Технология сварочного производства

5 м³/ч, рабочее давление поступающего газа— 1,5 кгс/см².

Аналогично устроен и  работает сухой предохранительный  затвор среднего давления ЗСМ-1. Номинальная  пропускная способность затвора  при температуре 20°С и давлении 760 мм рт. ст. — 3,2 м³/ч, рабочее давление ацетилена — 1,5 кгс/см².

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Классификация  электродов для РДС по составу  покрытия, по назначению, роду и  полярности тока. Укажите назначение  компонентов покрытия.

Электроды, применяемые для  сварки и наплавки, классифицируются по назначению (для сварки стали, чугуна, цветных металлов и для наплавочных  работ), технологическим особенностям (для сварки в различных пространственных положениях, сварки с глубоким проплавлением  и ванной сварки), виду и толщине  покрытия, химическому составу стержня  и покрытия, характеру шлака, механическим свойствам металла шва и способу  нанесения покрытия (опрессовкой  или окунанием).

Основными требованиями для  всех типов электродов являются: обеспечение  стабильного горения дуги и хорошего формирования шва; получение металла  сварного шва заданного химического  состава; спокойное и равномерное  расплавление электродного стержня  и покрытия; минимальное разбрызгивание электродного металла и высокая  производительность сварки; легкая отделимость  шлака и достаточная прочность  покрытий; сохранение физико-химических и технологических свойств электродов в течение определенного промежутка времени; минимальная токсичность  при изготовлении и при сварке. 
Длина электродов приводится в таблице 1.

Табл. 1. Длина электрода  в зависимости от его диаметра

Диаметр электрода, мм	Длина электрода, мм
	Углеродистого или легированного	высоколегированного
1,6	200 250	150 200
2,0	250	200 250
2,5	250 300	250
3,0	300 350	300 350
4,0	350 400	350
5,0 6,0 8,0 10,0 12,0	450	350   450

 

По назначению металлические  электроды для ручной дуговой  сварки сталей и наплавки поверхностных  слоев с особыми свойствами, изготовляемые  способом опрессовки, подразделяются (ГОСТ 9466-75): 
для сварки углеродистых и низколегированных сталей с временным сопротивлением разрыву до 60 кгс/мм² (600 МПа), с условным обозначением У; 
для сварки легированных сталей с временным сопротивлением разрыву свыше 60 кгс/мм² (600 МПа) - Л; 
для сварки легированных теплоустойчивых сталей - Т; 
для сварки высоколегированных сталей с особыми свойствами - В; 
для наплавки поверхностных слоев с особыми свойствами - Н. 
По толщине покрытия электроды подразделяются на электроды с тонким, средним, толстым и особо толстым покрытиями. ГОСТ 9466-75 предусматривает также три группы электродов - 1, 2, 3, характеризующиеся требованиями к качеству (точности) изготовления электродов, состоянием поверхности покрытия, а также содержанием серы и фосфора в наплавленном металле. 
По виду покрытия электроды подразделяются: 
с кислым покрытием А, с основным покрытием - Б, с целлюлозным покрытием - Ц, с рутиловым покрытием - Р, с покрытием смешанного вида - с двойным обозначением, с прочими видами покрытий - П. 
В зависимости от того, в каком пространственном положении выполняется сварка, электроды подразделяются: 
для сварки во всех положениях с условным обозначением 1; 
для сварки во всех положениях, кроме вертикального сверху вниз, - 2; для положений нижнего, горизонтального на вертикальной плоскости и вертикального снизу вверх - 3; для нижнего и нижнего «в лодочку» - 4. 
Электроды подразделяются по роду и полярности тока, а также по номинальному напряжению холостого хода источника питания сварочной дуги переменного тока. 
Подразделение электродов по типам выполнено в ГОСТ 9467-75, 10051-75 и 10052-75. По ГОСТ 9467-75 предусмотрено 9 типов электродов для сварки углеродистых и низколегированных сталей (Э38, Э42, Э42А, Э46, Э46А, Э50, Э50А, Э55 и Э60), 5 типов электродов для сварки легированных сталей повышенной и высокой прочности (Э70, Э85, Э100, Э125 и Э150) и 9 типов электродов для сварки легированных теплоустойчивых сталей (Э-09М, Э-09МХ, Э-09Х1М, Э-05Х2М, Э-09Х2М1, Э-09Х1МФ, Э-10Х1М1НФБ, Э-10ХЗМ1БФ, Э-10Х5МФ). Обозначают электроды для сварки углеродистых и легированных сталей по ГОСТ 9466-75.

Для сварки высоколегированных сталей с особыми свойствами электроды  согласно ГОСТ 10052-75 классифицируются по химическому составу наплавленного  металла и его механическим свойствам. ГОСТ 10052-75 предусматривает 49 типов  электродов. Обозначения типов электродов состоят из индекса Э и следующих  за ним цифр и букв. Две цифры, стоящие после индекса, указывают  среднее содержание углерода в наплавленном металле в сотых долях процента. Химические элементы, содержащиеся в  наплавленном металле, обозначены следующими буквами: А - азот, Б - ниобий, В - вольфрам, Г - марганец, Д - медь, M - молибден, Н - никель, С - кремний, Т - титан, Ф - ванадий, X - хром. Цифры, следующие за буквенными обозначениями  химических элементов, указывают среднее  содержание элемента в процентах. После  буквенного обозначения элементов, среднее содержание которых в  наплавленном металле составляет менее 1,5%, цифры не проставляются. 
Электроды для дуговой наплавки регламентируются ГОСТ 10051-75 (типы электродов, которые характеризуются химическим составом наплавленного металла и его твердостью).

Характеристики электродов во многом определяются видом покрытия. Покрытие бывает в основном четырех видов: кислым, рутиловым, основным, целлюлозным и смешанным.

Электроды с кислым покрытием.

Основу этого  вида покрытия составляют оксиды железа, марганца и кремния. Металл шва, выполненный  электродами с кислым покрытием, имеет повышенную склонность к образованию  горячих трещин. По механическим свойствам  металла шва и сварного соединения электроды относятся к типам  Э38 и Э42.

Электроды с кислым покрытием не склонны к образованию  пор при сварке металла, покрытого  окалиной или ржавчиной, а также  при удлинении дуги. Сварку можно  выполнять постоянным и переменным током.

Электроды с рутиловым покрытием.

Основу покрытия таких электродов составляют рутиловый  концентрат (природный диоксид титана). Металл шва, выполненный электродами  с рутиловым покрытием, соответствует  спокойной или полуспокойной  стали. Стойкость металла шва  против образования трещин у электродов с рутиловым покрытием выше, чем  у электродов с кислым покрытием. По механическим свойствам металла  шва и сварного соединения большинство  марок рутиловых электродов относится  к электродам типа Э42 и Э46.

Рутиловые электроды  обладают целым рядом преимуществ  по сравнению с другими видами электродов, а именно обеспечивают стабильное и мощное горение дуги при сварке переменным током, малые  потери металла на разбрызгивание, легкую отделимость шлаковой корки, отличное формирование шва. Электроды  мало чувствительны к образованию  пор при изменении длины дуги, при сварке влажного и ржавого  металла и по окисленной поверхности.

К электродам рассматриваемой  группы также относятся электроды  с ильменитовым покрытием, занимающими  промежуточное положение между  электродами с кислым и рутиловым  покрытиями. В состав покрытия этих электродов в качестве основного  компонента входят ильменитовый концентрат (природное соединение диоксидов  титана и железа).

Электроды с основным покрытием.

Основу этого  вида покрытия составляют карбонаты  и фтористые соединения. Металл, наплавленный электродами с основным покрытием, по химическому составу  соответствует спокойной стали. Благодаря низкому содержанию газов, неметаллических включений и  вредных примесей металл шва, выполненный  этими электродами, отличается высокими показателями пластичности и ударной  вязкости при нормальной и пониженной температурах, а также обладает повышенной стойкостью против образования горячих  трещин. По механическим свойствам  металла шва и сварных соединений электроды с основным покрытием  относятся к электродам типа Э42А, Э46А, Э50А, Э55 и Э60.

Вместе с тем  по технологическим характеристикам  электроды с основным покрытием  уступают другим видам электродов. Они весьма чувствительны к образованию  пор при наличии окалины, ржавчины и масла на кромках свариваемых  деталей, а также при увлажнении покрытия и удлинении дуги. Сварка, как правило, производится постоянным током обратной полярности. Перед  сваркой электроды в обязательном порядке необходимо прокаливать  при высоких температурах (250-4200С).

Электроды с целлюлозным покрытием.

Покрытие этого  вида содержит большое количество (до 50%) органических составляющих, как  правило, целлюлозы. Металл, наплавленный целлюлозными электродами, по химическому  составу соответствует полуспокойной  или спокойной стали. В то же время  он содержит повышенное количество водорода. По механическим свойствам металла  шва и сварных соединений электроды  с целлюлозным покрытием соответствуют  электродам Э42, Э46 и Э50. Для целлюлозных  электродов характерно образование  равномерного обратного валика шва  при односторонней сварке на весу, возможность сварки вертикальных швов способом сверху вниз.

Все описанные выше электроды, предназначенные для  сварки углеродистых и низколегированных  сталей, с любым видом покрытия должны отвечать требованиям ГОСТ 9466-75 и ГОСТ 9467-75, а также требованиям технических условий на электроды. В технических условиях могут содержаться дополнительные требования, которые являются необходимыми для более эффективного ведения процесса и/или получения сварных соединений с особыми характеристиками и повышенной эксплуатационной надежностью.

3. Точечная сварка. Схемы (рельефная, Т-образная), основные  параметры, циклограммы. Область  применения.

Точечная сварка – вид контактной сварки, при котором изделия, наложенные одно на другое, свариваются в отдельных точках. Применяется для изделий, где не требуется герметичность конструкции (для сварки арматуры – каркасы, сетки, кузовов автомашин, листовых конструкция и др. 
Толщина каждой из заготовок, соединяемых точечной сваркой, может быть от сотых долей миллиметра до 30 мм. 
 
Свариваемые поверхности очищаются наждаком, травлением и другие способами. Детали 1 устанавливают внахлестку и зажимают с некоторым усилием Р между двумя медными электродами 2. При протекании тока через электроды и свариваемые детали происходит быстрый нагрев металла деталей. Это объясняется тем, что контактное сопротивление между электродом и деталью меньше контактного сопротивления между деталями. Кроме того, медные электроды охлаждаются водой и интенсивно отводят теплоту от места их контакта с деталью. Нагрев продолжают до пластического состояния внешних слоев и до расплавления внутренних слоев. Нагрев деталей заканчивается образованием ядра 3 из расплавленного металла. мм. После выключения тока заготовки кратковременно выдерживают между электродами под действием усилия. Происходит охлаждение зоны сварки, кристаллизация расплавленного металла. 
 
Наиболее распространены следующие схемы циклограмм точечной сварки. 
^ 1.Одноимпульсная сварка с постоянным давлением.  
 
 
 
 
Применяется для сварки низкоуглеродистой стали толщиной до 4–6 мм. 
 
 
2.^ Точечная сварка с применением ковочного давления. При сварке металлов, склонных при нагреве к росту зерна точечную сварку производят с применением ковочного давления. В этом случае после сваривания деталей давление на электродах повышается и, благодаря этому, происходит дробление зерен металла сварной точки. 
 
 
3 .^ Точечная сварка при постоянном давлении с последующей термообработкой.  
 
Применяется для сварки закаливающихся сталей. В этом случае после сварки через детали пропускается еще один импульс тока, который вызывает лишь повторный нагрев сварной точки – термообработку. 
4.^ Многоимпульсная сварка с постоянным давлением. 
 
П рименяется для сварки горячекатаных сталей (покрытых окалиной) толщиной более 5 мм.

 

 

 

Схема процесса точечной сварки.

 
 
Схема процесса точечной сварки: 1—свариваемые заготовки; 2—электроды; 3—механизм сжатия; 4—сварочный трансформатор; 5—переключатель ступеней; 6—педаль управления

Процесс точечной сварки может  быть разделен на следующие периоды: 1) сжатие свариваемых заготовок; 2) пропускание электрического тока через заготовки; 3) выключение тока; 4) снятие давления.

Точечная сварка применяется  при изготовлении самых разнообразных  металлических конструкций как  из стали, так и из цветных металлов. Точечная сварка благодаря высокой  экономичности и производительности широко применяется в производстве, вытесняя клепку, а также малопроизводительные способы сварки.

Области применения точечной и рельефной сварки

Способ сварки	Отрасль промышленности		Вид исходных заготовок		Назначение операций сварки				Эффективность применения способов сварки
Точечная сварка (одной парой электродов)	Различные отрасли машиностроения (единичное и серийное производство)		Заготовки из листового и  сортового проката черных и цветных  металлов, штампованные заготовки					Сварка различных конструкций  с прочными швами	Повышение производительности труда, снижение веса сварных узлов, экономия сварочных материалов по сравнению  с дуговой и газовой сваркой
	Металлургическая промышленность (термическая обработка и травление  металла)		Отдельные полосы или бухты  ленты			Обеспечение непрерывного процесса термообработки, травления и других операций			Повышение производительности основного оборудования за счет ликвидации простоев
	Строительная промышленность		Стержни из углеродистых конструкционных  сталей			Изготовление сеток и  каркасов арматуры сборного и монолитного  железобетона			Повышение производительности труда по сравнению с изготовлением  сеток и каркасов вязкой или с  помощью ручной дуговой сварки
Многоточечная сварка	Автомобильная, тракторная и авиационная промышленность, производство мотоциклов, комбайнов, вагонов и др.		Штампованные заготовки  из листового проката, заготовки  из сортового проката			Сварка различных деталей  и узлов			Значительное повышение  производительности труда по сравнению  с клепкой и другими способами сварки
Многоточечная сварка		Строительная промышленность		Стержни из углеродистых конструкционных  сталей			Изготовление сеток и  каркасов арматуры сборного и монолитного  железобетона		Повышение производительности труда в 5-10 раз по сравнению с  вязкой
Рельефная сварка		Автомобильная, тракторная и авиационная промышленность, производство электронных и ионных ламп		Штампованные заготовки  из листового проката, стержни			Получение штампосварных  деталей и узлов различной  конфигурации		Значительное повышение  производительности труда по сравнению  с клепкой и другими способами  сварки
Рельефно-точечная сварка		Различные отрасли машиностроения		Заготовки из горячекатаной  стали с выштампованными рельефами			Сварка горячекатаной  стали без ее предварительной  очистки от окалины		Улучшение качества сварки снижение трудоемкости работ; увеличение стойкости электродов по сравнению  с обычной точечной сваркой