6.3 Оснащення роботи
Стикова зварювальна машина, точкова зварювальна машина, шовна зварювальна машина, пруткова сталь діаметром 10-30 мм довжиною 50 - 100 мм, пластини з маловуглецевої сталі товщиною 1-3 мм.
6.4 Методика проведення роботи
Ознайомитись з будовою і роботою стикової, точкової і шовної (роликової) зварювальних машин. Визначити необхідні режими точкового зварювання - товщину зварюваного металу S, діаметр електрода, величину зварювального струму Iзв, тривалість вмикання зварювального трансформатора, силу стиснення Р.
Зварити на стиковій машині у стик два пруткових зразка. Провести зварювання стальних штаб внапусток на точковій зварювальній машині.
6.5 Техніка безпеки
Починати роботу тільки після інструктажу з техніки безпеки в лабораторії зварювання.
Забороняється доторкатися незахищеними руками до струмонесущих частин зварювальних машин.
При ураженні струмом необхідно терміново відключити електричний струм, надати першу допомогу потерпілому і викликати лікаря.
6.6 Інформація до складання звіту
У підрозділі «Теоретична інформація» приведення рисунків 5.1 – 5.3 обов’язкове.
У підрозділі «Дані виконання роботи» зробити ескіз зразків, які зварюються, та визначити режими зварювання: de, Iзв, Р.
6.7 Питання для самостійної підготовки
Яка фізична суть контактного зварювання?
Які існують види контактного зварювання?
Чим відрізняється стикове зварювання оплавленням від зварювання опором?
Від чого залежить величина струму при контактному зварюванні?
З яких основних частин складається контактна зварювальна машина?
Які матеріали добре зварюються на контактних зварювальних машинах?
Яка фізична суть точкового зварювання?
Що таке шовне зварювання?
Лабораторна робота №7 Прокатка металів
7.1 Мета роботи
Ознайомитись з технологією та оснасткою прокатного виробництва
7.2 Теоретична інформація
Прокаткою називається вид обробки тиском, при якому процес деформації металу здійснюється здавлюванням його між обертовими циліндрами (валками). При прокатці метал, що здавлюється витягується в поздовжньому напрямку, стискаючись у вертикальному і розширюється в поперечному напрямках. Внаслідок виникнення тертя між металом, що прокатується і валками останні одночасно з деформуванням здійснюють подачу метала до тих пір, поки вся заготовка не пройде через зазор між валками.
Остаточні розміри і форма поперечного перерізу, отриманого прокаткою виробу, визначаються профілем отвору між стискаючими метал валками.
Зважаючи на безперервність процесу при великих його швидкостях прокатка є високопродуктивним методом обробки металів тиском. Прокаткою обробляються сталь, кольорові метали та їх сплави.
Прокатка носить назву поздовжньої, якщо заготовка рухається в напрямку, перпендикулярному до осей валків і поперечної – при русі заготовки уздовж осей валів.
Як видно зі схеми
(рис. 7.1), два валки, встановлені на
відстані h (щілина), обертаючись в різні
сторони, захоплюють завдяки тертю
заготовку, що має висоту H, яка проходить
між валками по напрямку стрілки. У
процесі проходу між валками висота
заготовки H зменшується до h, а довжина
її збільшується. Величина H-h називається
абсолютною величиною стиснення, а
відношення 
– ступенем обтиснення, або відносним
обтисненням.
При всіх схемах прокатки метал піддається деформації тільки на деякій ділянці, який у міру обертання валків і руху заготовки вперед ніби переміщається по металу, що прокочується. У процесі прокатки зменшується товщина заготовки при одночасному збільшенні її довжини і ширини. Площа поперечного перерізу заготовки в результаті прокатки завжди зменшується. Відношення отриманої довжини l до первісної l0 (дорівнює відношенню первісної площі поперечного перерізу F0 до отриманої F) називається витяжкою:
Ця величина є однією з основних кількісних характеристик деформації при прокатці і складає зазвичай 1,1 - 1,6 за прохід, але може бути і більше.
Валки для прокатки виготовляються з вибіленого чавуну, вуглецевої і легованої сталі або з високоміцного чавуну. Вони бувають гладкими (рис. 7.1, а) або каліброваними (рис. 7.1, б), тобто мають струмки відповідного профілю (струмком називається профіль вирізу на бічній поверхні валка; калібром називається профіль, що складається зі суміжних струмків двох валків).
Для зменшення кількості пропусків калібрування валків проводиться з урахуванням найбільшого стиску при кожному пропуску. Попереднє обтиснення виробляється в обтиску і чорнових струмках, а остаточний профіль прокату отримують в чистових струмках. Призначення чорнових струмків – отримати заготовку майже готового профілю для збереження чистового (оздоблювального) струмка від швидкого зносу. Калібри послідовно використовуваних обтискних струмків для скорочення кількості проходів між валками, а також щоб уникнути витікання металу зі струмка в зазор між валками роблять з різко відмінною один від одного формою.
Рисунок 7.1 – Схема процесу прокатки (а); валки гладкі (б); валки калібровані (в) (цифрами позначені калібри).
Підбір комбінації профілів обтискних струмків для отримання заданого профілю за найменше число проходів і розрахунок їх розмірів називається калібруванням валків.
Група валків, встановлених в станині, утворює так звану кліть. Кілька обладнаних спеціальними допоміжними пристроями і з'єднаних між собою клітей складають прокатний стан.
Стани в залежності від виготовленої продукції бувають листопрокатні (виробництво балок, прутків, смуг), трубопрокатні (виробництво труб), рейкобалкові та спеціальні.
Прокатні стани відрізняються також залежно від того, в якому стані обробляється метал – в гарячому або холодному.
Залежно від кількості валків прокатні стани бувають двохвалкові, тривалкові і багатовалкові. Стани називаються реверсивними, якщо прокатка проводиться як в одному, так і в зворотному напрямках.
Конструктори створили багато прокатних станів з високою продуктивністю і дуже великою швидкістю прокатки. Стан для прокатки тонкої стрічки може видавати до 35 м готової продукції в секунду. Метал рухається тут зі швидкістю 125 км/год.
Прокатні стани великої потужності, призначені для попередньої обжимки великих злитків, нзиваются блюмінгами і слябінгами. Бюмінги з діаметром валків від 840 до 1150 мм дозволяють отримувати продукцію у вигляді обтиснутих злитків з перізом від 140х140 до 450х450 мм. Такі обтиснуті злитки квадратного перетину (блюми) важать від 10 до 12 т і більше.
Слябінгами називаються потужні стани для прокатки листових заготовок товщиною до 250 мм і довжиною до 5 м. Як блюмінги, так і слябінги мають велику продуктивністю – 1,5-2 млн. т злитків в рік.
Необхідність отримання великих злитків пояснюється тим, що зростаюча потреба в металі змушує збільшувати розміри мартенівських печей, розливання сталі з великих печей в дрібні виливниці супроводжується труднощами і невигідна економічно.
Сортамент прокату. Метал, що піддається обробці прокаткою, називається прокатом. Прокат ділиться на наступні основні види: листовий, сортовий і трубний.
Листовий прокат розрізняється:
За якістю вихідного матеріалу, тобто залежно від того, яка сталь піддається прокатці, – звичайна або підвищеної якості;
За способом виготовлення – прокаткою в гарячому або в холодному стані;
За товщиною листів: тонкий листовий прокат (до 4 мм) або товстий (більше 4 мм);
По обробці поверхні – глянсовий, матовий або полірований з покриттями.
З сталевого листового прокату найбільш широко застосовують такі види сталі:
Сталь листова покрівельна в відпаленого стані;
Сталь листова декапирована, тобто м'яка і пластична, з підвищеним опором корозії після відпалу і травлення, уживана як замінник кольорових металів;
Сталь чорна полірована – після відпалу і поліровки, застосовувана як облицювальний матеріал;
Біла жерсть – тонкі листи м'якої сталі, покриті оловом.
Сортовий прокат розрізняють за формою і розмірами поперечного перерізу, по обробці поверхні і термічній обробці, якій піддавався даний вид прокату, тобто відпалений прокат, без відпалу, нормалізований і т.д.
З сортового прокату найбільш широко застосовують:
рейки і швелери (крупний сорт);
балки кутового, таврового і двотаврового профілів, а також смуги (середній сорт);
арматурне залізо, прутки і катанку (дрібний сорт).
Сортовий прокат має найрізноманітніші фасонні профілі (рис.7.2).
Рисунок 7.2 – Основні профілі прокату
1–3 – квадратна сталь; 4 – кругла сталь; 5 – прямокутна сталь; 6, 7, 8, 9 і 10 – трикутна, овальна, напівкругла, сегментна і ромбовидна сталь; 13 – швелер; 14 – двотаврова балка; 15 – таврова сталь; 16 – рейка; 17 – зетова сталь; 18 – колонна сталь.
Лабораторний прокатний пристрій показано на рисунку 7.3
Рисунок 7.3 – Загальний вид токарного верстата з прокатним пристроєм
1 – 3-х кулачковий патрон; 2 – прокатний пристрій з валками на 10 струмків