6. Контрольні питання

1. Вкажіть суть і особливості зварювання під флюсом.

2. Вкажіть, марки зварювального дроту і флюсу для зварювання і принцип їх вибору.

3. Назвіть параметри режиму зварювання під флюсом.

4. Як впливають на форму шва основні параметри режиму зва­рювання?

5. Вкажіть основні елементи технології зварювання під флю­сом.

6. Назвіть основні вузли зварювального автомата ТС-17МУ і їх призначення.

7. В чому полягає перевага і недолік автоматичного зварювання під флюсом?

8. Які види дефектів зварних з’єднань Ви знаєте? Вкажіть причини їх виникнення.

9. Які джерела живлення використовують при автоматичному зварюванні під флюсом по виду струму і потужності?

10. Вкажіть основні техніко-економічні показники автоматичного зварювання під флюсом.

Лабораторна робота № 4 Зварювання в середовищі захисних газів. Дослідження параметрів режиму і їх впливу на формування шва

1. Мета і завдання роботи

1.1 Вивчити роботу і будову о6ладнання для зварювання в середовищі захисних газів.

1.2. Ознайомитися з технологією зварювання в середовищі захисних газів.

1.3. Дослідити залежність геометричних розмірів шва від параметрів режиму зварювання.

1.4.Визначати коефіцієнти розплавлення, наплавки і втрат електрод­ного металу в залежності від величина зварювального струму.

В результаті виконання лабораторної роботи студенти повинні ЗНАТИ:

- марки і призначення зварювальних матеріалів;

- особливості фізико-металургійних процесів при зварюванні з захисних газах; .

- вимоги до зварювальних матеріалів;

- технологію зварювання в захисних газах;

- будову і роботу обладнання для зварювання в середовищі захисних газів;

ВМІТИ:

- зібрати зовнішню електричну схему установки і підготувати її до роботи;

- підібрати режим зварювання;

- відрегулювати обладнання на заданий режим зварки;

- зварити контрольний шов;

- визначити коефіцієнт розплавлення, наплавки і втрат електродного металу;

- за результатами роботи зробити висновки про вплив параметрів ре­жиму зварювання на формування і якість шва.

2. Теоретичні основи

Примінення захисних газів почалося разом з винаходом дугового зварювання, але при ручному зварюванні штучним електродом позитивних результатів одержати не вдалося, тому захисні гази - використовують лише при механізованому зварюванні.

Спосіб газового захисту полягає в тому що з зону дуги безперервно подається струмінь захисного газу, менш шкідливого, ніж повітря, яке викликає хрупкість наплавленого металу.

На початку 50-х років групою працівників ЦНДІТМашу під керівництвом К.В. Лобавського був розроблений важливий промисловий спосіб зварювання у вуглекислому газі, який отримав широке розповсюдження в багатьох країнах світу.

Вуглекислий газ, забезпечуючи захист зварювальної ванни від впливу повітря, разом з тим є окислюючим середовищем в результаті дисоціації в зоні високих температур дуги:

Витрата енергії на дисоціацію газу складає 20-25% від загальних витрат енергії в дузі.

В такому випадку не дивлячись на надійний захист зварювальної ванни від азоту повітря, виникає необхідність запобігання окислення металу і вигорання вуглецю, кремнію, марганцю і інших легуючих елементів, як це має місце при зварюванні вуглецевим дротом типу С8-08.

Окислення заліза з області високих температур в зварювальній ванні може відбуватися двома шляхами: безпосередньо вуглекислим газом і киснем, що утворюється в результаті дисоціації, а також випадково попадаючим в зварювальну ванну:

Утворений окис заліза в рідкому металі ванни реагує з елементами і утворюватися з ними шлаки і гази.

При зварюванні в середовищі вуглекислого газу в швах можуть утворюватися газові пори.

Для запобігання пороутворення при зварюванні в СО2 в зварювальну ванну вводять розкислювачі або через зварювальний дріт, або через спеціальний захисно-легуючий флюс. При зварюванні в середовищі СО2 використовують зварювальний дріт з підвищеним вмістом марганцю і кремнію типу СВ-08ГСА, СВ-08Г2СА і ін.

Механічні властивості зварювальних об’єднань, виконаних в середовищі вуглекислого газу, не поступаються властивостям з'єднань зварених під флюсом.

Процес зварювання плавким електродом у вуглекислому газі характеризуються слідуючими особливостями:

1. Для забезпечення стабільності горіння дуги, зменшення розбризкування і покращення формування шва необхідно, щоб розплавлений метал переходив з електроду в зварювальну ванну у вигляді дрібних капель.

Використання для зварювання тонкого дроту (0,8-2мм) і високої струму (75-300 А/мм2) забезпечує дрібно-крапельний перенос.

2.В даний час використовується зварювання постійним струмом на оберненій полярності, при якій забезпечується стабільне горіння дуги, зменшується розбризкування металу і якісне формування шва.

Пряму полярність застосовують при наплавочних роботах і виправленні дефектів лиття.

Найбільша стабільність, зварювання забезпечується при використанні джерел живлення з жорсткою і зростаючою характеристикою (ПСГ-350, ПСГ-500 і ін..)

3. Продуктивність процесу зварювання на оберненій полярності вища ніж продуктивність зварки під флюсом.

4. При зварюванні на прямій полярності коефіцієнт наплавки зростає, а глибина проплавлення зменшується. В результаті цього доля основного металу в шві значно менша.

5. Збільшення напруги на дузі приводить до зменшення коефіцієнтів розплавки і наплавки за рахунок росту втрат тепла подовженою дугою і втрат металу на збільшення вигорання і розбризкування. При цьому поліпшується хімічний склад наплавленого металу внаслідок вигорання легуючих елементів і насичення металу киснем і азотом.

6. Із збільшенням втрат газу коефіцієнти розплавлення і наплавки знижуються за рахунок інтенсивного охолодження дуги. При зварюванні застосовують витрати газу 900-1500 л/год.

7. Із збільшенням вильоту електроду зростає продуктивність зварювання за рахунок - попереднього підігріву електродного дроту струмом. При цьому може погіршуватися захист зони зварювання газу.

Переваги зварювання в СО2 висока продуктивність, низька вартість, невелика чутливість до ржавіння, можливість спостереження за процесом зварювання, можливість автоматичного і напівавтоматичного зварювання без застосування будь-яких флюсо (метало) утримуючих пристроїв.

До недоліків зварювання в СО2 можна віднести необхідність захисту робочих від випромінювання дуги, очистки сопла пальника від крапель металу, менш рівна поверхня шва, при зварюванні під флюсом і можливість зварювання лише постійним струмом.

Установка для зварювання в атмосфері вуглекислого газу складається з газелектричного пальника, механізму подачі електродного дроту, апаратної шафи(шафи управління), джерела живлення зварювальним струмом, балона з вуглекислотою, підсушувача газу, редуктора і витратоміра (ротаметра).

В трубопровідному будівництві використовують напівавтомати і автомати для зварювання плавлячим електродом типу А-537, А-547Р, А-547, А-1197, А-1230М, СГУ-301 і ін..

Зварювальний струм визначають за формулою:

- діаметр електродного дроту,мм;

Напруга на дузі при газоелектричному зварюванні:

Зварювання проводять короткою дугою. Довжина дуги при струмах 230-500 А новина бути в межах1.5-4мм.

Відстань від сопла до зварюваного металу підтримують в межах 18-25мм. При цьому забезпечується надійний захист і не значне забризкування сопла.

Тиск вуглекислого газу встановлюють рівним 0.1-0.2 Мпа, витрати газу при нормальних умовах 15-20л/хв.

При автоматичному режимі зварювання в середовищі вуглекислого газу зварювальний струм визначають за формулою:

- коефіцієнт розплавлення електродного дроту, г/А год;

- коефіцієнт теплопровідності сталі, 1/0С;

- температура нагріву виліту електроду;

- виліт електроду, мм;

- діаметр електродного дроту, мм;

Швидкість подачі електродного дроту визначається за формулою:

, см/с

- площа поперечного перерізу електродного, дроту, ом2;

- густина наплавленого металу,г/см3.