряжения 60-70 В, и по сварочным проводам 4 через зажим 5 и электрододержатель 6 подводится к изделию 7.
Сварочный пост комплектуется:
• источником питания;
• электрододержателем;
• сварочными проводами;
• зажимами для токопроводящего провода;
• сварочным щитком с защитными светофильтрами;
• различными зачистными и мерительными инструментами.
65.Устройство и параметры ВД-306 У2
Сварочный выпрямитель ВД-306 предназначен для питания электрической сварочной дуги постоянным током при ручной дуговой сварке, резке и наплавке металлов при трехфазном питании от сети переменного тока.
Климатическое исполнение сварочного выпрямителя ВД-306 "У" категория размещения 3, тип атмосферы по ГОСТ 15543-70 и ГОСТ 15160-69, но для работы при нижнем значении температуры окружающей среды от 233К (-40°C) до 313К (+40°C). Оборудован устройством тепловой защиты обмоток трансформатора и блоков диодов от перегрева.
Рекомендуемая область применения.
Сварочный выпрямитель ВД-306 предназначен для работы в закрытых помещениях, с естественной вентиляцией, температурой окружающей среды от -40°C до +40°C. Не допускается использование выпрямителя в среде насыщенной пылью, едкими парами и газами, разрушающими металлы и изоляцию, во взрывоопасной среде. среде.
66.Технология сварки многослойных швов.
При сварке многослойного шва сначала проваривают его корень ниточным валиком электродом диаметром 3—4 мм. Тщательность наложения первого валика имеет важное значение для получения прочного соединения при многослойной сварке. Затем производят наплавку последующих слоев, предварительно очистив поверхность ранее наплавленных валиков от шлака. При V-образной подготовке шва корень последнего подваривают также и с обратной стороны.
При многослойной сварке стыковых Х-образных швов сначала проваривают корень шва с одной стороны электродами диаметром 3—4 мм, очищают шов от шлака и наносят второй слой электродами большего диаметра. Затем изделие поворачивают, проваривают корень шва с другой стороны также электродами диаметром 3— 4 мм и накладывают второй слой в том же порядке. Предварительно шов очищают проволочной щеткой и, если нужно, прорубают зубилом канавку. После этого наносят попеременно то с одной, то с другой стороны разделки последующие слои электродами диаметром 5— 6 мм. Этим обеспечивается меньшее коробление изделия при сварке. Чтобы при наплавке вышележащих слоев обеспечивался достаточный прогрев и отжиг ранее наплавленного слоя, толщина каждого слоя не должна быть более 4—5 мм.
Практически для многослойных швов установлены следующие соотношения между площадью поперечного сечения металла, наплавленного за один проход, и диаметром электрода: для первого прохода (провар корня шва) F1 = (6 -f 8)d3J[;
для последующих проходов Fu = (8 — 12)с?зл, где F, — площадь сечения шва для первого прохода, мм2;
F — площадь сечения itffia для последующих проходов, мм2; d-п — диаметр проволоки электрода, мм.
67.Влияние кислорода и азота на качество сварного шва.
Процесс электрической сварки плавлением характеризуется химическими реакциями, которые возникают между расплавленным металлом и окружающей средой. При переносе металла с электрода в сварочную ванну капли и пары электродного металла и сварочной ванны, нагретые до высоких температур, взаимодействуют с атмосферными и другими газами и жидким шлаком.
Поэтому химический состав наплавленного металла может существенно отличаться от химического состава электродов и основного металла. Это, как правило, усугубляется высокой температурой сварочной ванны и малым временем пребывания металла в жидком состоянии.Таким образом, в процессе сварки в течение короткого промежутка времени происходят сложнейшие процессы взаимодействия различных химических элементов. Основное влияние на качество сварного шва оказывают кислород, азот и водород. При неправильном ведении процесса сварки водород образует поры в шве, а кислород и азот существенно ухудшают механические свойства наплавленного металла.
Кислород попадает в зону сварки из окружающего воздуха, из влаги кромок свариваемого металла, из влаги флюсов, обмазки электродов и защитных газов, а также из материалов обмазки и флюсов. В материалах обмазки и флюсах кислород находится в виде оксидов марганца, кремния и др. В процессе сварки кислород соединяется с железом и остается в металле шва в виде оксида FeO.
С повышением содержания кислорода в металле шва снижается предел прочности, предел текучести, ударная вязкость; ухудшается коррозионная стойкость, жаропрочность сталей. Удаление кислорода из расплавленного металла достигается за счет введения в сварочную ванну таких элементов, как марганец и кремний. Эти элементы взаимодействуют с оксидом железа FeO, кислород в связанном состоянии переходит в шлак или на поверхность сварочной ванны. Такой процесс называется раскислением.
Азот попадает в зону сварки из окружающего воздуха. Азот растворяется в железе, марганце, титане, молибдене и вступает с ними в химическое взаимодействие с образованием нитридов. Нитриды резко увеличивают прочность и снижают пластичность сварного шва. Для уменьшения содержания азота в металле необходимо исключить азот из зоны сварки. Этого достигают сварке в защитных газах.
Водород, подобно кислороду и азоту, поглощается в процессе сварки металлом шва. Источником водорода в зоне сварки может служить атмосферная влага, влага покрытия или флюса, влага ржавчины на поверхности сварочной проволоки и на свариваемых кромках. В отличие от кислорода и азота водород не образует в процессе сварки химических соединений с железом, а лишь растворяется в расплавленном металле. Повышенная растворимость водорода в жидком металле приводит к пористости.
Уменьшения содержания водорода в металле шва можно добиться путем предварительного прокаливания толстопокрытых электродов и флюсов, тщательной зачисткой свариваемых кромок от ржавчины, окалины и других загрязнений, предварительным нагревом деталей.
Одновременно с удалением из металла шва кислорода, азота и водорода необходимо также очищать (рафинировать) металл шва от серы и фосфора, являющихся вредными примесями в сталях. Сера попадает в сварочную ванну из основного металла, сварочной проволоки, покрытий и флюсов. Наиболее неблагоприятной формой сернистых соединений в металле шва является сульфид железа FeS. В процессе кристаллизации он образует с железом эвтектику с температурой плавления ниже, чем у основного металла. Эвтектика располагается между зернами кристаллизующегося металла и является причиной возникновения горячих трещин (красноломкость). Избавиться от появления такого дефекта позволяют марганец и кальций, содержащиеся в сварочной проволоке и обмазке электрода.
Фосфор в металле шва находится в виде фосфидов железа Fe3P и Fe2P. Увеличение фосфора в металле шва снижает ударную вязкость, особенно при низких температурах, поэтому фосфор необходимо удалять. Это достигается за счет его окисления и удаления в шлак.
Для снижения вредного влияния серы и фосфора их содержание в основном и электродном металле, в покрытии электродов и флюсах строго ограничивается соответствующими ГОСТ.
68.Устройство кабины сварочного поста и ее оснащение.
Сварочный пост — это рабочее место сварщика, оснащенное комплектом технологически связанного между собой оборудования, необходимыми приспособлениями и инструментом. Сварочные посты могут быть стационарными или передвижными.
Стационарный пост представляет собой открытую сверху кабину размером 2000x2500x2000 мм (рис. 6.1). Ее стенки изготовляют из тонкой стали, фанеры или брезента (причем фанера и брезент должны быть пропитаны отнестойким составом, например раствором алюмокалиевых квасцов) и окрашивают светлосерой краской, хорошо поглощающей ультрафиолетовое излучение. Пол выполняют из огнестойкого материала. Освещенность кабины должна составлять не менее 80 лк. Кабину оборудуют местной вентиляцией, обеспечивающей воздухообмен 40 м
Вентиляционный отсос должен быть расположен так, чтобы выделяющиеся при сварке газы отводились от сварщика. Сварку выполняют на рабочем столе высотой 500...700 мм с чугунной крышкой толщиной 20...25 мм. Для включения источника сварочного тока в кабине устанавливают рубильник или магнитный пускатель.
Передвижной пост применяют при сварке крупногабаритных изделий в зоне выполнения сварочных работ. Пост, расположенный на открытой площадке, оборудуют навесом. Для защиты от светового излучения используют складные щиты.
69.Устройство аппаратов переменного тока ТДМ-403 У3
Сварочный трансформатор ТДМ-403 предназначен для питания одного сварочного поста однофазным переменным током частотой 50 Гц. При ручной дуговой сварке, резке и наплавки металлов покрытыми металлическими электродами
Сварочный трансформатор ТДМ-403 работает в следующих условиях
а) интервал температур от - 45°С до + 45°С
б) относительная влажность воздуха не более 80% при + 20°С.
в) высота над уровнем моря не более 1000 м
Предусмотрено использование штучных сварочных электродов диаметром 2-6 мм всех марок
Сварочный трансформатор ТДМ-403 выполняется с напряжением сети:
а) 220 В, 50 Гц
б) 380 В, 50 Гц
Климатическое исполнение У, категория 2 по ГОСТ 15150-69.
70 Сварка алюминия и его сплавов Алюминий.
Начать следует с того, что сварка как алюминия, так и его сплавов осложнена тем, что в процессе сварки на поверхности расплавленного слоя моментально образуется тугоплавкая пленка оксида алюминия. Эта пленка препятствует процессу сплавления отдельных частиц металла. Дело в том, что оксид алюминия плавится при температуре 2050°С, а сам алюминий — 658°С, Чтобы преодолеть эту технологическую трудность, применяют ряд специальных способов.
Первое и важное условие — подготовка к сварке. Соединяемые детали должны быть обязательно обезжирены, при этом уже имеющаяся на поверхности пленка оксида алюминия удаляется. Присадочная проволока обрабатывается таким же способом. Электродные стержни также очищаются перед нанесением на них покрытия. - Металл на ширине 80—100 мм от кромки обезжиривают растворителями (авиационным бензином, техническим ацетоном), затем механической зачисткой или химическим травлением удаляют оксидную пленку.
Удаление пленки оксидов включает следующие операции; травление в течение 0,5—1 мин (состав: раствор едкого натра 50 г и фторида натрия 40 г на 1 л воды); промывку в проточной воде, осветление в течение 1— 2 мин в 30%-м растворе азотной кислоты для алюминия и сплавов типа АМц или 25%-и растворе ортофосфорной кислоты для сплавов типа АМг; промывку в проточной) а затем горячей воде; сушку до полного удаления влаги. Обезжиривание и травление рекомендуется выполнял, не более чем за 2—4 ч до сварки.
Электроды непосредственно перед сваркой надо просушить в течении двух часов при температуре 200°С.
В связи с тем что алюминиевый электрод плавится в 2—3 раза быстрее стального, скорость сварки алюминия должка быть соответственно выше. Сварку рекомендуется выполнять непрерывно в пределах одного электрода, так как пленка шлака на кратере и конце электрода препятствует повторному зажиганию дуги. Для обеспечения устойчивого процесса при минимальных потерях на разбрызгивание рекомендуется принимать сварочный ток из расчета не более 60 А на 1 мм диаметра электрода.
Сварка металла толщиной до 2 мм осуществляется без присадки и без разделки кромок, металл толщиной свыше 2 мм сваривают с зазором 0,5—0,7 толщины свариваемых листов или с разделкой кромок. Оксидную пленку удаляют о помощью флюсов АФ-4А.
Ручную сварку покрытыми электродами применяют в основном при изготовлении малонагруженных конструкций из технического алюминия, сплавов типа АМц и АМг, силумина. Использование постоянного тока обратной полярности и предварительного подогрева (для средних толщин — 250—ЗОО°С, для больших толщин — до 400°С) обеспечивает требуемое проплавление при умеренных сварочных токах.
Ручная дуговая сварка изделий из технически чистого алюминия производится электродами ОЗА-1, а сварка изделий из силуминов — электродами ОЗА-2. Разработаны новые электроды ОЗАНА, которые по технологическим характеристикам существенно превосходят электроды серии ОЗА. При использовании этих электродов обеспечивается мелкокапельный перенос электродного металла, хорошее формирование шва в любых пространственных положениях, легкая отделимость шлаковой корки.
71 свариваемость от хим состава)
При увеличении содержания углерода свыше 0,3—0,4% свариваемость стали понижается, образуются закалочные структуры, возрастает хрупкость и склонность стали к образованию трещин. Марганец при обычном содержании (0,3—0,8%) улучшает свариваемость, но в среднелегированных сталях (1,5—2,5%) способствует закалке и образованию трещин При сварке сталей с высоким содержанием марганца может происходить выгорание этого элемента. Кремний при содержании до 0,3% не затрудняет сварку, но при содержании в стали 0,8—1,5% кремния ее свариваемость снижается из-за образования тугоплавких окислов кремния и высокой жидко текучести кремнистой стали. Хром заметно снижает свариваемость стали из-за образования тугоплавких окислов хрома и закалочных структур Кроме того, образуя с углеродом карбиды, хром повышает твердость и снижает коррозийную стойкость сварных швов. Никель не ухудшает свариваемость стали, измельчает ее зерно и увеличивает прочность и пластичность сварного шва. Молибден, ванадий и вольфрам при сварке заметно окисляются,способствуют закалке стали и поэтому ухудшают ее свариваемость. Титан и ниобий вводят в нержавеющие и жаропрочные стали в качестве элементов, связывающих углерод что препятствует образованию карбидов хрома и улучшает коррозийную стойкость и свариваемость стали. Фосфор и сера снижают механические свойства стали и ухудшают ее свариваемость особенно при низких температурах.
I группа — хорошо сваривающиеся стали. Сюда относят, стали низкоуглеродистые с содержанием углерода менее 0,25%, а также низколегированные при содержании углерода менее 0,2,%. Эти стали, свариваются без трещин при температуре окружающей среды до —20° С. Термическая обработка после сварки не требуется, за исключением конструкций, где недопустимы коробление и поводка в процессе обработки и эксплуатации. К этой группе относят стали: ВСт1 ... ВСтЗ; ГОСТ 380—71; 08, 10, 15, 20, 25 ГОСТ 1050—74; 15Л, 20Л ГОСТ 977—75; 15Г, 20Г, 15Х, 20Х, 15Н2М, 12ХН2, ГОСТ 4543—71; 09Г2, 16ГС, 10Г2С1Д ГОСТ 19282—73 и др.
II группа — удовлетворительно сваривающиеся стали, у которых содержание углерода или его эквивалента находится в пределах 0,25 ... 0,35%. Эти стали, свариваются без дефектов при температуре окружающей среды выше + 5° С. В противном случае, а также при толщине деталей более 25 мм необходим подогрев перед сваркой до 50 ... 100° С. После сварки конструкции целесообразно термообработать, особенно толстостенные. Примеры сталей данной группы: ВСт5, ВСт5Г, 30, 35, 20ХНЗА, З0Л, 35, 27ГС, 20ХГС и др.
III группа — ограниченно сваривающиеся стали, имеют эквивалентное или абсолютное содержание углерода 0,35 ... 0,45%. Эти стали для обеспечения качественного шва требуют подогрева деталей перед сваркой до 100 ... 200° С и. термической обработки после сварки. Термическая обработка может заключаться или в отжиге, или в закалке с последующим высоким отпуском. К группе ограниченно сваривающихся относят стали БСт6, 40, 45, З0ХМ, З0ХГСА, 20Х2Н4А и др.
IV группа—плохо, сваривающиеся стали с содержанием углерода или его эквивалента более 0,5%. Для сварки необходимы предварительный подогрев до 250 ... 350° С и термическая обработка после сварки. Плохо свариваются стали 45Г, 40Х, 65Г, 40ХН, 60СГА, 38Х2МЮА, У7 и др.
72 ТБ при газосварочных работах
|
73 Устройства и параметры ВДУ-506У3
74 Технология плазменной резки
Классическая система процесса плазменного раскроя металлопроката состоит из режущего станка Ванад, источника плазмы, фильтровентиляционного устройства и винтового компрессора. Модули системы взаимодействуют между собой посредством внутренних и внешних коммутаций. Для работы плазменного газа рабочей дуги применяются следующие газы: кислород (О2), азот (N2), а также газовые смеси: воздух (Air), F5 (5% водорода, 95% азота), H5 (50% гелия, 50% аргона), H35 (35% водорода, 65% воздуха). Для создания защитного «экрана» в роли вихревых газов используются кислород (О2), азот (N2) и воздух (Air). Например, анализируя технические данные параметров источников питания Kjellberg и Hypertherm, для качественного реза низкоуглеродистой стали в качестве газа плазмы используется кислород, а в роли защитного газа выступает кислород или воздух. В свою очередь, качественный раскрой нержавеющей стали толщин от 1-10 мм при 45 А и 80А требует газовую смесь F5 для плазмообразующего газа и азот для защитного. Для резки алюминия высокого качество толщин от 12-80 мм следует применить для газа плазмы смесь H35, а для защитного - азот, при этом, раскрой алюминия толщин от 1,5 - 6 м при 45 и 130 А можно использовать воздух для двух составляющих газов. Приоритеты технологии Технология плазменного раскроя характеризуется рядом преимущественных свойств, сопоставляя с кислородной и лазерной. Плазменная резка применяется для всех типов металла: для высоко- и низколегированных сталей, нержавеющих сталей и цветных металлов. В свою очередь, кислородная технология применяется только для резки низкоуглеродистой стали толщин от 3 мм и отстает по скорости раскроя от плазменной и лазерной. Лазерная технология актуальна для малых толщинах от 0,5- 3 мм. Она подобна плазменной технологии по качеству реза, но последняя уступает по скорости. В свою очередь, при кислородной резке образуется перегрев кромок разрезаемого металла малых толщин, что приводит к тепловой деформации. Кислородная технология зарекомендовала себя в области раскроя металла больших толщин. Она охватывает широкий диапазон толщин металла и по эксплуатационным затратам является очень экономичной. Эксплуатационные расходы на лазерную технологию ниже, но это не является приоритетом данной технологии. Она находится на стадии развития и эксплуатируется на малых толщинах металла- до 13 мм, в соответствии с эксплуатационными данными источников плазмы Hypertherm. По сравнению с кислородной технологией, стоимость раскроя плазмой низколегированной стали толщин свыше 35-40 мм намного выше, чем кислородом, при этом, качество и скорость реза одинаковы. В свою очередь, плазменная технология обеспечивает скорость реза металла малых толщин в разы выше, чем кислородная. Плазменная технология, как и лазерная, дает возможность производить сложную фигурную вырезку. Раскрой заготовок различных геометрических форм осуществляется с высокой точностью. Кислородная резка создает дополнительную механическую обработку, чего можно избежать в процессе плазменной и лазерной видов раскроя.
75 Дефекты при точечной, рельефной и шовной сварке. Причины образования
При точечной и шовной сварке в соединениях могут образоваться следующие дефекты: непровар, пережог, глубокие вмятины, трещины, выплески. Непровар — наиболее серьезный и опасный дефект; при непроваре литое ядро точки отсутствует или имеет недопустимо малые размеры. При шовной сварке непровар может быть в том случае, если одна точка не перекрывает другую или величина перекрытия очень мала (при достаточных размерах литого ядра каждой отдельной точки). Непровар может привести к разрушению всего изделия или узла, к появлению местных расслоений, при шовной сварке — к негерметичности соединения. Непровар не всегда можно обнаружить при контроле сваренного узла; часто он выявляется при эксплуатации готового изделия; например, в бензобаке автомобиля, сваренном на шовной машине из двух штампованных половин, неплотности иногда обнаруживаются лишь после значительного пробега. Неправильно определять непровар по внешним признакам, т. е. по отсутствию вмятин и недостаточной величине зоны цветов побежалости; по этим признакам можно только предполагать о его существовании. Точно установить непровар можно либо методами контроля без разрушения, либо разрушением точки или участка шва.
Пережог и прожог — часто встречающиеся дефекты, которые можно обнаружить по внешним признакам: большой и глубокой вмятине, сильно окисленной поверхности точки или шва, иногда с губчатым строением. При пережоге, как правило, появляется большая зона цветов побежалости на поверхности детали. Иногда точка или участок шва как бы прорезаны по границе сварки. В точке может образоваться сквозное отверстие (свищ) и произойти наружный выплеск. При прожоге в детали под электродом получается отверстие, диаметр которого равен или даже несколько больше диаметра рабочей поверхности электрода или ширины рабочей части ролика. При этом металл детали наплавляется на электрод. В этом случае электрод необходимо зачистить или сменить. Причины появления пережога и прожога следующие: чрезмерно большой сварочный ток и излишнее время его протекания, малое усилие сжатия между электродами и недостаточная величина их рабочей поверхности, малая скорость перемещения изделия при шовной сварке, загрязнения поверхностей свариваемых деталей и электродов. Нередко прожоги образуются вследствие того, что точка или шов расположены слишком близко к кромкам деталей, когда детали неправильно собраны в углах и при больших зазорах в отбортовке. Несогласованность работы механизмов машины, например, включение сварочного тока до получения максимального усилия между электродами или снятие усилия до выключения тока, также приводит к прожогу. Трещины — очень опасный дефект, так как они могут привести, особенно при динамической нагрузке, к разрыву основного металла на пограничном с дефектной точкой участке. В сварной точке трещины располагаются по окружности в радиальном направлении или пересекают ее; при шовной сварке трещины располагаются в поперечном и продольном направлениях в середине шва. Наружные трещины можно обнаружить невооруженным глазом или при помощи лупы; внутренние трещины выявляются неразрушающими способами контроля. Причины появления трещин, в основном, те же, что и причины пережога. При сварке сталей с повышенным содержанием углерода и легированных сталей трещины возникают вследствие применения жестких режимов. Гофры на поверхности свариваемого изделия (при хорошем качестве точек или шва) — дефект всего сварного соединения. Причина образования этого дефекта — неправильная последовательность постановки точек (например, от краев к середине). Не следует исправлять гофры постановкой дополнительных точек, так как в этих местах детали получатся прожоги и сквозные отверстия. Для предупреждения образования гофров, складок и смещений деталей необходима рациональная последовательность сборки и сварки узла. Неравномерный провар — перегрев одной части точки и непровар другой ее части — возможен при рельефной сварке. Причинами возникновения этого дефекта являются различная высота выступов и неудовлетворительное состояние поверхностей контактных плит сварочного пресса. Для устранения причин образования этого дефекта необходим своевременный ремонт штампа, на котором изготовляются детали, и наладка контактных плит сварочного пресса.
76 ТБ со сварочной аппаратурой
Устройство и освещение сварочных цехов:
1. Сварочные посты помещаются в отдельные кабины или ограждаются ширмами. Площадь, занимаемая одним сварочным постом должна быть не менее 4 кв. мет-ров. Стены кабин окрашиваются в светло-серый цвет.2. Окна мастерских должны содержаться в чистоте для обеспечения надлежащей освещенности рабочего места.3.Искусственное освещение в местах проведения сварочных работ должно отвечать общим правилам искусственного освещения промышленных предприятий.
Меры предупреждения поражения электрическим током
Для предупреждения возможности поражения электрическим током при выполнении работ по дуговой сварке необходимо соблюдать следующие основные правила:
1.В мокрых и сырых местах работать в резиновых галошах, иметь резиновые или брезентовые перчатки, производственная одежда должна быть сухой и исправной.2. Не прикасаться голыми руками к токоведущим частям сварочной установки.3. При работе непосредственно на свариваемом изделии подстилать резиновый коврик или подкладывать деревянные мостки.4. Внутри котлов, сосудов, резервуаров работать только с подручным.5. При окончании работы или временной отлучке с рабочего места обязательно выключить электрический ток.6. Монтажные работы и ремонт оборудования производить только после выключения тока.7. При появлении напряжения на частях аппаратуры и оборудования, не являющихся токоведущими, необходимо прекратить сварку и вызвать мастера или дежурного электромонтера.8. При монтаже электрооборудования неподвижные провода следует прокладывать в трубках, а подвижные провода должны быть защищены от механического повреждения резиновыми шлангами или двумя слоями киперной ленты.9. Корпуса сварочной аппаратуры и источников питания должны заземлены.10. Устройства для переключения и подключения электрических цепей должны быть защищены кожухами.11. Номинальный ток плавких предохранителей не должен превышать ток, указанный в схеме.
77. Виды сварочного пламени Сварочное пламя образуется при сгорании горючего газа или паров горючей жидкости в кислороде. Пламя нагревает и расплавляет основной и присадочный металл в месте сварки. Наибольшее применение при газовой сварке нашло кислородно-ацетиленовое пламя, так как оно имеет высокую температуру (3150°С) и обеспечивает концентрированный нагрев. Однако в связи с дефицитностью ацетилена в настоящее время получили широкое распространение (особенно при резке металлов) газызаменители ацетилена пропан-бутан, метан, природный и городской газы, водород. От состава горючей смеси, т. е. от соотношения кислорода и горючего газа, зависит внешний вид, температура и влияние сварочного пламени на расплавленный металл. Изменяя состав горючей смеси, сварщик тем самым изменяет основные параметры сварочного пламени. Для получения нормального пламени отношение кислорода к горючему газу должно быть для ацетилена 1,1—1,2, природного газа 1,5—1,6, пропана — 3,5. Все горючие газы, содержащие углеводороды, образуют сварочное пламя, которое имеет три ярко различимые зоны: ядро, восстановительную зону и факел (рис. 36). Водородное пламя ярко различимых зон не имеет, что затрудняет его регулировку по внешнему виду. При зажигании газовой струи, вытекающей из сопла, пламя перемещается по направлению движения струи газовой смеси. Скорость истечения для каждого газа подбирается такой, чтобы пламя не проникало внутрь сопла горелки и не отрывалось от него. Газ в струе должен прогреваться до температуры воспламенения, ацетилен воспламеняется при температуре 450—500°С, а газы-заменители — 550—650°С. Поэтому ядро пламени при сгорании газов-заменителей длиннее, чем при сгорании ацетилена.
В зависимости от соотношения между кислородом и ацетиленом получают три основных вида сварочного пламени: нормальное, окислительное и науглероживающее. Нормальное пламя (рис. 36,6) теоретически получают тогда, когда в горелку на один объем кислорода поступает один объем ацетилена. Практически кислорода в горелку подают несколько больше — от 1,1 до 1,3 от объема ацетилена. Нормальное пламя характеризуется отсутствием свободного кислорода и углерода в его восстановительной зоне. Кислорода в горелку подается немного больше из-за небольшой его загрязненности и расхода на сгорание водорода. В нормальном пламени ярко выражены все три зоны. Ядро имеет резко очерченную форму (близкую к форме цилиндра), плавно закругляющуюся в конце, с ярко светящейся оболочкой. Оболочка состоит из раскаленных частиц углерода, которые сгорают в наружном слое оболочки. Размеры ядра зависят от состава горючей смеси, ее расхода и скорости истечения. Диаметр канала мундштука горелки определяет диаметр ядра пламени, а скорость истечения газовой смеси — его длину. Площадь поперечного сечения канала мундштука горелки прямо пропорциональна толщине свариваемого металла. Сварочное пламя не должно быть слишком «мягким» или «жестким». Мягкое пламя склонно к обратным ударам и хлопкам, жесткое — способно выдувать расплавленный металл из сварочной ванны. При увеличении давления кислорода скорость истечения горючей смеси увеличивается и ядро сварочного пламени удлиняется, при уменьшении скорости истечения — ядро укорачивается. С увеличением номера мундштука размеры ядра увеличиваются. Температура ядра достигает 1000°С. |
78 Аргонодуговая сварка
Ручная аргонодуговая сварка выполняется следующим образом: в специальную сварочную горелку подводится инертный газ и сварочный ток, другая фаза сварочного тока подсоединяется к изделию. В этой горелке установлен вольфрамовый электрод, который в процессе сварки не плавится. Дуга горит между вольфрамовым электродом и изделием, а присадочная проволока подается в зону сварочной дуги. При ручной аргонодуговой сварке конец вольфрамового электрода затачивают на конус. Длина заточки, как правило, должна быть равна двум-трем диаметрам электрода.
Дуга зажигается на специальной угольной пластине. Зажигание дуги на основном металле не рекомендуется из-за загрязнения и оплавления конца электрода. Для возбуждения дуги можно применить источник питания с повышенным напряжением холостого хода или дополнительный источник питания с высоким напряжением (осциллятор), так как потенциал возбуждения и ионизации инертных газов значительно выше, чем кислорода, азота или паров металлов. Дуговой разряд инертных газов отличается высокой стабильностью.
Характерной особенностью аргонодуговой сварки неплавящимся вольфрамовым электродом при использовании переменного тока является возникновение в сварочной цепи составляющей постоянного тока, величина которой может достигать 50% от величины эффективного значения переменного тока сварочной цепи. Выпрямление тока зависит от размеров и формы вольфрамового электрода, материала изделия и режимов сварки (величины тока, скорости сварки и длины дуги).
С целью исключения насыщения металла шва кислородом или азотом воздуха конец расплавляемой сварочной проволоки и нагретый конец вольфрамового электрода должны всегда находиться в зоне защитного газа. Для исключения разбрызгивания расплавленного металла конец проволоки необходимо подавать в жидкую ванну плавно. При наложении корневого слоя шва необходимо тщательно следить за полным проплавлением кромок и отсутствием непровара. Степень проплавления можно определить по форме ванны расплавленного металла: хорошему проплавлению соответствует ванна, вытянутая в сторону направления сварки, а недостаточному проплавлению - круглая или овальная. При выполнении сварочных работ вне цеховых условий необходимо стремиться к защите места сварки от атмосферных осадков и ветра.
79 Дефекты. Виды и характеристика дефектов
К возникновению дефектов приводят ошибки конструирования, нарушения технологического процесса производства, технического обслуживания и ремонта автомобилей, а также эксплуатация. Дефект — каждое отдельное несоответствие продукции требованиям, определенным нормативной документацией.
Дефекты деталей по месту расположения можно подразделить на:
локальные (трещины, риски и т.д.),
дефекты во всем объеме или по всей поверхности (несоответствие химического состава, качества механической обработки и т.д.),
дефекты в ограниченных зонах объема или поверхности детали (зоны неполной закалки, коррозионного поражения, местный наклеп и т.д.).
Местонахождение дефекта может быть:
внутренним (глубинным),
наружным (поверхностным и подповерхностным).
По возможности исправления дефекты классифицируют на:
устраняемые,
неустраняемые.
Устраняемый дефект технически потенциально возможно и экономически разумно исправить. В противном случае это неустраняемый дефект. По отражению в нормативной документации дефекты делят на:
скрытые,
явные.
Скрытый дефект — дефект, для обнаружения которого в нормативной документации не предусмотрены необходимые правила, методы и средства контроля. В противоположном случае это явный дефект. По причинам возникновения дефекты подразделяют на:
конструктивные,
производственные,
эксплуатационные.
Конструктивные дефекты — это несоответствие требованиям технического задания или определенным правилам разработки (модернизации) продукции. Причины таких дефектов:
ошибочный выбор материала изделия,
неверное определение размеров деталей,
режима термической обработки.
Эти дефекты являются следствием несовершенства конструкции и ошибок конструирования. Производственные дефекты — несоответствие требованиям нормативной документации на изготовление, ремонт или поставку продукции. Они появляются в результате:
нарушения технологического процесса,
изготовления,
восстановления деталей.
80.
Холодные трещины (XT) — локальное хрупкое межкристаллическое разрушение металла сварных соединений — представляют собой частый сварочный дефект в соединениях углеродистых и легированных сталей, если при сварке они претерпевают частичную или полную закалку. Трещины образуются после окончания сварки в процессе охлаждения ниже температуры 420...370 К или в течение последующих суток. Они могут возникать во всех зонах сварного соединения и располагаться параллельно или перпендикулярно оси шва (рис. 13.25). Место образования и направление трещин зависит от состава шва и основного металла, соотношения компонент сварочных напряжений и некоторых других обстоятельств. Наиболее часты продольные XT в OШЗ. Образование XT начинается с возникновения их очагов на границах аустенитных зерен на участке ОШЗ, примыкающем к линии сплавления (рис. 13.26). Протяженность очагов трещин составляет не более двух-трех диаметров аустенитных зерен. При этом разрушение не сопровождается заметной пластической деформацией и наблюдается как практически хрупкое. Дальнейшее развитие очага в холодную микро- и макротрещину может носить смешанный характер, т. е. проходить как по границам, так и по телу зерен. Развитие трещин, особенно по телу зерен, сопровождается заметной пластической деформацией. Излом XT светлый без следов окисления: блестящий крупнокристаллический в зоне очага и матовый мелкозернистый в зоне развития трещины.
81.
Трансформатор сварочный для ручной дуговой сварки ТДМ-306 У2
Трансформатор сварочный однопостовой типа ТДМ-306 У2 предназначен для ручной дуговой сварки штучными металлическими электродами на переменном токе малоуглеродистых и низколегированных сталей. Трансформатор применяется как в стационарных, так и в монтажных условиях. Трансформатор имеет пологопадающие внешние характеристики.
Название параметра Значение параметра
1. Напряжение питающей сети, В 2х380
2. Частота сети, Гц> 50
3. ПН, % при максимальном сварочном токе 60
4. Напряжение холостого хода, В, не более 70
5. Пределы регулирования сварочного тока, А 50-320
6. Номинальное рабочее напряжение, В 32
7. Пределы регулирования рабочего напряжения, В 22-32
8. Потребляемая мощность, кВА, не более 18
9. Максимальный первичный ток, А 45
10. К.П.Д.,% 70
11. Диаметр электрода, мм 2-6
12. Класс изоляции F
13. Габаритные размеры, мм, не более (Д x Ш x В) 350х350х750
14. Масса, кг, не более 85
82.
Сварка титана и его сплавов
Особенности сварки титана и его сплавов связаны со значительными трудностями из-за их высокой активности по отношению к кислороду, азоту, водороду и углероду, которые отрицательно влияют на свариваемость. Для обеспечения хорошего качества сварки необходимо ограничивать содержание вредных примесей в свариваемом и присадочном материале до следующих значений, %, кислорода 0,12—0,15, азота 0,04—0,05, водорода 0,01—0,015 и углерода 0,1. При сварке плавлением необходима падежная защита от атмосферы не только металла сварочной ванны, но также металла околошовной зоны и обратной стороны шва, нагретого до температуры >400 °С. Дополнительным затруднением при сварке является склонность титана и его сплавов к росту зерна при нагреве до высоких температур (выше 880 °С). Рост зерна усугубляется низкой теплопроводностью титана, увеличивающей время пребывания металла сварного соединения при высоких температурах. Для преодоления указанных трудностей сварку выполняют при минимально возможной погонной энергии. Наиболее частые дефекты швов — это поры и холодные трещины. Возбудителями пор являются газы и среди них в первую очередь водород. Для устранения пористости необходимо обеспечить требуемую чистоту основного металла и сварочных материалов. Главная причина возникновения холодных трещин—также водород, выделяющийся из твердого раствора и образующий гидриды титана. Эти процессы приводят к охрупчиванию титана и появлению больших внутренних напряжений. Титан и его сплавы можно сваривать дуговой сваркой в защитных газах, автоматической сваркой под слоем флюса и электрошлаковой сваркой.
83.
При дуговой сварке подрезом называют местное уменьшение толщины металла у границы шва. Подрез вызывает уменьшение сечения основного металла и приводит к резкой концентрации напряжений в тех случаях, когда он расположен перпендикулярно к направлению главных напряжений, действующих на сварное соединение. Для конструкций, работающих при вибрационных нагрузках, подрез существенно снижает прочность сварного соединения. Наиболее часто подрезы возникают при сварке угловых швов и первых слоев многослойных стыковых швов. Значительно реже подрезы образуются при сварке однослойных стыковых швов с разделкой и без разделки кромок. Подрезы могут быть односторонними, т. е. располагаться по одной кромке, и двусторонними, т.е. располагаться по двум кромкам. Типичными являются двусторонние подрезы. При сварке угловых швов оплавлением кромки наблюдается односторонний подрез с наплывом металла на горизонтально расположенную кромку. В большинстве случаев подрез является следствием излишне высокого напряжения дуги или недостаточно точного ведения электрода по оси соединения. В первом случае ширина расплавления основного металла превосходит ширину шва, образующегося при данном количестве электродного металла, и часть полости, выплавленная дугой в основном металле, не заполняется металлом сварочной ванны. При обратном явлении, т. е. если ширина провара основного металла меньше, чем ширина шва, который может сформироваться при данном количестве электродного металла, образуется бугристый шов. При неточном ведении электрода по оси происходит более глубокое проплавление одной из кромок, и металла сварочной ванны не хватает для полного заполнения образовавшейся полости. При сварке наклонным электродом или вертикальным электродом с оплавлением кромки образование подреза облегчается стеканием металла на горизонтальную кромку.
84.
При данных видах работ возможны следующие виды травматизма: поражение электрическим током, ожоги от капель металла и шлака, поражение глаз и поверхности кожи излучением электрической дуги, ушибы и ранения от взрывов баллонов сжатого газа и при сварке сосудов из-под горючих веществ, отравление вредными газами, пылью и испарениями, выделяющимися при сварке.
Для защиты от поражения электрическим током нужно соблюдать следующие условия.
Корпуса источников питания дуги, свариваемые изделия и сварочное вспомогательное оборудование должны быть надежно заземлены медным проводом, один конец которого присоединяют либо к металлическому прутку, вбитому в землю, либо к общей заземляющей поверхности, а второй конец присоединяют к корпусу источника питания дуги, а именно к специальному болту с надписью «Земля».
Подключение источников сварочного тока к сети предполагает обязательное использование настенных ящиков с рубильниками, зажимами и предохранителями. Длина проводов сетевого питания не должна превышать более 10 м. Провод нужно подвешивать на высоте 2,5–3 м.
Нельзя использовать провода с поврежденной и ветхой изоляцией. Изоляция должна соответствовать силе применяемого тока.
Спецодежда сварщика состоит из брезентового костюма, брезентовых рукавиц и кожаной или валяной обуви. Брюки должны быть без отворотов, гладкими, с напуском поверх ботинок или валенок. Рукавицы также должны иметь напуск на рукава и завязываться тесьмой.
Однако указанные средства защиты имеют смотровое отверстие, снабженное светофильтром, который уменьшает яркость световых лучей дуги и, кроме того, задерживает инфракрасные и ультрафиолетовые лучи. Снаружи для защиты от брызг металла светофильтр защищен простым прозрачным стеклом.
Новое оборудование нужно эксплуатировать только в течение гарантийного срока, который обеспечивает безопасность работ. Необходимо аккуратно выполнять повторные испытания, наладку и регулировку аппаратуры в те сроки, которые указаны в техническом паспорте. Причем испытания и ремонт могут проводить только специалисты.
В водяном затворе уровень жидкости нужно устанавливать на высоте контрольного крана. После сварочных работ затвор следует промыть водой. Водяной затвор нужно еженедельно проверять на герметичность, а через каждые 3 месяца разбирать для очистки и промывания; после сборки следует выяснить надежность уплотнения обратного клапана.
85. Ответа нету в соц. сети.
86.
Газовая сварка относится к сварке плавлением. Процесс газовой сварки состоит в нагревании кромок деталей в месте их соединения до расплавленного состояния пламенем сварочной горелки. Для нагревания и расплавления металла используется высокотемпературное пламя, получаемое при сжигании горючего газа в смеси с технически чистым кислородом. Зазор между кромками заполняется расплавленным металлом присадочной проволоки.
Газовая сварка обладает следующими преимуществами: способ сварки сравнительно прост, не требует сложного и дорогого оборудования, а также источника электроэнергии. Изменяя тепловую мощность пламени и его положение относительно места сварки, сварщик может в широких пределах регулировать скорость нагрева и охлаждения свариваемого металла.
К недостаткам газовой сварки относятся меньшая скорость нагрева металла и большая зона теплового воздействия на металл, чем при дуговой сварке. При газовой сварке концентрация тепла меньше, а коробление свариваемых деталей больше, чем при дуговой сварке. Однако при правильно выбранной мощности пламени, умелом регулировании его состава, надлежащей марке присадочного металла и соответствующей квалификации сварщика газовая сварка обеспечивает получение высококачественных сварных соединений.
Благодаря сравнительно медленному нагреву металла пламенем и относительно невысокой концентрации тепла при нагреве производительность процесса газовой сварки существенно снижается с увеличением толщины свариваемого металла. Например, при толщине стали 1мм, скорость газовой сварки составляет около 10м/ч, а при толщине 10мм – только 2м/ч. Поэтому газовая сварка стали толщиной свыше 6мм менее производительна по сравнению с дуговой сваркой и применяется значительно реже.
Стоимость горючего газа (ацетилена) и кислорода при газовой сварке выше стоимости электроэнергии при дуговой и контактной сварке. Вследствие этого газовая сварка обходится дороже, чем электрическая.
Процесс газовой сварки труднее поддается механизации и автоматизации, чем процесс электрической сварки. Поэтому автоматическая газовая сварка многопламенными линейными горелками находит применении только при сварке обечаек и труб из тонкого металла продольными швами газовую сварку применяют при:
· изготовлении и ремонте изделий из тонко-листовой стали (сварке сосудов и резервуаров небольшой емкости, заварке трещин, варке заплат и пр.);
· сварке трубопроводов малых и средних диаметров (до 100мм) и фасонных частей к ним;
· ремонтной сварке литых изделий из чугуна, бронзы и силумина;
· сварке изделий из алюминия и его сплавов, меди, латуни, свинца;
· наплавке латуни на детали из стали и чугуна;
· сварке кованого и высокопрочного чугуна с применением присадочных прутков из латуни и бронзы, низкотемпературной сварке чугуна.
При помощи газовой сварки можно сваривать почти все металлы, применяемые в технике. Такие металлы, как чугун, медь, латунь, свинец легче поддаются газовой сварке, чем дуговой. Если учесть еще простоту оборудования то становится понятным широкое распространение газовой сварки в некоторых областях народного хозяйства (на некоторых заводах машиностроения, сельском хозяйстве, ремонтных, строительно-монтажных работах и др.).
Для газовой сварки необходимо:
1) газы – кислород и горючий газ (ацетилен или его заменитель);
2) присадочная проволока (для сварки и наплавки);
3) соответствующее оборудование и аппаратура, в то числе:
а. кислородные баллоны для хранения запаса кислорода;
б. кислородные редукторы для понижения давления кислорода, подаваемого из баллонов в горелку или резак;
в. ацетиленовые генераторы для получения ацетилена из карбида кальция или ацетиленовые баллоны, в которых ацетилен находится под давлением и растворен в ацетилене;
г. сварочные, наплавочные, закалочные и другие горелки с набором наконечников для нагрева метла различной толщины;
д. резиновые рукава (шланги) для подачи кислорода и ацетилена в горелку;
4) принадлежности для сварки: очки с темными стеклами (светофильтрами) для защиты глаз от яркого света сварочного пламени, молоток, набора ключей для горелки, стальные щетки для очистки металла и сварочного шва;
5) Сварочный стол или приспособление для сборки и закрепления деталей при прихватке, сварки;
6) флюсы или сварочные порошки, если они требуются для сварки данного металла.
87.
Горячие трещины - это хрупкие межкристаллические разрушения металла шва и околошовной зоны, возникающие в твердожидком состоянии в процессе кристаллизации, а также при высоких температурах в твердом состоянии. Они извилисты, в изломе имеют темный цвет, сильно окислены, распространяются по границам зерен. По современным представлениям горячие трещины вызываются действием двух факторов: наличием жидких прослоек между зернами в процессе кристаллизации и деформациями укорачивания.
В интервале температур плавления и полного затвердевания происходит миграция примесей и загрязнений в межзеренные пространства. Наличие между зернами жидкой фазы, примесей и загрязнений снижает деформационную способность шва и околошовной зоны. Неравномерность линейной и объемной усадок шва и основного металла при охлаждении приводит к возникновению внутренних напряжений, являющихся причиной появления микро- и макроскопических трещин как вдоль, так и поперек шва.
Причинами образования горячих трещин при сварке являются:
большое количество вредных примесей (особенно серы и фосфора) в металле свариваемых заготовок;
наличие в металле шва элементов, образующих химические соединения с низкой температурой затвердевания (хром, молибден, ванадий, вольфрам, титан), нарушающие связь между зернами;
жесткое закрепление свариваемых заготовок или повышенная жесткость сварного узла, затрудняющая перемещение заготовок при остывании.
88.
Основные средства тушения загорания (огня)
Вода — наиболее распространенное средство для тушения огня. Огнетушащие свойства ее заключаются в способности охладить горящий предмет, снизить температуру пламени. Будучи поданной на очаг горения сверху, неиспарившаяся часть воды смачивает и охлаждает поверхность горящего предмета и, стекая вниз, затрудняет загорание его остальных, не охваченных огнем, частей.
Вода электропроводна, поэтому ее нельзя использовать для тушения сетей и установок, находящихся под напряжением. При попадании воды на электрические провода может возникнуть короткое замыкание. Обнаружив загорание электрической сети, необходимо в первую очередь обесточить электропроводку в квартире, а затем выключить общий рубильник (автомат) на щите ввода. После этого приступают к ликвидации очагов горения, используя огнетушитель, воду, песок.
Запрещается тушить водой горящий бензин, керосин, масла и другие легковоспламеняющиеся и горючие жидкости в условиях жилого дома, гаража или сарая. Эти жидкости, будучи легче воды, всплывают на ее поверхность и продолжают гореть, увеличивая площадь горения при растекании воды. Поэтому для их тушения, кроме огнетушителей, следует применять песок, землю, соду, а также использовать плотные ткани, шерстяные одеяла, пальто, смоченные водой.
Песок и земля с успехом применяются для тушения небольших очагов горения, в том числе проливов горючих жидкостей (керосин, бензин, масла, смолы и др.). Используя песок (землю) для тушения, нужно принести его в ведре или на лопате к месту горения. Насыпая песок главным образом по внешней кромке горящей зоны, старайтесь окружать песком место горения, препятствуя дальнейшему растеканию жидкости. Затем при помощи лопаты нужно покрыть горящую поверхность слоем песка, который впитает жидкость. После того как огонь с горящей жидкости будет сбит, нужно сразу же приступить к тушению горящих окружающих предметов. В крайнем случае вместо лопаты или совка можно использовать для подноски песка кусок фанеры, противень, сковороду, ковш.
Пожарный шит. Здания и помещения должны быть оборудованы первичными средствами пожаротушения. Для их размещения устанавливают специальные щиты. На щитах размещают огнетушители, ломы, багры, топоры, ведра. Рядом со щитом устанавливается ящик с песком и лопатами, а также бочка с водой 200—250 л.
Щит пожарный - предназначен для размещения первичных средств пожаротушения, немеханизированного инструмента и пожарного инвентаря в производственных и складских помещениях, не оборудованных внутренним противопожарным водопроводом и автоматическими установками пожаротушения. На территории предприятий (организаций), не имеющих наружного противопожарного водопровода, или при удалении зданий (сооружений), наружных технологических установок этих предприятий на расстояние более 100 м от наружных пожарных водоисточников, должны оборудоваться пожарные щиты. ПЩ комплектуется согласно ППБ 01-03 в зависимости от типа щита и класса пожара.
* Щит пожарный - предназначен для размещения первичных средств пожаротушения, немеханизированного инструмента и пожарного инвентаря в производственных и складских помещениях, не оборудованных внутренним противопожарным водопроводом и автоматическими установками пожаротушения. На территории предприятий (организаций), не имеющих наружного противопожарного водопровода, или при удалении зданий (сооружений), наружных технологических установок этих предприятий на расстояние более 100 м от наружных пожарных водоисточников, должны оборудоваться пожарные щиты.
Кошма предназначена для изоляции очага горения от доступа воздуха. Этот метод очень эффективен, но применяется лишь при небольшом очаге горения.
Нельзя использовать для тушения загорания синтетические ткани, которые легко плавятся и разлагаются под воздействием огня, выделяя токсичные газы. Продукты разложения синтетики, как правило, сами являются горючими и способны к внезапной вспышке.
Внутренний пожарный кран предназначен для тушения загораний веществ и материалов, кроме электроустановок под напряжением.
Внутренний пожарный кран предназначен для тушения загораний веществ и материалов, кроме электроустановок под напряжением.
Размещается в специальном шкафчике, оборудуется стволом и рукавом, соединенным с краном. При возникновении загорания нужно сорвать пломбу, или достать ключ из места хранения на дверце шкафчика, открыть дверцу, раскатать пожарный рукав, после чего произвести соединение ствола, рукава и крана, если это не сделано. Затем максимальным поворотом вентиля крана пустить воду в рукав и приступить к тушению загорания. При введении в действие пожарного крана рекомендуется действовать вдвоем. В то время как один человек производит пуск воды, второй подводит пожарный рукав со стволом к месту горения.
Категорически запрещается использование внутренних пожарных кранов, а также рукавов и стволов для работ, не связанных с тушением загораний и проведением тренировочных занятий.
При возникновении несанкционированного горения или обнаружении пожара необходимо немедленно вызвать пожарную охрану. Это надо сделать даже в том случае, если загорание ликвидировано собственными силами, так как огонь может остаться незамеченным в скрытых местах (в пустотах деревянных перекрытий и перегородок, в чердачном помещении и т.д.), и впоследствии горение может возобновиться. Это возможно даже через несколько часов.
При возникновении несанкционированного горения или обнаружении пожара необходимо немедленно вызвать пожарную охрану. Это надо сделать даже в том случае, если загорание ликвидировано собственными силами, так как огонь может остаться незамеченным в скрытых местах (в пустотах деревянных перекрытий и перегородок, в чердачном помещении и т.д.), и впоследствии горение может возобновиться. Это возможно даже через несколько часов.
Не пытайтесь тушить огонь, если он начинает распространяться на мебель и другие предметы, а также если помещение начинает наполняться дымом. Тушить пожар самостоятельно целесообразно только на его ранней стадии, при обнаружении загорания, и в случае уверенности в собственных силах. Если с загоранием не удалось справиться в течение первых нескольких минут, то дальнейшая борьба не только бесполезна, но и смертельно опасна.
Не пытайтесь тушить огонь, если он начинает распространяться на мебель и другие предметы, а также если помещение начинает наполняться дымом. Тушить пожар самостоятельно целесообразно только на его ранней стадии, при обнаружении загорания, и в случае уверенности в собственных силах. Если с загоранием не удалось справиться в течение первых нескольких минут, то дальнейшая борьба не только бесполезна, но и смертельно опасна.
Самое основное, что хотелось бы посоветовать: не экономьте на малом, купите себе надежный огнетушитель, ознакомьтесь с правилами его применения, поставьте на видное место, и пусть он будет ангелом-хранителем на объекте.
89.
Полуавтомат с широким диапазоном регулирования сварочных параметров, предназначен для дуговой сварки плавящимся электродом на постоянном токе в среде защитных газов сплошной или порошковой проволокой низколегированных и легированных сталей, а также коррозионностойких (нержавеющих) сталей в среде аргона во всех пространственных положениях. Полуавтомат комплектуется сварочными выпрямителями КИУ 301, КИГ-303, КИГ 401, КИУ 501, КИГ 601 и др.
Проволокоподающий механизм с органами управления и отсекателем газа смонтирован в компактном корпусе. Кассета с электродной проволокой вынесена за пределы корпуса и эти два узла размещены на подставке. В механизме подачи FORTRANS применен электропривод мощностью 90Вт с редуктором и универсальным протяжным устройством с четырьмя роликами с зубчатым зацеплением, что обеспечивает надежную равномерную подачу как сплошной, так и порошковой сварочной проволоки.
Положительные конструктивные особенности:
Подача сварочной проволоки может производиться непосредственно из бухты или из кассеты с проволокой 15кг (диаметром 300мм).
Автоматическое управление газовым трактом, сварочным источником и подающим механизмом посредством кнопки на горелке.
Плавная регулировка скорости подачи электродной проволоки.
Регулировка длительности растяжки дуги и продувки газа до и после сварки.
Тарированное усилие прижимного устройства.
Быстросъемные газовый и токовый разъемы.
Защита двигателя от перегрузок.
Стабилизация скорости подачи проволоки.
Подключение горелки через штыревой разъем или евроразъем (2 исполнения).
Технические характеристики
Наименование параметра Норма
Регулирование напряжения на дуге (в зависимости от источника) плавное или ступенчатое
Пределы регулирования сварочного тока, А (в зависимости от источника) 50-315;
50-400;
50-500;
60-630
Диаметр электродной проволоки, мм
сплошной 0,8-2,0
порошковой 1,2-3,2
Скорость подачи электродной проволоки, м/ч 120-1200
Регулирование скорости подачи электродной проволоки плавное
Масса электродной проволоки в кассете, кг 15
Габаритные размеры механизма подающего, мм 520Ч190Ч285
Масса механизма подающего, кг 10
90 Сущность и технология резки электродом
Дуговая резка металлов выполняется металлическим плавящимся электродом, угольным электродом и неплавящимся вольфрамовым электродом в защитной среде аргона.
Сущность способа резки металлическим плавящимся электродом заключается в том, что сила тока подбирается на 30—40% больше, чем при сварке, и металл проплавляют мошной электрической дугой. Электрическую дугу зажигают у начала реза на верхней кромке и в процессе резки перемещают ее вниз вдоль разрезаемой кромки. Капли образующегося расплавленного металла выталкивают козырьком покрытия электрода. Козырек одновременно служит и изолятором электрода от замыкания последнего на металл. Основными недостатками этого способа резки являются низкая производительность и плохое качествореза. Дуговая резка угольным электродом
При дуговой резке угольными, графитовыми электродами разделение достигают путем выплавления металла вдоль линии его раздела. Этот способ резки применяют при обработке чугуна, цветных металлов, а также стали в тех случаях, когда не требуется соблюдения точных размеров, а ширина и качество реза не имеют значения. Резку выполняют сверху вниз при соблюдении некоторого угла наклона оплавляемой поверхности к горизонтальной плоскости, что облегчает вытекание металла. Резку ведут на переменном или постоянном токе
Дуговая резка неплавящимея вольфрамовым электродом
Резка в защитной среде аргона применяется весьма ограниченно и только в частных случаях при обработке легированных сталей или цветных металлов. Сущность способа резки заключается в том, что на электроде создают повышенный ток (на 20—30% больше, чем при сварке) и проплавляют насквозь металл.
91 Как происходит контроль сварочных швов внешним осмотром
Контролю внешним осмотром и измерением подлежат все сварные соединения, наплавка под сварку и антикоррозионная наплавка
Контроль внешним осмотром и измерением производится в соответствии с требованиями конструкторской документации и технологического процесса.
Осмотру подвергается как сварной шов (наплавка) так и зона основного металла, прилегающая к нему в обе стороны от шва (наплавки). Осмотр сварных соединений производится по всей их протяженности с двух сторон (в случае доступности для осмотра).
Внешний осмотр производится невооруженным глазом, а в сомнительных местах с помощью лупы или другого увеличительного инструмента после тщательной очистки сварного шва, околошовной зоны и поверхностинаплавки от шлака, брызг и других загрязнений или после механической обработки, если она предусмотрена технологическим процессом.
Поверхность швов или наплавок в местах, вызывающих сомнение по результатам внешнего осмотра, должна быть проконтролирована цветной или магнитно-порошковой (для сталей перлитного класса) дефектоскопией.
Размеры швов, размеры и профиль канавки под сварку контролируется не реже, чем через один метр шва и не менее, чем в трех местах по длине каждого шва.
Контроль толщины отдельных слоев и всей антикоррозионной наплавки в целом производится:
· при контроле обечаек, имеющих ручную наплавку -не реже, чем через 0,5м по длине образующей и через 60º по окружности;
· при контроле обечаек, имеющих автоматическую наплавку, - не реже, чем через 0,5м по длине образующей и через каждые 90° по длине окружности;
· при контроле плоских и сферических поверхностей – не реже, чем один замер на каждые 0,25м – при ручнойнаплавке и на каждом участке длиной 1м (в направлении наплавки) и шириной 0,5м – при автоматической.
8. Ширина контролируемой зоны, прилегающей к выполненному шву (наплавке) при контроле внешним осмотром :
· для стыковых соединений, выполненных дуговой сваркой – не менее 5мм при номинальной толщине свариваемых деталей до 5мм включительно
· не менее номинальной толщины свариваемых деталей свыше 5мм и до 20мм включительно.
· не менее 20мм при номинальной толщине свариваемых деталей свыше 20мм
· для угловых, тавровых, торцевых сварных соединений и варки труб в трубные доски, выполненные дуговой сваркой шириной не менее 3-х мм не зависимо от толщины.
· для сварных соединений, выполненных электрошлаковой сваркой – шириной 50мм независимо от толщины.
92 Защита от отравлений вредными газами, пылью и испарениями
Удаление вредных газов и пыли из зоны сварки, а также подача чистого воздуха осуществляется местной и общей вентиляцией. При оборудовании сварочных кабин обязательно предусматривается местная вытяжная вентиляция с верхним, боковым или нижним отсосом, удаляющая газы и пыль непосредственно из зоны сварки. На рис. 118 представлена схема вытяжного устройства для сварочных кабин, где 1 - стол сварщика; 2 - полузонт; 3 - вытяжной воздуховод. Общая вентиляция должна быть приточно-вытяжной, производящей отсос? загрязненного воздуха из рабочих помещений и подачу свежего. В зимнее время воздух подогревают до 20 ... 22° С с помощью специального нагревателя - калорифера. При сварке в закрытых резервуарах и замкнутых конструкциях необходимо обеспечить подачу свежего воздуха под небольшим давлением по шлангу непосредственно в зону дыхания сварщика. Объем подаваемого свежего воздуха должен быть не менее 30 м8/ч. Без вентиляции сварка в закрытых резервуарах и конструкциях не разрешается. Основная масса аэрозоли и газов увлекается теплым воздухом вверх. Поэтому, если часовой расход электродов менее 0,2 кг на 1 м8 объема помещения и если концентрация сварочной пыли менее предельно допустимой, разрешается естественное проветривание производственных помещений. При сварочных работах на открытом воздухе искусственная вентиляция не оборудуется. Вентиляционные устройства должны обеспечить воздухообмен при ручной дуговой сварке электродами с качественными покрытиями от 4000 до 6000 м3 на 1 кг расхода электродов, при автоматической сварке под флюсом - около 200 м3 на 1 кг расплавляемой проволоки, а при сварке в углекислом газе - до 1000 м3 на 1кг расплавляемой проволоки.
Сварочные работы в емкостях из-под нефтепродуктов можно производить только после тщательной очистки от остатков продуктов и 2 ... 3-кратной промывки горячим 10%-ным раствором щелочи с последующей продувкой паром или воздухом для удаления запаха. Ремонт газопроводов сваркой также производится только после тщательной продувки.
93 Оборудование для лазерной сварки в частности (рис. 1) включает в себя следующие основные элементы: источник когерентного излучения – технологический лазер; систему транспортировки, отклонения и фокусировки излучения; систему наблюдения; систему газовой защиты изделия; оснастку для крепления и перемещения изделия; средства контроля параметров процесса.
Рис. 1. Схема лазерной сварочной установки 1 – технологический лазер; 2 – лазерное излучение; 3 – оптическая система; 4 – обрабатываемая деталь; 5 – устройство для закрепления и перемещения детали; 6 – датчики параметров технологического процесса; 7 – программное устройство; 8 – датчики параметров излучения
В основу классификации методов лазерной сварки положены три группы признаков: - энергетические признаки, к которым относятся плотность мощности (Вт/см2) и длительность воздействия (с) излучения; - технологические признаки, по которым различают сварку металлов с глубоким проплавлением и сварку деталей малых толщин; - экономические признаки.
Лазерную сварку ведут, как правило, при плотностях мощности излучения, находящихся в диапазоне от 1 до 10 МВт/см2. Меньшие плотности мощности не рекомендуются, так как при этом более эффективны и экономичны другие методы сварки. При плотностях мощности более 10 МВт/см2 происходит интенсивное испарение метала, которое приводит к выплеску сварочной ванны и нарушению качественного формирования шва. Сочетание плотности мощности с определенной длительностью воздействия излучения на материал позволяет сваривать металлы и сплавы разных толщин.
Лазерная сварка с глубоким проплавлением обеспечивает соединение металлов толщиной >1,0 мм и выполняется лазерами непрерывного и импульсно-периодического действия. Лазерную сварку с глубоким проплавлением ведут, как правило, без присадочного материала в защитной среде. Малыми при лазерной сварке считаются толщины металлов <1,0 мм. Принципиальным, в отличие от сварки с глубоким проплавлением, является отсутствие значительного перегрева и испарения расплавленного металла. В большинстве случаев сварку металлов малых толщин ведут без присадки и защитной среды. Однако при сварке активных материалов, таких как титан, молибден, ниобий, цирконий, применяют защитные газы для предохранения от окисления. Лазерную сварку можно выполнять во всех пространственных положениях.
94 Сварка чугуна - очень сложный процесс. Это связано с тем, что чугун сам по себе невероятно долговечный и прочный, но в результате нагревания практически полностью теряет все эти свойства. Сварной шов чугуна получается деформированным и слабым. Поэтому, говоря о результатах работы, мастера используют термин «удовлетворительный» вместо «хороший». Если шов выдерживает определенные нагрузки, не теряет герметичности и поддается обработке - значит, сварка чугуна удалась.
Сложностей при работе с чугуном много:
Чугун мгновенно остывает, при этом становится значительно более хрупким. Это значит, что полученные швы нельзя будет обрабатывать.
Сварка чугуна не может прогреть его равномерно, в результате он трескается.
В расплавленном виде он очень текучий.
В процессе сварки чугуна идет непрерывное газообразование, и структура чугунного изделия может оказаться пористой, а это приводит к снижению прочности.
Горячая сварка чугуна Особенность горячей сварки чугуна в том, что для надежного соединения необходим равномерный нагрев всего изделия до температуры 600-700 градусов, а затем замедленное плавное охлаждение. В этом случае сварка чугуна ведется на постоянном или переменном токе большой мощности. По своим характеристикам процесс горячей сварки можно сравнить с отливкой чугуна в нагретую форму. Процесс сварки чугуна должен быть непрерывным и не допускать возможности деформации изделия под влиянием собственного веса.
Холодная сварка чугуна Главное отличие холодного метода сварки чугуна от горячего в том, что в этом случае сварка ведется без нагрева изделия. Существует несколько десятков разновидностей холодной сварки чугуна, но все они сводятся к 3-м основным типам:
Сварка стальными электродами;
Сварка электродами из цветных металлов и сплавов;
Сварка электродами из чугуна.
95 Испытание керосином сварных швов- простой и широко применяемый способ, особенно для контроля сварных швов в секциях. До начала испытания обе стороны шва тщательно очищают и осушают. Швы с одной стороны покрывают водным раствором мела, после чего дают ему высохнуть. Затем обратную сторону шва тщательно промазывают керосином, который благодаря малой вязкости и небольшому поверхностному натяжению свободно проходит через мельчайшие поры и трещины и выступает на меловой поверхности в виде жирных пятен, по которым и выявляются дефектные места. Осмотр швов начинают не сразу после смазывания их керосином, а после некоторой выдержки в течение определенного времени (по ГОСТ 3285-55 это время зависит от толщины шва и его положения в пространстве и изменяется от 40 мин. до 2 час.).
96 Для защиты глаз и лица электросварщиков от световой радиации и других вредных воздействий технологических процессов применяют защитные ручные или наголовные щитки (ГОСТ 12.4.011—87), например щитки с креплением на каске, с непрозрачным корпусом. В прямоугольные смотровые отверстия щитков помещают стеклянные светофильтры размерами 52x102, 69x121 и 90x102 мм. Светофильтры (табл. XXIX.2) используют типа «С» из стекла ТС-3 с квалификационным номером 13, а также типа «Э» из темного стекла ТС-3 с квалификационным номером 9. Применение в защитных очках светофильтров при газовой сварке и резке и для вспомогательных рабочих сварочного производства должно соответствовать: В-1 для работ на открытых площадках при ярком солнечном освещении; В-1 и В-2 — для вспомогательных рабочих при электросварке в цехах; В-3 и Г-1 для газосварщиков (при маломощном пламени) и вспомогательных рабочих на открытых площадках; Г-2 и Г-3 — для газосварщиков соответственно при средней и большой мощности пламени. При электрошлаковой сварке следует применять очки со светофильтрами, используемыми при газовой сварке. Контактную сварку можно выполнять, пользуясь очками со светофильтрами для вспомогательных рабочих. Окружающих работников от световой радиации дуги защищают устройством кабин для сварщиков в цехах; переносными щитами или ширмами из несгораемых материалов при непостоянном месте работы сварщика. Для ослабления контраста между яркостью сварочной дуги и освещенностью помещения стены и оборудование цехов (участков) необходимо окрашивать в серый, желтый или голубой тона с рассеянным отражением света. При заболевании глаз от световой радиации необходимо немедленно обратиться к врачу, а при невозможности получения быстрой медицинской помощи следует делать примочку глаз слабым раствором питьевой соды.
97 Основные параметры режима газовой сварки
Режимы газовой сварки определяются в основном следующими факторами: мощностью сварочного пламени, скоростью сварки, диаметром присадочного материала, углом наклона мундштука горелки. Все эти факторы связаны с толщиной свариваемого металла.
Качество сварного соединения зависит от правильного выбора режима и техники выполнения сварки. При ручной сварке пламя горелки направляют на свариваемые кромки так, чтобы они находились в восстановительной зоне на расстоянии 2—6 мм от конца ядра. Конец присадочной проволоки держат в восстановительной зоне или в сварочной ванне.
Положение горелки — угол наклона мундштука к поверхности свариваемого металла — зависит от толщины соединяемых кромок изделия и теплопроводности металла. Чем толще металл и чем больше его теплопроводность, тем угол наклона мундштука горелки должен быть больше. Это способствует более концентрированному нагреву металла вследствие подведения большего количества теплоты. При сварке низкоуглеродистой стали вначале для быстрого и лучшего прогрева металла устанавливают наибольший угол наклона, затем в процессе сварки угол уменьшают до нормы, а в конце сварки постепенно уменьшают, чтобы лучше заполнить кратер и предупредить пережог металла.
Этим обеспечивается хорошая защита сварочной ванны от воздействия атмосферного воздуха и замедленное охлаждение сварного шва. Такой способ позволяет получать швы высокого качества. При левом способе процесс сварки производится справа налево. Горелка перемещается за присадочным прутком, а пламя направляется на несваренные кромки и подогревает их, подготавливая к сварке. Правый способ применяют при сварке металла толщиной более 5 мм. Пламя горелки при этом способе ограничено с двух сторон кромками изделия, а спереди наплавленным валиком, что значительно уменьшает рассеивание теплоты и повышает степень его использования. Однако при левом способе внешний вид шва лучше, так как сварщик отчетливо видит шов и поэтому может получить его равномерную высоту и ширину. Это особенно важно при сварке тонких листов. Поэтому тонкий металл сваривают левым способом. Кроме того, при левом способе пламя свободно растекается по поверхности металла, что снижает опасность его пережога. Способ сварки зависит также от пространственного положения шва. Нижние швы выполняют как левым, так и правым способом в зависимости от толщины металла. Вертикальные швы при толщине металла до 2 мм рекомендуется сваривать правым способом сверху вниз и левым способом снизу вверх. При больших толщинах металла сварку следует выполнять способом двойного валика. Горизонтальные швы выполняют правым способом: пламя горелки направляют на заваренный шов, а присадочный пруток вводят сверху в сварочную ванну, расположенную под некоторым углом к оси шва. Эти меры предупреждают вытекание расплавленного металла. Потолочные швы легче сваривать правым способом, так как в этом случае газовый поток пламени направлен непосредственно на шов и тем самым препятствует вытеканию металла из сварочной ванны.
В процессе сварки мундштук горелки и присадочный пруток совершают одновременно два движения: одно — вдоль оси свариваемого шва и второе — колебательные движения поперек оси шва. При этом конец присадочного прутка движется в направлении, обратном движению мундштука.
98 Лазерный луч обеспечивает высокую концентрацию энергии (до 10^8 Вт/см2), благодаря возможности его фокусировки в точку диаметром в несколько микрометров. Такая концентрация значительно выше чем, к примеру, у дуги. Сравнимой концентрацией энергии обладает электронный луч (до 10^б Вт/см2). Однако электронно-лучевая сварка осуществляется лишь в вакуумных камерах - это необходимо для устойчивого проведения процесса, лазерная же сварка не требует вакуума, что упрощает и убыстряет тех. процессы. Процесс лазерной сварки осуществляется либо на воздухе, либо в среде защитных газов: Аr, Не, СО2 и др. Лазерный луч, так же как и электронный легко отклоняется, транспортируется с помощью оптической системы. Для сварки металлов используются твердотельные и газовые лазеры как периодического, так и непрерывного действия. Благодаря высокой концентрации энергии лазерного излучения в процессе сварки обеспечивается малый объем расплавленного металла, незначительные размеры пятна нагрева, высокие скорости нагрева и охлаждения металла шва и околошовной зоны. Эти особенности теплового воздействия предопределяют минимальные деформации сварных конструкций, специфику физико-химических и металлургических процессов в металле шва, высокую технологическую и конструкционную прочность сварных соединений. Лазерная сварка осуществляется в широком диапазоне режимов, обеспечивающих высокопроизводительный процесс соединения различных материалов толщиной от нескольких микрометров до десятков миллиметров. Разнообразие методов и приемов лазерной сварки затрудняет разработку конкретного технологического процесса. Процесс сварки лазерным излучением весьма сложен и в настоящее время нет теоретической расчетной модели, описывающей его во всей полноте. Как правило, расчеты касаются какой-либо одной из физических характеристик процесса воздействия лазерного излучения на обрабатываемый материал. Лазерная сварка с глубоким проплавлением. Принципиально отличается от сварки с неглубоким проплавлением, тем, что при образовании сварного соединения образуется газовый канал, по которому поднимается испаренный металл. Зона провара имеет вытянутую форму, шов не широкий, глубокий.
Защита при лазерной сварке. Для защиты шва применяются газы аргон и гелий, помимо защиты они обеспечивают более эффективное проплавление, меняя параметры образующейся плазмы, ускоряют вывод газов, испаренного металла. Можно добиться значительного увеличения глубины проплавления, но качество шва, при высоком расходе газа, ухудшается, появляются поры. Повышения эффективности сварки можно добиться и применением дополнительного источника нагрева. В качестве такого источника может быть использована, например, электрическая дуга, подведенная с любой стороны шва. Увеличивается глубина проплавления, скорость резки. При подведении дуги, сопоставимой по мощности с лазером скорость проплавления увеличивается в четыре раза. Достоинства: 1) В отличие от сварки электронным лучом, не требует вакуумной камеры, отсутствует рентгеновское излучение, на луч не влияют магнитные поля, возможна сварка магнитных материалов, так же, сварка лазером дешевле, чем сварка электронным лучом. 2) Пятно нагрева очень мало, при большой глубине проплавления, как следствие малы деформации свариваемых деталей, высокая точность, высокое качество сварного шва. 3) Процесс бесконтактен - возможна сварка в труднодоступных местах, проведение сварки через прозрачные материалы, в жидких прозрачных средах. 4) Гибкая, широкая настройка процесса, без необходимости смены оснастки, легкое перемещение луча по поверхности детали по любой траектории
99 Особенность влияния на прочность шва оксидных пленок Образование тугоплавкого оксида алюминия Al2O3 (температура плавления 2050°С) с большей плотностью, чем у алюминия, что усложняет сплавление кромок соединения и способствует загрязнению металла шва частичками этой пленки. Перед сваркой для удаления пленки требуется очищать поверхности кромок и прилегающего основного металла и особенно тщательно поверхность присадочного металла (в связи с большой поверхностью и сравнительно малым объемом) механическим путем или травлением.
Оксидную пленку, образующуюся при сварке алюминия, удаляют либо с помощью катодного распыления, либо с применением флюсов, которые обеспечивают ее растворение или разрушение с переводом в летучее соединение..
В связи с этим необходимо выполнять очень тщательную химическую очистку сварочной проволоки и механическую очистку и обезжиривание свариваемых кромок. При сварке металла большой толщины к снижению пористости приводит предварительный и сопутствующий подогрев до температуры 150–250°С.
Для повышения производительности сварки вольфрамовым электродом (в 3–5 раз) может использоваться трехфазная дуга. Более мощный источник нагрева позволяет за один проход на подкладке сваривать алюминий толщиной до 30 мм.
При температуре выше температуры плавления алюминий интенсивно окисляется. Образующийся оксид алюминия покрывает поверхность детали плотной и прочной пленкой с температурой плавления 2050°С. Вследствие высокой адсорбционной способности к газам и парам воды оксидная пленка является источником газов, растворяющихся в металле, и косвенной причиной возникновения в нем несплошностей различного рода. Коэффициент теплового расширения оксидной пленки почти в 3 раза меньше коэффициента расширения алюминия, поэтому при нагреве металла в ней образуются трещины. При наличии в алюминии легирующих добавок пленка становится более рыхлой. Наличие оксидной пленки на поверхности алюминиевых сплавов затрудняет процесс сварки.
Частицы оксидной пленки, попавшие в ванну, а также часть пленок с поверхности основного металла, не разрушенных в процессе сварки, могут образовывать оксидные включения в швах, снижающие свойства соединений и их работоспособность. Для осуществления сварки должны быть приняты меры по разрушению и удалению пленки и защите металла от повторного окисления.
Водород в отличие от других газов обладает способностью растворяться в алюминии и при определенных условиях образовывать поры в металле швов. Основным источником водорода, растворяющегося в металле шва при аргонодуговой сварке, является влага, адсорбированная поверхностью металла и входящая в состав оксидной пленки в виде гидратированных оксидов. Количество влаги определяется состоянием поверхности металла и зависит от обработки его перед сваркой. От количества водорода в шве зависит пористость сварных соединений.
Магний увеличивает растворимость водорода в алюминии. Повышенная склонность к пористости и образованию пор при сварке алюминиево-магниевых сплавов объясняется следующим. На поверхности сплавов, содержащих магний, образуется оксидная пленка, состоящая из оксидов А12О3и МgО. Такая пленка имеет большую толщину, меньшую плотность из-за дефектов ее строения и большой запас влаги, чем пленка из А120з. В процессе сварки при расплавлении основного и присадочного металлов часть влаги, содержащейся во внутренних дефектах пленки, не успевает удалиться. Попадающие в ванну частицы пленки содержат остатки влаги, которая разлагается с выделением водорода. Образовавшийся водород в дефектах пленки переходит в молекулярную форму и затем выделяется в жидком металле ванны в виде пузырьков. Для уменьшения пористости используют рациональную обработку поверхности.
100 ТБ при контроле сварных соединений рентгеном.
Метод контроля сварных соединений рентгеновскими и гамма-лучами основан на различной проницаемости для коротковолновых электромагнитных колебаний сплошного металла и различных неоднородности, в нём находящихся, заполненных шлаками, окислами и газами. Поглощение коротковолновых лучей металлом значительно сильнее поглощения их неметаллическими включениями. При рентгеновском контроле применяются специальные мощные рентгеновские аппараты для просвечивания металлов: стационарные для испытаний в лабораторных условиях и передвижные для испытаний непосредственно в заводских условиях.
Передвижные рентгеновские аппараты для контроля качества сварки в заводских условиях изготовляются обычно на максимальное рабочее напряжение—150—350 кв. Существуют также специальные рентгеновские аппараты с рабочим напряжением в 1000 и более киловольт.
В последнее время началось успешное применение особых аппаратов — бетатронов для получения мощного особо жёсткого рентгеновского излучения для целей просвечивания металлов. В бетатроне электроны ускоряются переменным магнитным полем. В сравнительно небольшом бетатроне, потребляющем из сети мощность 26 кет, электроны получают энергию до 20 млн. вольт электронов и создают рентгеновское излучение, достаточное для просвечивания стали толщиной до 500 мм при времени экспозиции снимка, измеряемом секундами.
Для защиты обслуживающего персонала от высокого напряжения и вредного воздействия рентгеновских лучей передвижные аппараты снабжены специальными приспособлениями, уменьшающими опасность и вредность работы на них. Рентгеновская трубка заключена в толстостенный свинцовый футляр-бленду, охлаждаемую циркулирующим маслом. Для пропуска рентгеновских лучей бленда имеет боковое окошко, закрытое листовым алюминием.
Наиболее употребительный на наших заводах рентгеновский аппарат типа РУП-1 (фиг. 204) может давать на трубку рабочее напряжение до 200 ка при максимальном токе 20 ма% Аппарат позволяет просвечивать сталь толщиной до 80 мм, алюминий до 300 мм. Вес аппарата 350 кг. Аппарат питается от нормальной силовой сети переменного тока напряжением 220 в. Это напряжение
повышается до нужной величины трансформаторами и конденсаторами, встроенными в аппарат, выпрямляется кенотронами, и выпрямленный ток подаётся на рентгеновскую трубку гибкими кабелями с особо прочной резиновой изоляцией, выдерживающей напряжение 200 кв.
При рентгеновском контроле возможно наблюдать дефекты визуально на флуоресцирующем экране или фотографировать их, получая фотоснимок, так называемую рентгенограмму. Визуальный метод обнаружения дефектов на экране для сварных швов не применяется, дефекты в большинстве настолько мелки, что на экране не выявляются.
Для получения рентгенограммы пучок рентгеновских лучей направляется на испытываемый сварной шов (фиг. 205). С обратной стороны закладывается специальная рентгеновская фотоплёнка с двусторонней чувствительной эмульсией.
Плёнка закладывается в светонепроницаемую кассету или пакет из плотной чёрной бумаги. Для сокращения экспозиции плёнка закладывается между флуоресцирующими экранами и защищается снизу свинцовым экраном от вторичных излучений, снижающих чёткость снимка. Время экспозиции зависит от толщины металла, сорта фотоплёнки и расстояния трубки от металла, оно определяется по таблицам или, что удобнее, по специальным диаграммам и колеблется обычно от нескольких минут до получаса. По окончании экспозиции фотоплёнка обрабатывается, проявляется и фиксируется обычными методами.
Рентгенограмма представляет собой негативное теневое изображение сварного шва, с прилегающим основным металлом. Всякого рода включения, менее поглощающие рентгеновские лучи, дают на рентгенограмме местные более интенсивные почернения по сравнению с окружающим сплошным металлом. Хороший рентгеновский снимок выявляет дефекты величиной от нескольких десятых долей миллиметра, причём для выявления дефекта имеет значение главным образом размер его в направлении рентгеновского луча.
Непровары выявляются на снимке в виде довольно резкой прямой чёрной линии, трещина даёт обычно извилистую линию; выявляются также поры и шлаковые включения.
Рентгенограмма сварного шва показана на фиг. 206. Рассматривать нужно всегда подлинную рентгенограмму или отпечаток с неё на фотоплёнке, так как отпечаток на бумаге не передаёт многие тонких подробностей рентгенограммы и не может служить для надёжной оценки сварного шва. Полученную рентгенограмму сравнивают с типовыми рентгенограммами для данного изделия.
По характеру рентгенограмм сварные швы обычно разделяют на три группы: плохие (бракуются), удовлетворительные (могут быть приняты) и хорошие (подлежат безусловной приёмке). Совершенно не допускаются трещины, поэтому наличие трещин, хотя бы мелких, переводит шов в группу плохих.
В минимальных размерах, определяемых условиями приёмки, допускаются частичные непровары . Шлаковые включения и поры в ограниченных пределах, определяемых условиями приёмки, считаются допустимыми.
Рентгеновский контроль получил широкое применение на наших заводах и для ряда ответственных изделий, например подлежащих приёмке инспекцией Котлонадзора, является обязательным.
Рентгеновский контроль ввиду расхода фотоматериалов и довольно значительного времени экспозиции снимка обходится сравнительно дорого, поэтому обычно просвечиваются не все швы на всём протяжении, а лишь отдельные их участки. Выбор мест для съёмки рентгенограмм и общая протяжённость участков шва, подлежащих рентгенографированию , определяется условиями приёмки. Обычно рентгенографируются 10—15% общей длины швов. Минимальная величина дефекта в направлении рентгеновского луча, выявляемого рентгенограммой, составляет около 2% толщины просвечиваемого материала.
Рентгеновский аппарат требует наличия переменного тока и, кроме того, довольно громоздок, поэтому в ряде случаев, например в полевых условиях, применение рентгеновского контроля затруднительно. Поэтому представляет большой интерес контроль сварных швов гамма-лучами-радиоактивных веществ.
Гамма-лучи, испускаемые некоторыми радиоактивными веществами, являются электромагнитным излучением, по своей природе близким к рентгеновским лучам. Гамма-лучи имеют малую длину волны, обладают большой жёсткостью и при просвечивании меньше поглощаются металлом, чем рентгеновские лучи от обычных аппаратов.
Средняя длина волны и жёсткость рентгеновских лучей зависят от напряжения, подаваемого на рентгеновскую трубку; с увеличением напряжения, длина волны уменьшается а жёсткость возрастает. При напряжении 150—200 кв средняя длина волны рентгеновских лучей равна 0,1 ангстрема, что достаточно для просвечивания стали толщиной до 50 мм. Средняя длина волны гамма-лучей равна 0,01 ангстрема, что достаточно для просвечивания стали толщиной до 300 мм и соответствует длине рентгеновских лучей при напряжении на трубке около 2000 кв. Принципиальная возможность применения гамма-лучей для просвечивания металлов с целью контроля качества и выявления всякого рода дефектов и включений известна давно. Но снимки, получаемые посредством гамма-лучей, так называемые радиограммы, получались столь низкого качества, что практически гамма-лучи были пригодны для выявления лишь очень крупных дефектов, например больших раковин и непригодны для контроля сварных швов, дефекты которых отличаются малыми размерами.
За последние годы техника применения гамма-лучей для контроля сварных швов значительно усовершенствована, главным образом трудами С. Т. Назарова, и в настоящее время гамма-лучи представляют надёжное средство контроля сварки и широко применяются в нашей промышленности.
Источниками получения гамма-лучей могут служить препараты радия, газообразная эманация радия и различные радиоактивные вещества. Препараты радия слишком дороги и дефицитны для целей технического контроля. Эманация радия обладает слишком малой продолжительностью жизни; период полураспада её — около грех дней, что делает применение её неудобным.
Целесообразно применение радиоактивного препарата радия-мезотория , производимого нашей промышленностью в достаточном количестве и обладающего периодом полураспада около 25 лет. Для контроля сварных швов достаточно количество радия-мезотория , отвечающее эквиваленту радия 100—150 ме .
Радиоактивный препарат помещается в ампулу — запаянную стеклянную трубочку диаметром около 3 мм. Препарат упаковывается в ампулу по возможности плотно, а для получения более чёткого фотоснимка источнику излучения придаётся точечный характер. Для защиты от повреждений стеклянная ампула помещается в латунную гильзу. При хранении латунная гильза находится в толстостенном свинцовом контейнере весом около 20 кг., заключённом в металлическом футляре с ручкой для переноски. При работе гильза с ампулой вынимается из контейнера щипцами длиной не менее 1,5 м. Однако и ампула радий-мезотория для просвечивания металлов достаточно дорога.
Успехи физики последнего времени позволили дёшево и в значительных количествах изготовлять искусственные радиоактивные препараты, пригодные для технических применений, в том числе для просвечивания металлов. Примером таких препаратов может служить радиоактивный изотоп кобальта Со6О, имеющий атомный вес 60. Появление доступных дешёвых искусственных радиоактивных препаратов открывает широкие перспективы промышленного применения гамма-лучей для просвечивания металлов, в частности сварных соединений.
Следует помнить, что как рентгеновские, так, в особенности, гамма-лучи чрезвычайно опасны для человеческого организма, поэтому при работе с ними нужно строго соблюдать установленные правила безопасности.
Для снятия радиограммы ампула устанавливается на специальную подставку, а с противоположной стороны изделия, так же, как и при рентгенографировании , закрепляется фотоплёнка с усиливающими и фильтрующими экранами. Ввиду маломощности гамма-излучения от ампулы нормальных размеров, время экспозиции обычно довольно значительно и доходит до 2—3 час. Полученный снимок — радиограмма проявляется и фиксируется обычным порядком.
Современная техника радиографирования даёт возможность выявлять примерно те же дефекты, которые выявляются рентгеновским исследованием, но полученная радиограмма отличается от хорошей рентгенограммы значительно меньшей чёткостью и контрастностью, так что рассмотрение радиограмм и выявление дефектов на них требует некоторого навыка.
101 Устройство и параметры ВД-306 У2
Сварочный выпрямитель ВД-306 предназначен для питания электрической сварочной дуги постоянным током при ручной дуговой сварке, резке и наплавке металлов при трехфазном питании от сети переменного тока.
Климатическое исполнение сварочного выпрямителя ВД-306 "У" категория размещения 3, тип атмосферы по ГОСТ 15543-70 и ГОСТ 15160-69, но для работы при нижнем значении температуры окружающей среды от 233К (-40°C) до 313К (+40°C). Оборудован устройством тепловой защиты обмоток трансформатора и блоков диодов от перегрева.
Рекомендуемая область применения.
Сварочный выпрямитель ВД-306 предназначен для работы в закрытых помещениях, с естественной вентиляцией, температурой окружающей среды от -40°C до +40°C. Не допускается использование выпрямителя в среде насыщенной пылью, едкими парами и газами, разрушающими металлы и изоляцию, во взрывоопасной среде.
102 Технологии наплавки
Способы и технология наплавки
Дуговая наплавка под флюсом. Нагрев и расплавление металла, так же как при сварке, осуществляются теплом дуги, горящей между плавящимся электродом и основным металлом под слоем флюса. Наплавка под флюсом является одним из основных видов механизированной наплавки. Основными преимуществами являются непрерывность и высокая производительность процесса, незначительные потери электродного металла, отсутствие открытого излучения дуги. Отличительной особенностью наплавки под флюсом является хороший внешний вид наплавленного слоя (гладкая поверхность и плавный переход от одного наплавленного валика к другому). В процессе наплавки возможны четыре основных способа легирования наплавленного металла (рис. 4).
Рис. 4. Способы легирования наплавленного металла:а - через сварочную проволоку, б - порошковую проволоку, в - керамический флюс, г - укладка легированной присадки.
1. Применение легированной проволоки или ленты и обычных плавленых флюсов. Для наплавки используют легированные сварочные проволоки, специальные наплавочные проволоки и легированные ленты, в том числе спеченные. Наплавка производится под флюсами АН-20, АН-26 и др., которые выбирают в зависимости от состава электродного металла.
2. Применение порошковой проволоки или порошковой ленты и обычных плавленых флюсов. Порошковая проволока или лента расплавляется в дуге и образует однородный жидкий расплав. Этот способ позволяет получить наплавленный металл с общим содержанием легирующих примесей до 40 - 50%. Марка порошковой проволоки или ленты выбирается в зависимости от необходимого типа наплавленного металла и его требуемой твердости.
3. Применение обычной низкоуглеродистой проволоки или ленты и легирующих наплавленных флюсов (керамических). Этот способ позволяет ввести в наплавленный металл до 35% легирующих примесей. При наплавке наибольшее применение получили керамические флюсы АНК-18 и АНК-19, обеспечивающие хорошее формирование наплавленного металла, легкую отделимость шлаковой корки, высокую стойкость наплавленного металла против образования пор и трещин.
4. Применение обычной низкоуглеродистой проволоки или ленты и обычных плавленых флюсов с предварительной укладкой легирующих материалов на поверхность наплавляемого изделия. Здесь возможна предварительная засыпка или дозированная подача легирующих порошков, а также предварительная укладка прутков или полосок легированной стали, намазывание специальных паст на место наплавки и др. Во всех случаях нанесенный легирующий материал расплавляется дугой и переходит в наплавленный металл.
В связи с тем что в технологии выполнения между наплавкой и сваркой много общего, для наплавки применяется то же оборудование, что и при сварке соответствующими способами.
Наплавку углеродистых и низколегированных сталей выполняют под плавлеными флюсами ОСЦ-45, АН-348-А. Флюс АН-60 пригоден для одно- и многоэлектродной наплавки низкоуглеродистых и низколегированных сталей на нормальных и повышенных скоростях, а также для наплавки электродными лентами.
Наплавку легированных сталей производят под низкокремнистыми плавлеными флюсами АН-22, АН-26 и др., а высоколегированные хромоникелевые стали и стали других типов с легкоокисляющимися элементами (титан, алюминий) - под фторидными флюсами АНФ-1 и АНФ-5.
Для предупреждения образования шлаковых включений и непроваров в наплавленном слое при многослойной наплавке необходимо тщательно удалять шлаковую корку с предыдущих слоев.
Дуговая наплавка в защитных газах. Наплавку в защитных газах применяют в тех случаях, когда невозможны или затруднены подача флюса и удаление шлаковой корки. Преимуществами данного вида наплавки являются визуальное наблюдение за процессом и возможность его широкой механизации и автоматизации с использованием серийного сварочного оборудования. Ее применяют при наплавке деталей в различных пространственных положениях, внутренних поверхностей, глубоких отверстий, мелких деталей и сложных форм и т.п. Технология выполнения наплавки в защитных газах во многом сходна с технологией наплавки под флюсом, отличие лишь в том, что вместо флюсовой применяют газовую защиту зоны сварки. Помимо перечисленных преимуществ это освобождает сварщика от необходимости засыпки флюса и удаления шлака. С целью уменьшения разбрызгивания металла наплавка в защитном газе производится самой короткой дугой. Наплавку плоских поверхностей во избежание коробления деталей производят отдельными участками «вразброс». Цилиндрические детали можно наплавлять по винтовой линии как непрерывным валиком, так и с поперечными колебаниями электрода: Короткие участки могут наплавляться продольными валиками вдоль оси цилиндрической детали, но здесь возможно возникновение деформаций, которые в процессе наплавки следует уравновешивать. Для этого наплавка каждого последующего валика должна производиться с противоположной стороны по отношению к уже наплавленному. При наплавке внутренних цилиндрических и конических поверхностей применяют специальные удлиненные мундштуки.
Наплавка может производиться в углекислом газе, аргоне, гелии и азоте. Высоколегированные стали, а также сплавы на алюминиевой и магниевой основе наплавляются в аргоне или гелии. Наплавка меди и некоторых ее сплавов может производиться в азоте, который ведет себя по отношению к ней нейтрально. При наплавке углеродистых и легированных сталей используют более дешевый углекислый газ. Наплавка может производиться как плавящимся, так и неплавящимся электродами. Неплавящийся вольфрамовый электрод обычно применяют при наплавке в аргоне и гелии. Наибольшее распространение получила наплавка в углекислом газе плавящимся электродом на постоянном токе обратной полярности. Учитывая, что углекислый газ окисляет расплавленный металл, в наплавочную проволоку обязательно вводят раскислители (марганец, кремний и др.). При наплавке применяют как проволоку сплошного сечения, так и-порошковую. Для наплавки деталей из углеродистых и низколегированных сталей с целью восстановления их размеров применяют сварочные проволоки сплошного сечения Св-08ГС, Св-08Г2С, Св-12ГС, а также наплавочные Нп-40, Нп-50, Нп-30ХГСА и др. При необходимости получения наплавленного слоя с особыми свойствами применяют порошковые проволоки.
Недостатком способа является то, что в процессе наплавки в углекислом газе наблюдается сильное разбрызгивание жидкого металла, приводящее к налипанию брызг на мундштук и засорению сопла горелки. Кроме того, возможность сдувания газовой струи ветром затрудняет наплавку на открытом воздухе.
Дуговая наплавка порошковыми проволоками. Наплавка порошковой проволокой с внутренней защитой основана на введении в сердечник проволоки кроме легирующих компонентов также шлакообразующих и газообразующих материалов. Применение флюсовой и газовой защиты при наплавке такой проволокой не требуется. Легирующие элементы порошковой проволоки переходят в шов, а газо- и шлакообразующие материалы создают защиту металла от азота и кислорода воздуха. В дуге тонкая пленка расплавленного шлака покрывает капли жидкого металла и изолирует их от воздуха. Разложение газообразующих материалов создает поток защитного газа. После затвердевания на поверхности наплавленного валика образуется тонкая шлаковая корка, которая может не удаляться при наложении последующих слоев. При наплавке используют различные самозащитные порошковые проволоки. Для наплавки низкоуглеродистых слоев используют сварочные проволоки типа ПП-АН3 и др. Для получения слоев с особыми свойствами применяют специальные проволоки. Так, для наплавки деталей, работающих при больших давлениях и повышенных температурах, применяют порошковую проволоку ПП-3ХВ3Ф-О, наплавку деталей, подвергающихся интенсивному абразивному износу, производят самозащитной порошковой проволокой ПП-У15Х12М-О (буква О в обозначении марки порошковой проволоки указывает, что данная порошковая проволока предназначена для наплавки открытой дугой).
Технология выполнения наплавки самозащитной порошковой проволокой в основном ничем не отличается от технологии наплавки в углекислом газе. Открытая дуга дает возможность точно направлять электрод, наблюдать за процессом формирования наплавляемого слоя, что имеет большое значение при наплавке деталей сложной формы. Одним из преимуществ этого способа является применение менее сложной аппаратуры по сравнению с аппаратурой, применяемой при наплавке под флюсом и защитном газе, а также возможность выполнять наплавочные работы на открытом воздухе; увеличивается производительность по сравнению с наплавкой под флюсом и в защитных газах, снижается себестоимость наплавляемого металла.
Плазменная наплавка и напыление. Сущность этого метода заключается в том, что нагрев присадочного металла и основного осуществляется сжатой дугой или газовой плазмой, выделенной или совпадающей со столбом дуги. Механизм образования наплавленного слоя такой же, как и при других способах дуговой наплавки. Из наплавочных материалов при плазменной наплавке используют проволоку, прутки и порошки. Схема плазменной наплавки с вдуванием порошка в дугу показана на рис. 5. Между вольфрамовым электродом 1 и внутренним соплом 2 возбуждают дугу. Плазмообразующий газ, проходя через нее, создает плазменную струю 3 косвенного действия, которая обеспечивает расплавление присадочного порошка.
Рис. 5. Схема плазменной наплавки с вдуванием порошка в дугу
Другая дуга, 4 прямого действия, горящая между электродом 1 и основным металлом 5, совпадает с плазменной струей прямого действия. Последняя создает необходимый нагрев поверхности, обеспечивая сплавление порошка и основного металла. Изменяя значение силы тока сжатой дуги прямого действия, можно достичь минимальной величины проплавления основного металла. Толщину наплавленного слоя можно изменять в пределах 0,3 - 10 мм с разбавлением основным металлом от 3 до 30%. При плазменной наплавке с присадочной проволокой косвенная дуга горит между вольфрамовым электродом и соплом, а дуга прямого действия - между вольфрамовым электродом и присадочной проволокой. От этих дуг получает теплоту и основной металл. Изменяя силу тока, регулируют долю основного металла и производительность наплавки. Наплавляемое изделие в этом случае в сварочную цепь не включено.
Из защитных газов при плазменной наплавке применяют аргон, азот, углекислый газ, смеси аргона с гелием или азотом и др. Выбор защитного газа связан со степенью его воздействия на наплавляемый и основной металлы. В качестве плазмообразующего могут применяться аргон, гелий, углекислый газ, воздух и др. Для обеспечения стабильного протекания процесса наплавки необходимо применять неплавящиеся электроды из такого материала, который способен без разрушения выдерживать нагревание до высоких температур. Таким требованиям лучше всего отвечают электроды из чистого вольфрама или с присадками диоксида тория, оксидов лантана и иттрия. Преимущества этого вида наплавки - малая глубина проплавления основного металла, возможность наплавки тонких слоев, высокое качество и гладкая поверхность наплавленного металла.
Помимо наплавки плазменный нагрев может использоваться также для напыления поверхностных слоев. Процесс напыления отличается от наплавки рядом особенностей. Напыление - это процесс нанесения металлических слоев из частиц напыляемого материала, нагретых до температуры плавления или близких к оплавлению, на неоплавленную поверхность обрабатываемой детали. При напылении присадочный материал используется в виде проволоки или порошков, подаваемых в сжатую дугу, где он нагревается струей газового потока и с большой скоростью подается на поверхность изделия. Толщина напыленного слоя может изменяться от сотых до десятых долей миллиметра. Напыление более толстых слоев обычно не производится в связи с тем, что толстые слои склонны к отслоению от поверхности детали (откалывание). Напыление можно производить как металлами и сплавами, так и различного вида соединениями - оксидами, карбидами, нитридами и т. п.
Технологически в отличие от наплавки напыление выполняют по способу косвенного нагрева выделенной дуговой плазмой. Если при наплавке расстояние от сопла горелки до изделия составляет 6 - 25 мм, то при напылении – 50 - 120 мм и более. Напыленные слои обладают меньшей плотностью и большей пористостью по сравнению с наплавленными и более склонны к откалыванию от поверхности детали при нарушении технологии. Однако в них практически отсутствует разбавление основным металлом.
Электрошлаковая наплавка. При электрошлаковой наплавке для оплавления основного и присадочного металла служит шлаковая ванна, разогреваемая проходящим через нее электрическим током. Этот способ наплавки, как правило, сочетается с принудительным формированием наплавляемого слоя. Сущность процесса электрошлаковой наплавки (рис. 6) состоит в том, что в пространстве, образованном поверхностью наплавляемого изделия 1 и формирующим кристаллизатором 4, охлаждаемым водой, создается ванна расплавленного шлака 3, в которую подается электродная проволока 5.
Рис. 6. Схема электрошлаковой наплавки на вертикальную поверхность
Ток, проходя между электродом и изделием, нагревает шлаковую ванну до температуры выше 2000°С, в результате чего электродный и основной металлы оплавляются, образуя металлическую ванну, при затвердевании которой формируется наплавленный слой 2.
Для осуществления процесса электрошлаковой наплавки различных поверхностей необходима достаточно глубокая шлаковая ванна, получение которой проще всего при вертикальном или наклонном расположении деталей. По сравнению с дуговой наплавкой это менее универсальный способ, но он весьма эффективен в тех случаях, когда на деталь необходимо наплавить слой металла большой толщины (более 14 - 16 мм). Благодаря применению большой силы тока и электродов большого сечения можно достичь высокой производительности - до 150 кг наплавленного металла в час.
Вибродуговая наплавка. Этот способ обычно используется для наплавки деталей типа тел вращения диаметром от 8 - 10 мм и более. Сущность этого метода наплавки заключается в том, что основной и электродный металл нагревается до расплавления теплотой, которая выделяется в результате возникновения периодически повторяющихся электрических разрядов, т.е. прерывисто горящей электрической дуги; Наплавленный слой образуется в процессе кристаллизации расплавленного основного и электродного металла (рис. 7). Малая длительность и прерывистость горения электрической дуги обусловлены вибрациями электродной проволоки, которые создаются с помощью электромагнитных или механических вибраторов. В процессе вибраций наблюдаются короткие замыкания вследствие прикасания электродной проволоки к наплавляемому изделию (основному металлу), а во время отрыва проволоки возникает большой силы ток и загорается электрическая дуга. При среднем значении тока Iд = 150 А экстраток достигает 1000 А.
Рис.7. Схема вибродуговой наплавки: 1 - вибрирующий наконечник, 2 - электродная проволока, 3 - деталь, 4 - наплавленный слой.
В качестве присадочного металла применяют наплавочные проволоки (одну или несколько), которые могут иметь возвратно-поступательные перемещения поперек сварочной ванны, а также электродные ленты, пластины или стержни большого сечения, иногда и трубы, которые используют для наплавки цилиндрических поверхностей. При наплавке обычно применяют флюсы АН-8, АН-22 и др.
Длительность горения дуги составляет 0,002 - 0,003 с.
Наплавочная установка состоит из вибродуговой головки, аппаратуры управления, вращателя, источника тока. Во время наплавки выполняются следующие движения: вращение наплавляемой детали, поступательное движение вибродуговой головки вдоль продольной оси наплавляемой детали, подача проволоки в зону дуги и вибрация проволоки. Питание осуществляется от выпрямителей, сварочных генераторов, а также от низковольтных трансформаторов с вторичным напряжением 12 - 16 В и более. Более высокие показатели достигаются при наплавке на постоянном токе обратной полярности. Обычно в сварочную цепь включают индуктивность, значение которой выбирают в зависимости от частоты вибрации электродной проволоки, напряжения, рода тока и других факторов. Для наплавки пригодны сварочные проволоки диаметром 0,8 - 2,0 мм. С целью защиты расплавленного металла от взаимодействия с окружающей средой наплавка ведется в струях жидкостей или защитных газов, а также под слоем флюса. Применяются водные растворы кальцинированной соды; смеси кальцинированной соды, мыла и глицерина; эмульсии глицерина.
Прерывистость процесса позволяет получать зону термического влияния малой ширины, поэтому наплавленные детали имеют весьма малые деформации, что особенно важно при наплавке сложных изделий, изготовленных с высокой точностью.
Если наплавка выполняется в струе жидкости, происходит ускоренное охлаждение наплавленного металла, поэтому он имеет повышенную твердость и износостойкость. Вибродуговая наплавка эффективна, если необходимо наплавлять слои металла небольшой толщины.
Недостатками вибродуговой наплавки являются сравнительно низкий коэффициент наплавки и невысокая производительность наплавки.
103 Перечислить основные виды разрушающего контроля.
Методы контроля с разрушением сварных соединений
К этим методам контроля качества сварных соединений относятся механические испытания, металлографические исследования, специальные испытания с целью получения характеристик сварных соединений. Эти испытания проводят на сварных образцах, вырезаемых из изделия или из специально сваренных контрольных соединений - технологических проб, выполненных в соответствии с требованиями и технологией на сварку изделия в условиях, соответствующих сварке изделия.
Целью испытаний является: оценка прочности и надежности сварных соединений и конструкций; оценка качества основного и присадочного металла; оценка правильности выбранной технологии; оценка квалификации сварщиков.
Свойства сварного соединения сопоставляют со свойствами основного металла. Результаты считаются неудовлетворительными, если они не соответствуют заданному уровню.
Механические испытания проводятся по ГОСТ 6996-66, предусматривающему следующие виды испытаний сварных соединений и металла шва: испытание сварного соединения в целом и металла разных его участков (наплавленного металла, зоны термического влияния, основного металла) на статическое растяжение, статистический изгиб, ударный изгиб, стойкость против старения, измерение твердости.
Контрольные образцы для механических испытаний выполняют определенных размеров и формы.
Испытаниями на статическое .растяжение определяют прочность сварных соединений. Испытаниями на статический изгиб определяют пластичность соединения по величине угла изгиба до образования первой трещины в растянутой зоне. Испытания на статический изгиб проводят на образцах с продольными и поперечными швами со снятым усилением шва заподлицо с основным металлом. Испытаниями на ударный изгиб, а также разрыв определяют ударную вязкость сварного соединения. По результатам определения твердости судят о структурных изменениях и степени подкалки металла при охлаждении после сварки.
Основной задачей металлографических исследований являются установление структуры металла и качества сварного соединения, выявление наличия и характера дефектов. Металлографические исследования включают в себя макро- и микроструктурный методы анализа металлов.
При макроструктурном методе изучают макрошлифы и изломы металла невооруженным глазом или с помощью лупы. Макроисследование позволяет определить характер и расположение видимых дефектов в разных зонах сварных соединений.
При микроструктурном анализе исследуется структура металла при увеличении в 50 - 2000 раз с помощью оптических микроскопов. Микроисследование позволяет установить качество металла, в том числе обнаружить пережог металла, наличие оксидов, засоренность металла шва неметаллическими включениями, величину зерен металла, изменение состава его, микроскопические трещины, поры и некоторые другие дефекты структуры. Методика изготовления шлифов для металлографических исследований заключается в вырезке образцов из сварных соединений, шлифовке, полировке и травлении поверхности металла специальными травителями. Металлографические исследования дополняются измерением твердости и при необходимости химическим анализом металла сварных соединений. Специальные испытания проводят с целью получения характеристик сварных соединений, учитывающих условия эксплуатации сварных конструкций: определение коррозионной стойкости для конструкций, работающих в различных агрессивных средах; усталостной прочности при циклических нагружениях; ползучести при эксплуатации в условиях повышенных температур и др.
Применяют также и методы контроля с разрушением изделия. В ходе таких испытаний устанавливают способность конструкций выдерживать заданные расчетные нагрузки и определяют разрушающие нагружения, т.е. фактический запас прочности. При испытаниях изделий с разрушением схема нагружения их должна соответствовать условиям работы изделия при эксплуатации. Число изделий, подвергающихся испытаниям с разрушением, устанавливается техническими условиями и зависит от степени их ответственности, системы организации производства и технологической отработанности конструкции.
К разрушающим методам контроля относятся способы испытания контрольных образцов с целью получения необходимых характеристик сварного соединения.
Эти методы могут применяться как на контрольных образцах, так и на отрезках, вырезанных из самого соединения. В результате разрушающих методов контроля проверяют правильность подобранных материалов, выбранных режимов и технологий, осуществляют оценку квалификации сварщика.
Механические испытания являются одним из основных методов разрушающего контроля. По их данным можно судить о соответствии основного материала и сварного соединения техническим условиям и другим нормативам, редусмотренным в данной отрасли.
К механическим испытаниям относят:
испытание сварного соединения в целом на различных его участках (наплавленного металла, основного металла, зоны термического влияния) на статическое (кратковременное) растяжение;
статический изгиб;
ударный изгиб (на надрезанных образцах);
на стойкость против механического старения;
измерение твердости металла на различных участках сварного соединения.
Контрольные образцы для механических испытаний варят из того же металла, тем же методом и тем же сварщиком, что и основное изделие.
В исключительных случаях контрольные образцы вырезают непосредственно из контролируемого изделия. Варианты образцов для определения механических свойств сварного соединения показаны на рис. 6.
Статическим растяжением испытывают прочность сварных соединений, предел текучести, относительное удлинение и относительное сужение. Статический изгиб проводят для определения пластичности соединения по величине угла изгиба до образования первой трещины в растянутой зоне. Испытания на статический изгиб проводят на образцах с продольными и поперечными швами со снятым усилением шва заподлицо с основным металлом.
Ударный изгиб - испытание, определяющее ударную вязкость сварного соединения. По результатам определения твердости можно судить о прочностных характеристиках, структурных изменениях металла и об устойчивости сварных швов против хрупкого разрушения. В зависимости от технических условий изделие может подвергаться ударному разрыву.
104 Перечислить основные причины возникновения пожаров.
105.Устройства и параметры выпрямителя ВД- 504 УЗ
Сварочный выпрямитель ВД-306 УЗ предназначен для питания сварочной дуги постоянным током от сети трехфазного переменного тока при ручной дуговой сварке, наплавке и резки металлов. Он состоит из трехфазного сварочного трансформатора с подвижной первичной обмоткой, выпрямительного кремниевого блока с вентилятором, пусковой и защитной аппаратуры. Все составляющие части выпрямителя смонтированы на тележке и защищены кожухом из листового металла. Сварочный выпрямитель имеет два диапазона регулирования сварочных токов. Внутри каждого диапазона плавное регулирование сварочного тока производится изменением расстояния между обмотками сварочного трансформатора. Внешние характеристики выпрямителя являются крутопадающими. Напряжение питающей сети, В - 3х380 Частота питающей сети, Гц - 50 Номинальный сварочный ток, А (при ПВ, %) - 315(60) Напряжение холостого хода, В не более
106.Как осуществляется наплавка стальных и чугунных деталей латунью?
При наплавке латуни на сталь и чугун обязательно применение флюса. Лучше всего зарекомендовал себя газообразный флюс БМ-1, который подается непосредственно в пламя. Этот процесс получил наименование газофлюсовой наплавки. При наплавке простых латуней могут использоваться те же флюсы, которые применяются и при сварке латуней. Чтобы получить эффект дополнительного флюсования, используется флюс паста № 3. Этот флюс вводится вручную. Сама наплавка ведется левым способом непрерывно или участками с обязательным перекрытием предыдущего участка на 15—20 мм.
107.В чем суть гидроиспытаний?
Давление при испытании должно контролироваться двумя манометрами. При этом выбираются манометры одного типа с одинаковыми классом точности, пределом измерения и ценой деления.
Время выдержки трубопровода и его элементов под пробным давлением должно быть не менее 10 мин.
После снижения пробного давления до рабочего производится тщательный осмотр трубопровода по всей его длине.
Разность между температурами металла и окружающего воздуха во время испытания не должна вызывать выпадения влаги на поверхностях объекта испытаний. Используемая для гидроиспытания вода не должна загрязнять объект или вызывать интенсивную коррозию.
4.12.8. Трубопровод и его элементы считаются выдержавшими гидравлическое испытание, если не обнаружено: течи, потения в сварных соединениях и в основном металле, видимых остаточных деформаций, трещин или признаков разрыва.
108 Принцип работы керосинореза?
Устройство и принцип работы керосинореза
В керосинорезе (оборудование для резки металла) в качестве горючего используют пары керосина. Керосин поступает через вентиль и асбестовую оплетку, где испаряется в результате нагрева пламенем подогревающего сопла. Кислород по трубке через вентиль, инжектор поступает в головку, где смешивается с парами керосина. Горючая смесь выходит наружу через кольцевой канал между мундштуками, образуя подогревающее пламя. Мощность и состав пламени регулируют вентилем подогревающего кислорода и маховичком для регулирования подачи керосина, изменяющим и положение инжектора в смесительной камере.
Режущий кислород проходит через вентиль по трубке в головку и в центральный канал мундштука. В рукоятке размещены трубки подвода керосина и кислорода. Основные неполадки инжекторного резака, их причина и способы устранения. К ним относятся: 1) отсутствие подсоса газа; 2) обратный удар; 3) пропуски газа в соединениях 4) перекос пламени, по следующим причинам: а) засорение канала горючей смеси (пламя похоже на метлу); б) заусенцы на цилиндре внутреннего мундштука или на стенках канала наружного мундштука или царапины на них.
Для их устранения надо прочистить канал деревянной, алюминиевой или медной иглой (ни в коем случае не швейной иглой или булавкой), удалить заусенцы, отполировать с мелом цилиндр внутреннего мундштука или стенки отверстия наружного мундштука; 5) непрерывные хлопки зажженного резака при пуске струи режущего кислорода из-за плохого уплотнения внутреннего мундштука, задиров, забоин или царапин на внутренних поверхностях мундштуков.
Для их устранения надо подтянуть внутренний мундштук, зачистить задргры или забоины на уплотнительных поверхностях головки и мундштуков, притереть с мелом или заменить детали; 6) подогревающее пламя меняет форму из-за воды в рукаве; или когда мундштуки собраны с перекосом; 7) поворот шпинделя вентиля требует приложения значительного усилия, если сильно затянута сальниковая гайка, цилиндрическая часть шпинделя согнута, на резьбе шпинделя или резьбе сальниковой гайки задиры, на резьбе шпинделя или резьбе корпуса задиры или забоины, кожаные кольца сильно сжаты сальниковой гайкой.
Следует ослабить сальниковую гайку, проверить герметичность соединения или заменить его новым, исправить резьбу шпинделя и гайки, обезжирить, нанести смазку ЦИАТИМ-221 к собрать вентиль.
109. Устройство и параметры подающего механизма для сварки в защитных газах.
110 Необходимо учитывать следующие особенности меди и ее сплавов, влияющие на технологию сварки.
Особенности меди
1. В связи с высокой температурой и теплопроводностью, затрудняющими локальный разогрев, требуются более концентрированные источники нагрева и повышенные режимы сварки. Однако в связи со склонностью меди к росту зерна при сварке многослойных швов металл каждого прохода для измельчения зерна проковывают при температурах 550-800 град. С.
2. Легкая окисляемость меди при высоких температурах приводит к засорению металла шва тугоплавкими окислами. Закись меди растворима в жидком металле и ограниченно - в твердом. С медью закись образует легкоплавкую эвтектику Си-Си2О (температура плавления 1064 град. С), которая сосредоточивается по границам зерен и снижает пластичность меди, что может привести к образованию горячих трещин. Необходимо введение энергичных раскислителей - фосфора, марганца, кремния и др. при ограничении содержания кислорода до 0,03%; в особо ответственных конструкциях (например, судовые трубопроводы, сосуды и т. п.) содержание кислорода допускается не более 0,01%.
3. При сварке латуней возможно испарение цинка (температура кипения 907 град. С, т. е. ниже температуры плавления меди). Образующийся окисел цинка ядовит, поэтому при сварке требуется хорошая вентиляция. Испарение цинка может привести к пористости металла шва. Это осложнение удается преодолеть предварительным подогревом металла до температуры 200 -300 град. С и повышением скорости сварки, уменьшающим растекание жидкого металла и испарение цинка.
111 Контроль качества сварных соединений рентгеновским и гамма-излучением является наиболее распространенным методом. Он позволяет выявлять внутренние дефекты, определять их местоположение без разрушения контролируемых изделий. Рентгеновское и гамма-излучение представляют собой коротковолновые электромагнитные колебания, но с различной длиной волны. Источником рентгеновского излучения является рентгеновская трубка представляющая собой стеклянный баллон с высоким вакуумом внутри. В баллоне имеются два электрода — анод 3, соединенный с положительным полюсом высоковольтного генератора, и катод 1, соединенный с отрицательным полюсом. Катод рентгеновской трубки, представляющий собой спираль из вольфрамовой проволоки, является источником свободных электронов, необходимых для получения рентгеновского излучения. Ток, проходя через катод, нагревает его до температуры 2000—2400° С, при которой возникает эмиссия электронов с поверхности катода. Поток отрицательно заряженных электронов 2 притягивается положительно заряженным анодом. Зона анода, о которую ударяются электроны, называется фокусным пятном. Анод трубки, представляющий собой охлаждаемую вольфрамовую пластину, является источником рентгеновского излучения.
Рентгеновские аппараты состоят из высоковольтного трансформатора с выпрямительным устройством (или без него), пульта управления с измерительными приборами и устройства для регулирования напряжения и тока трубки. Промышленностью выпускаются портативные переносные рентгеновские аппараты РУП-120-5-1, ИРА-1Д, ИРА-2Д, РУП-200-20-5.
112. Электросварочная установка на все время работы должна быть заземлена. Помимо заземления основного электросварочного оборудования в сварочных установках надлежит непосредственно заземлять тот зажим вторичной обмотки сварочного трансформатора, к которому присоединяется проводник, идущий к изделию (обратный проводник). Сварочные генераторы и трансформаторы, а также все вспомогательные приборы и аппараты к ним, устанавливаемые на открытом воздухе, должны быть в закрытом или защищенном исполнении с противосыростной изоляцией и устанавливаться под навесами из несгораемых материалов. Температура нагрева отдельных частей сварочного агрегата (трансформаторов, подшипников, контактов вторичной цепи и др.) не должна превышать 75 °С. При проведении электросварочных работ в пожароопасных помещениях и сооружениях обратный провод от свариваемого изделия до источника тока выполняется только изолированным проводом, причем по качеству изоляции он не должен уступать прямому проводу, присоединяемому к электрододержателю.
Установка для ручной сварки должна снабжаться рубильником или контактором (для подключения источника сварочного тока к распределительной цеховой сети), предохранителем (в первичной цепи) и указателем величины сварочного тока (амперметром или шкалой на регуляторе тока). Однопостовые сварочные двигатели-генераторы и трансформаторы защищаются предохранителями только со стороны питающей сети. Установка предохранителей в цепи сварочного тока не требуется.
113. Устройства и параметры ТД-205У2
Трансформатор сварочный для ручной дуговой сварки штучным электородом ТДМ-205 У2 Предназначен для ручной дуговой сварки переменным током штучными покрытыми электродами низкоуглеродистых и низколегированных сталей. Трансформатор представляет собой переносную или передвижную установку с естественной вентиляцией в однокорпусном исполнении с пределами регулирования сварочного тока от 40-200А. Обмотки медные или алюминиевые. Вариант подключения к сети 220В или 220/380В.
Т-трансформатор, Д-дуговой, 200-ампер, 5-модификация, У-для умеренного климата, 2(-для прицепов, кузовов) категория размещения.
114. При короткой, дуге около шва образуется небольшое количество мелких капель металла, электрод плавится спокойно, давая равномерный - пучок искр, глубина проплавления свариваемого металла получается больше.
Длинная дуга не обеспечивает достаточной глубины проплавления основного металла, а электродный металл при плавлении окисляется и сильно разбрызгивается; в результате получается неровный шов с большим количеством включений окислов.
115. аплывы образуются в результате натекания жидкого металла на поверхность холодного основного металла без сплавления с ним. Они могут быть местными - в виде отдельных застывших капель, а также иметь значительную протяженность вдоль шва. Чаще всего наплывы образуются при выполнении горизонтальных сварных швов на вертикальной плоскости. Причины образования наплывов - большой сварочный ток, слишком длинная дуга, неправильный наклон электрода, большой угол наклона изделия при сварке на спуск. При выполнении кольцевых швов наплывы образуются при недостаточном или излишнем смещении электрода с зенита. В местах наплывов часто могут выявляться непровары, трещины и др.
Подрезы представляют собой продолговатые углубления (канавки), образовавшиеся в основном металле вдоль края шва. Они возникают в результате большого сварочного тока и длинной дуги. Основной причиной подрезов при выполнении угловых швов является смещение электрода в сторону вертикальной стенки. Это вызывает значительный разогрев металла вертикальной стенки и его стекание при оплавлении на горизонтальную стенку. Подрезы приводят к ослаблению сечения сварного соединения и концентрации в нем напряжений, что может явиться причиной разрушения.
Прожоги - это сквозные отверстия в шве, образованные в результате вытекания части металла ванны. Причинами их образования могут быть большой зазор между свариваемыми кромками, недостаточное притупление кромок, чрезмерный сварочный ток, недостаточная скорость сварки. Наиболее часто прожоги образуются при сварке тонкого металла и выполнении первого прохода многослойного шва. Прожоги могут также образовываться в результате недостаточно плотного поджатая сварочной подкладки или флюсовой подушки.
Непроваром называют местное несплавление кромок основного металла или несплавление между собой отдельных валиков при многослойной сварке. Непровары уменьшают сечение шва и вызывают концентрацию напряжений в соединении, что может резко снизить прочность конструкции. Причины образования непроваров - плохая зачистка металла от окалины, ржавчины и загрязнений, малый зазор при сборке, большое притупление, малый угол скоса кромок, недостаточный сварочный ток, большая скорость сварки, смещение электрода от центра стыка. Непровары выше допустимой величины подлежат удалению и последующей заварке.
Трещины, также как и непровары, являются наиболее опасными дефектами сварных швов. Они могут возникать как в самом шве, так и в околошовной зоне и располагаться вдоль или поперек шва. По своим размерам трещины могут быть макро- и микроскопическими. На образование трещин влияет повышенное содержание углерода, а также примеси серы и фосфора.
Шлаковые включения , представляющие собой вкрапления шлака в шве, образуются в результате плохой зачистки кромок деталей и поверхности сварочной проволоки от оксидов и загрязнений. Они возникают при сварке длинной дугой, недостаточном сварочном токе и чрезмерно большой скорости сварки, а при многослойной сварке - недостаточной зачистке шлаков с предыдущих слоев. Шлаковые включения ослабляют сечение шва и его прочность.
Газовые поры появляются в сварных швах при недостаточной полноте удаления газов при кристаллизации металла шва. Причины пор - повышенное содержание углерода при сварке сталей, загрязнения на кромках, использование влажных флюсов, защитных газов, высокая скорость сварки, неправильный выбор присадочной проволоки. Поры могут располагаться в шве отдельными группами, в виде цепочек или единичных пустот. Иногда они выходят на поверхность шва в виде воронкообразных углублений, образуя так называемые свищи. Поры также ослабляют сечение шва и его прочность, сквозные поры приводят к нарушению герметичности соединений.
116. Для выполнения сварки сварщик обеспечивается специальной одеждой, приспособлениями, инструментом и другими принадлежностями. Сварщик должен быть одет в специальную одежду ( сварочные костюмы ) из огнестойкого материала.
Несмотря на разнообразие форм этих костюмов, все они подчиняются единым требованиям, установленным на основании условий выполнения сварочных работ.
Одежда сварщиков должна быть без манжет. Брюки заправлены поверх ботинок, чтобы в них не попадали брызги расплавленного металла. Опыт показывает, что куртка и брюки удобнее, чем комбинезон.
Для защиты головы сварщика от попадания брызг во время сварки используется головной убор. Для защиты рук от брызг и теплового излучения - брезентовые или кожаные рукавицы.
При работе сварщиков на открытых площадках зимой при низких, температурах применяются специальные костюмы с электроподогревом. В таких костюмах подогревающим устройством служит электропроводная подкладка. Питание энергией костюма осуществляется, от гальванического элемента или непосредственно от сети через подающий напряжение трансформатор.
Разработаны также специальные костюмы с принудительным охлаждением для работы сварщиков в зоне высоких температур (до 250°С), где по условиям технологии сварки свариваемому изделию дается предварительный подогрев.
Щитки и шлемы сварщика
Для защиты лица сварщика от воздействия лучей сварочной дуги и брызг расплавленного металла применяют щитки, шлемы (маски). Щитки и шлемы изготавливаются из фибры или специально обработанной фанеры. Вес их не должен превышать 0,6 кг. В щиток или маску вставляются светофильтры, удерживаемые рамкой размером 120 х 60 мм.
Защитные светофильтры имеют различную плотность. Наиболее темное стекло имеет марку ЭС-500 и применяется при сварке на токах до 500 А, среднее ЭС-ЭОО - для сварки на токах до 300 А, более светлое стекло ЭС-100 для сварки на токах 100 А и менее. Снаружи светофильтр защищен от брызг прозрачным стеклом, которое обычно сменяют 3-4 раза в месяц.
117. ВДУ-401У2 предназначен для ручной дуговой сварки покрытыми электродами на постоянном токе, комплектации полуавтоматов и автоматов для сварки изделий из стали в среде защитных газов на постоянном токе. Является регулируемым тиристорным выпрямителем с жесткой или падающей внешней характеристикой. В-выпрямитель, д –для дуговой сварки, у – универсальный,
400 ампер, 1-модернизация, у-умеренный климат, 2- категория размещения
118. Сущность этого способа резки заключается в выплавлении металла по линии реза угольной дугой, горящей между концом угольного электрода и металлом, и принудительном удалении расплавленного жидкого металла струей сжатого воздуха. Воздушно-дуговая резка применяется в основном при резке углеродистых сталей, цветные металлы и чугун поддаются воздушно-дуговой резке хуже, чем стали. Воздушно-дуговая резка используется при обрезке прибылей от литья, удаления дефектных мест сварных швов.
Недостатком этого способа резки является науглероживание поверхностного слоя металла.
Воздушно-дуговая резка в основном выполняется вручную, однако для поверхностной воздушно-дуговой резки применяется полуавтомат ПДВ-2-67 . В качестве источников питания используются сварочные генераторы ПСО-500, ПС-500, сварочный выпрямитель ВКС-500. Для подачи воздуха используют компрессоры производительностью 20—30 м3/ч.
Качество резки во многом зависит от квалификации резчика. Резак во время резки должен передвигаться равномерно, электрод не должен касаться металла, так как это приводит к местному науглероживанию.
Для воздушно-дуговой резки применяют угольные или графитовые электроды. Графитовые электроды более стойки, чем угольные. По форме электроды бывают круглыми и пластинчатыми.
119. Все отклонения от технологических параметров, вызванные небрежностью в работе, нарушением режимов и внешними причинами, часто не зависящими от сварщика, могут привести к возникновению дефектов в сварочном шве и околшовной зоне, попадающей в область термического воздействия. К дефектам приводит и нарушение технологических приемов как самого процесса сварки, так и некачественная подготовка, неисправность оборудования, отклонения от норм качества сварочных материалов, влияние погодных условий, низкая квалификация сварщика.
Возникновение дефектов часто связано с металлургическими и тепловыми явлениями, возникающими в процессе образования сварочной ванны и ее кристаллизации (горячие и холодные трещины, поры, шлаковые включения и т.д.; Эти дефекты снижают прочность и надежность сварного соединения, его герметичность и коррозионную стойкость. Все это может оказать значительное влияние на эксплуатационные возможности всей конструкции и даже вызвать ее разрушение.
120. Проверить исправность электросварочной аппаратуры и электроизмерительных приборов, электропроводку,наличие и исправность заземления электрических машин и трансформаторов.Не располагать сварочные передвижные машины в загроможденных местах. Машины должны быть установлены так, чтобы можно было свободно подойти к ним. Перед сваркой сосудов (цистерн ,бочек и т.п.), в которых находилось горючее (бензин, керосин, мазут, масло и т.п.), потребовать ,чтобы эти сосуды тщательно промыли горячей водой, продули паром, просушили и проветрили. Сваривать такие сосуды можно только выполнения указанных работ и с разрешения мастера.Проверить, чтобы электродержатель имел хорошо изолированную ручку и надежный контакт с проводом; провода имели ненарушенную изоляцию, а корпус сварочной машины и зажим обратного провода были надежно заземлены.Проверить наличие и исправность защитных кожухов на рубильниках и предохранителях. Рубильник включать и выключать быстро.
Во время работы сварщик должен Следить,чтобы руки, обувь и одежда были всегда сухими,так как может произойти электротравма.
Электросварочные работы производить стоя на резиновом коврике или в галошах.
Следить, чтобы провода не находились в воде. Нельзя произво¬дить электросварочные работы в сырых помещениях, а в дождливую погоду без устройства навеса.
При выполнении электросварочных работ сварщики должны быть обеспечены брезентовыми куртками, брюками, ботинками с глухим верхом и брезентовыми рукавицами. При потолочной сварке, кроме того, сварщик дол¬жен работать в брезентовых нарукавниках, при сварке цветных металлов и сплавов, содержащих цинк, медь, свинец - в респираторе с химическим фильтром.
Для защиты лица и глаз от действия лучей электрической дуги сварщик должен пользоваться маской или щитком с защитными стеклами (светофильтрами) различной прозрачности в зависимости от величины сварочного тока: Э-1, Э-2, Э-3, Э-4, в соответствии с ГОСТ. Для сохранения светофильтров от брызг расплавленного металла и загрязне¬ния, перед ними должны вставляться бесцветные стекла (типа оконного). Запрещается замена светофильтров стеклами, изготовленными путем наруж¬ной наводки; бесцветные стекла по мере их загрязнения должны заменять¬ся.Щитки и маски должны полностью удовлетворять требованиям ГОСТ.
Подручные электросварщиков и другие рабочие, работающие совместно с электросварщиками, в зависимости от условий работы, должны быть обеспечены щитками или масками,либо очками со стеклами В-1,В-2, В-3.