Г. В. БЫЧКОВ, А. А. РАУБА, Ю. Н. ХМЕЛЬНИЦКИЙ

ТЕХНОЛОГИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

РАЗДЕЛ

«Сварочное производство»

Омск 2004

Министерство путей сообщения Российской Федерации

Омский государственный университет путей сообщения

______________________________

Г. В. Бычков, а. А. Рауба, ю. Н. Хмельницкий

ТЕХНОЛОГИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

РАЗДЕЛ

«Сварочное производство»

Утверждено редакционно-издательским советом университета

в качестве методических указаний к лабораторным работам

для студентов второго курса

Омск 2004

УДК 620.22 (076.5)

ББК 30.3я73

Б 95

Технология конструкционных материалов. Раздел «Сварочное производство»: Методические указания к лабораторным работам/ Г. В. Бычков, А. А. Рауба, Ю. Н. Хмельницкий; Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2004. 23 с.

В методических указаниях представлены три лабораторные работы, в которых рассмотрены методика определения технологических коэффициентов при дуговой сварке стали, структура и свойства зоны термического влияния сварного соединения, причины разрушения сварных швов, конструкция и принцип действия сварочного трансформатора ТС-300.

Методические указания предназначены для студентов второго курса, изучающих дисциплину «Технология конструкционных материалов», очной и заочной форм обучения.

Библиогр.: 7 назв. Табл. 3. Черт. 3.

Рецензенты: доктор техн. наук А. В. Бородин;

доктор техн. наук А. Ю. Попов.

 Омский гос. университет

путей сообщения, 2004

ОГЛАВЛЕние

Введение………………………………………………………………………..	5
Лабораторная работа 1. Определение технологических коэффициентов при дуговой сварке стали.......…………………….	6
Лабораторная работа 2. Изучение структуры сварного соединения…..	10
Лабораторная работа 3. Изучение конструкции, принципа действия сварочного трансформатора тс-300 и исследование его внешних характеристик………	17
Библиографический список…………………………………………………...	22

Введение

«Технология конструкционных материалов» является комплексной дисциплиной, охватывающей совокупность современных знаний о промышленном производстве и способах обработки материалов, обеспечивающих получение изделий с заданными свойствами, формой, размерами, точностью и качеством поверхностей.

Сварка – технологический процесс получения неразъемных соединений материалов посредством установления межатомных связей между свариваемыми частями при их нагреве и пластическом деформировании.

Наибольшее распространение на ремонтных предприятиях железнодорожного транспорта получила ручная дуговая сварка. Источником теплоты при дуговой сварке служит электрическая дуга, которая горит между электродом и изделием, оплавляет кромки свариваемых поверхностей, заполняет зазор между ними расплавленным металлом электродного или присадочного материала, образуя сварочную ванну. После кристаллизации металла сварочной ванны образуется сварочный шов. Экономические показатели технологии и надежность сварного соединения, полученного дуговой сваркой, зависят от правильного выбора электрода, режима сварки и сварочного оборудования, а также от контроля качества сварного шва.

Лабораторная работа 1 определение технологических коэффициентов

ПРИ ДУГОВОЙ СВАРКЕ СТАЛИ

Цель работы:

1) определить значения коэффициентов расплавления _р, наплавления _н, потери на угар и разбрызгивания ψ при сварке электродами заданной марки;

2) построить график изменения _р, _н и ψ в зависимости от силы сварочного тока и определить оптимальное значение сварочного тока.

Необходимые материалы и оборудование: электроды ОММ-5, К-2-55 или УОНИ-13/45 (выдаются преподавателем); пластины из низкоуглеродистой стали размером 200  80  10 мм; сварочный трансформатор ТС-300, весы лабораторные, секундомер.

1.1. Краткие сведения из теории

На практике значение сварочного тока ориентировочно определяется по формуле:

, (1)

где I_св – сварочный ток, А;

k – коэффициент, для углеродистых сталей k = 35 – 50 А/мм;

d_эл – диаметр электрода, мм.

Таким образом, значение сварочного тока может выбираться в широких пределах расчетного интервала варьирования (например, при d_эл = 4 мм I_св = 140 – 200 А).

Сварка при меньших значениях тока имеет более низкую производительность процесса вследствие снижения интенсивности расплавления электрода и увеличения потерь на разбрызгивание расплава в результате нестабильного (прерывистого) горения дуги и крупнокапельного переноса электродного металла в сварочной дуге.

С увеличением сварочного тока до определенного (оптимального) значения производительность процесса возрастает за счет стабильного горения дуги, мелкокапельного переноса электродного металла и увеличения скорости плавления электрода. Сварка при значениях тока выше оптимального часто приводит к снижению производительности процесса, так как увеличиваются потери на окисление и испарение электродного металла вследствие повышения температуры в зоне горения дуги.

Интенсивность расплавления электродного металла характеризуется коэффициентом расплавления _р, г/Ач, – масса расплавленного металла в единицу времени, отнесенная к единице сварочного тока для данного режима сварки.

Производительность процесса сварки характеризуется коэффициентом наплавления _н, г/Ач, – масса наплавленного металла в единицу времени, отнесенная к единице сварочного тока для данного режима сварки.

потери электродного металла на разбрызгивание, испарение и окисление характеризуются коэффициентом потерь электродного металла ψ.

Проблема определения оптимального значения сварочного тока, при котором достигаются максимальная производительность и минимальные потери электродного металла, решается экспериментальным путем.