Слайд 1Оборудование и технология сварочного производства
Курс лекций
Слайд 2Сварка – процесс получения неразъемного соединения посредством установления межатомных связей
между свариваемыми частями при их местном или общем нагреве или
пластическом деформировании или совместном действии и того и другого (ГОСТ 2601-74)
Сварное соединение – неразъемное соединение, выполненное с помощью сварки
Слайд 3Классификация сварочных процессов ГОСТ 19521-74
По основным физическим признакам (вид энергии,
используемой для получения сварного соединения)
По основным техническим признакам (способы защиты
металла в зоне сварки, непрерывность процесса, степень механизации и пр.)
По основным технологическим признакам (устанавливаются для каждого вида сварки отдельно, например для РДС – вид электрода, характер защиты и пр.)
Слайд 4Классификация видов сварки по физическим признакам
Слайд 5Дуговая сварка
Сварочная дуга – стабильный электрический разряд между двумя электродами
в ионизированной атмосфере газов и паров металла.
Процесс зажигания дуги при
сварке плавящимся электродом включает 3 этапа:
1 – короткое замыкание электрода на заготовку – происходит разогрев электродов - а;
2 – отвод электрода – начинается термо- и автоэлектронная эмиссия, газовый промежуток становится электропроводным- б;
3 – возникновение устойчивого дугового разряда – равновесие процессов ионизации и рекомбинации - в.
Слайд 6Классификация сварочной дуги
ПО ПОДКЛЮЧЕНИЮ К ИСТОЧНИКУ ПИТАНИЯ
Прямого действия
Косвенного действия
Комбинированная
• ПО ПРИМЕНЯЕМЫМ ЭЛЕКТРОДАМ
При плавящемся
При неплавящемся электроде
ПО СТЕПЕНИ СЖАТИЯ
ДУГИ
Свободная
Сжатая
ПО ПОЛЯРНОСТИ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Прямая
Обратная
ПО ДЛИНЕ ДУГИ
2 – 4мм – короткая
4 – 6мм – нормальная
свыше 6мм – длинная
Слайд 7Тепловые свойства дуги
Температуры:
катодная область – 2200…2400ОС;
анодная область – 2400…2600ОС;
столб дуги – 7000ОС
Выделение тепловой энергии:
катодная область – 30%;
анодная
область – 45%;
столб дуги – 25%
1 – электрод;
2 – свариваемый металл;
3 – катодная область;
4 – столб дуги;
5 – сварочная ванна;
6 – кратер;
7 – анодная область;
8 – газовое облако.
Слайд 8Тепловые свойства сварочной дуги
Суммарное количество теплоты
Q=IUt,
Эффективная тепловая мощность дуги
q=0,24IUДη
Погонная энергия
Слайд 9Статическая вольт-амперная характеристика сварочной дуги
Вольт-амперная характеристика дуги характеризует электрические
свойства дуги
1 – падающая
2
– жесткая
3 - возрастающая
1 и 2 – сварка неплавящимся электродом в среде защитных газов и РДС;
2 и 3 – механизированная сварка под флюсом;
3 – сварка плавящимся электродом в среде защитных газов
Слайд 10Технологические свойства сварочной дуги
Совокупность ее теплового, механического и физико-химического воздействия
на электроды (интенсивность плавления электрода, характер каплепереноса, проплавление основного металла,
формирование и качество шва);
пространственная устойчивость и эластичность;
зажигание и стабильность горения.
Слайд 11Магнитное дутье
Отклонение дуги от нормального положения под воздействием магнитных полей
или значительных ферромагнитных масс
Слайд 12Металлургические процессы в зоне сварки
Окисление и восстановление металлов
Шлакообразование
Растворение газов
Раскисление
Особенности:
Высокая
интенсивность
Никогда не достигают равновесия
Высокая скорость
Слайд 13Формирование структуры металла сварного шва
1 – неметаллические частицы,
2 – линия
расплавления,
3 – основной металл,
4 – мелкие равноосные зерна,
5 – столбчатые
кристаллы
Слайд 14Структура зоны термического влияния
Слайд 15Образование остаточных напряжений при термической сварке.
Литейная усадка расплавленного металла
Неравномерный нагрев
металла
Слайд 16Деформация при термической сварке
От поперечной усадки
От продольной усадки
Слайд 17Ручная дуговая сварка
Дуговая сварка, при которой возбуждение дуги, подача электрода
и его перемещение производятся вручную, а газошлаковая защита расплавленного металла
обеспечивается расплавлением и разложением компонентов покрытия.
Слайд 18Каплеперенос при ручной дуговой сварке
Крупнокапельный
Мелкокапельный
Струйный
Мелкокапельный перенос обеспечивает наилучшее качество металла
шва
Слайд 19Саморегулирование дуги при РДС
1 – ВАХ дуги при РДС;
2 – ВАХ источника сварочного тока
Слайд 20Технология ручной дуговой сварки
Основные технологические операции:
Подготовка кромок под сварку
Сборка свариваемых
торцов изделия
Выбор режимов сварки
Контроль сварного соединения
Термообработка
Слайд 21
Сборка сварного соединения
Основные способы сборки:
Сборка узла или конструкции
в целом с последующей сваркой
Последовательная сборка и сварка путем наращивания
отдельных элементов
Поузловая сборка и сварка с последующей сборкой и сваркой конструкции
Основные параметры (ГОСТ 5264-80)
Угол разделки кромок
Величина зазора
Величина притупления
Смещение кромок
Слайд 22Выбор режимов сварки
Режим сварки – совокупность параметров сварочного процесса, обеспечивающих
получение сварных соединений заданных размеров, формы и качества
Основные параметры режима
сварки:
Диаметр электрода
Сила сварочного тока
Напряжение на дуге
Скорость перемещения электрода вдоль шва
Род тока и его полярность
Слайд 23Диаметр электрода
Величина сварочного тока
lсв= Kdэ
lсв= (20+6 dэ)dэ
Слайд 24Напряжение на дуге
Изменяется в узких пределах (20 – 36В) и
при расчетах не регламентируется
Слайд 25Источники тока при РДС
Сварочные трансформаторы:
С увеличенным магнитным рассеянием (а, б,в)
С
нормальным магнитным рассеянием
Слайд 26Источники тока при РДС
Выпрямители
Однофазная двухполупериодная мостовая схема выпрямления
Выпрямление трехфазного
переменного тока
Слайд 27Внешние ВАХ источников тока
ВАХ трансформатора ТД-500
ВАХ сварочных выпрямителей
ВД-306 и
ВДГ-601
Слайд 28Источники тока при РДС
Блок-схема инверторного источника питания
Слайд 29Источники тока при РДС
Инвертор преобразует переменное напряжение сети в напряжение
и ток для сварки.
Технологические преимущества::
КПД – 95-98%
cosφ = 1,0
Высокое быстродействие
Минимальное
разбрызгивание
Минимальный перегрев
Слайд 30Источники тока при РДС
Трансформатор ТДМ-504
Выпрямитель ВДУ-309
Слайд 31Источники тока при РДС
Сварочные генераторы преобразуют механическую энергию в электрическую
(статор и якорь-ротор ГСО-330М)
Сварочный преобразователь (асинхронный двигатель и генератор: ПСГ
500-1 и др.)
Сварочный агрегат (ДВС и генератор)
Слайд 32Вспомогательные устройства для источников тока при РДС
Осциляторы – высокочастотные искровые
генераторы (U=2-5кВ; 150-250кГц; W=100-300Вт), облегчают зажигание дуги и повышают устойчивость
ее горения.
Стабилизаторы –устройства для создания стробирующих импульсов, поддерживают устойчивое горение дуги на переменном токе.
Слайд 33Газовая сварка
Сварка плавлением, при которой для нагрева используется тепло пламени
смеси газов, сжигаемой с помощью горелки.
Слайд 35Технология газовой сварки
Правый способ
Пламя направлено на шов
Горелка движется практически прямолинейно
Большая
производительность при меньшем расходе ацетилена
Слайд 36Технология газовой сварки
Левый способ
Пламя направлено на не сваренные кромки
Горелка и
пруток перемещаются зигзагообразно
Лучше формируется шов
Применяют для сварки тонколистового металла (
мм) и вертикальных швов
Слайд 37Дуговая сварка в среде защитных газов
1 – горелка
2 – сопло
3
– токоподводящий наконечник
4 – сварочная проволока
5 – дуга
6 – сварной
шов
7 – сварочная ванна
8 – свариваемый металл
9– капли электродного металла
10 – газовая защита
Сварка, при которой дуга и расплавленный металл, находятся в защитном газе, подаваемом в зону сварки с помощью специальных устройств.
Слайд 38Оборудование для механизированной сварки в среде защитных газов
Слайд 39Основные технологические параметры
Род и полярность тока
Диаметр электродной проволоки
Сварочный ток
Напряжение дуги
Скорость
подачи электродной проволоки
Скорость сварки
Расход защитного газа
Вылет электрода
Слайд 40Автоматическая сварка под флюсом
Слайд 41Основные технологические параметры
Сила сварочного тока
Напряжение дуги
Скорость сварки
Диаметр электрода
Род и полярность
тока
Вылет электрода
Наклон электрода
Слайд 43Термомеханическая сварка
Электрическая контактная сварка
Слайд 44Термомеханическая сварка
Электрическая контактная сварка
Шовная сварка
Основные технологические схемы шовной сварки
Слайд 45Оборудование для электрической контактной сварки
Слайд 46Стыковая сварка
Схема стыковой сварки
Стыковая сварка рельс (машина МСР 63.01)
Машина стыковой
сварки рельс МСР 80.01
Слайд 47Оборудование для электроконтактной стыковой сварки
Слайд 48Сварка давлением
Холодная сварка
Точечная сварка
• Стыковая сварка