26.03.2022 Тема виробничого навчання : "Типи швів зварних з!єднань"

 

https://www.youtube.com/watch?v=i9scpLV9d0I

ТИПИ ШВІВ ЗВАРНИХ З'ЄДНАНЬ.

Основні типи швів зварних з'єднань, виконуваних автоматичного і напівавтоматичного зварюванням під флюсом з вуглецевих і низьколегованих сталей, встановлені ГОСТ 8713-79.

Залежно від товщини зварюваного металу кромки заготовок можуть виконуватися з відбортовкою, без скоса, з скосом однієї або двох кромок, з двома скосами однієї або двох кромок. Укіс кромок може бути прямою, вигнутий і ступінчастий. За характером виконання шви поділяють на одно- і двосторонні.

ГОСТ 8713-79 передбачає чотири види з'єднань: стикові (при зварюванні металу товщиною s = 1,5 ... 160 мм), кутові (s = 1,5 ... 40 мм), таврові (s = 2 ... 60 мм) і нахлесточного (s = = 1 ... 40 мм). Їх визначення наведені в підрозділ. 1.7.

Сварка стикових з'єднань може проводитися на мідній або сталевій підкладці і флюсового подушці. Сварка на мідній підкладці (рис. 2.20, а) здійснюється переважно при з'єднанні тонких листів. Вона вимагає досить точного складання і надійного притиснення крайок до підкладці по всій довжині шва (максимальний зазор 0,5 мм). У мідної підкладці виконують канавку, засипати дрібним флюсом для отримання зворотного валика. Ось канавки повинна збігатися з віссю шва. Різновидом зварювання на мідній підкладці є зварювання на мідному ковзному черевику.

Застосування флюсового подушки (рис. 2.20, б) замість мідної підкладки допускає меншу точність складання і дозволяє отримувати хороші результати як при однопрохідної зварюванні з повним проплавлением всієї товщини листа, так і при автоматичному зварюванні двостороннього стикового шва. Однопрохідне зварювання забезпечує високу якість зворотного боку шва тільки за умови щільного і рівномірного притиснення флюсового подушки по всій довжині зварювальних кромок. Це досягається використанням спеціальних пристосувань. Між швелерами укладають гумовий (повітряний) шланг /. На нього поміщають проміжну, сталеву або мідну, пластину і засипають флюсових подушку 2. На швелери встановлюють зварюються заготовки 3.

 

Мал. 2.20. Дугове зварювання під флюсом стикових з'єднань на мідній підкладці (я), флюсового подушці (б) і залишається сталевий підкладці (в):

1 - гумовий (повітряний) шланг; 2 - флюсова подушка; 3 - заготовки

Сварка на що залишається сталевий підкладці (рис. 2.20, в) застосовується переважно при з'єднанні щодо тонких аркушів. Вона допускає збільшення зазору між стикуємими елементами. Прилягання підкладки до заготовок повинно бути досить щільним (з максимальним зазором не більше 1 мм). Використання сталевого підкладки дозволяє проварити заготовки на всю товщину і частково приварити підкладку.

Односторонню зварювання стикових з'єднань заготовок з тонкого металу можна виробляти одно- і многодуговой, а також багатоелектродного зварюванням.

Багатодугового і багатоелектродного зварювання при однопрохідному виконанні одно- і двосторонніх швів дозволяє підвищити продуктивність процесу, знизити витрату електроенергії і флюсу, а також питома витрата дроту при одночасному підвищенні стійкості процесу і частки основного металу в шві.

При стиковому зварюванні трубчастих заготовок, у яких відношення товщини стінки до діаметра перевищує 0,04, однопрохідне зварювання потужної дугою стає неможливою. Висока якість багатошарового зварювання (при заданій формі оброблення крайок) досягається тільки в тому випадку, коли погонне енергія при накладенні окремих шарів обмежена. Тому багатошарову зварювання виробляють дугами обмеженою потужності при відносно невеликому перетині кожного шару. Перші три-чотири шари накладають, розташовуючи електрод по осі симетрії шва. Наступні шари виконують каскадним методом, зміщуючи електрод щодо цієї осі. Ось торця електрода при накладенні кожного шару повинна знаходитися на відстані не менше 8 мм від краю кромки. Кут скосу кромок при діаметрі електрода 6 мм дорівнює 7,5 °, а при діаметрі 8 мм - 10 °. Радіус заокруглення в корені оброблення приймається рівним діаметру електрода. Останні один- два шари можна накладати більш потужними дугами.

Кутові з'єднання можуть бути отримані вертикальним (при товщині горизонтального елемента менше 3 мм) або похилим електродом (при товщині понад 3 мм).

Шви кутових з'єднань виконують з відбортовкою (односторонні), без скосу кромок, зі скосом однієї кромки і з двома скосами однієї кромки (всі двосторонні). При похилому положенні зварюються заготовок можна зварювати «у човник» кутові шви практично будь-якого перетину. Однак це положення полегшує витікання розплавленого металу в зазори.

Зварювання таврових з'єднань можна виробляти похилим електродом при вертикальному положенні стінки, накладаючи шви відносно невеликого розміру (з катетом до 10 мм). Шви більшого розміру виконують за кілька проходів.

Шви таврових з'єднань (одно- і двосторонні, суцільні, шахові, ланцюгові, переривчасті і точкові) виконують з одним або двома скосами однієї кромки (і ті й інші двосторонні) або без скосу кромок.

Нахлесточного з'єднання можуть здійснюватися при трьох просторових положеннях з'єднуються заготовок: горизонтальному, вертикальному і похилому. Зварювання при вертикальному положенні листів вимагає використання спеціальних флюсоудержівающіх пристосувань, покликаних унеможливлювати стікання шлаку і металу. Ось електрода при цьому розташовується під кутом 45 0 до вертикалі. При похилому положенні листів зварювання внахлест мало відрізняється від зварювання таврових з'єднань «у човник».

Шви з'єднань внапуск виконують з круглим або подовженим отвором (односторонні), без отворів (односторонні з проплавлением) і без скосу кромок (односторонні, суцільні або точкові).

Точкове зварювання внахлест застосовується для з'єднання тонколистового матеріалу (з проплавлением верхнього листа) і заготовок великої товщини (через отвори в верхньому елементі вузла). Схема точкової дугового зварювання під флюсом внахлест з проплавлением верхнього листа представлена на рис. 2.21. На листові заготовки 1 (рис. 2.21, а) встановлюють зварювальний апарат, в корпус 3 якого угвинчений мідний мундштук 2. Далі опускають електрод 4 (рис. 2.21, б) до контакту з верхньої заготівлею і засипають флюс 5 (рис. 2.21, в ). При горінні дуги 6 (рис. 2.21, г) утворюється зварна точка 7 (рис. 2.21, д).

22.03.2022 Тема виробничого навчання: "Зварювання кутових з!єднань без скосу і зі скосом кромок"

 https://www.youtube.com/watch?v=YXwHfunDHXQ

ЗВАРЮВАННЯ КУТОВИХ з!єднань без скосу і зі скосом кромок

Кутові шви застосовуються при зварюванні кутових і таврових з'єднань, а також з'єднань внапуск. Зварювання кутових швів вико­нують похилим електродом і «у човник».

При зварюванні кутових швів «у човник» (рис. 7.10 в) наплавле­ний метал буде накладатися в жолоб, утворений двома поличками. Це забезпечує нормальний провар кореня шва і правильне його фор­мування. Зварювання кутових швів «у човник» з товщиною листів до 14 мм можливе без скосу кромок (двобічне зварювання) або з ча­стковим розчищанням кромок і збільшеним розміром притуплення Зазор між кромками не повинен перевищувати 10% товщини листа.

Для уникнення непровару й підрізів кромок, зварювання «у човник» краще вести електро­дом, який дозволяє впирання покриття на кромки.

При зварюванні кутових швів похилим електродом (рис. 7.10 а. 6) можливий непровар кореня шва і кромки нижнього листа. Щоб уник­нути непровару дугу збуджу­ють на нижній поличці у




Рисунок 5.10. Зварювання кутових швів:

а – траєкторія руху кінця електроду; б – зміна кута нахилу електрода; в – зварювання «у човник»


точці А, відступивши від катета шва 3-4 мм. Потім дугу переміщу­ють до вершини шва, де її трохи затримують для кращого провару кореня шва і піднімають дого­ри, проварюючи вертикальну поличку. Цей же процес повторюють у зворотному напрямку. Починати зварювання на вертикальній по­личці не можна через те, що розплавлений метал з електрода буде напливати на ще холодний основний метал нижньої полички, в ре­зультаті чого утвориться непровар. На вертикальній поличці мож­ливе утворення підрізів. Прогрівання кромок досягається пра­вильним положенням електрода, який треба тримати під кутом 45° до поверхні листів і виконувати поперечні коливальні рухи трикут­ником без затримки або з затримкою в корені шва (рис. 5.11). Кут нахилу електрода змінюється в процесі зварювання залежно від то­го, на якій поличці в даний момент горить дуга.

Рисунок 5.11. Зварювання кутових швів із коливальними рухами електрода:

а – трикутником без затримки в корені шва; б – трикутником із затримкою в корені шва


Кутові шви в нижньому положенні з катетами до 10 мм зварю­ють в один шар електродами діаметром до 5 мм (інколи без коли­вальних рухів).




Рисунок 5.12. Зварювання кутових швів:

а – із скосом однієї кромки (однобічний); б – із скосом двох кромок (двобічнй)


Кутові шви без скосу кромок із катетами більше 10 мм викону­ють в один шар. але з поперечними коливальними рухами електро­да трикутником із затримкою електрода в корені шва.

При виготовленні відповідальних виробів застосовують кутові шви з одностороннім або двостороннім скосом кромок (рис. 5.12). Кромки розчищають під кутом 50 ±5°. При товщині стінок до 4 мм виконують одношаровий шов. при товщині металу більше 4 мм зва­рюють у декілька шарів і проходів, а для кращого провару кореня шва перший прохід виконують нитко­вим швом електродом діаметром 3-4 мм без коливальних рухів. При накладанні кутових швів похилим електродом і «у човник» зварювати краще кутом назад. У бага­тошарових кутових швах, зварених похилим електродом, можливі нерівні катети, що допускається при проектуванні зварних виробів.

Орієнтовні режими електрозварювання кутових швів указані в табл. 5.8 і 5.9.

Таблиця 5.8.


Таблиця 5.9.




3.3. СПОСОБИ ВИКОНАННЯ ШВІВ ЗА ПЕРЕРІЗОМ

При зварюванні стикових і кутових швів великого перерізу шов виконується декількома шарами.

За способом заповнення швів за перерізом розрізняють одноша­рові, багатошарові та багатопрохідні багатошарові шви. Багатоша­ровим називають шов, якщо число шарів рівне числу проходів. Багатопрохідним називають шов, якщо деякі шари виконуються за декілька проходів. У стикових з'єднаннях частіше використовують багатошарові шви, а в кутових з'єднаннях — багатопрохідні.




Рисунок 5.13. Способи заповнення багатошарових швів:

а – способом подвійного шару; б – секціями; в – каскадом; г – гіркою


При зварюванні товстих металів виконання кожного шару «на прохід» є небажаним через те, що це може призвести до значних деформацій та утворення тріщин у перших шарах. Причиною цього є повне охолодження першого шару і нерівномірне нагрі­вання металу. Щоб запобігти утворенню тріщин шов за­повнюють так, щоб кожний наступний шар накладався на ще неохолоджений поперед­ній шар. Для цього слід забез­печити невеликий інтервал часу між накладанням окре­мих швів. Це досягається за­стосуванням методів подвій­ного шару, секціями, каскад­ним методом, заповненням шва гіркою і застосуванням блочного методу (рис. 5.13).

Суть способу подвійного шару полягає в тому, що другий шар накладають на неохолоджений перший після видалення шлаку (рис. 5.13 а). Зварювання ведуть у протилежних напрямках. Це запобігає появі гарячих тріщин при товщині металу 15-20 мм.

Зварювання секціями (рис. 5.13 б) виконують по всій зварю­ваній товщині ділянками довжиною 200-400 мм. Довжину ділянки підбирають так, щоб метал у корені шва мав температуру не менше 200°С. Кожний наступний валик наплавляється в протилежному напрямку. При цьому метал має високу пластичність і не утворю­ються тріщини.

При каскадному методі (рис. 5.13 в) весь шов розбивається на короткі ділянки довжиною 200 мм. Зварюють так, щоб після закінчення зварювання першого шару першої ділянки можна було, не зупиняючись, продовжувати виконання першого шару на сусідній ділянці. Тоді кожний наступний шар накладається на неохолоджений попередній шар. Цей спосіб застосовують при товщині металу 20-25 мм і більше.

Зварювання гіркою (рис. 5.13 г) є різновидністю каскадного ме­тоду. Ведеться одним зварником проходами по всій товщині металу або двома зварниками одночасно від середини до країв. Зварюван­ня гіркою та каскадом є зворотноступінчастим зварюванням не тільки за довжиною, але й за перерізом шва.

Метод зварювання блоками полягає в тому, що шов за довжи­ною ділиться на ділянки завдовжки 1 м. Шов заповнюють окреми­ми ділянками по всій висоті перерізу шва. Кожна ділянка-блок ви­конується окремим зварником і починається від середнього блока. Після виконання першого проходу на першій ділянці, зварювання починають ще два зварники і т. д., поки всі ділянки за довжиною шва не будуть закріплені за зварниками. Таке одночасне виконання багатопрохідного шва за довжиною і перерізом забезпечує рівно­мірний розподіл температури, що зменшує внутрішні напруження та деформації. Блочний метод застосовують для зварювання тов­столистової сталі, яка при цьому гартується.


3.4. СПОСОБИ ЗВАРЮВАННЯ ШВІВ РІЗНОЇ ДОВЖИНИ

Залежно від довжини зварні шви умовно поділяються на три види: короткі — до 250 мм, середні — від 250 до 1000 мм і довгі — понад 1000 мм.

Короткі шви зварюють «на прохід» — від початку шва до його кінця (рис. 5.14 а).




Рисунок 5.14. Зварювання швів різної різної довжини:




Щоб уникнути жолоблення деталей, при зварюванні швів се­редньої довжини застосовують такі способи: від середини до країв (рис. 5.14 б) і зворотноступінчастий (рис. 5.14 в). При зворотноступінчастому способі зварювання шов розбивають на ділянки довжи­ною від 100 до 350мм, щоб кожна ділянка зварювалась однаковою кількістю електродів (двома, трьома і т. д.). Перехід з однієї ділянки на іншу поєднують із зміною електрода.

Кожна ділянка зварюється в напрямку, протилежному загально­му напрямку зварювання. Остання ділянка завжди зварюється «на вихід» (у протилежний бік). Зворотноступінчасте зварювання є ефективним методом зменшення внутрішніх напруг і деформацій при зварюванні.

Довгі шви зварюють від середини до країв зворотноступінчастим способом (рис. 5.14 г). Для зварювання довгих швів доцільно організувати роботу одночасно двох зварників.

У багатошарових швах при зварюванні зворотноступінчастим способом місця стиків швів суміжних шарів дещо зміщують один відносно іншого через те, що в місцях початку і закінчення шва най­вища вірогідність утворення дефектів. При зварюванні довгих швів одним зварником застосовують зворотноступінчастий спосіб уроз­кид (рис. 5.14 д), де шов розбивають на окремі ділянки і зварюють у різних напрямках.

При зварюванні металів різної товщини на більш товстому листі на ділянці довжиною 5S (S — товщина тоншого листа) роб­лять скіс з однієї або двох сторін до товщини більш тонкого листа, після чого підготовлюють кромки.


4. РОЗРАХУНКИ ТА ВИБІР РЕЖИМІВ РУЧНОГО ДУГОВОГО ЗВАРЮВАННЯ


Режими зварювання — це сукупність різних факторів зварю­вального процесу, які забезпечують стійке горіння дуги і одержання швів заданих розмірів, форми та якості. До таких факторів відно­сяться: діаметр електрода, сила зварювального струму, тип і марка електрода, напруга па дузі, рід і полярність зварювального струму, швидкість зварювання, розташування шва у просторі, попередній підігрів і наступна термічна обробка.

Діаметр електрода встановлюється залежно від товщини зварю­ваного металу (табл. 5.10), типу зварного з'єднання, розташування шва у просторі, розмірів деталі й складу зварюваного металу.

Таблиця 5 10.




Для зварювання вертикальних, горизонтальних і стельових швів, незалежно від товщини металу, застосовують електроди діаметром до 4 мм, оскільки при цьому легше запобігти скапуванню рідкого металу.

У випадку багатошарового зварювання для кращого провару кореня шва перший шов заварюють електродом діаметром 3-4 мм а наступні шви - електродами більшого діаметра. При цьому пло­ща поперечного перерізу першого шару (проходу) не повинна пере­вищувати 30-35 мм². Площу можна визначити за формулою:



де F₁ - площа поперечного перерізу першого шару (проходу) мм²;

d_e -діаметр електрода, мм.

Площа поперечного перерізу наступних шарів (проходів) може бути збільшена і визначається за формулою:



Де F_ш - площа поперечного перерізу наступних шарів, мм².

Знаючи площу поперечного перерізу розчищених кромок, мож­на визначити необхідну кількість шарів за формулою:



Де F_p - площа поперечного перерізу розчищених кромок, мм²;

п - кількість шарів (проходів).

Зварювальний струм установлюється залежно від вибраного Діаметра електрода. Для зварювання в нижньому положенні шва його приблизно можна визначити за формулою:



де I_зв - сила зварювального струму, А; К - коефіцієнт пропорційності який залежить від типу електрода і його діаметра, А/мм (табл. 5.11).



Таблиця 5.11.



Для підбору зварювального струму можна використати дещо спрощену формулу:

I_зв = (20 + 6d_е),

де І_зв — сила зварювального струму, А; d_е — діаметр електрода, мм.

Якщо товщина металу менша 1,5 d_e при зварюванні в нижньому положенні, то I_зв зменшують на 10-15% порівняно з розрахунко­вим. Якщо товщина металу більша 3 d_e, то І_зв збільшують на 10-15% порівняно з розрахунковим.

При зварюванні на вертикальній площині струм зменшують на 10-15%, а в стельовому положенні — на 15-20% порівняно з нор­мально вибраною силою струму для зварювання у нижньому поло­женні.

При виконанні зварювання якісними електродами силу струму необхідно встановлювати відповідно з даними, вказаними в паспор­тах або сертифікатах на ці електроди.

Встановлену силу зварювального струму перевіряють кон­трольним наплавленням пробних валиків, визначаючи при цьому глибину провару, ширину шва та стійкість горіння дуги. Глибина провару повинна становити 1-4 мм, а ширина шва має бути в ме­жах, яку визначають за формулою:



де е — ширина шва, мм.

Горіння дуги повинне бути стійким при незначному розбризку­ванні рідкого металу.

Відносно малий зварювальний струм призводить до нестійкого горіння дуги, непровару, низької продуктивності, а надмірно вели­кий струм — до сильного нагрівання електрода, збільшення швид­кості плавлення електрода і непровару, підвищеного розбризкуван­ня металу та погіршення формування шва.

Тип і марку електрода вибирають залежно від необхідної міцності шва, надання йому спеціальних властивостей, марки металу, товщини деталі, жорсткості виробу, температури на­вколишнього середовища, просторового розташування, умов експлуатації виробу. Електроди повинні .забезпечувати одно­рідність хімічного складу наплавленого металу з основним.

Напруга на дузі прямо залежить від довжини дуги і становить 16—10 В. Зварювати слід коротшою дугою з напругою 16-20 В. Нормальною вважається дуга довжиною (0,5-1,1) d_е. залежно від типу і марки електрода і положення зварювання у просторі.

Рід струму й полярність установлюють залежно від зварюва­ного металу і його товщини. При зварюванні звичайних вуглеце­вих сталей застосовують змінний струм, як дешевший порівняно з постійним. Застосовуючи постійний струм, установлюють пря­му або зворотну полярність. На прямій полярності зварюють товсті метали, тому що на основному металі виділяється більше тепла.

Зворотну полярність використовують для зварювання тонких металів, щоб уникнути пропалів і при зварюванні високолегованих сталей для зменшення їх перегрівання.

Швидкість зварювання встановлюється залежно від вибраного способу зварювання, властивостей основного металу, характеристи­ки електрода тощо.

Для уникнення перегрівання металу високолеговані сталі зва­рюють на більших швидкостях, ніж звичайні низьковуглецеві і низьколеговані.

Швидкість переміщення електрода встановлює зварник.

Розташування шва у просторі має велике значення при виборі основних режимів зварювання. Ручне дугове зварювання викорис­товують у всіх просторових положеннях шва. Найзручнішим с нижнє положення, яке забезпечує високу якість зварного шва.

Попередній підігрів і наступна термічна обробка призначені для зварювання середньо- і високовуглецевих сталей, схильних до ут­ворення гартованих структур, чавунів, кольорових металів та їх сплавів. Температура й способи підігріву та термічної обробки зале­жать від хімічного складу, товщини й розмірів виробу.


ВПЛИВ ПОКАЗНИКІВ РЕЖИМІВ ЗВАРЮВАННЯ НА РОЗМІРИ ТА ФОРМУ ШВА

Режими зварювання значно впливають на якість, розміри та форму шва. Зменшення діаметра електрода при постійному зварю­вальному струмі підвищує густину струму в електроді й глибину провару, що пояснюється збільшенням тиску дуги. При цьому та­кож зменшується ширина шва за рахунок зменшення катодної та анодної плям. Ширина шва при зварюванні на прямій полярності менша ніж на зворотній, а значить менша порівняно із зварюванням на змінному струмі.

Глибина провару прямо залежить від сили струму. При її збільшенні глибина провару також збільшується і навпаки. На прямій полярності глибина провару більша, ніж при зворотній по­лярності. При зварюванні змінним струмом провар на 15-20% мен­ший, ніж при зварюванні постійним струмом.

Під впливом тиску дуги, який збільшується з ростом струму, розплавлений метал витискується з-під дуги, що призводить до наскрізного проплавлення. Напрям тиску дуги можна змінювати нахилом електрода до виробу. При зварюванні кутом уперед змен­шується глибина провару і збільшується ширина шва, а при зварю­ванні кутом назад провар збільшується і зменшується ширина шва. Коли зварювання ведуть на підйом, то збільшується глибина провару й зменшується ширина шва, а при зварюванні на спуск — навпаки.

Напруга душ мало впливає на глибину провару, зате має пряму залежність із шириною шва — при підвищенні напруги ширина шва збільшується. Підвищення напруги дуги за рахунок збільшення її довжини призводить до зниження зварювального струму, а відповідно, й до зменшення глибини провару.

Глибина провару також залежить від амплітуди коливання кінця електрода — чим більша амплітуда, тим менший провар. Підвищення швидкості зварювання призводить до зменшення гли­бини провару та ширини шва.

Температура навколишнього середовища (від -60 до +80 °С) практично не впливає на глибину провару й ширину шва. Суттєві зміни в бік збільшення спостерігаються при попередньому підігріві до 500°С.


5. ОСОБЛИВОСТІ ЗВАРЮВАННЯ ШВІВ В РІЗНИХ ПРОСТОРОВИХ ПОЛОЖЕННЯХ


За розташуванням швів у просторі в момент їх виконання розрізняють: нижні, горизонтальні, вертикальні й стельові шви. Проміжні положення відносять до одного з них відповідно до схеми (рис. 5.15).




Рисунок 5.15. Схема просторового розташування швів:

I – нижнє; II – вертикальне та горизонтальне; III – стельове


Зварювання швів у верти­кальному, горизонтальному та стельовому положеннях на відміну від нижнього має ряд особливостей.

Нижні шви найзручніші для зварювання тому, що краплі елек­тродного металу під власною ма­сою легко переходять у зварну ванну. Крім того у цьому поло­женні зручно спостерігати за процесом зварювання.

Вертикальні шви зварюються знизу вверх і зверху вниз. При цьому основний і електродний метали скапують униз. Тому при вертикальному зварюванні зварювальний струм зменшують на 10-15% порівняно із зварюванням у нижньому положенні, а діаметр електрода не повинен перевищувати 4-5 мм. Щоб метал не витікав з ванни, слід підтримувати дуже коротку дугу, при якій відстань між краплями електродного і основного металу настільки мала, що між ними виникає взаємне притягування.

При зварюванні знизу вверх (рис. 5.16, а) дуга збуджується в най­нижчій точці шва і після утворення зварної ванни електрод, спочатку встановлений горизонатально (положення 1), відводиться догори (положення 2) на кут 45-50°. При цьому нижня частина зварної ванни починає крис­талізуватися і утворюється поличка, на якій утримуються краплі металу. Щоб запобігти




Рисунок 5.16. Зварювання вертикальних швів: а – знизу вверх; б – зверху вниз


витіканню металу з ванни не­обхідно здійснювати попе­речні коливальні рухи елект­родом із відводом його вверх і почергово в різні сторони. Це забезпечує швидку кристалі­зацію рідкого металу.

При зварюванні зверху вниз (рис. 5.16, б) у початковий момент електрод розташовується перпендикулярно до основного металу і дуга збуджується у верхній точці шва. Після утворення зварної ванни електрод нахиляють на 15-20° так, щоб дуга направлялась на основ­ний і наплавлений метал. У цьому випадку рідкий метал частково підтікає під дугу і товщина металу штучно збільшується, що дає можливість уникати пропалів. Тому зварювання зверху вниз вико­ристовують для зварювання тонких металів. Для зменшення скапу­вання металу застосовують електроди з целюлозним або пластма­совим покриттям органічного виду (ОЗС-9, АНО-9, ВСЦ-2, ВСЦ-3 та ін.). Продуктивність зварювання зверху вниз вища порівняно із зварюванням знизу вверх. Вертикальні шви зручно зварювати еле­ктродами з впиранням покриття на зварювані кромки.

Горизонтальні шви (на вертикальній площині) зварювати складніше вертикальних (рис. 5.17). На верхньому листі можливі підрізи. Тому зварювання ведуть короткою дугою і




Рисунок 5.17. Зварювання горизонтальних швів:

електродами діаметром до 4-5 мм. Силу зварювального струму зменшують на 10-15% порівняно з нижнім положенням. Щоб запобігти скапуван­ню рідкого металу скіс кромок виконують на одному верхньому листі (рис. 5.17 а) під кутом 50 ±5°. Дуга при цьому збуджується на нижній горизонтальній кромці (положення 1), а потім переноситься на похилий скіс (положення 2), піднімаючи догори краплю металу. Електродом виконують спіральні коливальні рухи. Горизонтальні шви внапуск зварювати легше стикових тому, що кромка нижнього листа сприяє утриманню розплавленого металу від скапування вниз (рис. 5.17 б). Коли зварюють горизонтальні шви з двома скоса­ми кромок (рис. 5.17 в), установлюють такий порядок накладання швів, при якому в процесі проварювання верхньої кромки вдасться уникнути стельового положення кратера з розплавленим металом. При зварюванні горизонтальних швів високу якість забезпечують електроди з целюлозним покриттям (виконують упиранням по­криття в кромки металу).

Стельові шви зварювати найскладніше. їх виконують зварники найвищої кваліфікації. Складність зварювання полягає в тому, що краплі металу намагаються скапувати вниз та утруднюється пере­несення крапель із електродного металу у зварну ванну. Складнос­тей можна уникнути, зменшуючи силу зварювального струму на 15-20% порівняно з нижнім положенням, використовуючи елект­роди діаметром до 4 мм. При цьому зменшиться об'єм зварної ван­ни. Основною умовою одержання якісного шва є підтримання дуже короткої дуги шляхом періодичних замикань електрода з металом ванни. Кут нахилу електрода до основного металу становить 70-80° (рис. 5.18). У момент короткого замикання крапля металу під впли­вом сили поверхневого натягу втягується у зварну ванну, а коли електрод віддаляється, дуга гасне і метал шва кристалізується. Од­ночасно виконують поперечні коливальні рухи. Метал шва товщи­ною понад 8 мм зварюють багатопрохідними швами. При цьому перший валик виконують електродом діаметром 3 мм, а наступні — діаметром не більше 4 мм. Для зварювання стельових швів викори­стовують електроди з впиранням у покриття.

При виконанні стельових швів за допомогою покритих електро­дів виділяються гази, які піднімаються вверх і можуть залишитися у шві. Тому електроди перед зварюванням необхідно добре просушити.

Понижені режими й незручність зварювання швів у різних про­сторових положеннях зменшують продуктивність зварювання. Тому, по можливості, вироби розташовують так, щоб зварювання проходило в нижньому положенні.




Рисунок 5.18. Зварювання стельових швів


Зварні шви відповідно до ГОСТу 11969-79 за положен­ням у просторі мають такі умовні позначення: Н — нижнє; П — стельове; Л — «у човник»; В — вертикальне; Г — горизон­тальне; Пв — напівзертикальне; Пг — напівгоризонтальне; Пп — напівстельове.

Згідно з кваліфікаційною системою Міжнародного інституту зварювання, прийняті такі умовні позначення швів у різних просто­рових положеннях:

РА — зварювання швів у нижньому положенні;

PG — вертикальне зверху вниз;

PF — вертикальне знизу вверх;

PC — горизонтальне;

РЕ — стельове;

PD — напівстельове;

РВ — напівгоризонтальне;

J-L045 — напіввертикальне зверху вниз;

H-L045 — напіввертикальне знизу вверх.

01.03.2022 Тема виробничого навчання : "Наплавлення валиків на сталеві пластини в нижньому положені шва, наплавлення суміжних і рівнобіжних валиків у тому ж положенні"

 https://www.youtube.com/watch?v=9t5Fx7AZC08

Тема:  «Дугове наплавлення валиків і зварювання пластин у нижньому положенні шва»

Урок виробничого навчання на тему:«Наплавлення валиків на сталеві пластини в нижньому положені шва, наплавлення суміжних і рівнобіжних валиків у тому ж положенні»

Мета уроку

Навчальна:засвоєння міцного та усвідомленого обсягу знань з електродугового зварювання пластин однакової і різної товщини суцільним та переривчастим швом.

Розвиваюча:формування раціонального мислення і уваги, розвиток логічного і аналітичного мислення.

Виховна:виховання культури навчального процесу, почуття відповідальності за результат праці, професійної зацікавленості.

Тип уроку:формування первинних знань умінь і навичок.

Вид уроку:виконання індивідуальних робіт.

Матеріально-технічне забезпечення: 

Обладнання: зварювальні трансформатори, комп’ютер, мультимедійні засоби навчального призначення.

Інструмент:молотки, щітки металеві, зубила, запилювач металу.

Пристрої: зварювальні пости обладнані зварювальним пристосуванням.

Матеріали:електроди типу Е 42Ø3 мм, сталеві пластини розміром 250х150х3мм, трубка Ø30-50мм.

Засоби захисту: спецодяг брезент ОП-550, рукавиці брезентові чи краги.

Дидактичне забезпечення:

Інструкційно-технологічні карти,плакати, інструкції з охорони праці, стенди.

Місце проведення: лабораторія.

Тривалість роботи: 6 годин.

Міжпредметні зв’язки: обладнання і технологія зварювальних робіт, матеріалознавство, креслення, електротехніка, охорона праці.

План і хід уроку

І. Організаційначастина.

  Перевірка наявності учнів на уроці.

  Перевірка готовності учнів до уроку.

ІІ. Вступнийінструктаж.

  Повідомлення теми і мети уроку:

«Електродугове зварювання пластин однакової і різної товщини суцільним та переривчастим швом внакладку»

  Мотивація уроку.

Зварювання пластин є першим етапом в навчанні професії зварника для оволодіння техніки накладання швів. Зварювання використовують для відновлення форми і розмірів спрацьованих деталей, заварюванні тріщин, вибоїн і раковин у металевих виробах.

Під час вивчення цієї теми учні повинні навчитися:

Ø  підтримувати стабільне горіння дуги нормальної довжини;

Ø  здійснювати коливальні рухи електродом поперек шва;

Ø  заварювати кратер в кінці шва;

Ø  запалювати дугу після її обриву.

  Актуалізація опорних знань учнів.

1. Дайте визначення зварювальної ванни?

Це ділянка зварного шва, яка при зварюванні знаходиться у рідкому стані.

2. Як визначають довжину дуги?

Довжина дуги має дорівнювати (0,5 - 1,2)діаметра електрода.

3. Від чого при зварюванні без коливальних рухів залежить ширина шва?

Діаметру електрода.

4. Що називають підсиленням шва?

Це частина металу шва, що виступає над поверхнею зварюваних деталей.

5. Що називають кратером?

Це заглиблення, утворене в зварній ванні тиском дуги.

6. Що називають глибиною проплавлення?

Це найбільша глибина розплавленого основного металу у перерізі шва.

  Інструктаж з техніки безпеки

Під час роботи учням електрозварникам категорично забороняється:

Ø  самостійно ремонтувати і налагоджувати зварювальне обладнання;

Ø  торкатися струмопровідних частин обладнання, яке знаходиться під напругою, проводів з пошкодженою ізоляцією;

Ø  дивитися на зварювальну дугу незахищеними очима;

Ø  залишати робоче місце під напругою на тривалий час;

Ø  працювати у мокрому одязі і взутті;

  Учень електрогазозварник повинен:

Ø  користуватись спецодягом, спецвзуттям та засобами захисту;

Ø  виконувати тільки те завдання по зварювання по якому він проінструктований;

Ø  не допускати знаходження сторонніх осіб на своєму робочому місці;

Ø  пам’ятати про особисту відповідальність за виконання правил охорони праці та безпеку учнів, що працюють поруч;

Ø  вміти користуватись первинними засобами пожежогасіння і вміти надавати першу медичну допомогу;

  Вимоги безпеки перед початком роботи:

Ø  одягти спецодяг, спецвзуття, засоби захисту;

Ø  підготувати робоче місце;

Ø  перевірити наявність і справність робочого інструмента, пристосувань;

Ø  одержати завдання від майстра виробничого навчання;

  Вимоги безпеки під час виконання роботи:

Ø  місце зварювання повинно закриватись переносними щитами чи брезентовими шторами;

Ø  під час роботи учень повинен слідкувати за дотримання вимог безпеки праці і чистотою робочого місця;

Ø  одяг і рукавиці зварника не повинні бути забруднені мастилом, жиром.

Ø  для захисту очей та обличчя учень повинен користуватись ручним щитком або маскою електрозварника із світлофільтрами.

  Вимоги після закінчення роботи:

Ø  учень повинен докласти майстру в/н про закінчення роботи.

Ø  учень зобов’язаний прибрати за собою робоче місце і передати майстру в/н в належному технічному стані;

Ø  покласти на місце інструменти, інвентар та приладдя.

Ø  зняти і привести в належний стан спецодяг, засоби індивідуального захисту.

  Викладання нового матеріалу.(Супроводжується показом слайдів).

Електродугове зварювання — це зварювання плавленням, при якому нагрів та розплавлення кромок з'єднуваних частин виробів відбувається однією або декількома електричними дугами.

Існує п’ять типів зварних з’єднань:

1.     стикові;

2.     накладні (напускні);

3.     таврові;

4.     кутові;

5.     торцеві.

На минулому заняттіми розглянули з вами один типз п’яти зварних з’єднань, а саме «стикове». На сьогоднішньому занятті  будемо розглядати такий тип зварного з’єднання внакладку (внапуск).

При зварюванні пластин однакової і різної товщинивиконують зварні шви:

Ø  суцільні;

Ø  переривчасті.

Суцільні -зварний шов без проміжків по довжині.

Переривчасті -це зварний шов з проміжками по довжині. Переривчасті шви можуть бути ланцюговими та шахматними.

Методи запалювання зварної дуги.

Дуга запалюється короткочасним дотиком кінця електрода до зварювального виробу. В результаті протікання струму короткого замикання і наявності контактного опору торець електрода швидко нагрівається до високої температури, при якій після відриву електрода відбувається іонізація газового проміжку і виникає зварювальний дуга. Для надійного запалювання дуги зварник повинен відводити електрод від виробу на висоту 4-5 мм, так, як при більшій відстані між кінцем електрода і виробом дуга не виникає.

Зазвичай запалювання дуги здійснюється або прямим відривом електрода після короткого замикання (на малюнку А), або ковзаючим рухом кінця електрода (іншими словами метод сірника на малюнку Б).

При зварюванні застосовують коливальні рухи. Електроду надають чотири рухи:

Ø  трикутником;

Ø  петлеподібні;

Ø  півмісяцем;

Ø  спіралеподібні.

Коливальні рухи необхідні для кращого прогріву зварюваних країв і отримання шва потрібної ширини.Поперечні коливання електрода, а також переміщення вздовж пластини здійснюють з однаковою швидкістю.

Під час зварювання основною трудністю є спостереження за формуванням шва, так як шлак, що утворюється, покриває рідкий метал. Шлак має покривати валик рівномірним шаром. Поверхня валика після зняття шлаку повинна  мати дрібно-лускову будову. У кінці валика кратер повинен бути старанно заварений. Незаварений кратер може бути причиною утворення тріщин.

Зварювання пластин в накладку:

При зварюванні даного з'єднання зварювальний струм не повинен бути занадто великим. Електрод необхідно направляти в корінь шва(на мал. зображено градус нахилу електрода, тим самим ми можемо визначити вид просторового положення в якому і будемо виконувати зварювання).Положення електроду під час зварювання повинно відповідати нижньому положенні. Зварювання найкраще робити з невеликими зворотно-поступальними переміщеннями електрода в напрямку осі зварного шва, можна також застосовувати незначні поперечні коливання електрода. Зварювальний ванна не повинна бути занадто перегріта, бо це призводить до появи тріщин в металі зварного шва.Слід звертати особливу увагу на переміщення електрода, з тим, щоб не допустити появи перепалу кромки пластини, а також на те, щоб зварювальна дуга не контактувала з поверхнею вертикальної пластини поза межами зварного шва, в іншому випадку неминуча поява підрізів.

ІІІ. Поточний інструктаж.

Основна мета – формування навичок та удосконалення умінь при зварюванні

  Демонстрація прийомів і пояснення послідовності виконання роботи.

Вправи:

Ø  зварювання пластин однакової товщини без переривання шва;

Ø  зварювання пластин різної товщини з перериванням шва;

Ø  зварювання пластин однакової товщини з перериванням шва;

Ø  зварювання пластин різної товщини без переривання шва.

Додаткове завдання:(тренування виконання зварювання труб різного діаметру).

Ø  Виконати зварювання трубиØ30 мм. та труби Ø50

  Виконання учнями завдання самостійно:

Ø  видача завдань і інструкційних карт;

Ø  пояснення послідовності виконання завдань;

Ø  розподіл учнів по робочим місцям;

Ø  перевірка правильності організації робочих місць та дотримання правил техніки безпеки;

Ø  перевірка правильності виконання учнями прийомів роботи.

При обході  робочих місць і перевірці правильності виконання робіт звертаю увагу учнів на:

Ø  довжину зварювальної дуги, так як її збільшення зменшить стабільність її горіння і глибину проварювання основного метала, підвищить втрати на угар і розбризкування, призведе до утворення шва з нерівною поверхнею і підвищить окиснення розплавленого метала.

Ø  рівномірну подачу електрода до деталі по мірі його плавлення, переміщення його в напрямку шва з швидкістю зварювання і здійснення ритмічних коливальних рухів електродом поперек шва і короткочасну затримку в русі електрода на краях ширини шва.

Ø  місця повторного запалювання електрода, так як в цих місцях шов виходить менш  щільний, якість втрачається. Тому потрібно навчитися розплавлювати весь електрод повністю без перерви горіння дуги.

ІV. Заключний інструктаж.

  Підведення підсумків уроку. 

Гра «Вибери сам собі завдання»(додаток)

  Оцінювання учнями та майстром  в/н виконання  практичних прийомів.

  Оголошення  та мотивація оцінок.

  Домашнє завдання.

Повторити попередній матеріал, підручник

 І. В. Гуменюк стор. 6-9; 34-43.

Додаток

Гра «Вибери сам собі завдання»

Умови гри:учні почергово відповідають на запитання і отримують бали (2 бальна система, хто відповів на запитання суперника отримує 3 бали)

Завдання (електродугове зварювання)

    Що називається зварюванням?

Це процес отримання нероз’ємного з’єднання матеріалів установленням міжатомних зв’язків між зварюваними частинами при їх місцевому або загальному нагріванні, пластичною деформацією або спільною дією.

    Назвіть основні види зварювання плавленням?

-       електрична дугова, де джерелом тепла є електрична дуга;

-       електрошлакове, де основним джерелом теплоти є розплавлений шлак, через який протікає електричний струм;

-       електронно-променева, при якій нагрівання і розплавлення кромок з'єднувальних деталей виробляють спрямованим потоком електронів, що випромінюються розпеченим катодом;

-       лазерна, при якій нагрівання і розплавлення кромок з'єднувальних деталей виробляють спрямованим сфокусованим потужним світловим променем мікрочастинок-фотонів.

    Що таке розчищення кромок?

Це надання потрібної форми кромкам, які підлягають зварюванню.

    Що таке скіс кромок?

Це прямолінійний або криволінійний зріз кромки, яка підлягаю зварюванню.

    Що таке притуплення кромок?

Це не скошена частина торця кромки.

    Що таке зазор?

Зазором називається різниця між діаметрами отвору і вала до складання. 

    Що таке підсилення шва?

Це частина металу шва, яка виступає над поверхнею зварювальних деталей.

    Що називають валиком?

Це метал, наплавлений або переплавлений за один прохід.

    Що таке глибина проплавлення?

Це найбільша глибина розплавленого основного металу в перерізі шва.

    Що називається коренем шва?

Це частина зварного шва, де дно зварювальної ванни перетинає поверхню основного металу.

    Що таке шар?

Це частина зварного шва, утворена одним або двома валиками, які розташовані на одному рівні поперечного перерізу шва.

    Що називається проходом?

Це одноразове переміщення в одному напрямі джерела нагрівання.

    Що називається електричною дугою?

Електрична дуга  - це вид електричного розряду, в якому розрядні явища зосереджені у вузькому яскраво світиться каналі, що йде від одного електрода до іншого.

    Що називається зварювальною дугою?

Це ділянка електричного кола, на якій проходить спад напруги і яка поділяється на три частини: катодну й анодну плями та стовп дуги.

    Розкажіть будову зварювальної дуги.

-         зварювальна ванна;

-         анодна пляма;

-         кратер;

-         стовп дуги;

-         газова хмарка;

-         катодна пляма.

    Яка температура катодної плями?

3000 ⁰С

    Яка температура стовпа дуги?

7000 ⁰С

    Яка температура анодної плями?

4000 ⁰С

    Як  класифікують зварювальну дугу?

-         за використовуваними електродами;

-         за стисканням дуги;

-         за полярністю постійного струму;

-         за довжиною.

 

    Що називають зварювальним постом?

Це робоче місце зварника, обладнане всім необхідним для виконання зварювальних робіт.

    Що називають зовнішньою характеристикою джерела живлення?

Зовнішньою характеристикою джерела живлення зварювальної дуги називають залежність між напругою і силою струму.

    Які є способи регулювання зварювального струму?

-         фазове регулювання

-         зміна напруги

    Як вибирають джерела струму?

-         напруга холостого ходу, тобто напруга на затискачах джерела живлення при розімкнутому зварювальному ланцюзі, повинна бути достатнім для запалювання дуги, але не перевищувати безпечну для зварювальника величину (60-65 В);

-         потужність джерела струму повинна бути достатньою для живлення дуги необхідним струмом;

-         джерела живлення дуги повинні мати пристрій для плавного регулювання струму в потрібні для зварювання межах;

-         мати невелику вагу, розміри, а також бути зручними в експлуатації.

    Яка будова зварювального трансформатора?

-         корпус;

-         отвори охолодження;

-         затискач для приєднання дротів зварювального кола;

-         ручка;

-         замкнутий магнітопровід (осердя);

-         рукоятка;

-         рим-болт;

-         кришка корпусу;

-         вертикальний гвинт із стрічковою різьбою;

-         ходова гайка гвинта;

-         вторинна та первинна обмотки трансформатора.

    Як класифікують зварювальні випрямлячі?

-         за кількістю обслуговуваних постів;

-         за кількістю фаз живлення;

-         за типом вентилів;

-         за способом регулювання струмом або напругою;

-         за схемою випрямлення;

-         за призначенням.

    Яка будова зварювального випрямляча?

-         блок випрямляча;

-         висувні ручки;

-         запобіжники;

-         блок апаратури;

-         вентилятор;

-         теплове реле;

-         силовий трансформатор;

-         вторинна обмотка;

-         первинна обмотка;

-         амперметр;

-         лампа;

-         кнопки вимикача;

-         скоби;

-         рукоятка регулювання струму;

-         перемикач діапазонів струму;

-         шини заземлення зворотного приводу;

-         струмові роз’єми;

-         болт заземлення;

-         штепсельний роз’єм для підключення до електромережі.