Оборудование и материалы
1. Установка УПС - 301 для плазменной сварки.
2. Плазмотрон.
3. Баллоны с аргоном и углекислым газом
4. Стальные пластины толщиной 10÷16 мм.
Порядок выполнения работы
1 .Подготовить к работе установку для плазменной сварки УПС-301 в соответствии с инструкцией по эксплуатации. Присоединить через редукторы к соответствующим штуцерам баллоны с аргоном и углекислым газом.
2. Изучить по чертежам и визуально конструкцию плазмотрона для плазменной сварки. Дополнительно ознакомиться с конструкцией термохимических катодов.
З. Установить на плазмотроне сменное сопло диаметром dс = 1мм. В качестве плазмообразующего газа использовать аргон. С помощью осциллятора возбудить и наблюдать дежурную дугу. Подвести сопло плазмотрона на расстояние 15 мм от стальной пластины и возбудить плазменную дугу. Установить значение ее тока 100 А. Зафиксировать напряжение на плазменной дуге и записать в таблицу 9.
4. Опыт по п.3 повторить для диаметров сопла 1,5 и 2 мм.
5. По данным таблицы 9 построить график функции U=f (dс).
6. Установить на плазмотроне сменное сопло диаметром dс = 2мм. Дополнительно к аргону подключить к системе газоснабжения углекислый газ. Установить концентрацию углекислого газа в смеси с аргоном N=5 %. Возбудить плазменную дугу и при токе 100 А зафиксировать напряжение на дуге и записать в таблицу 9.
7. Опыт по п.6 повторить для концентрации углекислого газа 10%. По данным таблицы 9 построить график функции U=f(N).
Таблица 9
Результаты эксперимента (I = 100 A)
№ опыта |
Диаметр сопла, мм |
Состав плазмообразующего газа |
U, В |
1 2 3 4 5
|
1,0 1,5 2,0 2,0 2,0
|
Ar Ar Ar Ar+5% СО2 Ar+10% СО2
|
|
Содержание отчета
1. Цель работы.
2. Схема плазмотрона прямого действия.
3. Методика эксперимента.
4. Заполненная таблица 5.
5. Графики функций U=f (dc) и U=f ( N ).
6. Краткие выводы.
Контрольные вопросы
1. Что называется плазменной дугой? Чем она отличается от свободной?
Порядок возбуждения плазменной дуги прямого действия
За счет чего достигается высокая концентрация энергии в столбе дуги?
Лабораторная работа №7
Экспериментальное определение
Термического цикла сварки
Цель работы
Ознакомление с методикой экспериментального построения графика термического цикла сварки
Теоретическое введение
В нагретых теплотой сварочной дуги зонах основного металла, прилегающих ко шву, происходят фазовые и структурные изменения – рекристаллизация, рост зерна, аустенизация, превращения аустенита при охлаждении (ферритное, перлитное, бейнитное, мартенситное), отпуск закалочных структур. Для управления этими процессами необходима информация об изменении температуры во времени в заданной точке сварного соединения (термическом цикле сварки).
При установившемся температурном поле термические циклы точек, расположенные на одинаковом расстоянии от траектории источника, одинаковы , но смещены во времени (рис.15а). Термические циклы точек, расположенных на разных расстояниях от оси шва, различаются между собой. В более дальних точках максимум температуры меньше и достигается он позже, а скорости нагрева и охлаждения меньше по абсолютной величине (рис. 15б).
Рис. 15. Термические циклы точек сварного соединения
По графику термического цикла, полученному расчетным путем или экспериментально, легко можно определить следующие важные параметры, необходимые для анализа фазовых и структурных превращений в зоне термического влияния (рис. 156):
T
Tmax
T1
T2
t
tн
tохл
t1
t2
Рис. 16. Параметры термического цикла
1.Максимальная температура в точке Tmax.
2. Время пребывания t1 при заданной температуре T1<Tmax.
3.Скорость нагрева н и охлаждения охл в заданном температурном интервале Т1 – Т2 .
н = (Т1 - Т2 )/tн ; охл = (Т2 - Т1 )/tохл . (11)
Аналитическое решение задачи построения графика термического цикла и расчета его параметров сопряжено с определенными вычислительными трудностями и отличается большой неточностью, вызванной приближенным характером расчетных формул. Экспериментальное построение графика термического цикла легко осуществляется путем записи сигнала термопары, помещенной в исследуемую точку.