4. Вимоги до звіту

4.1 Навести мету та задачі роботи.

4.2 Навести хід виконання роботи.

4.3 Заповнити таблицю 2.1 і побудувати графіки залежності величини розрядження від тиску кисню і номеру наконечника.

4.4 Проаналізувати відповідність отриманих результатів даним таблиці 2.2. і визначити шляхи усунення отриманих розбіжностей.

4.5 Зробити висновки по роботі.

5. Контрольні запитання

5.1 Перелічіть типи пальників по способу утворення пальної суміші і дайте їх характеристики.

5.2 З яких основних вузлів складається зварювальний пальник?

5.3 Перелічить пальники по тепловій потужності і поясніть чому кожен пальник комплектується визначеною кількістю наконечників?

5.4 Чим відрізняються пальники для зварювання ацетиленокисневим полум’ям і пропан-кисневим полум’ям?

5.5 Які переваги і недоліки має інжекторний пальник?

5.6 Які переваги і недоліки має безінжекторний пальник?

5.7 Перелічіть характерні несправності пальників і опишіть способи їх усунення.

5.8 Чим характеризується стабільність горіння полум’я при спалені горючої суміші в зварювальних пальниках?

5.9 Перелічіть спеціалізовані пальники, які Ви знаєте. Чим вони відрізняються від універсальних?

Лабораторна робота № 3

Дослідження продуктивності і витрат матеріалів при зварюванні правим та лівим способами

Мета роботи: практичне засвоєння методики вибору параметрів режиму газового зварювання та придбання навичок зварювання. Дослідження впливу способу зварювання на продуктивність.

Задачі роботи:

1 Засвоїти методику вибору способу газового зварювання правим та лівим способами.

2 Визначити технологічні параметри зварювання, вибрати необхідний інструмент та обладнання.

3 Засвоїти методику налагодження устаткування для зварювання.

4 Визначити для кожного зі способів зварювання продуктивність зварювання, витрату газів та присадкових матеріалів на одиницю наплавленого та розплавленого металу.

5 Порівняти отримані дані, зробити висновки.

1. Теоретичні відомості

Продуктивність зварювання та витрати матеріалів, газів і присадкового матеріалу – основні чинники, що визначають техніко-економічні показники зварювання і тому є важливими при виборі і призначенні техно-логічного процесу виготовлення зварних конструкцій.

Існує два способи газового зварювання – правий та лівий (див.

рис. 3.1).

Зварювання правим способом ведеться зліва направо, полум’я на-правлене на вже наплавлений метал та присадковий дріт. Цей спосіб використовується при зварюванні металу товщиною більше 3-4мм. При цьому підвищується продуктивність зварювання.

Зварювання лівим способом ведеться з права наліво, полум’я направлене на нерозплавлені кромки металу, що зварюються, та на присадковий дріт. Спосіб рекомендується використовувати при зварюванні тонкого металу (товщиною менше 3мм) а також для виконання вертикальних та стельових швів.

Основними параметрами процесу газового зварювання є витрати паль-ного газу, по яким вибирають номер наконечника пальника; співвідношення між киснем і пальним газом, діаметр та марку присадкового дроту, кут нахилу пальника.

а – лівий спосіб зварювання, б – правий спосіб зварювання.

Рисунок 3.1 – Способи газового зварювання

Потужність полум’я розраховується по питомих витратах пального газу, необхідного для зварювання одного міліметру товщини металу, по формулі:

V_C2H2=k* (1)

де:  - товщина металу, мм;

k - питомі витрати ацетилену для зварювання металу товщиною 1мм., дм³/(год. мм).

Практикою встановлено такі витрати ацетилену для деяких металів:

сталь вуглецева	100-150 дм3/(год. мм)
сталь легована	80-120 дм3/(год. мм)
чавун	80-120 дм3/(год. мм)
мідь	150-200 дм3/(год. мм)
латунь	100 дм3/(год. мм)
бронзи	100 дм3/(год. мм)
алюміній	75-100 дм3/(год. мм)
алюмінієві сплави (АМг, АМц)	40-45 дм3/(год. мм)
нікель	180 дм3/(год. мм)
нікелеві сплави	140 дм3/(год. мм)
свинець	25 дм3/(год. мм)
олово	30 дм3/(год. мм)

Вибір пальника для зварювання та його наконечника роблять по витратам пального газу.

По розрахованим витратам ацетилену вибирається відповідний номер наконечника згідно таблиці 3.1 і по номеру наконечника вибирається пальник.

Таблиця 3.1 – Наконечники ацетиленових пальників із безперервною шкалою потужності

Номер наконе-чника	0	1	2	3	4	5	6	7
Витрати ацетилену дм3/год.	20-60	50-135	135-250	250-400	400-700	700-1100	1050-1750	1700-2500

Нагрівання металу регулюється також кутом нахилу пальника до металу. Чим ближче кут нахилу до вертикалі, тим більше теплоти вводиться у метал.

Рисунок 3.2 – Залежність кута нахилу мундштука від товщини металу

При зварюванні газами – замінниками ацетилену витрати пального газу визначаються по формулі

V_CxHy = *k* (2)

де:  - коефіцієнт заміни ацетилену на газ – замінник.

(для пропан – бутанової суміші =0,6; природного газу =1,6; воднево–кисневої суміші, отриманої з електролізно–водневих генераторів =2).

Для зварювання металів газами – замінниками ацетилену використо-вується пальник ГЗУ-3-02. Номера наконечників пальників ГЗУ-3-02 визна-чаються у відповідності з розрахованими по формулі (2) витратами газів за таблицею 3.2

Таблиця 3.2 – Наконечники пальника ГЗУ-3-02 для газів – замінників ацетилену

Газ	Номер наконечника
	1	2	3	4
	Витрати газу дм3/год.
Пропан - бутан	25...50	70...95	145...190	210...340
Природний газ	70...140	170...230	340...450	650...830
Кисень	90...180	260...340	520...680	950...1260

Діаметр присадкового дроту розраховується по залежностям:

d=(/2+1) мм, для лівого способу зварювання,

d=/2 мм, для правого способу зварювання.

Для зварювання конструкційних нелегованих сталей ацетиленом, ви-користовується низьковуглецевий дріт марки Св08, Св08А, а при зварюванні газами – замінниками ацетилену Св08Г2С, Св08ГС.

При зварюванні конструкційних низьковуглецевих сталей як правило зварювальні флюси не використовуються. Флюси використовуються при зва-рюванні вуглецевих та легованих сталей, кольорових металів.

Прихватки при газовому зварюванні роблять із кроком від 50мм до 150мм на параметрах режиму аналогічних зварюванню.

Продуктивність газового зварювання можна оцінити по масі

розплавленого і наплавленого металу за одиницю часу – годину:

,

де: F – площа перерізу зварного шва, см²;

L – довжина зварного шва, см;

 – питома вага матеріалу (для сталі 7,8 г/см³);

 – час зварювання, с.

Ефективність використання теплової енергії можна визначити ефективним ККД зварювання:

,

де:  – швидкість переміщення пальника, м/год.;

 – питома вага матеріалу, кг/см³;

S_пл – тепловміст одиниці маси металу при T_пл (для сталі при T_пл=1600С S_пл=1600Дж/кг);

– повна теплота, яка утворилася при згорянні газу, МДж/год;

Q_н – теплотворна спроможність ацетилену (Q_{н.ацетилену}=53МДж/м³);

V_{ацетилену} – витрати ацетилену, м³/год.;

_пр., _напл – прлоща проплавленого та наплавленого металу, см².

Знаючи вагу наплавленого металу G, можна визначити витрати газів на наплавлення та розплавлення 1кг металу та швидкість його наплавлення:

,

,

,

Лінійна швидкість зварювання, м/год., визначається з рівняння:

,

Видаток газів при зварюванні на 1м визначається, м³/м:

; ,

де – потужність полум’я, що визначається годинною витратою ацетилену, дм³/год.

Таблиця 3.3 – Основні показники зварювання на 1кг наплавленого металу

Спосіб зварювання

Вага пластини

Вага наплавленого металу, гр..

Вага дроту

Вага дроту ,що витратився, Gпр, гр..

Час зварювання , с

Довжина шва L, см,

Товщина пластини , см

Площа перерізу шва F, мм2

Потужність полум’я Vс2н2 дм3/год

Втрати на розбризкування %

Вага розплавленого металу гр

До зварювання, гр.

Після зварювання, гр.

До зварювання, гр.

Після зварювання, гр.

Лівим

Правим

Таблиця 3.4 – Основні показники зварювання на 1м шва

Спосіб зварювання	Витрати ацетилену Анапл, л/кг	Витрати кисню Кнапл, л/кг	Витрати газів на 1м. шва		Швидкість зварювання та наплавлення			ККД зв	Втрати g, %	Вага металу наплав. 1м3 ацетилену	Витрати присадкового дроту на 1м шва, г/м
			Ацетилен, м3/м	Кисень, м3/м	Розпл.: кг\год	Лін.: м\год.	Напл.: кг\год.
Лівим
Правим