- •Часть 1
- •1. Термины и определения в курсе тм и тсм
- •1.1. Взаимосвязь слова, понятия и термина
- •1.2. Содержание подготовительной работы
- •2. Разработка технологического процесса
- •2.2. Содержание работы
- •2.4. Проектирование и расчет литниково-питающей
- •2.5. Определение габаритов опок
- •2.6. Особенности получения отливок
- •2.7. Определение размеров литейной формы
- •2.8. Оценка эффективности способа изготовления
- •2.9. Содержание отчета по теме
- •3. Изучение процесса ручной дуговой
- •3.1. Физические основы образования сварного соединения
- •3.2. Свариваемость металлов и сплавов
- •3.3. Источники теплоты при дуговой сварке
- •3.4. Характеристики источников сварочного тока
- •3.5. Процесс дуговой сварки
- •3.6. Электроды для ручной дуговой сварки
- •3.7. Классификация качественных
- •3.8. Режим ручной дуговой сварки
- •Содержание
- •2.1. Введение ……………………………………………5
- •Методические указания
- •Часть 1
- •394026 Воронеж, Московский просп., 14
3.5. Процесс дуговой сварки
Ручную электродуговую сварку можно осуществлять металлическим (плавящимся) электродом, угольным электродом без защиты, a также угольным или вольфрамовым электродами в среде защитных газов.
Электроды после зажигания дуги перемещают вдоль заготовки. В процессе сварки металлическим покрытым электродом (рис. 6) дуга 8 горит между стержнем электрода 7 и основным металлом 1. Стержень электрода плавится, и расплавленный металл каплями стекает в металлическую ванну 9. Вместе со стержнем плавится покрытие электрода 6, образуя газовую защитную атмосферу 5 вокруг дуги и жидкую шлаковую ванну 4 на поверхности расплавленного металла.
Рис. 6. Схема процесса сварки металлическим
покрытым электродом
Металлическая и шлаковая ванны вместе образуют сварочную ванну. По мере движения дуги сварочная ванна затвердевает и формируется сварной шов 3. Жидкий шлак после остывания образует твердую шлаковую корку 2.
В перегретой сварочной ванне протекает ряд металлургических процессов: испарение или окисление (выгорание) некоторых легирующих элементов, например углерода, марганца, кремния, хрома и др., и насыщение расплавленного металла кислородом, азотом и водородом из окружающего воздуха. В результате возможно изменение состава сварного шва по сравнению с электродным и основным металлом, а также понижение его механических свойств, особенно вследствие насыщения шва кислородом. Для обеспечения заданных состава и свойств шва в покрытие вводят легирующие элементы и элементы-раскислители.
Кристаллизация сварного шва начинается от границ оплавленного основного металла и протекает путем роста столбчатых кристаллитов к центру шва. Вследствие дендритной ликвации примеси располагаются по границам кристаллитов, где они могут образовать легкоплавкие эвтектики и неметаллические включения. Это снижает механические свойства шва и в отдельных случаях может быть причиной образования горячих трещин.
Ручная дуговая сварка применяется главным образом в изделиях, имеющих короткие и прерывистые швы, швы сложной конфигурации, т. е. там, где трудно или невыгодно применять автоматические методы сварки. Положительной стороной ручной сварки является возможность производить сварку в любом пространственном положении, что особенно важно для сварки в монтажных условиях.
К недостаткам ручной дуговой сварки относятся: трудности сварки тонкого материала (менее 1…2 мм), длительный срок обучения сварщика высокой квалификации (1,0…1,5 г), большая зависимость качества сварки от индивидуальных особенностей сварщика, малая производительность.
Ручной дуговой сваркой можно сваривать стали, чугун, медь и медные сплавы. Естественно, что для каждого металла и его сплавов необходимо применять соответствующие электродные проволоки и покрытия.
3.6. Электроды для ручной дуговой сварки
Электроды для ручной сварки представляют собой стержни с нанесенными на них покрытиями. Стержень изготовляют из сварочной проволоки повышенного качества. Стандарт на стальную сварочную проволоку предусматривает 77 марок проволоки диаметром 0,2…12 мм.
На электроды наносят специальные покрытия с целью:
1) создания шлаковой и газовой защиты расплавленного металла сварочной ванны (шлак защищает и капли металла в процессе перехода их с электрода в шов, обволакивая их);
2) раскисления наплавленного металла с помощью добавок в покрытие таких элементов, как Mn, Si, Ti, A1 в виде ферросплавов или чистых элементов;
3) легирования наплавленного металла, что позволяет изменять его химический состав, а также расширяет возможность получения требуемых свойств наплавленного металла;
4) улучшения стабильности горения дуги посредством включения в покрытие элементов с малым потенциалом ионизации.
Для изготовления электродов должны быть правильно подобраны электродная проволока и состав покрытия электродов. Марки проволоки имеют условное обозначение, например Св-08ГА: первые две буквы означают, что эта проволока сварочная, следующие за ними цифры и буквы характеризуют содержание различных элементов в металле проволоки – первые две цифры – выраженная в сотых долях процента массовая доля углерода, в данной марке она равна 0,08%. Буква Г указывает на содержание в проволоке марганца, в данном случае 0,8…1,1%, а буква А – на изготовление ее высококачественной стали с уменьшенным содержанием вредных примесей (серы и фосфора). В других марках после первых двух цифр, указывающих на содержание углерода, ставятся буквы и цифры: обозначают содержание отдельных элементов, цифры – их массовую долю в процентах.
В проволоке Св-10Х11ВМФН содержится в процентах: углерода 0,1; хрома 10…12; вольфрама 1…1,4; молибдена 1…1,3; ванадия 0,25…0,5; никеля 0,9…1,1.
Предусмотрено 14 типов электродов для конструкционных сталей и 9 типов для теплоустойчивых сталей. Типы электродов для сварки конструкционных сталей обозначают буквой Э, после которой следуют цифры минимального временного сопротивления наплавленного этим электродом металла в кгс/мм2, например электроды 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 без буквы А. Типы электродов для сварки теплоустойчивых сталей также обозначают буквой Э, после которой следуют буквы и цифры, характеризующие химический состав наплавленного металла.
Каждому типу электродов может соответствовать несколько марок электродов. Марка электродов характеризуется определенным составом покрытия, маркой электродного стержня, технологическими свойствами, свойствами металла шва.
Условное обозначение электродов для сварки конструкционных сталей состоит из обозначения марки электрода, типа электрода, диаметра стержня, типа покрытия и номера ГОСТа. Например, УОНИ-13/45-Э42А-4,0-Ф ГОСТ 9467—75 расшифровывается: УОНИ-13/45 – марка электрода; Э42А – тип электрода; 4,0 – диаметр электродного стержня в мм; Ф – фтористо-кальциевый тип покрытия.