5.Содержание отчета

5.1 .Наименование работы.

5.2. Цель работы.

5.3. Рисунок 1 – Эскиз отливки.

5.4. Таблица 1 – Экспериментальные данные.

5.5. Выводы о точности отливок, полученных в кокиль и центробежным способом.

5.6. Общие выводы по работе.

6. Контрольные вопросы

6.1. Что такое модель и каково ее назначение?

6.2. Какие преимущества и недостатки литья в песчано-глинистые формы?

6.3. Когда используется литье в песчано-глинистые формы?

6.4. Из чего сделана модель и литейная форма для литья по выплавляемым моделям?

6.5. Перечислите последовательность изготовления литейной формы для литья по выплавляемым моделям?

6.6. Каковы преимущества и недостатки литья по выплавляемым моделям?

6.7. Из чего сделана модель и литейная форма для литья в оболочковые формы?

6.8. Перечислите последовательность изготовления литейной формы для литья в оболочковые формы?

6.9. Что такое кокиль?

6.10. Какие преимущества и недостатки литья в кокиль?

6.11. Каковы особенности литья центробежным способом?

Лабораторная работа № 5

Изучение процесса ручной дуговой сварки

1. Цель работы

1. Изучить сущность способа ручной дуговой сварки плавящимся электродом, применяемое оборудование, марки сварочных электродов, типы сварных соединений, формы разделок кромок деталей, технику ручной дуговой сварки и области ее применения.

2. Освоить технологию ручной дуговой сварки плавящимся электродом.

2. Теоретический раздел

2.1. Сущность способа ручной дуговой сварки плавящимся электродом

Способ ручной дуговой сварки широко применяют для сварки деталей, изготовленных из различных металлов, в основном, сталей в труднодоступных местах и во всех пространственных положениях: нижнем, вертикальном и потолочном. Особенно широко ручную дуговую сварку применяют для сварки вертикальных и потолочных швов (корпусов кораблей, металлические перекрытия цехов, трубопроводы, газопроводы и др.).

К недостаткам способа относятся зависимость качества сварки от квалификации сварщика и невысокая по сравнению с механизированной сваркой производительность.

Ручной дуговой сваркой (рисунок 1) называют способ соединения деталей (листов, уголков, труб и др.) посредством сварного шва, образующегося из основного и электродного металла, при котором перемещение сварочной дуги и подачу электрода осуществляют вручную. Расплавление электрода и кромок детали в процессе сварки происходит за счет теплоты, выделяемой электрической сварочной дугой, температура которой достигает 6000-8000 ^о.

В процессе работы сварщик перемещает электрод по линии соединения свариваемых деталей и по направлению к детали по мере плавления электрода. В результате этого образуется сварной шов ( рисунок1).

Рисунок 1 - Схема ручной дуговой сварки плавящимся электродом: 1 - свариваемые детали; 2 - сварочная дуга; 3 - металлический стержень: 4 - покрытие (обмазка); 5 - держатель для крепления электрода; 6 - сварной шов; 7 - провода источника сварочного тока

2.2. Оборудование

Ручную дуговую сварку производят на сварочном посту, состоящем из источника сварочного тока (переменного или постоянного), сварочных проводов, держателя для закрепления электрода и стола, на котором располагаются свариваемые детали. Схема сварочного поста показана на рисунке 2.

Рисунок 2 - Схема сварочного поста для ручной дуговой сварки:

1 - источник сварочного тока; 2 — сеть переменного тока; сварочные провода (сварочная цепь); 4 - держатель; 5 - электрод; 6 - свариваемые детали; 7- стол

Для питания сварочной дуги применяют специальные источники переменного и постоянного тока - сварочные трансформаторы, преобразователи и выпрямители.

2.3. Сварочные электроды.

Для образования сварного шва применяют сварочные электроды (рисунок 1), состоящие из металлического стержня диаметром от 1 до 8 мм и нанесенного на него покрытия. Покрытие обеспечивает устойчивое без перерывов горение дуги, защиту расплавленного металла шва от кислорода и азота воздуха, раскисление жидкого металла сварного шва и легирование металла шва.

2.4. Типы сварных соединений.

Типы сварных соединений показаны на рисунке 3.

Рисунок 3 -Типы сварных соединений:

а - стыковое; б - тавровое; в - угловое; г - нахлесточное.

Стыковое соединение сваривается стыковыми швами, без предварительной разделки кромок деталей, с V– образной, иX- образной разделкой (рисунок 4 а, б, в).

Рисунок 4-Виды сварных швов:

а - стыковой без разделки; б - стыковой с V-образной разделкой; в - стыковой сX-образной разделкой; г - угловой без разделки; д - угловой с разделкой; е - угловой (в нахлесточных соединениях)

Тавровые, угловые и нахлесточные соединения свариваются угловыми швами (рисунок 4 г, д е). При разделке кромок деталей сварные швы выполняют, как правило, многослойными. Сварные швы могут располагаться на горизонтальной поверхности - нижнее положение шва, на вертикальной поверхности - вертикальное расположение шва и в потолочном положении.

2.5. Техника ручной дуговой сварки

Дугу при сварке зажигают двумя способами. В первом случае электродом касаются изделия и отводят его вертикально вверх (рисунок 5 а), во втором - электродом "чиркают" по изделию, как при зажигании спички (рисунок 5 б).

а б

Рисунок.5 - Способы зажигания дуги:

а - касанием электрода; б - "чирканием" электрода

При замедленном отрыве электрода от детали конец электрода и участок металла детали под электродом сильно разогревается, электрод приваривается к детали. Такое явление называют "примерзанием". В таком случае электрод, покачивая, отрывают.

При нормальных условиях сварки сварщик должен зажигать дугу только при смене электрода. Иногда, после обрыва дуги, на конце электрода образуется пузырек обмазки, который для повторного воз­буждения дуги необходимо сбить легким ударом электрода. При зажигании дуги необходимо поддерживать ее длину постоянной. Длиной дуги называют расстояние между концом электрода и поверхностью детали. Различают длинную и короткую дугу.

Внешний вид шва при короткой дуге и нормальном режиме тока имеет форму правильного чешуйчатого валика. При длинной дуге получается валик искаженной формы. Для правильного формирования валика необходимо, чтобы электрод был наклонен в сторону дви­жения на 15-20° от вертикали (рисунок 6).

Рисунок 6 - Схема движений, сообщаемых электроду в процессе сварки

Во время сварки электроду сообщают ряд движений ( рисунок 6). Одно из движений А - поступательное по оси электрода вниз. Скорость подачи электрода к дуге зависит от скорости, с которой происходит плавление электрода. Если электрод подавать медленнее, чем он плавится, то длина дуги будет возрастать до тех пор, пока не оборвется. При слишком быстрой подаче электрода произойдет короткое замыкание (в результате касания электродом детали) и дуга погаснет. Поддержание требуемой длины дуги зависит от скорости движения электрода.

Второе движение Б - вдоль валика наплавленного металла. Это движение электрода начинают одновременно с возбуждением дуги, так как без этого перемещения валик не образуется. При слишком большой скорости перемещения электрода вдоль шва дуга не успевает достаточно полно проплавлять основной металл и получается несплавление валика с деталью. При этом образуется валик малого сечения. Для получения широкого валика выполняют колебательные движения В - поперек шва.. Чаще всего пользуются зигзагообразными движениями. При этом скорость перемещения электрода снижают в крайних точках траектории движения для лучшего провара краев шва. Чем шире размах колебаний, тем больше ширина шва.

Обычно ширина валика составляет 2,5 диаметра электрода. Для получения одинаковой ширины валика по всей его длине необходимо, чтобы поперечные колебания электрода были все время одинаковыми.

2.6. Дефекты сварного шва

Валики металла, наплавляемого на деталь, могут иметь дефекты, которые снижают качество сварного шва. Причинами возникновения дефектов являются: низкая квалификация сварщика или неправильно выбранный режим сварки (диаметр электрода, величина тока, скорость сварки и др.).

К дефектам валиков наплавленного металла (сварного шва) относят:

1. Неравномерность ширины и высоты валика по его длине. Причина - неравномерная скорость перемещения электрода;

2. Отсутствие сплавления валика с основным металлом. Причина -высокая скорость сварки и большая сила тока;

3. Незаполнение кратера - конец валика имеет углубление. Причина - неправильное окончание сварки.

2.7. Методика ручной дуговой сварки

При разработке технологии ручной дуговой сварки определяют:

марку электрода, диаметр электрода, сварочный ток, форму разделки кромок деталей, напряжение дуги, вид тока и скорость сварки.

Марку электрода выбирают в зависимости от марки материала свариваемых деталей. по таблице 1. При этом учитывают, чтобы механические свойства наплавленного металла и свариваемых деталей были одинаковыми.

Таблица 1 - Марки электродов, применяемых для сварки

Марка электрода	Предел прочности наплавленного металла,σв, МПа	Род тока, полярность	Применение
МЭЗ-0,4	420	Постоянный, прямая	Низкоуглеродистые и низколегированные стали
ОММ-5	420	Постоянный и переменный	Низколегированные стали
УОНИ 13/55	550	Постоянный, обратная	Низколегированные стали
УОЖ 13/85	850	Постоянный, обратная	Легированные стали
АНО-4	420	Постоянный и переменный	Низкоуглеродистые стали

Диаметр электрода d_эвыбирают в зависимости от толщинны свариваемых деталей по таблице 2

Таблица 2 - Диаметр сварочного электрода

Толщина свариваемых деталей, мм	1-5	6-8	Свыше 10
Диаметр электрода, мм	1-3	4-5	6-8

Сварочный ток рассчитывают в зависимости от диаметра электрода по формуле:

Iсв=(30..50)dэ,а,

где dэ- диаметр электрода, мм.;

коэффициент 50 - применяют при сварке деталей в нижнем положении;

коэффициент 30 - при сварке деталей в вертикальном положении.

Форму разделки кромок выбирают в зависимости от толщины свариваемых деталей. При толщине детали до 6 мм сварку производят без разделки кромок. При толщине детали свыше 6 мм применяют V- образную иX-образную разделки кромок

Напряжение дуги U_дв зависимости от марки электрода изменяется от 20 до 40 В. Вид тока переменный или постоянный и, соответственно, тип источника тока выбирают в зависимости от марки электрода. Скорость сварки зависит от диаметра электрода, расположения сварного шва в пространстве и толщины свариваемых деталей. Максимальная скорость сварки составляет 15 м/ч.