ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 6

ВЫПОЛНЕНИЕ РУЧНОЙ СВАРКИ ОБРАЗЦОВ

Цель: Знакомство с оборудованием сварочного поста для ручной сварки. Научиться практически выбирать режимы сварки для данной толщины металла, работать с учебниками и справочной литературой.

Оснащение

1. Сварочный пост для ручной сварки;

2. Образец металла.

Содержание работы

1. Вычертить схему поста для ручной сварки и указать оборудование.

2. Выбрать источник питания и указать его технические данные.

3. Определить (предварительно) свариваемость металла предложенной марки, расшифровать ее и дать краткую характеристику этого металла.

4. Выбрать основные элементы режимов сварки для предложенной толщины в нижнем положении.

5. Выполнить схему и указать классификацию сварного шва по длине
и направлению сварки.

6. Выбрать электроды для сварки предложенной судостроительной
стали.

7. Сделать вывод.

На свариваемость металлов и сплавов большое влияние оказывает их химический состав, а именно, содержание основных элементов и вредных примесей: углерода(С), марганца (Мп), кремния (Si), серы (S), фосфора (Р) и др.

Углерод является одним из важнейших элементов в стали. Его содержание в низкоуглеродистых сталях для судостроения составляет ≤ 0,22%. С увеличением содержания углерода в стали свариваемость ухудшается.

Марганец не затрудняет свариваемость, если его содержание 0,3÷0,8 %. При повышении его содержания а стали возрастает прочность и твердость, что ведет к образованию трещин.

Кремний в углеродистых сталях содержится в количестве 0,02 ÷ 0,3 %, и не оказывает влияния на свариваемость. При повышении его до 0,8 ÷ 1,5 % сварка затрудняется, т.к. сталь становится жидкотекучей, образуются тугоплавкие окислы и шлаки.

Сера и фосфор являются вредными примесями. Их содержание в судостроительных сталях не должно превышать 0,035 %. Эти примеси придают стали красноломкость (сера) и хладноломкость (фосфор), т.е. образование трещин при повышении температуры (сера) и при понижении (фосфор).

Свариваемостью называется свойство металла давать при сварке тем или иным способом прочное сварное соединение.

Свариваемость определяют различными методами, разработанными МВТУ им. Баумана, по методу Кировского завода (г. Санкт-Петербург) и др. Предварительно свариваемость можно определить по эквивалентному содержанию углерода по формуле 1:

(1)

где: Сэкв - эквивалентное содержание углерода; С - % содержания углерода в стали;

Ni, Mn, Мо, V - легирующие элементы в стали в %.

По этому признаку стали условно делятся на 4 группы:

1) хорошо сваривающиеся при Сэкв< 0,25%;

2) удовлетворительно сваривающие при Сэкв= 0,25-0,35 %;

3) ограниченно сваривающиеся при Сэкв=0,3 5-0,45 %;

4) плохо сваривающиеся при Сэкв > 0,45 %.

Рабочее место сварщика со всеми необходимыми приспособлениями и подводом сварочного тока называется сварочным постом.

Основные марки низколегированных судостроительных сталей: 10ХСНД, 15ГБ, 09Г2, 09Г2С. Их расшифровка состоит в определении содержания углерода (что указывают первые две цифры в сотых долях процента) и легирующих элементов X — хрома, С - кремния, Н - никеля, Д - меди, Г - марганца, Б - ниобия.

Характеристика. Сталь низколегированная для судостроения, имеет примесей (серы и фосфора) не > 0,035 % поставляется по ГОСТ 5521-72:

Rch = 4000 кгс/см2 - для стали 10ХСНД;

Rch = 3000 кгс/см2 - для стали 09Г2, 09Г2С;

Rch = 3500 кгс/см2 - для стали 15ГБ.

Применяют для постройки крупнотоннажных судов, средних и т. д. Можно написать другие мех. характеристики.

Режим сварки зависит от многих факторов: толщины металла (обычно указывается в чертеже), диаметра электрода (dэл), силы тока (Iсв), напряжения (Uд), рода тока и полярности, скорости сварки.

Диаметр электрода подбирают по толщине металла по следующей таблице для стыкового соединения.

Таблица 1. – диаметр электрода

S, мм | 0,5-1,5 | 1,5-3,0 | 3-5 | 6-8 | 9-12 | 13-20 | 30-60
сЬл, мм | 1,5-2,0 | 2-3 | 3-4 | 4-5 | 4-6 | 5-6 | 6-7

По диаметру выбирают силу сварочного тока по формулам 2, 3:

Iсв=(40÷50)dэ при dэ < 4÷ 6 мм (2)

Icв =(20+6 dэ) dэ при dэ < 4 мм и dэ > 6 мм. (3)

При выполнении угловых и тавровых соединений dэ выбирают в зависимости от катета сварного шва.

Рис. 1.

К - катет св. шва примерно равен 1/2 толщины металла.

при К=3 - 5 мм - dэ = 3 - 4 мм

при К=6 - 8 мм - dэ = 4 - 5 мм.

При многопроходной сварке стыковых швов первый проход выполняют dэ ≤ 4 мм.

Для вертикальных швов dэ ≤ 5 мм,

Для потолочных швов dэ ≤ 4 мм.

Полученное по формулировке значение сварочного тока корректируют, учитывая толщину металла и положение свариваемого шва.

При толщине (1,3 - 1,6) < dэ , Iсв уменьшают на 10- 15 %;

При толщине > 3 мм , 1св увеличивают на 10 - 15 %.

Сварку вертикальных и потолочных швов выполняют сварочным током меньшим на 10 - 15 %.

Длина сварочной дуги 3-4 мм.

В процессе сварки электроду сообщают движения: вертикальное, по оси электрода и поперечные колебательные движения для получения валика величиной (3 ÷ 4 dэ).

При многослойной сварке первый слой наплавляют высотой 3-5 мм dэ = 4 - 5 мм. Напряжение составляет U=20 - 25 В при постоянном токе, U=28 - 32 В при переменном токе.

Таблица 2. – примерные режимы ручной дуговой сварки стыковых швов

Толщина металла в мм | Форма соединения | Число проходов | Диаметр электрода, мм | Сварочный ток | Скорость сварки
Первый проход | После-дующий проход | Первый проход | После- дующий проход
1 |  | 1 | 1,5 | - | 35 | - | 7
2 |  | 1 | 2,5 | - | 75 | - | 10
3 |  | 1 | 3 | - | 100 | - | 12
6 |  | 2 | 5 | - | 220 | - | 7
10 |  | 2 | 4 | 5 | 200 | 250 | 4
16 |  | 6 | 5 | 6 | 250 | 320 | 2
20 |  | 8 | 5 | 6 | 260 | 320 | 1,6
20 |  | 18 | 5 | 6 | 270 | 350 | 0,9

Таблица 3 – примерные режимы ручной сварки угловых швов

Толщина металла или катет шва | Число проходов | Диаметр электрода, мм | Сварочный ток | Скорость сварки
Первый проход | Первый проход | Первый проход | Сварочный ток
1 | 1 | 2 | - | 40 | - | 6
2 | 1 | 3 | - | 100 | - | 12
3 | 1 | 4 | - | 160 | - | 14
6 | 1 | 5 | - | 230 | - | 12
10 | 2 | 5 | 5 | 240 | 260 | 5
16 | 4 | 5 | 6 | 270 | 320 | 2,5

Режимы сварки оформить по таблице 4.

Таблица 4.

S, мм | dэл, мм | Iсв, А | Род тока | Полярность | Число проходов

По протяженности сварные швы делятся на:

- короткие l ≤ 250 мм;

- cредние 1 = 250 + 1000 мм;

- длинные 1 ≥ 1000 мм.

Короткие швы выполняют сваркой за проход (см. рис. 1)

Рис. 1.

Средние швы сваривают от середины к концам ( см. рис. 2)

Рис. 2.

Длинные швы сваривают обратноступенчатым способом (см. рис. 3)

Рис. 3.

Таблица 5. – пример условного обозначения электродов

Назначение | Марка | Условное обозначение электрода на этикетках, в маркировке пачек, коробок и ящиков | Условное обозначение электрода в документации
Сварка углеродистых и низколегированных сталей | УОНИ – 13/45А | ГОСТ 9467-75; ОСТ 5.9224-75 | УОНИ – 13/45А-3,0-1 ГОСТ 9466-75; ОСТ 5.9224 - 75

Вывод.