Технология сварки. Сварочная проволока, электроды, оборудование

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Режим сварки

Режимом сварки называется совокупность параметров, определяющих процесс сварки: вид сварки, диаметр электрода, напряжение и значение сварочного тока, скорость перемещения электрода вдоль шва и др. Основными параметрами режима ручной дуговой сварки являются диаметр электрода и сварочный ток. Диаметр электрода устанавливают в зависимости от толщины свариваемых кромок, вида сварного соединения и размеров шва. По выбранному диаметру электрода устанавливают значение сварочного тока. Обычно для каждой марки электродов значение тока указано на заводской этикетке.

Сварочную дугу возбуждают двумя приемами. Можно коснуться свариваемого изделия торцом электрода и затем отвести электрод на 3-4 мм или по методу зажигания спички. Прикосновение электрода к изделию должно быть кратковременным, иначе он приваривается к изделию, т.е. "примерзает". Отрывать "примерзший" электрод следует резким поворачиванием его влево и вправо. Длина дуги значительно влияет на качество сварки. Короткая дуга горит устойчиво и спокойно. Она обеспечивает получение шва высокого качества 2-4 мм. Но слишком короткая дуга вызывает примерзание электрода, дуга прерывается, нарушается процесс сварки. Длинная дуга горит неустойчиво с характерным шипением (более 6 мм). Глубина проплавления недостаточная, расплавленный металл электрода разбрызгивается. Шов получается бесформенным. Для электродов с толстым покрытием длина дуги указывается в паспортах. Скорость перемещения электрода не должна быть большой, так как металл электрода не успевает сплавиться с основным металлом и получается непровар. При малой скорости перемещения возможны перегрев и пережог металла, шов получается широкий, толстый, производительность сварки низкая. Поперечные колебательные движения применяют для получения уширенного валика. Поперечные колебательные движения замедляют остывание наплавляемого металла. Облегчают выход газов и шлаков и способствуют наилучшему сплавлению основного и электродного металла и получению высококачественного шва.

2. Роль и преимущества сварки перед другими видами соединения металлов

Сварка и резка металлов во многих отраслях промышленности и строительства являются важнейшими технологическими процессами. Сварка является экономически выгодным, высокопроизводительным и в значительной степени механизированным технологическим процессом. Она широко применяется практически во всех отраслях машиностроения и строительной промышленности. Сварное исполнение многих видов металлоконструкций позволило наиболее эффективно использовать заготовки, полученные прокаткой, гибкой, штамповкой, литьем и ковкой, а также металлы с различными физико-химическими свойствами. Сварные конструкции по сравнению с литыми, коваными, клепаными и т. п. являются более легкими и менее трудоемкими. С помощью сварки получают неразъемные соединения почти всех металлов и сплавов различной толщины - от сотых долей миллиметра до нескольких метров. Сварные соединения имеют высокую плотность, прочность и надежность механическую.

3. Сварочная проволока

Для заполнения разделки шва в зону дуги вводят присадочный металл в виде прутка или проволоки. При ручной дуговой сварке применяют плавящиеся электроды в виде прутков или стержней с покрытием. При механизированной сварке используют электрод в виде проволоки, намотанный на кассету. Изготовляют стальную холоднотянутую проволоку круглого сечения диаметрами 0,3 до 12 мм и поставляют в мотках (бухтах) из одного отреза. Проволока первых семи диаметров 0.3 и 1, 6 предназначены в основном для полуавтоматической и автоматической сварок в защитном газе. Проволока диаметром 1,6 до 12 мм идет на изготовление стержней электродов.

По химическому составу стальная проволока делится на три основные группы.

1) углеродистая 6 марок с содержанием углерода не более 0,12%, которая предназначена для сварки низкоуглеродистых, среднеуглеродистых и некоторых низколегированных сталей.

2) легированная 30 марок для сварки низколегированных, конструкционных и теплостойких сталей.

3) высоколегированная 41 марка для сварки хромистых, хромоникелевых, нержавеющих и других специальных легированных сталей.

Проволока маркируется индексом Св сварочная, буквами и цифрами. Обозначение легирующих примесей следующие: Г - марганец, С - кремний, Х- хром, Н - никель, М - молибден, В - вольфрам, ф ванадий и тд. Св - 08ХГ2С. 08 - указывает содержание углерода в сотых долях процента, а цифры после буквы означают количество данного элемента в процентах. Отсутствие цифры после буквы означает, что этого элемента в материале проволоки менее одного процента. 08- содержит 0,08 углерода.

Медь и ее сплавы сваривают проволокой и прутками из меди и сплавов на медной основе. Алюминий сваривают сварочной провокой из алюминия. Вместо дорогостоящей легированной сварочной проволоки применяется порошковая электродная проволока. Она состоит из металлической оболочки и сердечника. Сердечник представляет смесь порошков.

Электроды для дуговой сварки бывают двух основных типов: плавящиеся и неплавящиеся. Плавящиеся электроды классифицируются по целому ряду признаков:

1) материал стержня электрода;

2) назначение для сварки определенных сталей (для сварки стали, чугуна, цветных металлов, для наплавочных работ);

3) толщина покрытия стержня;

4) виды покрытия характер шлака, образующегося при расплавлении покрытия;

5) свойства металла шва;

6) допустимые пространственные положения сварки или наплавки;

7) род и полярность применяемого при сварке тока.

На производство электродов идет сварочная проволока, которая изготовляется по ГОСТ, в котором предусмотрена марка и химический состав металла, размеры, технические требования, маркировка, упаковка, хранение и транспортирование;

1) Электроды также подразделяются на группы в зависимости от свариваемых сталей: У-углеродистых и низколегированных сталей; Л - для легированных сталей; Т легированных теплоустойчивых сталей; В - высолегированных сталей. Н - для наплавки поверхностных слоев.

2) Электроды подразделяются по толщине покрытия с обозначением соотвествующими буквами: М - с тонким покрытием, С - со средним покрытием, Д-толстым, Г- с особо толстым.

3) В зависимости от состава покрытия электроды подразделяют по нго виду: А-кислое покрытие, Б-основное покрытие, Ццеллюлозное, Р-рутиловое, П-покрытия прочих видов.

4) По допустимым пространственным положениям электроды подразделяют на группы: 1- для всех положений, 2-для всех положений, кроме сварки вертикальной "сверху вниз"; 3-для нижнего горизонтального на вертикальной плоскости и вертикального "Снизу вверх"; 4- для нижнего "в лодочку".

5) По роду тока бывают постоянного тока прямой и обратной полярности, переменного тока.

Неплавящиеся электроды бывают угольные, графитовые и вольфрамовые. Эти электроды имеют форму цилиндрических стержней диаметром от 5 до 25 мм и длиной 200-300 мм. Конец электрода затачивается на конус под углом 60-700 (для сварки цветных металлов под углом 20-400)

сварка электрод ацетилен проволока

4. Классификация электродов. Мультиплаз, резка, сварка, пайка

Классификация электродов. Электроды для дуговой сварки бывают двух основных типов: плавящиеся и неплавящиеся. Плавящиеся электроды классифицируются по целому ряду признаков: материал стержня электрода; назначение для сварки определенных сталей (для сварки стали, чугуна, цветных металлов, для наплавочных работ); толщина покрытия стержня; виды покрытия; характер шлака, образующегося при расплавлении покрытия; свойства металла шва; допустимые пространственные положения сварки или наплавки; род и полярность применяемого при сварке тока; На производство электродов идет сварочная проволока, которая изготовляется по ГОСТ, в котором предусмотрена марка и химический состав металла, размеры, технические требования, маркировка, упаковка, хранение и транспортирование; Электроды также подразделяются на группы в зависимости от свариваемых сталей: У - углеродистых и низколегированных сталей; Л - для легированных сталей; Т легированных теплоустойчивых сталей; В - высолегированных сталей. Н - для наплавки поверхностных слоев.

Электроды подразделяются по толщине покрытия с обозначением соотвествующими буквами: М - с тонким покрытием, С - со средним покрытием, Д - толстым, Г - с особо толстым. В зависимости от состава покрытия электроды подразделяют по нго виду: А - кислое покрытие, Б - основное покрытие, Ццеллюлозное, Р - рутиловое, П - покрытия прочих видов. По допустимым пространственным положениям электроды подразделяют на группы: 1 - для всех положений, 2 - для всех положений, кроме сварки вертикальной "сверху вниз"; 3 - для нижнего горизонтального на вертикальной плоскости и вертикального "Снизу вверх"; 4 - для нижнего "в лодочку". По роду тока бывают постоянного тока прямой и обратной полярности, переменного тока. Неплавящиеся электроды бывают угольные, графитовые и вольфрамовые. Эти электроды имеют форму цилиндрических стержней диаметром от 5 до 25 мм и длиной 200-300 мм. Конец электрода затачивается на конус под углом 60-700 (для сварки цветных металлов под углом 20-400). Сварка - процесс получения неразъемных соединений деталей из различных материалов посредством установления межатомных связей между свариваемыми частями при их местном или общем нагреве или пластическом деформировании. Пайка - это метод получения неразъемных соединений металлических деталей путем нагрева места пайки и заполнения зазора между соединяемыми деталями дополнительно вводимым расплавленным металлом или сплавом называемым припоем и имеющим меньшую, чем соединяемые металлы. Температуру плавления.

Мультиплаз применяется для сварки, в том числе неметаллов (стекла, керамики, металлокерамики и др.) и металлов с неметаллами; резка всех материалов, особенно тугоплавких (молибдена, вольфрама, металлокерамики, стеклопластиков); наплавки, напыления. Пайки и термической обработки. При дуговой резке металлов расплавление металлов в зоне реза осуществляется теплом электрической дуги. При плазменной в качестве источника нагрева разрезаемого металла используется столб сжатой электрической дуги, обдуваемой газом.

5. Классификация электродов для ручной дуговой сварки

Признаки классификации электродов: материал стержня электрода; назначение для сварки определенных сталей; толщина покрытия стержня; виды покрытия; характер шлака, образующегося при расплавлении покрытия; свойства металла шва; допустимые пространственные положения сварки или наплавки; род и полярность применяемого при сварке тока; На производство электродов идет сварочная проволока, которая изготовляется по ГОСТ, в котором предусмотрена марка и химический состав металла, размеры, технические требования, маркировка, упаковка, хранение и транспортирование; Электроды также подразделяются на группы в зависимости от свариваемых сталей: У-углеродистых и низколегированных сталей; Л - для легированных сталей; Т легированных теплоустойчивых сталей; В - высолегированных сталей. Н - для наплавки поверхностных слоев. Электроды подразделяются по толщине покрытия с обозначением соответствующими буквами: М - с тонким покрытием, С - со средним покрытием, Д - толстым, Г - с особо толстым. В зависимости от вида покрытия электроды подразделяют: А - кислое покрытие, Б - основное покрытие, Ц - целлюлозное, Р - рутиловое, П - покрытия прочих видов. По допустимым пространственным положениям электроды подразделяют на группы: 1 - для всех положений, 2 - для всех положений, кроме сварки вертикальной "сверху вниз"; 3 - для нижнего горизонтального на вертикальной плоскости и вертикального "Снизу вверх"; 4 - для нижнего "в лодочку". По роду тока бывают постоянного тока прямой и обратной полярности, переменного тока.

6. Типы и марки электродов

Электроды делятся на плавящиеся и неплавящиеся. Ручная дуговая сварка осуществляется плавящимися электродом, покрытым специальной обмазкой. Электроды для ручной дуговой сварки разделяют по типам и маркам. ГОСТ предусматривает 14 типов электродов для сварки конструкционных сталей и 9 типов для сварки теполоустойчивых сталей, для сварки коррозионностойких, жаропрочных высоколегированных 49 типов. Типы электродов для сварки конструкционных сталей обозначают буквой Э (Э38, Э42, Э46 и прочее), после которой следует цифры минимального временного сопротивления наплавленного электродом этого металла. Например, Э42 должны гарантировать минимальное временное сопротивление 420 МПа. Буква А, стоящая после цифр (например Э46А), означает, что электроды этого типа обеспечивают более высокие пластические свойства наплавленного металла, чем электроды без буквы А. Типы электродов для сварки теплоустойчивых сталей также обозначают буквой Э, после которой следуют буквы и цифры, характеризующие химический состав металла, наплавленного этим электродом. Например Э-10Х5МФ означает, что в наплавленном металле гарантируется содержание (%) углерода 0,10%, хрома 5%, молибдена и ванадия до 1%. Каждому типу электрода соотвествует несколько марок электродов. Например электродам типа Э 46 соотвествуют марки АНО-4, МР-3, а для электродов типа Э42 А соотвествуют марки УОНИ-13/45 и СМ-11. Марка электрода - это его промышленное обозначение, который характеризует состав покрытия, которые указаны в паспорте. Неплавящиеся электродные стержни изготовляют из электротехнического угля или синтетического графита, а также из вольфрама. Наиболее широкое применение имеют вольфрамовые электроды следующих марок: ЭВЧ, ЭВЛ, ЭВИ-1, ЭВИ-2.

7. Классификация покрытий электродов по характеру содержащихся в них компонентов

Электродные покрытия состоят из шлакообразующих, раскисляющих, газообразующих, легирующих, стабилизирующих и связующих компонентов. Шлакообразующие компоненты защищают расплавленный металл от воздействия кислорода и азота воздуха. Уменьшают скорость охлаждения и способствуют удалению неметаллических включений. Шлакообразующие компоненты могут включать в себя марганцевую руду, титановый концентрат, каолин, мел, полевой шпат, мрамор, кварцевый песок, доломит. Раскисляющие компоненты вводятся в электродное покрытие в виде ферросплавов. Газообразующие компоненты создают при сгорании защитную газовую среду, который предохраняет расплавленный металл от кислорода и азота воздуха. В качестве газообразующих используются такие вещества, как декстрин, древесная мука, целлюлоза, крахмал. Легирующие компоненты вводятся в состав электродных покрытий для придания металлу шва специальных свойств: прочность, изностойкость, жаростойкость, повышение сопротивляемости коррозии. В качестве легирующих элементов служат: хром, титан, марганец, молибден, ванадий, никель. Стабилизирующие компоненты: натрий, калий и кальций. Связующие компоненты применяются для связывания составляющих компонентов покрытия между собой и со стержнем электрода. Для этого используют декстрин, желатин, натриевое и калиевое жидкое стекло и др. вещества. Основным связующим веществом служит жидкое стекло. Требования к электродным покрытиям. Электроды для ручной дуговой сварки представляют собой металлический стержень, на поверхность которого методом окунания или опрессовкой под давлением наносится покрытие (обмазка) определенного состава и толщины. Электроды для ручной дуговой сварки представляют собой металлический стержень , на поверхность которого методом окунания или опрессовкой под давлением наносится покрытие (обмазка) определенного состава и толщины. Перекрытия электродов выполняют сразу много функций: стабилизируют горение дуги, защищают расплвленный металл от кислорода и азота воздуха, способствуют удалению средних примесей, легируют металл шва для улучшения его свойств и т.д. Электродные покрытия состоят из шлакообразующих, раскисляющих, газообразующих, легирующих стабилизирующих и связующих компонентов

8. Требования к электродным покрытиям

Покрытие электрода должно быть однородным, плотным, прочным, без трещин, наплывов, вздутий и эксцентричности относительно оси стержня. Допускаются шероховатость и отдельные риски глубиной менее четверти толщины покрытия, вмятины глубиной до половины толщины покрытия на длине не более 12 мм, оголенность только с конца электрода на длине не более половины диаметра и другие мелкие дефекты. Покрытие электрода должна быть достаточно прочным и не осыпаться при транспортировке и сварке, отсутствия токсичности. Материалы, используемые для изготовления электродных покрытий должны удовлетворять требованиям соответствующих стандартов.

Неплавящиеся электроды бывают угольные, графитовые и вольфрамовые. Эти электроды имеют форму цилиндрических стержней диаметром от 5 до 25 мм и длиной 200-300 мм. Конец электрода затачивается на конус под углом 60-700 (для сварки цветных металлов под углом 20-400).

9. Работа и мощность электрического тока

Единицы измерения Постоянным электрическим током называется направленное упорядоченное (направленное) движение элементарных (материальных) частиц, несущих электрические заряды

Электрический ток совершает определенную работу. При подключении электродвигателей электроток заставляет работать всевозможное оборудование: двигает по рельсам поезда, освещает улицы, обогревает жилище. Чтобы определить работу электрического тока на каком-либо участке цепи, надо напряжение на концах этого участка цепи умножить на электрический заряд (количество электричества), прошедшей по нему.

A = U*q

U - напряжение, q- электрический заряд

q= I*t A= UIt

Работа электрического тока на участке цепи равна произведению напряжения на концах этого участка на силу тока и на время, в течение которого совершалась работа. Работу измеряют в джоулях, напряжение в вольтах, силу тока в амперах или 1Дж= 1В*А*с. На практике работу электрического тока измеряют специальными приборами- счетчиками. В устройстве счетчика имеются все указанные приборы: амперметр, вольтметр, часы. Мощность численно равна работе, совершенной в единицу времени. Мощностью называется работа, производимая (или потребляемая) в одну секунду. Следовательно, чтобы найти среднюю мощность электрического тока, надо его работу разделить на время:

P=A/t A=UIt P=A/t=UIt/t=UI P=UI = U2/R = I2 R

Таким образом, мощность электрического тока равна произведению напряжения на силу тока. За единицу мощности принят 1 Ватт. 1Вт=1В*А Мощность электрического тока измеряют Ваттметром. 1Вт*ч = 3600Дж.

10. Сварочное пламя и его свойства, регулировка сварочного пламени

Все горючие газы, содержащие углеводороды, сгорая, образуют сварочное пламя, имеющие три ясно различимые области или зоны: ядро пламени; восстановительную зону; факел - окислительная зона. В зависимости от соотношения между ацетиленом и кислородом, подаваемых в горелку, получают три основных вида сварочного пламени: нормальное, окислительное, науглероживающее. Нормальное пламя характерно отсутствием в восстановительной зоне свободного углерода и кислорода. Нормальное пламя имеет ярко выраженные три зоны. Ядро имеет резко очерченную форму. Плавно закругляющееся на конце. Окислительное пламя получается при избытке кислорода, когда в горелку подается более чем 1,3 объема кислорода по сравнению с объемом подаваемого ацетилена. Ядро окислительного пламени менее выражено и имеет более бледную окраску. Науглероживающее пламя получают при избытке ацетилена по сравнению с кислородом. Ядро пламени теряет резкость очертаний, а на его конце появляется зеленый венчик, по которому можно определить избыток ацетилена. При большом ацетилена пламя начинает коптеть. Это означает, что имеется много несгоревшего углерода. Избыточный углерод поглощается расславленным металлом. В результате ухудшается качество шва.

11. Требования к организации рабочего места газосварщика

сварка электрод ацетилен проволока

Рабочее место сварщика, оборудованное всем необходимым для выполнения сварочных работ называется сварочным постом. Для организации газосварочного поста необходимы: кислородный баллон с редуктором; ацетиленовый генератор для получения ацетилена из карбида кальция или ацетиленовый баллон с редуктором, централизованная подача кислорода и горючих газов по трубопроводам; резиновые рукава для подачи кислорода и ацетилена в горелку или резак; сварочные горелки с набором наконечников, для резки - резаки с комплектом мундушков и приспособлений для резки; присадочная проволока для сварки и наплавки; Флюсы, если они требуются для сварки данного металла; Принадлежности для сварки и резки; сварочный стол и приспособления для сборки; средства пожаротушения - ящики с песком, огнетушители, лопаты, ведра и др. Рабочее место сварщика должно содержаться в чистоте и порядке, не допуская ничего лишнего, мешающего в работе и на рабочем месте, а также в проходах и проездах. Детали и заготовки следует держать в устойчивом положении. ТБ при работе с газосварочным оборудованием заключается в выполнении следующих требований. Запрещается устанавливать оборудование и производить сварочные работы вблизи огнеопасных материалов. Подвижные ацетиленовые генераторы должны устанавливаться не ближе 10 м от очагов огня. Во время работы запрещается оставлять генератор без надзора. Сварка внутри резервуаров, котлов, цистерн должна производиться с перерывами при непрерывной вентиляции и низковольтном освещении в присутствии постоянного наблюдающего. Перед производством работ необходимо убедиться в указанных емкостях взрывоопасных смесей. Запрещается работать без водяного затвора или при неисправном водяном затворе. Запрещается к одному водяному затвору присоединять несколько горелок или резаков. Баллоны допускаются к эксплуатации только исправные, прошедшие установленные по срокам освидетельствования. Запрещается переносить баллоны на плечах, следует пользоваться специальными тележками или носилками. Кислородные и ацетиленовые баллоны должны всегда находиться в вертикальном положении. Следует предохранять их от ударов. Запрещается устанавливать баллоны на солнце. Возле отопительных приборов и источников тепла. Любой баллон должен находиться на расстоянии не менее 5 м от сварочной горелки или резака. Перед началом работы необходимо продуть выходное отверстие баллона. Крепление редуктора к вентилю баллонов должно быть надежным и плотным. Открывать вентиль следует медленно и плавно. После окончания работ необходимо плотно закрыть вентиль баллона, выпустить газ из редуктора и шлангов, снять редуктор, надеть заглушку на штуцер и навернуть колпак. Необходимо своевременно проводить освидетельствования для баллонов 5 лет, а для пористой массы ацетиленовых баллонов 1 год. Редукторы применяются только с исправными манометрами. Крепление газоподводящих шлангов на ниппелях должно быть выполнено специальными стяжными хомутиками. Необходимо обеспечить надежность присоединения и герметичность. Исправность газопроводов и шлангов подлежит постоянному контролю.

12. Чугуны и их свойства

Сплавы железа, содержащие 2-6% (обычно 3-4%), называются чугунами. Кроме углерода в чугуне содержится некоторое количество кремния, марганца, серы, фосфора и др. В зависимости от структуры чугун бывает серый, белый, половинчатый. Основным материалом для получения чугуна является железная руда. Чугун выплавляют в доменных печах и в зависимости от физико-химических и специальных свойств подразделяют на серый, ковкий, жароустойчивый и высокопрочный. Чугун обозначают следующим образом: СЧ- 12-28 серый чугун, который имеет границу прочности при растягивании 12 кг с /мм² и гнутье 28 кгс/мм². КЧ-30-6 - ковкий чугун, который имеет границу прочности при сгибании 30 кгс/мм² и относительное удлинение при растягивании 6%. ВЧ_45-10 - высокопрочный чугун, который имеет границу прочности при сгибании 45 кгс/мм², и относительное удлинение при растягивании 10%. Из чугуна готовят литые секции для чугунных котлов. Чугунные котлы собирают из отдельных литых секций, собирают между собой с помощью конических ниппелей, и стягивают стяжными болтами. Также из чугуна изготовляют лазы, люки, клапаны, гляделки, водяные экономайзеры, воздушные подогреватели, запорную и регулирующую арматуру и т.д.

13. Типы и марки электродов

Электроды делятся на плавящиеся и неплавящиеся. Ручная дуговая сварка осуществляется плавящимися электродом, покрытым специальной обмазкой. Электроды для ручной дуговой сварки разделяют по типам и маркам. ГОСТ предусматривает 14 типов электродов для сварки конструкционных сталей и 9 типов для сварки теполоустойчивых сталей, для сварки коррозионностойких, жаропрочных высоколегированных 49 типов. Типы электродов для сварки конструкционных сталей обозначают буквой Э(Э38, Э42, Э46 и прочее), после которой следует цифры минимального временного сопротивления наплавленного электродом этого металла. Например Э42 должны гарантировать минимальное временное сопротивление 420 МПа. Буква А, стоящая после цифр (например Э46А), означает, что электроды этого типа обеспечивают более высокие пластические свойства наплавленного металла, чем электроды без буквы А. Типы электродов для сварки теплоустойчивых сталей также обозначают буквой Э, после которой следуют буквы и цифры, характеризующие химический состав металла, наплавленного этим электродом. Например, Э-10Х5МФ означает, что в наплавленном металле гарантируется содержание (%) углерода 0,10%, хрома 5%, молибдена и ванадия до 1%. Каждому типу электрода соответствует несколько марок электродов. Например электродам типа Э 46 соответствуют марки АНО-4, МР-3, а для электродов типа Э42 А соответствуют марки УОНИ-13/45 и СМ-11. Марка электрода - это его промышленное обозначение, который характеризует состав покрытия, которые указаны в паспорте. Неплавящиеся электродные стержни изготовляют из электротехнического угля или синтетического графита, а также из вольфрама. Наиболее широкое применение имеют вольфрамовые электроды следующих марок: ЭВЧ, ЭВЛ, ЭВИ-1, ЭВИ-2.

14. Закон Джоуля-Ленца

Q=I 2 Rt.

Количество теплоты выделяемое проводником с током, равно произведению квадрата силы тока, сопротивления проводника и времени. На нагревании проводников электрическим током основано устройство электрического освещения. Тепловое действие тока используют в различных нагревательных приборах и установках: электрические плитки, утюги, чайники, кипятильники. В промышленности тепловое действие тока используют для выплавки специальных сортов стали и других металлов, для электросварки. Основными частями современной лампы накаливания являются нить накала и стеклянный баллон (колба). Материалом для изготовления нити накала осветительных ламп служит вольфрам, который обладает высокой температурой плавления (3660) и большой механической прочностью. Электрическое нагревание проводников не всегда находит полезное применение. Так, в проводах линий электропередач нагревание связано с бесполезной затратой электрической энергии и при больших токах может создавать опасность возникновения пожаров. Во избежание чрезмерного нагрева линейных проводов, а также различных обмоток электрических машин и аппаратов из изолированной проволоки для электрической аппаратуры установлены нормы максимальных значений токов, пропускаемых по данному проводу или обмотке.

15. Виды сварки швов в зависимости от расположения

По положению в пространстве различают швы нижние, вертикальные "снизу вверх", "сверху низ"; горизонтальные и потолочные. Сварка нижних швов наиболее удобна, легко поддается механизации. Наиболее сложен и труден потолочный шов. При сварке в вертикальном положении металл в сварочную ванну переносится перпендикулярно силе тяжести. Поэтому сварка покрытыми электродами должна выполняться по возможности наиболее короткой дугой. При этом диаметр электродов должен быть не более 4-5 мм, а ток на 15-20% ниже значений тока при сварке в нижнем положении. При переходе металла электрода в сварочную ванну количество жидкого металла в ней увеличивается и под действием силы тяжести металл может вытечь. Поэтому электрод необходимо быстро отвести в сторону, чтобы металл затвердел. Сварку вертикальных швов ведут сверху вниз и снизу вверх. Более удобной является сварка снизу вверх, когда дуга возбуждается в самой нижней точке, где образуется площадка из затвердевшего металла, на которой удерживаются следующие капли расплавленного металла. При сварке сверху вниз в начальный момент электрод располагается перпендикулярно к поверхности, и дуга возбуждается в верхней точке шва, после образования капли жидкого металла на детали электрод наклоняется под углом 10-200 так, чтобы дуга была направлена на расплавленный металл. При сварке сверху вниз глубина проплавления значительно меньше, поэтому она применяется при сварке тонкого металла. Рекомендуемый сварочный ток (150-170 А). Горизонтальные швы сварить труднее, чем вертикальные, поэтому их выполняют сварщики более высокой квалификации. Чтобы расплавленный металл не мог стечь, кромки на нижнем листе не скашивают, а сварку начинают на кромке нижнего листа, затем проваривают корень шва и перенося дугу на кромку верхнего листа.

Сварка потолочных швов наиболее трудная. Преодолеть силу тяжести и удержать расплавленный металл от вытекания можно при небольшом объеме сварочной ванны.

Для этого сварку осуществляют электродами диаметром не более 4 мм при силе тока на 20-25% меньше, чем при сварке в нижнем положении короткой дугой и узкими швами.

16. Основные виды производственных травм

Несчастный случай на производстве - результат воздействия на работника опасного производственного фактора, в результате которого причинено увечье или повреждение здоровья, повлекшее необходимость его перевода на другую работу, временную или стойкую утрату трудоспособности, либо его смерть.

Виды травм: ожоги от горячих газов (пламени) горелки, резаков, от брызг расплавленного металла, шлака, отравления вредной пылью и газами выделяемых при сварке, поражение зрения от световых, ультрафиолетовых и инфракрасных излучений, поражение электрическим током, ранения, переломы, ушибы, порезы при сборке и сварке изделий.

17. Проводники и изоляторы

Материалы, которые содержат большое количество свободных носителей заряда, называют проводниками. Проводниками называют тела, через которые электрические заряды могут переходить от заряженного тела к незаряженному. Хорошие проводники электричества - это металлы, почва, вода с растворенными в ней солями, кислотами и щелочами, графит. Тело человека также проводит электричество. Из металлов лучшие проводники электричества - серебро, медь, алюминий. Диэлектриками (изоляторы) называют такие тела, через которые электрические заряды не могут переходить от заряженного тела к незаряженному. Диэлектрики в противоположность проводникам препятствуют протеканию электричества. Диэлектриками являются эбонит, янтарь, фарфор, резина, различные пластмассы, шелк, капрон, масла, воздух (газы). Изготовленные из диэлектриков тела называются изоляторами.

18. Углеродистые стали, их химический состав, свойства

По химическому составу стали классифицируют на углеродистые и легированные. В зависимости от концентрации углерода подразделяют на низкоуглеродистые (<0,3%С), среднеуглеродистые (0,3-0,7%) и высокоуглеродистые (>0,7%). Углеродистые стали содержат от 0,1 до 0,7% углерода, небольшое количество марганца и кремния, а также вредные примеси серы и фосфора. По качеству стали классифицируются на стали обыкновенного качества, качественные, высококачественные, и особовысококачественные. По степени раскисления и характеру затвердевания стали классифицируются на спокойные, полуспокойные и кипящие. На долю углеродистых сталей приходится 80% от общего объема. Это объясняется тем, что они дешевы и сочетают удовлетворительные механические свойства с хорошей обрабатываемостью резанием и давлением. При одинаковом содержании углерода по обрабатываемостьи резанием и давлением они значительно превосходят легированные стали. Однако они менее технологичны при технической обработке. Стали маркируют сочетанием букв "Ст" и цифрой (0 до 6), показывающий номер марки

19. Требования к электродным покрытиям

Электроды для ручной дуговой сварки представляют собой металлический стержень, на поверхность которого методом окунания или опрессовкой под давлением наносится покрытие (обмазка) определенного состава и толщины. Покрытия электродов выполняют сразу много функций: стабилизируют горение дуги, защищают расплавленный металл от кислорода и азота воздуха, способствуют удалению средних примесей, легируют металл шва для улучшения его свойств и т.д. Электродные покрытия состоят из шлакообразующих, раскисляющих, газообразующих, легирующих стабилизирующих и связующих компонентов. Покрытие электрода должна быть достаточно прочным и не осыпаться при транспортировке и сварке, отсутствия токсичности. Материалы, используемые для изготовления электродных покрытий должны удовлетворять требованиям соответствующих стандартов.

20. Сборка деталей под сварку

Конструкции собирают при помощи сборочных приспособлений или прихваток. Сборочные приспособления используемые для сборки деталей под сварку - это струбцины, клинья, рычаги, стяжные уголки, угловые фиксаторы, домкраты, стяжные планки и угольники. Перед сборкой отработанные элементы конструкций должны быть измерены, осмотрены их кромки, а также прилегающий к ним металл, тщательно очищены от ржавчины, масла, краски, грязи, льда, снега, влаги и окалины. В цеховых условиях элементы конструкций собирают в стеллажах - плитах, имеющих пазы для установки в них приспособлений (болтов, стяжек, штырей и т.п.) крепящих собираемые элементы по размерам. Стыки конструкций по мере сборки закрепляют прихватками - короткими сварными швами для фиксации взаимного расположения подлежащих сварке деталей. Перед прихваткой свариваемых кромок производится зачистка до металлич6еского блеска поверхностей, прилегающих к сварному шву. После сборки кромок сварного соединения их сваривают однослойным швом, называемым прихватком. Располагают прихватки по всей длине сварного шва. Длина прихваток колеблется в пределах 20-120 мм с шагом 300-400 мм. Прихваточные швы рекомендуется выполнять тем же способом сварки, что и корневой шов. Прихватки придают жесткость конструкции и препятствуют перемещению деталей. Сборку на прихватках применяют при толщине металлов 6-10 мм (усадка может привести к образованию трещин), а при большой толщине используют клиновые стяжки. Непосредственно перед сваркой собранные стыки подлежат обязательному осмотру и при необходимости дополнительному исправлению дефектов сборки и очистке.

21. Порядок расследования несчастных случаев

Руководитель работ при несчастном случае обязан: немедленно организовать первую помощь пострадавшему и его доставку, при необходимости, в мед. учреждение; сообщить о случившемся работодателю, принять меры к предотвращению развития аварийной ситуации, травмирующего фактора; сохранить до начала расследования обстановку несчастного случая. При групповом, тяжелом, со смертельным исходом несчастном случае работодатель в течение суток обязан сообщить госинспекции труда; в прокуратуру; в орган исполнительной власти субъекта РФ; в федеральный орган исполнительной власти по ведомственной принадлежности; а если работник сторонней организации, то и в эту организацию; в территориальное объединение профсоюзов; в орган государственного надзора, если н/с произошел на подконтрольном ему объекте, в орган санэпидемслужбы РФ (при острых отравлениях). Расследование проводится в течение 3 дней, а групповых, тяжелых и смертельных - в течение 15 дней. Каждый учитываемый несчастный случай оформляется актом формы Н-1, 1 экз. акта выдается пострадавшему (доверенному лицу), 2-ой храниться в организации 45 лет. По групповому, тяжелому, со смертельным исходом н/с составляется также акт о расследовании н/с по установленной форме и формируются следующие документы: приказ о создании комиссии, планы, схемы, эскизы, фото - или видеоматериалы, документы о состоянии рабочего места, выписки из журналов регистрации инструктажей, протоколов проверки знаний по охране труда, протоколы опросов, объяснений очевидцев и должностных лиц, экспертные заключения, медицинские заключения, копии документов о выдаче пострадавшему средств индивидуальной защиты, др. материалы по усмотрению комиссии.

22. Соединение звездой и треугольником

Если обмотки генератора трехфазного тока соединить так, что конец первой обмотки соединяется с началом второй, конец второй с началом третьей, конец третьей с началом первой, а к общим точкам подключить линейные провода, то получим соединение треугольником . Если все концы обмоток генератора соединить в одной точке ), а к их началам присоединить провода, идущие к приемникам электрической энергии (у которых концы также соединены в общей точке 0, то мы получим соединение звездой. Точка соединения концов обмоток генератора или концов нагрузок называется нулевой. Провода, соединяющие начала обмоток генератора с приемниками электроэнергии, называются линейными. Система трехфазного тока с нулевым проводом называется четырехпроводной. Наличие двух способов включения нагрузок расширяет возможности потребителей. Например, если каждая из трех обмоток трехфазного электродвигателя рассчитана на напряжение 220В, то электродвигатель может быть включен треугольником в сеть 220/127В или звездой в сеть380/220 В. Соединение треугольником чаще всего используется в силовых установках (электродвигатели).

23. Легированные стали

Для улучшения физических, химических, механических и технологических свойств стали легируют, т.е. вводят в состав дополнительные элементы (хром, никель, молибден, вольфрам, ванадий и другие) для получения металла или сплава с улучшенными свойствами. Стали могут содержать один или несколько легирующих элементов, которые придают им специальные свойства. Легированные стали в зависимости от количество легирующих элементов подразделяют на хромистые, марганцевые и многие другие. По количеству введенных элементов их разделяют на низко-, средне- и высоколегированные. В низколегированных сталях количество легирующих элементов не превышает 5%, в среднелегированных - от 5 до 10%, высоколегированных - более 10%.

Легированные стали производят качественными, высококачественными и особовысококачественными. Эта группа сталей многочисленна по числу марок. Марка легированных сталей состоит из сочетания букв и цифр, обозначающих ее химический состав. По ГОСТ 4543-71 приняти обозначать хром - Х, никель - Н, марганец - Г, кремний С, молибден -М, вольфрам - В, титан - Т, ванадий -Ф, алюминий - Ю, медь - Д, ниобий - Б, бор -Р, кобальт - К. Число стоящее после буквы, указывает на примерное содержание легирующего элемента в процентах. Если число отсутствует, то легирующего элемента меньше или около 1%. Число в начале марки конструкционной легированной стали показывает содержание углерода в сотых долях процента. Например, сталь 20ХН3А в среднем содержит 0,20% С углерода, 1% Cr хрома и 3% Ni никеля. Буква А в конце марки обозначает, что сталь высококачественная. Особовысококачественные стали например, после электрошлакового переплава имебт в конце марки букву Ш, например 30ХГС - Ш.

24. Защитные газы

Сварку в среде защитных газов выполняют как плавящимся электродом так и не наплавящимся (присодочный металл). В качестве защитных газов применяют углекислый газ, аргон, гелий, иногда азот для сварки меди. Для защиты сварочной ванны при сварке в инертных газах в основном применяют аргон. Чаще применяют смеси газов: аргон+кислород; аргон +гелий; углекислый газ + кислород и др. Сварка в смеси аргона (65%) с гелием (35%) обеспечивает глубокое проплавление основного металла, хорошее формирование шва, снижает разбрызгивание. В качестве активных газов при сварке используют углекислый газ и его смеси с кислородом. Сварка в углекислом газе, благодаря его дешевизне, получила широкое применение. В процессе сварки защитные газы подаются в зону горения дуги через сварочную головку и оттесняют атмосферные газы от сварочной ванны. Поставка газов потребителю осуществляется в баллонах. Сварку в защитных газах можно осуществлять вручную, полуавтоматически и автоматически.

25. Классификация ацетиленовых генераторов по взаимодействию карбида с водой

Ацетиленовым генератором называют устройство, предназначенное для получения ацетилена из карбида кальция с помощью воды. По способу взаимодействия карбида кальция с водой различают генераторы со схемами: "карбид в воду" (обозначается КВ) и "вода в карбид" (ВК), "вытеснение воды"(ВВ) комбинированные (ВК+ВВ). Все ацетиленовые генераторы независимо от их системы имеют следующие основные части: газообразователь, газосборник, предохранительный затвор, автоматическую регулировку вырабатываемого ацетилена в зависимости от величины его потребления.

26. Индивидуальные средства защиты

Для сварочных работ используются костюмы из парусины брезентовой с комбинированной пропиткой. Которые предохраняют сварщика от излучения и имеют противоискорые нашивки. Работать можно только в сухой, целой, непромасленной, застегнутой спецодежде. Ботинки должны быть с боковыми застежками, подошва клееная с нескользкой подметкой. Брюки - гладкие без отворотов внизу - носят только навыпуск. Рукавицы должны быть в виде "краг". Карманы куртки закрывают клапанами, концы рукавов завязывают тесемками. Голову укрывают обычным головным убором или фибролитолвой каской с брезентовыми наплечниками. При работе на металлических поверхностях, производя резку проникающей дугой или плазменной струей, следует пользоваться резиновым ковриком, наколенниками и наколотниками, подшитыми войлоком, а также резиновыми галошам и перчатками. Для защиты глаз и лица электросварщика от брызг расплавленного металла и световой радиации электрической дуги применяются щитки и маски (шлемы), выпускаемые по гостам.

Щитки изготовляются двух основных видов: наголовные и ручные. Наголовный щиток удобен.

Щитки изготовляют углубленной формы для того чтобы они хорошо защищаливсе открытые части головы и шеи сварщика. При пользовании щиткомдля обзора конструкции не обязательно откидывать щиток назад на голову, достаточно поднять крышку рамки со светофильтром. в смотровые отверстия которых вставляют защитные стекла- светофильтры, поглощающие ультрафиолетовые лучи и значительную часть световых и инфракрасных лучей.

От брызг и капель расплавленного металла светофильтр защищают обычным прозрачным стеклом.

27. Термическая обработка сталей, влияние обработки на свойства сталей

Термическая обработка проводится для изменения механических свойств стали (прочности, твердости, пластичности, вязкости).

Термической обработкой называется совокупность операций нагрева, выдержки и охлаждения твердых металлических сплавов с целью получения заданных свойств за счет изменения внутреннего строения и структуры.

Термическая обработка используется для улучшения обрабатываемости резанием, давлением и другое и обеспечивает заданный уровень физико-механических свойств детали.

Различают три основных вида термической обработки металлов:

1) собственно термически обработка, которая предусматривает только температурное воздействие на металл.

2) химико-термическая обработка, при которой в результате взаимодействия с окружающей средой при нагреве меняется состав поверхностного слоя металла и происходит его насыщение различными химическими элементами.

3) Термомеханическая обработка, при которой структура металла изменяется за счет термического и деформационного воздействия.

28. Классификация покрытий электродов по характеру содержащихся в них компонентов

Электродные покрытия состоят из шлакообразующих ,раскисляющих, газообразующих, легирующих стабилизирующих и связующих компонентов. Шлакообразующие компоненты защищают расплавленный металл от воздействия кислорода и азота воздуха. Уменьшают скорость охлаждения и способствуют удалению неметаллических включений. Шлакообразущие компоненты могут включать в себя марганцевую руду, титановый концентрат, каолин, мел, полевой шпат, мрамор, кварцевый песок, доломит. Раскисляющие компоненты вводятся в электродное покрытие в виде ферросплавов. Газообразующие компоненты создают при сгорании защитную газовую среду, который предохраняет расплавленный металл от кислорода и азота воздуха. В качестве газообразующих используются такие вещества, как декстрин, древесная мука, целлюлоза, крахмал. Легирующие компоненты вводятся в состав электродных покрытий для придания металлу шва специальных свойств: прочность, изностойкость, жаростойкость, повышение сопротивляемости коррозии. В качестве легирующих элементов служат: хром, титан, марганец, молибден, ванадий, никель. Стабилизирующие компоненты: натрий, калий и кальций. Связующие компоненты применяются для связывания составляющих компонентов покрытия между собой и со стержнем электрода. Для этого используют декстрин, желатин, натриевое и калиевое жидкое стекло и др. вещества. Оснолвным связующим веществом служит жидкое стекло.

29. Преобразование переменного тока в постоянный

Генераторы постоянного тока, как правило, приводятся в действие асинхронными и синхронными двигателями переменного тока. Принцип работы генератора постоянного тока основан на возникновении ЭДС в рамке, вращающейся в магнитном поле.

Машина постоянного тока состоит из неподвижной части станины, служащей для возбуждения главного магнитного поля, и подвижной вращающейся части якоря. При вращении рамки индуцируемая в ней ЭДС будет изменяться по синусоиде, т.е. за один оборот дважды поменяет знак. Чтобы ток во внешней цепи имел одно направление (постоянное), применяют коллектор - два полукольца, соединенных с концами рамки, которые через щетки соединяются с внешней цепью. Как только рамка повернется на 1800 и ЭДС начнет менять знак, полукольца коллектора поменяются местами. Благодаря этому направление тока во внешней цепи останется неизменным, хотя его величина будет изменяться (пульсировать).

30. Процесс газовой сварки

Газовая сварка - процесс получения неразъемного соединения с плавлением кромок соединяемых металлов и присадочного материала за счет теплоты пламени сжигаемых газов. Подготовка деталей под сварку включает в себя следующие операции: разделка кромок под сварку, очистка кромок, сборка и наложение прихваток. Разделка кромок производится различно в зависимости от толщины свариваемых изделий Наложение прихваток необходимо для того, чтобы положение свариваемых деталей и зазор между ними сохранились постоянными в процессе сварки. Различают два основных способа газовой сварки: левый и правый. При левой сварке сварщик перем6ещает горелку справа налево, а присадочный пруток перемещает перед пламенем. Для лучшего прогрева металла и расплавления сварочной ванны горелку и пруток перемещают зигзообразно поперек шва. Способ применяется при сварке тонколистового и легкоплавкого металла. Правая сварка ведется при перемещении горелки слева направо без колебаний, т.е. прямолинейно. Пламя направляется на расплавленную ванну и передвигается впереди прутка. Теплота пламени используется лучше, чем при левой сварке.

31. Оказание первой помощи при ожогах

При сварке электродный металл и шлак разбрызгиваются; горячие брызги могут попасть на незащищенную кожу сварщика и вызвать тление и прогорание одежды, а тем самым ожоги. Для защиты от ожогов сварщиков обеспечивают специальной одеждой, обувью, рукавицами и головными убором. При работе рядом с легковоспламеняющими материалами может возникнуть пожар. Первая помощь при термических и электрических ожогах. В зависимости от площади и глубины поражения ожоги делятся на 4 степени: первая - характеризуется покраснением, отечностью, болезненными ощущениями; вторая - появлением пузырей, наполненных жидкостью желтоватого цвета; третья - наступлением неполного омертвления кожи; четвертая - наличие коричневого или черного струпа, омертвления кожи. На загоревшуюся одежду набросить пальто, любую плотную ткань, сбить пламя водой.

Первая помощь при ожогах - защита пораженных участков от инфекции, микробов и борьба с шоком.

Пораженные участки - не следует касаться руками, смазывать мазями, жирами, маслами, присыпать содой; нельзя прокалывать, вскрывать пузыри, удалять пристывшие к обожженному месту вещества во избежание обнажения раны; на небольшие ожоги 2-4 степени накладывается стерильная повязка, обширные поражения - заворачиваются в стерильную простыню.

Одежду и обувь с обожженных мест нельзя срывать, необходимо разрезать и аккуратно снимать.

Укрыть теплее, поить чаем, давать обезболивающие средства, создать покой до прибытия врача.

32. Электромагнитные свойства электрического тока

Если катушку поместить стальной сердечник и пропустить через нее электрический ток, то сердечник намагничивается и приобретает свойства постоянного магнита. На использовании явлений электромагнетизма основана работа электромагнитных приводов, где электрическая энергия превращается в механическую энергию перемещения подвижного элемента якоря. Электромагниты нашли широкое использование в конструкциях реле, магнитных пускателей, переключающих отключающих газовых клапанов.

33. Требования к электросварочной аппаратуре

Требования к источникам питания.

Во-первых, напряжение холостого хода источника питания должно быть в 2-3 раза выше напряжения сварочной дуги, что необходимо для облегчения зажигания дуги. В то же время напряжение должно быть безопасным. Для источников питания переменного тока, максимальное напряжение холостого хода должна быть не выше 80 Вольт. Для постоянного тока не более 90 Вольт.

Во-вторых изменения напряжения дуги, происходящие при изменении ее длины, не должны вызвать значительного изменения сварочного тока.

В-третьих, сила тока при коротком замыкании должна быть ограничена. Нормальный процесс дуговой сварки обеспечивается, если ток короткого замыкания выше сварочного тока в 1,1-1,5 раза.

В четвертых, время восстановления напряжения после короткого замыкания должно быть небольшим(обычно требуется , чтобы напряжение восстановилось от 0 до 25 В за время не более 0,05 сек). В - пятых, источник питания дуги должен иметь устройство для регулирования сварочного тока. Регулирование тока необходимо, чтобы иметь возможность производить сварку электродами разных диаметров.

34. Обслуживание сварочных трансформаторов

Для обеспечения бесперебойной и длительной работы сварочного оборудования, для своевременного устранения мелких неисправностей при ее эксплуатации надо периодически проводить контрольно-профилактические работы. Периодичность осмотров и ремонтов: осмотр 2 раза в месяц; текущий ремонт 4 раза в год; капитальный ремонт 1 раз в 3 года. При ежедневном обслуживании необходимо:1. Перед началом работы осмотреть сварочное оборудование для выявления случайных повреждений отдельных наружных частей; 2. Проверить заземление источника питания; 3. Проверить надежность подключения сварочных проводов к зажимам источника питания и свариваемому изделию. Особо опасны нарушения изоляции проводов и неаккуратное подключение сварочного кабеля. Необходимо чаще смазывать регулировочный механизм. При перемещении аппарата следует пользоваться ручками или подъемными кольцами кожуха трансформатора. У трансформаторов иногда наблюдаются плохое крепление магнитопровода к каркасу, неплотности ходового регулировочного устройства и контактов, плохое крепление кожуха и другие недостатки, допущенные при изготовлении и подготовке к эксплуатации. Они вызывают усиление вибрации, что приводит к преждевременному выходу трансформатора из строя. Очень опасно нарушение изоляции обмоток, которое может вызвать их нарушение, а также замыкание на корпус тока высокого напряжения.