69606

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФОРМЫ И РАЗМЕРОВ СВАРНОГО ШВА ПРИ СВАРКЕ НАКЛОННЫМ ЭЛЕКТРОДОМ

Лабораторная работа

Производство и промышленные технологии

Цель работы - ознакомиться с оборудованием поста механизированной сварки наклонным электродом и пучком электродов, выяснить влияние режима дуговой сварки наклонным электродом на изменение формы и размеров шва.

Русский

2014-10-07

1.95 MB

3 чел.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 51

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФОРМЫ  И РАЗМЕРОВ СВАРНОГО ШВА ПРИ СВАРКЕ НАКЛОННЫМ ЭЛЕКТРОДОМ

Цель работы - ознакомиться с оборудованием поста механизированной сварки наклонным электродом и пучком электродов, выяснить влияние режима дуговой сварки наклонным электродом на изменение формы и размеров шва.

Теоретические сведения

Дуговая сварка относится к сварке плавлением. При этом виде сварки плавление основного и присадочного металлов осуществляется электрической дугой, горящей между электродом и свариваемым металлом. Расплавленные основной и присадочный металлы (электрод или проволока) образует сварочную ванну, в результате кристаллизации металла сварочной ванны образуется сварной шов.

На рис. 51 показана схема ручной дуговой сварки металлическим электродом с покрытием (стрелкой обозначено направление сварки):

 I - металлический стержень;

2 - покрытие электрода;

3 - газовая атмосфера дуги;

4 - сварочная ванна;

5 - затвердевший шлак;

6 - закристаллизовавшийся металл шва;

7 - основной металл (изделие);

8 - капли расплавленного электродного металла;

9 - глубина проплавления.

Элементами геометрической формы сварочного шва являются: при стыковых соединениях (рис. 51.2,а) - ширина шва в , глубина провара hпр, высота выпуклости шва hв;  при тавровых (рис. 51,2,б), угловых и нахлесточных соединениях - ширина шва в , высота шва k и катет шва k.

На качество и работоспособность сварного соединения, выполняемого ручной дуговой сваркой, влияют не только конструктивные элементы шва, но и отношение ширины однопроходного шва к глубине провара. Коэффициент формы провара  ψпр  = b 

                            hпр                                                                                                                                               может изменяться в пределах 0,5...4,0.   Оптимальное его значение равно 1,3...2,0,   Отношение ширины шва к его выпуклости ψв = b 

                                                                                 hв               

(коэффициент формы валика) при хорошо сформированных швах не должно выходить за пределы 7...10.

Под режимом сварки понимают совокупность условий, создающих устойчивое протекание процесса сварки: стабильное горение сварочной дуги, получение сварных

швов необходимых размеров, формы и качества. Режим сварки включает  в себя ряд параметров, которые подразделяют на основные и дополнительные. К основным параметрам режима ручной дуговой сварки относят значение, род и полярность тока, диаметр электрода, напряжение, скорость сварки и колебание электрода, к дополнительным - покрытия электрода, начальную температуру основного металла, положение электрода в пространстве и положение изделия в процессе сварки.

Влияние сварочного тока проявляется в том, что с его увеличением усиливается давление столба дуги на поверхность жидкого металла, дуга больше погружается в основной металл, возрастает количество расплавленного в единицу времени электродного металла. В результате этого глубина провара и доля участия основного металла шва увеличивается, ширина шва почти не меняется, а высота выпуклости шва возрастает. Коэффициент формы провара уменьшается.

Влияние рода тока и полярности на форму шва объясняется различным количеством теплоты, выделяющейся на катоде и аноде. При сварке на аноде дуги выделяется меньше теплоты, и на постоянном токе прямой полярности глубина провара получается примерно на 40...50% меньше; чем при сварке на обратной полярности, и на 15...20% меньше, чем при сварке на переменном токе. В связи с этим при сварке на прямой полярности коэффициент наплавки и высота выпуклости шва больше, чем при сварке на обратной полярности.

Увеличение диаметра электрода при неизменном сварочном токе приводит к усилению блуждания активного пятна по сечению конца электрода и поверхности сварочной ванны, вследствие чего глубина провара и выпуклость шва уменьшается, а ширина шва возрастает. Если при том же токе сварку производить электродами меньшего диаметра, это приведет к возрастанию плотности тока, в результате увеличится глубина провара, уменьшатся ширина шва и коэффициент формы провара.

Влияние напряжения дуги зависит в основном от длины дуги. Чем больше длина дуги, тем больше напряжение. Увеличение напряжения дуги приводит к увеличению ее подвижности, в результате чего значительно возрастает ширина шва, заметно снижается выпуклость шва, а глубина проплавления в практически встречающихся пределах изменения напряжения дуги остается почти постоянной.

Увеличение скорости сворки приводит к сильному отклонению столба дуги в сторону, противоположную направлению скорости сварки, вследствие чего увеличивается горизонтальная составляющая давления дуги на расплавленный металл сварочной ванны, из-под дуги вытесняется больше жидкого металла, толщина слоя жидкого металла под дугой уменьшается, и глубина проплавления при возрастании скорости сварки возрастает. Это приводит к сокращению площади сечения шва, уменьшению ширины шва, увеличению доли участия основного металла в металле шва и уменьшению коэффициента формы провара. При дальнейшем увеличении скорости сварки время теплового действия дуги на металл и глубина провара уменьшаются, а при значительной скорости сварки будет несплавление основного металла с металлом шва.

Колебанием концом электрода поперек шва пользуются для образования уширенного валика, для чего электроду сообщают поперечные колебательные движения чаще всего с постоянной частотой и амплитудой, совмещенные с поступательным движением электрода. Ширина валика не должна быть более двух-трех диаметров электрода. При выполнении более широких валиков в результате охлаждения шлака возможно образование дефектов в сварном шве.

Чтобы облегчить труд сварщика и повысить производительность труда, в промышленности применяют различные высокопроизводительные способы сварки. Чаще всего используется сварка пучком электродов и сварка наклонным электродом.

Сварка пучком электродов - ручная сварка металлическим электродом, осуществляемая с использованием одновременно нескольких штучных электродов с качественным покрытием. Электроды скрепляются между собой и нескольких местах проволокой, в то время как их контактные концы свариваются вместе и вставляются в общий электрододержатель (пучок электродов). Ток подводится одновременно ко всем электродам, а дуга горит попеременно между отдельными электродами пучка и изделием. Для наплавочных работ применяются пучки из нескольких электродов, расположенных в один ряд в виде гребенки; для собственно сварочных работ используются пучки, имеющие сечение в форме треугольника, квадрата и т.п. Подача в золу дуги нескольких штучных электродов вместо одного способствует повышению производительности сварки за счет того, что нагрев стержней внутренней теплотой будет меньше, чем при сварке одним электродом при том же токе. Поэтому при сварке пучком можно устанавливать большой ток.

На рис. 51.3 показаны примеры возможных сочетаний пучков электродов.

Сварка наклонным электродом - сварка металлическим электродом, при которой происходит самоподача в зону дуги электрода с качественным покрытием, у которого нижний конец с выступающим краем покрытия опирается на изделие, в то время как верхний конец закрепляется в специальном скользящем электрододержателе. По мере оплавления электрод перемещается по направляющей вдоль линии сварки параллельно самому себе. Сечение шва регулируется изменением угла наклона электрода. На рис. 51,4 изображена схема процесса сварки наклонным электродом.

По сравнению с ручной дуговой сваркой сварка наклонным электродом отличается более высокой производительностью процесса, так как один сварщик может обслуживать не менее двух штативов. Сварные швы, выполненные механизированной сваркой наклонным электродом, получаются гладкими, мелкочешуйчатыми с вогнутой поверхностью.

Лабораторная установка для исследования влияния режима дуговой сварки на форму и геометрические размеры сварного шва (рис. 51.4) состоит из источников питания (переменного ТСД-1000 и постоянного ВДУ-504) тока, осциллятора 3, установки сварки наклонным электродом  I, а также направляющей на штативе 2.

Осциллятор (сварочный) - аппарат для создания импульсов высокого напряжения высокой частоты, служит для облегчения ее зажигания посредством дополнительной ионизации газовой среды в дуге, к которой он подключается параллельно или последовательно со сварочным источником питания.

  Ψ пр                                                                                          ψ в   

                                                                                                           

20

4

15

 

3

10

2

                             1                             2                             3


Таблица
51.1

№ п\п

Род и полярность тока

Iсв А

Исв

В

Uсв м/ч

hпр мм

hb

мм

b  мм

ψпр

ψb

Примечание

1

Постоянный  (прямая)

2

Постоянный (обратная)

3

Постоянный 1 ел.

4

Постоянный 2 ел.

5

Постоянный 3 ел.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

1081. Процесс расширения пара в турбинной ступени 370 KB
  Основные уравнения и формулы, используемые для расчета движения водяного пара в проточной части турбинных ступеней. Конструкция турбинной ступени осевого типа и процессы преобразования энергии в ней. Тепловая диаграмма процесса расширения в турбинной ступени. Степень реактивности турбинной ступени.
1082. Мощность и экономичность турбинных ступеней 443.5 KB
  Усилия в турбинной ступени и ее мощность. Относительный лопаточный КПД ступени. Двухвенечные ступени паровых турбин. Процесс расширения в проточной части двухвенечной ступени.
1083. Турбинные решетки и их выбор 3.25 MB
  Геометрические характеристики турбинных решеток. Газодинамические и режимные характеристики турбинных решеток. Маркировка турбинных решеток и их формирование. Зависимости для определения коэффициентов потерь сопловой решетки.
1084. Относительный внутренний КПД турбинной ступени 765.5 KB
  Потери трения диска и лопаточного бандажа. Потери при парциальном подводе водяного пара в турбинную ступень. Потери от утечек в турбинной ступени. Лабиринтовые уплотнения. Потери от влажности водяного пара.
1085. Расчет турбинных ступеней. Методика расчета турбинной ступени 426.5 KB
  Выбор исходных данных и параметров при расчете турбинной ступени. Методика расчета турбинной ступени. Процесс расширения водяного пара в турбинной ступени. Схема отклонения потока в косом срезе сопловой решетки. Особенности расчета турбинных ступеней.
1086. Особенности расчета и проектирования ступеней с длинными лопатками 499 KB
  Уравнения радиального равновесия. Законы профилирования турбинных лопаток. Закон постоянного профиля сопловых и рабочих лопаток по высоте ступени. Примеры исполнения лопаток паровых турбин.
1087. Основы проектирования паровых турбин 613 KB
  Основные показатели паровых турбин и их компоновки. Схема компоновки паровой турбины К-800-23,5 ЛМЗ. Предельная мощность однопоточной конденсационной турбины. Компоновочные решения для паровых турбин ТЭС. Упрощенная тепловая схема конденсационной ПТУ. Способы повышения мощности паровых турбин.
1088. Основные расчеты при проектировании паровой турбины 328 KB
  Построение процесса расширения водяного пара в проточной части турбины и оценки его расхода. Расчет числа ступеней и распределение теплоперепадов по ступеням турбины. Выбор частоты вращения валопровода турбоагрегата и числа его ЦНД.
1089. Обеспечение надежности основных элементов паровых турбин. Выбор конструкции роторов 915 KB
  Конструкции уплотнений паровых турбин. Расчет осевых усилий и способы их компенсации. Пример конструкции паровой турбины. Схема разгрузки осевого подшипника. Статическая прочность рабочих лопаток турбинных ступеней. Конструкции роторов паровых турбин.