Основы технологии сварочного производства

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Горного дела геологии и геотехнологий институт

Горные машины и комплексы

ОТЧЁТ О ПРАКТИКЕ

Основы технологии сварочного производства

Руководитель от университета Гилева Н.Н.

Студент ГМ 12-13 121201204 Килин Д. Е.

Красноярск 2014



Содержание

Введение

1. История предприятия

2. Структура машиностроительного предприятия

3. Основы технологии сварочного производств

4. Процессы формирования неразъемных соединений

5. Способы дуговой сварки

6. Способы сварки плавлением

7. Способы сварки давлением

8. Пайка

9. Дефекты

10. Методы контроля качества

11. Сварочная проволока и электроды

12.Флюсы

Заключение

Список литературы



Введение

К современным машинам и приборам предъявляются высокие требования по технико-эксплуатационным характеристикам, точности и надежности работы. Эти показатели обеспечиваются высокой точностью размеров и качеством обработанных поверхностей деталей машин и приборов. Поэтому, несмотря на большие достижения технологии производства высококачественных заготовок, роль обработки резанием и значение металлорежущих станков в машиностроении непрерывно повышаются.

Современные металлорежущие станки -- это разнообразные и совершенные рабочие машины, использующие механические, электрические и гидравлические методы осуществления движений и управления рабочим циклом, решающие самые сложные технологические задачи.

Станкостроение развивается как в количественном, так и качественном отношении. Непрерывно повышаются точность, производительность, мощность, быстроходность и надежность работы станков. Улучшаются эксплуатационные характеристики, расширяются технологические возможности, совершенствуются архитектурные формы станков. Успешное развитие станкостроения обеспечивает перевооружение всех отраслей нашей промышленности высокопроизводительными и высококачественными станками, многие из которых отвечают требованиям мировых стандартов.

В основу классификации металлорежущих станков, принятой в нашей стране, положен технологический метод обработки заготовок. Классификацию по технологическому методу обработки проводят в соответствии с такими признаками, как вид режущего инструмента, характер обрабатываемых поверхностей и схема обработки. Станки делят на токарные, сверлильные, шлифовальные, полировальные и доводочные, зубообрабатывающие, фрезерные, строгальные, разрезные, протяжные, резьбообрабатывающие и т. д.

Классификация по комплексу признаков наиболее полно отражается в общегосударственной Единой системе условных обозначений станков. Она построена по десятичной системе; все металлорежущие станки разделены на десять групп, группа -- на десять типов, а тип -- на десять типоразмеров. В группу объединены станки по общности технологического метода обработки или близкие по назначению (например, сверлильные и расточные). Типы станков характеризуют такие признаки, как назначение, степень универсальности, число главных рабочих органов, конструктивные особенности. Внутри типа станки различают по техническим характеристикам.

Различают станки универсальные, широкого применения, специализированные и специальные. На универсальных станках выполняют самые разнообразные работы, используя заготовки многих наименований. Примерами таких станков могут быть токарно винторезные, горизонтально-фрезерные консольные и др. Станки широкого назначения предназначены для выполнения определенных работ на заготовках многих наименований (многорезцовые, токарно-отрезные станки). Специализированные станки предназначены для обработки заготовок одного наименования, но разных размеров (например, станки для обработки коленчатых валов). Специальные станки выполняют определенный вид работ на одной определенной заготовке.



1. История предприятия

Открытое акционерное общество « Строймеханизация» - самое крупное специализированное предприятие в Красноярском крае. Оно имеет огромную историю, и его славные дни связаны со многими событиями, ставшими знаковыми для города и края.

И сегодня лучшие традиции орденоносного треста сохраняются, коллектив « Строймеханизации» по-прежнему работает на благо жителей города и края, играя важную роль в экономическом и социальном развитии региона. Принципами работы компании были и остаются высокий профессионализм, внимание к качеству, ответственность и оперативность, честность и порядочность в исполнении принятых обязательств. Предприятие продолжает развиваться, являясь, как и раньше, надежным партнером для всех строительных компаний Красноярска и Красноярского Края.

ООО КЦ АО «Строймеханизация» создано в феврале 2000 г., из числа инженерного технического персонала специалистов треста «Строймеханизация» г.Красноярска.

2. Структура машиностроительного предприятия

сварка машиностроительный дефект пайка

Структура машиностроительного завода в большинстве случаев определяется составом его цехов и служб и зависит, как правило, от ряда факторов: характера продукции и метода ее изготовления, масштаба производства, а также Уровня и форм специализации завода и его кооперирования с другими заводами. Необходимый состав цехов машиностроительного завода определяется номенклатурой и конструкцией выпускаемых заводом изделий, ассортиментом применяемых материалов, типами заготовок, методами их получения и обработки.

Необходимый состав цехов машиностроительного завода определяется номенклатурой и конструкцией выпускаемых заводом изделий, ассортиментом применяемых материалов, типами заготовок, методами их получения и обработки.

Структура предприятия, характеризующая взаимное пространственное размещение производственных процессов, происходящих в зданиях цехов, сооружениях и устройствах, отображается на генеральном плане.

В приведенном решении генерального плана одного из цехов машиностроительного завода показан пример объединения ряда зданий, близких по характеру производственных процессов, в отдельные группы, расположенные в специальных зонах.

Принцип зонирования особенно важен для цехов горячей обработки металла, цехов с вредными производствами и энергетических объектов с выбросами в атмосферу, а также зданий с повышенной пожарной опасностью. Как показывает опыт, производственная структура цехов зависит от состава их производственных участков. Цехи единичного и обычно мелкосерийного производства принято организовывать по технологическому принципу, с членением на отделения с однородным оборудованием в зависимости от типа, характера и технологического назначения.

Цехи же крупносерийного, а при устойчивой специализации и мелкосерийного производства формируют по предметному принципу и разделяют на пролеты, в которых обрабатываются однородные детали (например, пролет станин, коробки передач, валов и пр.).

Расстановка оборудования производится с таким расчетом, чтобы обеспечить в процессе обработки прямолинейное передвижение наиболее трудоемких деталей.

Высокий уровень механизации и автоматизации современных производственных процессов позволяет устранить границы технологического деления производства на отдельные замкнутые цехи.

Промышленные предприятия могут быть организованы с полным и не полным циклом производства. Предприятия с полным циклом производства имеют все необходимые вехи и службы для изготовления сложного изделия, а на предприятиях с неполным циклом производства отсутствуют некоторые цехи, относящиеся к определенным стадиям производства. Так, машиностроительные заводы могут не иметь своих литейных и кузнечных цехов, а получать литье и поковки по кооперации от специализированных предприятий

Основным производственным подразделением завода является цех (возглавляет его начальник цеха). Цехом называется обособленная в административно-хозяйственном отношении производственная часть завода, со_стоящая из нескольких участков и специально предназначенная для выпуска определенной продукции - заготовок, деталей, сборочных единиц (узлов) изделий - или выполнения однородных технологических процессов (термических гальванических, отделочных и т.п.).

Цехи делятся на основные, вспомогательные, обслуживающие и побочные. В основных цехах осуществляется производственный процесс выпуску продукции. Основные цехи делятся на заготовительные (кузнечные, литейные), обрабатывающие (механический, термический, деревообрабатывающий) и сборочный (комплектация изделий). Главными задачами основного производства является обеспечение движения продукта в процессе его изготовления, организация рационального технико-технологического процесса.

К вспомогательным цехам завода относятся подразделения, в которых осуществляются процессы, обеспечивающие бесперебойное выполнение основного производственного процесса. Задача вспомогательных цехов - изготовление инструментальной оснастки для производственных цехов предприятия, производство запасных частей для заводского оборудования и энергетических ресурсов. Важнейшими из этих цехов являются инструментальные, ремонтные, энергетические. Количество вспомогательных цехов и их размеры зависят от масштаба производства и состава основных цехов.

Подачу энергии, транспортировку сырья, полуфабрикатов, готовой продукции в основные и, вспомогательные цехи осуществляют обслуживающие цехи и хозяйства. Назначение обслуживающих хозяйств обеспечение всех звеньев предприятия различными видами обслуживания; инструментальным, ремонтным, энергетическим, транспортным, складским и т.п.

В побочных цехах используется и перерабатывается отходы основного производства. Побочные цехи - это цехи, в которых изготавливается продукция их отходов производства либо осуществляется восстановление использованных материалов для нужд производства.

Цех разбивается на несколько участков. Участок является меньшим производственным подразделением машиностроительного завода непосредственно возглавляемым старшим мастером (начальником участка). Участки же в свою очередь делятся на линии. Наименьшей структурой на машиностроительном заводе является рабочее место, индивидуальное для каждого работника. Расположение рабочих мест определяется планировкой участка, линии, цеха.

Основные производственные участки могут быть организованны по технологическому или предметному принципу.

За каждым участком закреплена определенная бригада -- 10-12 человек и бригадир. Производственная бригада представляет собой трудовой коллектив рабочих одной или нескольких специальностей различной квалификации, объединенных общностью предметов и средств труда и совместно выполняющих общее производственное задание, работающих на единый наряд, несущих индивидуальную и коллективную материальную ответственность за своевременное и качественное выполнение этого задания.

Бригады создаются специализированными и комплексными. Специализированная бригада объединяет, как правило, рабочих одной профессии, занятых на однородных технологических процессах. Комплексная бригада организуется из рабочих различных профессий для выполнения комплексов технологически однородных, не взаимосвязанных работ, охватывающих полный цикл производства продукции, или ее законченную часть.

Для выполнения плана бригаде создаются необходимые организационно-технические условия. за ней закрепляются производственная площадь и оборудование, бригада обеспечивается технической документацией, инструментом, сырьем и полуфабрикатами.

Также большую роль на предприятии имеют подразделения социальной инфраструктуры, которые призваны обеспечить социальное обслуживание рабочих, прежде всего реализацию мероприятий по улучшению охраны труда, техники безопасности, медицинскому обслуживанию, организации отдыха, спорта, бытового обслуживания и т.п.

3. Основы технологии сварочного производства

Сваркой называют технологический процесс получения неразъёмного соединения различных материалов. Сварку применяют для соединения однородных и разнородных металлов и сплавов, металлов с неметаллическими материалами (керамикой, стеклом, графитом и др.), а также пластмасс. Физическая сущность процесса сварки заключается в установлении прочных межатомных или межмолекулярных связей поверхностных слоев соединяемых заготовок. Для образования соединения необходимо выполнение следующих условий: очистка свариваемых поверхностей от загрязнений, окислов, инородных атомов; активизация поверхностных и приповерхностных атомов; сближение соединяемых поверхностей на расстояние межатомного (межмолекулярного) взаимодействия. Указанные условия реализуются различными способами сварки путём энергетического воздействия на материал в зоне соединения. Энергия может вводится в виде теплоты при местном или общем нагреве; или пластической деформации; или совместным действием того и другого.

В зависимости от состояния материалов в момент образования сварного соединения все многообразие способов сварки можно разделить на 2 группы: сварку в жидком и сварку в твердом состоянии, то есть сварку плавлением и сварку давлением.

Сварка плавлением. Процесс образования сварного соединения плавлением протекает в 2 стадии: расплавление соединяемых поверхностей материалов и образование общей ванны жидкого металла; затвердевание этого общего объёма металла, образование сварного шва.

Сварка давлением. Для сварки давлением также характерны 2 стадии: сближение соединяемых поверхностей до образования физического контакта; появление участков межатомного взаимодействия с установлением металлической связи под действием пластической деформации.

4. Процессы формирования неразъемных соединений

В результате всех видов сварки образуется сварное соединение.

Существует 3 типа сварных соединений:

При сварке плавлением при стыковом соединении в зависимости от толщины свариваемых деталей торцы получают соответствующую обработку. При толщине менее 5 мм торцы не обрабатывают. При толщине более 5 мм требуется специальная подготовка кромок, так называемая разделка фасок. При толщине 6-20 мм применяют V-образный шов. При 12-50 мм - Х-образный шов. При толщине более 20 мм используют U-образный шов.



Рисунок. 1 Типы сварных соединений

1. Стыковое соединение - соединение торцов свариваемых деталей;

2. Соединение внахлёстку - соединение боковых поверхностей свариваемых деталей;

3. Тавровое соединение - соединение торца одной детали с боковой поверхностью другой детали.

5. Способы дуговой сварки

Дуговая сварка - процесс соединения металлических деталей с использованием в качестве источника теплоты электрической дуги. Дуга - мощный стабильный электрический разряд в ионизированной газовой атмосфере.

Процесс зажигание дуги включает 3 этапа:

1. короткое замыкание электрода (7) на заготовку (2);

2. отвод электрода на расстояние 3-6 мм, начало эмиссии (излучение) электронов электрода (3), их столкновение с молекулами газов атмосферы (4) - начало их ионизации;

3. устойчивое горение дуги (6).

Рисунок 2 Схема процессов зажигания дуги 1 - электрод; 2 - заготовка; 3 - электроны; 4 - ионизированные молекулы газа (и паров металла); 5 - катодное пятно; 6 - дуга; 7 - анодное пятно

Различают следующие схемы дуговой сварки:

1. Сварка неплавящимся электродом. Дуга возбуждается между электродом (7) (угольным или вольфрамовым) и изделием (3). Сварку осуществляют с плавлением основного и присадочного металлов (4).

2. Сварка плавящимся электродом. Дуга прямого действия - между электродом (7) и изделием (3). Сварочную ванну образуют металлы электрода и изделия.

3. Сварка косвенной дугой. Дуга горит между двумя неплавящимися электродами (7); соединение осуществляется основным металлом деталей (3).

4. Сварка трехфазной дугой. Дуга горит между электродами (7) и изделием (5), соединяемого основным металлом.

В промышленности наиболее распространены следующие способы дуговой сварки:

ѕ Ручная металлическими электродами со специальными покрытиями;

ѕ автоматическая под флюсами;

ѕ в защитных газах;

Ручная дуговая сварка выполняется сварочными плавящимися электродами, которые вручную подают в дугу и перемещают вдоль заготовок. Электроды представляют собой стержни с нанесёнными на них покрытиями. Стержень изготавливают из стальной сварочной проволоки диаметром 0,2-12 мм (низкоуглеродистая, легированная, высоколегированная). Покрытие (флюс) образует при сварочной температуре жидкий шлак, который обеспечивает защиту сварочной ванны от вредного воздействия окружающей атмосферы. Затвердевший металл шва более качественный, чем при сварки без флюса, шов имеет высокие механические и эксплуатационные свойства. Затвердевшую шлаковую корку, после сварки, механическим способом удаляют.

При автоматической дуговой сварке под флюсом используют непокрытую проволоку, подача которой механизирована, и флюс для защиты дуги и сварочной ванны от воздуха. Флюс в больших количествах и значительной толщины является более надёжной зашитой, что позволяет получить металл шва более высокого качества, чем при ручной сварке. Флюс в процессе сварки частично расплавляется переходя в шлак, другая часть остаётся неиспользованной, собирается и может быть использована повторно в дальнейшем.

Дуговую сварку в атмосфере защитных газов ещё называют газоэлектрической сваркой, при этом способе дуга и сварочная ванна защищены струёй газа. Газ падают через приспособление (специальную водоохлаждаемую сварочную горелку), в центре которой помещается электрод. В качестве защитных газов применяют инертные газы (аргон, гелий) и активные газы (углекислый газ, азот, водород), а также смеси этих газов. В отечественном машиностроении наиболее применяемы аргон и углекислый газ.

6. Способы сварки плавлением

Плазменная сварка - процесс сварки плавлением, при котором соединение деталей осуществляется при нагреве плазменной струёй. Плазменная струя - это направленный поток ионизированных частиц газа, имеющий температуру 10000-30000 °С.

Плазму получают пропуская поток газа через столб электрической дуги. Дугу можно создать как между электродом и деталью - горелка прямого действия, так и между электродом и соплом водоохлаждаемой горелки - горелка косвенного действия (рис.3). В качестве плазмообразующего газа используют аргон, водород и азот.

Рисунок 3 Дуговые плазменные горелки а - прямого действия; б - косвенного действия: 1 - вольфрамовый электрод; 2 - дуга; 3 - сопло горелки; 4 - канал сопла; 5 - изделие (заготовка); 6 - плазменная струя

Газовая сварка - процесс сварки плавлением, при котором место соединения нагревают до расплавления газовым пламенем. Сварочную ванну образуют металлы соединяемых заготовок и присадочный материал, который вводят в пламя газовой горелки извне. Газовое пламя получают при сгорании горючего газа в атмосфере технически чистого кислорода. В качестве горючего газа наиболее широко применяют ацетилен (С2Н2), так как он обеспечивает получения пламени с более высокой температурой горения - 3200°С.

Ацетилен используются в стальных баллонах, окрашенных в белый цвет с красной надписью "Ацетилен", газ находится в них под давлением 1,5 МПа. Кислород используют в баллонах ёмкостью 40 л, окрашенных в голубой цвет с черной надписью "Кислород", газ находится под давлением 15 МПа, в свободном состояние это составляет 6000 л кислорода. Совокупность ацетиленого и кислородного баллонов с горелкой или резаком составляют оборудование газосварочного поста (рис. 4).

К другим разновидностям сварки плавлением относят высокоэнергетические способы сварки, такие как электронно-лучевая сварка и сварка лазером.

Рисунок 4 Оборудование сварочного поста а - схема газосварочного поста с питанием от баллонов; 1 - шланг подачи ацетилена; 2 - редуктор ацетиленовый; 3 - редуктор кислородный; 4 - шланг подачи кислорода; 5 - сварочная горелка; б - схема инжекторной горелки

7. Способы сварки давлением

Контактная сварка - это процесс сварки давлением, заключающийся в совместном термическом и деформационном воздействии на соединяемые детали. Совместное графическое изображение тока и давления, изменяющихся в процессе сварки, называют циклограммой сварки.

Существуют следующие виды контактной сварки:

1. Стыковая сварка сопротивлением является видом контактной сварки, при которой детали соединяются по всей поверхности соприкосновения.

Рисунок 5 Принципиальная схема контактной сварки Rja, - сопротивление заготовок; RK - сопротивление сварочного контакта; R„ - сопротивление между электродами и заготовками

Детали, зажатые в электродах сварочной машины, сжимают для обеспечения физического контакта свариваемых поверхностей. Затем включают ток, металл разогревают до пластического состояния, далее его деформируют до образования неразъёмного соединения.

2. При стыковой сварке оплавлением детали сближают с одновременным включением тока. В момент сближения торцов начинается процесс расплавления единичных выступов. По мере продолжающегося сближения деталей число контактов непрерывно растет и расплавленный металл вместе с окислами и другими загрязнениями выжимается из стыка, образуя грат, а поверхности деталей образуют сварное соединение.

3. Точечная сварка - это вид контактной сварки, при которой детали соединяют в отдельных точках. При точечной сварке детали соединяют внахлест и зажимают с усилием между двумя медными электродами, через которые подводят ток к месту сварки (рис.6). Контактное сопротивление между деталями больше, чем между деталями и медным электродом, поэтому зона контакта нагревается быстрее, именно там происходит сварка.

Рисунок 6 Схема образования точечного соединения 1 - соединяемые детали; 2-медные электроды; 3 - ядро контакта

4. Шовная сварка - это модернизированный вид точечной сварки. Так же как при точечной сварке, детали соединяют внахлёстку, так же зажимают между медными электродами, только электроды выполнены в виде роликов. При отсутствии вращения электродов роликов при пропускании тока образуется сварная точка. Если роликам сообщить вращательное движение с одновременным пропусканием тока, то получают перекрывающие друг друга сварные точки, образующие сплошной герметичный шов.

5. Сварка запасённой энергией - это вид контактной сварки, при которой используется энергия, запасенная в соответствующем аккумулирующем устройстве. Наиболее широкое применение получила конденсаторная сварка. При конденсаторной сварке энергия от питающей электрической сети накапливается в батарее конденсаторов, а затем весь запас мгновенно расходуется на сварку деталей.



Рисунок 7 Схемы конденсаторной сварки а - с разрядом на изделие; б - с разрядом на первичную обмотку сварочного трансформатора С - батарея конденсатора; В - выпрямитель; Р - переключатель 1 - пружина; 2 и 3 - соединяемые детали; 4 - защелка; 5 - направляющие

Сварка по методу Игнатьева - это вид контактной сварки, при которой электрический ток протекает параллельно плоскости соединения.

Рисунок 8 Схема контактной сварки по методу Игнатьева 1 - пуансон; 2 - электрод; 3 и 4~ соединяемые детали; 5 - изолирующие прокладки

Электроток подводят к одной из деталей, равномерно нагревая её, при этом от неё нагревается и соединяемая деталь. Когда необходимая для сварки температура достигнута, детали сжимают, они образуют неразъёмное соединение.

Другие способы сварки давлением. Газопрессовая сварка - это процесс сварки давлением, при котором нагрев деталей осуществляется многопламенной газовой горелкой с одновременным сжатием соединяемых деталей.

Рисунок 9 Установка для газопрессовой сварки: 1 - неподвижный захват; 2 - многопламенная горелка; 3 - подвижный захват; 4 - свариваемое изделие; 5 - пневмоцилиндр

Диффузионная сварка - это процесс сварки давлением, при котором соединение образуется в результате взаимной диффузии атомов поверхностных слоев соединяемых деталей, находящихся в твердом состоянии.

Рисунок 10 Схема процесса диффузионной сварки 1 - вакуумная камера; 2 - соединяемые детали; 3 - нагревательный индуктор; 4 - шток; 5 - нагружающее устройство



Свариваемые детали с тщательно зачищенными поверхностями загружают в специальную камеру, где для активизации процесса диффузии создают постоянную нагрузку на детали, разряжение атмосферы (вакуум) и нагрев. Холодная сварка - это процесс сварки давлением, при котором соединение деталей приводится при значительной пластической деформации без применения внешнего нагрева. Деформация в процессе сварки достигает 70-80%. Холодной сваркой можно осуществлять соединение внахлёстку и в стык. Металл деталей деформируется с помощью пуансонов (при сварке внахлёстку) или без них (при сварке в стык) (рис.11). В процессе деформации плёнка окислов и другие загрязнения поверхности выдавливаются в периферийную область, а между соединяемыми поверхностями устанавливаются межатомные связи, т.е. происходит сварка деталей.

Рисунок 11 Схемы холодной сварки а -- внахлестку без зажатия и с зажатием свариваемых деталей перед сваркой; б -- встык с зажимами, ограничивающими деформацию в большей или меньшей степени; 1 - свариваемые детали; 2 - прижимы; 3 - пуансоны

Ультразвуковая сварка - это процесс сварки давлением, при котором соединение образуется в результате ультразвуковых колебаний одной детали относительно другой. В ультразвуковой сварке используют давления, нагрев и трение, возникающие при перемещении свариваемых поверхностей. Источником ультразвуковых колебаний является магнитострикционный преобразователь, вызывающий возвратно-поступательные движения высокой частоты (более 20 кГц) одной детали относительно другой. В результате сдвиговых деформаций контактные поверхности взаимно очищаются, нагреваются, с усилием сближаются и, пластически деформируясь, образуют сварное соединение.

Рисунок 12 Схема ультразвуковой сварки 1 - магнитострикционный преобразователь; 2 - волновод; 3 - держатель; 4 - соединяемая деталь; 5 - опора механизма сжатия

8. Пайка

Пайкой называют процесс получения неразъёмного соединения металлов и сплавов в твёрдом состоянии посредством расплавленного материала, называемого припоем.

Паять можно все стали (углеродистые и легированные), чугуны, цветные металлы и их сплавы, твердые сплавы. При пайке детали соединяются в результате смачивания и растекания жидкого припоя по нагретым поверхностям и затвердевания его после охлаждения. По прочности паяные соединения уступают сварным. Прочность сцепления припоя с соединяемыми поверхностями зависит от физико-химических и диффузионных процессов, протекающих между припоем и основным металлом. Припой представляет собой сплавы цветных металлов и подразделяют в зависимости от температуры плавления на группы: особо легкоплавкие (ТПЛ<145°С); легкоплавкие (450>Ф™> 145° С); среднеплавкие (1100 > Ф „,> 450°С); высокоплавкие (1850 > Ф пл> 1100° С); тугоплавкие (Т пл> 1850 С).

Наиболее широко используют особо легкоплавкие и легкоплавкие припои - оловянно-свинцовые припои марки ПОС-61; ПОС-40; ПОС-18 и др., где цифра содержание олова в процентах. К средне- и высокоплавким припоям относят медные, медно-цинковые, медно-никелевые и из благородных металлов (Au, Ag, Pt). Припои изготавливают в виде прутков, проволок, листов, полос, колец и т.д., укладываемых в место соединения деталей. При пайке используют флюсы. Флюсы предназначены для растворения и удаления окислов с поверхности соединяемых деталей, а также для снижения поверхностного натяжения, улучшения растекания и смачиваемости жидкого припоя. Температура плавления флюса должна быть ниже температуры плавления припоя.

Флюсы бывают твердые, жидкие и пастообразные. Наиболее применяемы следующие флюсы: канифоль; бура (Na2B407), борная кислота (Н2В03); хлорный цинк (ZnCl2).

9. Дефекты сварных и паяных соединений

Сварные соединения по прочности должны быть такими же, как и основной металл, при всех температурах эксплуатации и при всех видах нагрузок, т.е. сварной шов должен быть равнопрочен основному металлу. При изготовлении неразъёмных соединений имеет место неравномерное распределение температуры в месте соединения деталей и по зоне термического влияния (ЗТВ). При сварке шов образуется при кристаллизации сплава, состоящего из основного металла и присадочного (при сварке плавлением) или только из основного металла (сварка давлением).

ЗТВ - это околошовный участок основного металла, нагретый в процессе сварки от 100°С до температуры плавления. Именно шов и ЗТВ являются слабым местом в соединении, именно там возможно появление дефектов.

Дефекты в сварных и паяных соединениях бывают двух типов: внешние и внутренние.

Рисунок 13 Виды дефектов сварных соединений,. Внешние дефекты: а - наплыва; б - подрезы; в - наружные непровары; г -- поверхностные трещины и поры Внутренние дефекты: д - скрытые трещины и поры; е - внутренние непровары; ж - шлаковые включения К внешним относят натеки и наплывы, неравномерность и несоответствие размеров шва, подрезы, наружные трещины и поры

10. Методы контроля

Методы контроля быва0т двух типов: разрушающие и неразрушающие. К разрушающим относятся испытания сварных образцов-свидетелей. Сваривают их при тех же самых режимах, что и изделия, обычно непосредственно перед началом сварю последних. Всесторонние испытания образцов позволяют косвенным образом судить о качестве сварных соединений в изделиях. Более точно воспроизвести характер нагружения сварных соединений можно на модельных конструкциях или на самих изделиях, которые выборочно подвергают испытаниям вплоть до разрушения. Необходимое число разрушаемых изделий от партии устанавливается конструктором в каждом конкретном случае.

Неразрушающие методы контроля включают в себя контроль параметров режимов сварки, некоторые испытания свойств сварного шва без его разрушения (например, измерение твердости, химический анализ металла шва, не затрагивающий целостности конструкции), наконец, физические методы контроля (дефектоскопия). Необходимо отметить особое значение контроля основного металла, сварочных материалов, состояния оборудования и технологии сварки.

Виды контроля сварных и паяных конструкций, применяемые в промышленности, достаточно разнообразны. К ним относятся технический осмотр, контроль радиационный, акустический, магнитный, капиллярный и др. Для проверки герметичности и прочности сварных конструкции применяются гидравлические испытания, испытания сжатым воздухом, различного типа течеискателями. Последние методы контроля представляют вид контроля, называемый течеисканием.

Внешний осмотр. Если внешний осмотр проводится с применением оптических средств (лупы, микроскопа, перископических оптических устройств и т. п.), то такой метод контроля называют визуально-оптическим. Внешнему и визуально-оптическому контролю подвергается почти 100% всех швов. Такой довольно простой метод контроля позволяет, однако, обнаружить наружные дефекты довольно широкого спектра: подрезы, поры, трещины, незаверенные кратеры, раковины, свищи, неравномерность шва и несоответствие его геометрии требованиям чертежа.

Радиационный контроль. Выявление дефектов основано на различном поглощении металлом и неметаллическими веществами проникающего излучения. В качестве источника подобных излучений применяют рентгеновские аппараты, позволяющие получить тормозное (рентгеновское) излучение, различного типа ускорители (ускорители электронов, бетатроны). При проведении радиационного контроля возможны три основных метода выявления дефектов.

1. Радиографический с фиксацией изображения на пленке или бумаге. Его преимущество -- возможность сохранения документального свидетельства результатов просвечивания и простота контроля.

2. Радиоскопический (радиационная интроскопия). Дефект в этом случае наблюдается на флюороскопическом экране, экране электронно-оптического преобразователя, рентген - видикона и т. п. Чувствительность радиоскопии несколько ниже, чем радиографии.

3. Радиометрический. Ионизирующее излучение, проникающее сквозь контролируемый участок, преобразуется с помощью сцинтилляционных кристаллов или газоразрядных счетчиков в электрические сигналы, которые позволяют судить о наличии или отсутствии дефекта в соединении. Безъинерционность системы дает возможность установить обратную связь между процессом сварки и контролем. Радиационный контроль служит для обнаружения пор, шлаковых включений, непроваров и трещин.

11. Сварочная проволока и электроды

Стандарт на стальную сварочную проволоку предусматривает более 70 марок проволоки диаметром 0,2... 12 мм. Сварочную проволоку всех марок в зависимости от состава разделяют на три группы: низкоуглеродистую (Св-08А, Св-08ГС и др.), легированную (Св-18ХМА; Св-10Х5М и др.) и высоколегированную (Св-06Х19Н10МЗТ; Св-07Х25Н13 др.). В марках проволоки "Св" означает слово "сварочная", последующие буквы и цифры - ее марочный состав. Сварочную проволоку используют для изготовления стержней электродов при автоматической дуговой сварке под флюсом, при сварке плавящимся электродом в среде защитных газов, а также в качестве присадочного материала при дуговой сварке неплавящимся электродом и газовой сварке.

Электроды представляют собой проволочные стержни с нанесенными на них покрытиями. Покрытия электродов предназначены для обеспечения стабильного горения дуги, защиты расплавленного металла от воздействия воздуха и получения металла шва заданных состава и свойств. В состав покрытия электродов входят стабилизирующие, газо- и шлако-образующие, раскисляющие, легирующие и связующие составляющие»

Электроды классифицируют но назначению и виду покрытия. По назначению стальные электроды подразделяют на пять классов: для сварки углеродистых и низколегированных конструкционных сталей с < 600 МПа, легированных конструкционных сталей с > 600 МПа, легированных жаропрочных сталей, высоколегированных сталей с особыми свойствами и для наплавки поверхностных слоев с особыми свойствами. Электроды для сварки конструкционных сталей делят на типы: Э38. Э42,..,Э150. Цифры в обозначении типа электродов обозначают наплавленного металла в МПа. В обозначение типов электродов для сварки жаропрочных и высоколегированных сталей и наплавочных входит марочный состав наплавленного металла (Э-09МХ, Э-10Х5МФ, Э-08Х20Н9Г2Б, Э-10Х20Н70Г2М2В, Э-120Х12Г2СФ, Э-350Х26Г2Р2СТ и др).

По виду покрытия электроды делят на электроды с кислым, рутиловым, основным и целлюлозным покрытиями. Кислые покрытия имеют шлаковую основу, состоящую из руд железа и марганца (MnO), полевого шпата (ферромарганца и других компонентов). Электроды обладают хорошими сварочно-технологическими свойствами: позволяют вести сварку во всех пространственных положениях на переменном и постоянном токах. Возможна сварка металла со ржавыми кромками и окалиной. Электроды применяют для сварки низкоуглеродистых и низколегированных сталей. Металл шва по составу соответствует кипящей и полуспокойной сталям. Однако электроды токсичны в связи с выделением соединений марганца, поэтому применение их сокращается; Рутиловые покрытия состоят из рутилового концентрата (Т1О2), полевого шпата, мрамора, ферромарганца и других компонентов; обладают высокими сварочно-технологическими свойствами. Их применяют для сварки ответственных конструкций из низкоуглеродистых и низколегированных сталей. Наплавленный металл по составу соответствует полуспокойной стали» Основные покрытия содержат мрамор, магнезит, плавиковый шпат, ферросилиций, ферромарганец, ферротитан и другие компоненты. Сварочно-технологические свойства ограничены.

Сварку выполняют, как правило, на постоянном токе обратной полярности, металл шва склонен к образованию пор при наличии ржавчины на свариваемых кромках, требуется высокотемпературная прокалка (400... 450 °С) перед сваркой и т.д. Наплавленный металл хорошо раскислен и по составу соответствует спокойной стали. Возможно дополнительное легирование шва через покрытие. Электроды с основным покрытием применяют для сварки ответственных конструкций из сталей всех классов. Целлюлозное покрытие содержит целлюлозу и другие органические вещества с небольшим количеством шлакообразующую компонентов. Они создают хорошую газовую защиту и образуют малое количестве шлака. Особенно пригодны для сварки на монтаже в любых пространственных положениях на переменном и постоянном токах. Их применяют для сварки низкоуглеродистых и низколегированных сталей. Наплавленный металл по составу соответствует полуспокойной или спокойной стали.

12. Флюсы

Для изоляции сварочной ванны от атмосферы воздуха, обеспечения устойчивого горения дуги, формирования поверхности шва и получения заданных состава и свойств наплавленного металла используют флюсы.

По назначению их разделяют на флюсы для сварки низкоуглеродистых и низколегированных сталей, легированных и высоколегированных сталей. Флюсы для сварки низкоуглеродистых и низколегированных сталей предназначены для раскисления шва и легирования его марганцем и кремнием. Для этого применяют плавленые высококремнистые марганцевые флюсы. Их шлаки имеют высокое содержание и МnО.

Флюсы изготовляют путем сплавления марганцевой руды, кремнезема, плавикового шпата в электропечах. Флюсы для сварки легированных и высоколегированных сталей должны обеспечивать минимальное окисление легирующих элементов в шве. Для этого применяют плавленые и керамические низкокремнистые, бескремнистые и фторидные флюсы. Их шлаки имеют высокое содержание CaO, и. Плавленые флюсы изготовляют из плавикового шпата, алюмосиликатов, алюминатов путем сплавления в электропечах. Их шлаки имеют основный характер. Керамические флюсы приготовляют из порошкообразных компонентов путем замеса их на жидком стекле, гранулирования и последующего прокаливания. Основу керамических флюсов составляют мрамор, плавиковый шпат и хлориды щелочно-земельных металлов, В них также входят ферросплавы сильных раскислителей (кремния, титана, алюминия) и легирующих элементов и чистые металлы. Шлаки керамических флюсов имеют основный или нейтральный характер и обеспечивают получение в металле шва заданное содержание легирующих элементов.



Заключение

Значение сварочного производства очень велико - сейчас трудно назвать отрасль народного хозяйства, где бы не применялся тот или иной способ сварки. С применением сварки стало возможным создание таких конструкций машин и аппаратов, которые практически нельзя было изготовить другими способами. Сварка металлов является одним из выдающихся изобретений русских ученых, инженеров и впервые была освоена в нашей стране. Петрова, Н. Н. Бенардоса и Н. Г. Слазянова получило новое развитие в трудах советских ученых, инженеров, рабочих.



Список литературы

1.Основы сварочного производства. Стеклов О.И.Издательство: Высшая школа, 1981. 2-58 стр.

2. Основы сварочного дела. Геворкян В. Г. Издательство: Высшая, 1985,150-168 стр.

3. Сварка. Резка. Контроль. Справочник в 2-х томах
Алешин Н.П., Чернышов Г.Г. Издательство: Машиностроение, 2004 Стр: 136.

4.Сварочные работы: Практическое пособие для электрогазосварщика
Костенко Е.М. Издательство: Энас, 2007 Страниц: 240

Размещено на Allbest.ru