13 Билет
1 Вопрос
Сера- находится в металле в виде сульфидов (FeS)
Наличие серы в составе металла шва, снижает механические свойства сварного соединения ( пластичность , ударная вязкость).Повышает склонность к образованию горячих трещин, увеличивает хрупкость металла.
Фосфор- образует с железом фосфориды, которые имеют температуру плавления меньше, чем у железа. Поэтому при кристаллизации располагаются в виде прослоек между зернами металла. Снижают ударную вязкость, пластичность, увеличивают склонность к образованию холодных трещин, приводит к хрупкости, особенно при отрицательной температуре.
Освобождают от фосфора, с помощью его окисления марганцем и кальцием.
2 вопрос
14 БИЛЕТ
1 вопрос
2 вопрос
15 БИЛЕТ
1 вопрос
Деформа́ция (от лат. deformatio — «искажение») — изменение взаимного положения частиц тела, связанное с их перемещением относительно друг друга. Деформация представляет собой результат изменения межатомных расстояний и перегруппировки блоков атомов. Обычно деформация сопровождается изменением величин межатомных сил, мерой которого является упругое механическое напряжение.
Деформации разделяют на обратимые (упругие) и необратимые (пластические, ползучести). Упругие деформации исчезают после окончания действия приложенных сил, а необратимые — остаются. В основе упругих деформаций лежат обратимые смещения атомов металлов от положения равновесия(другими словами, атомы не выходят за пределы межатомных связей); в основе необратимых — необратимые перемещения атомов на значительные расстояния от исходных положений равновесия(т.е. выход за рамки межатомных связей, после снятия нагрузки переориентация в новое равновесное положение).
Пластические деформации — это необратимые деформации, вызванные изменением напряжений. Деформации ползучести — это необратимые деформации, происходящие с течением времени. Способность веществ пластически деформироваться называется пластичностью. При пластической деформации металла одновременно с изменением формы меняется ряд свойств — в частности, при холодном деформировании повышается прочность.
2 вопрос
16 БИЛЕТ
1 вопрос
2 вопрос
№ 15 Выполнение швов в нижнем положении
Нижнее положение наиболее удобно для сварки, так как капли электродного металла легко переходят в сварочную ванну под действием собственного веса, и жидкий металл не вытекает из нее, а газы и шлак без помех выходит на поверхность металла. Кроме того, легко наблюдать за процессом формирования шва. Поэтому по возможности сварку следует вести в нижнем положении.
Особенности выполнения в нижнем положении стыковых и угловых швов
Стыковые швы для металла толщиной до 8мм свариваются без разделки кромок. Металл толщиной более 8мм сваривается с разделкой кромок.
Односторонние без скоса кромок стыковые швы выполняются электродами диаметром, равным толщине металла, если она не превышает 4мм. При большей толщине металла (но не более 6мм) при наложении одностороннего шва используют электроды большего диаметра. Двухсторонним швом без разделки кромок можно сваривать металл толщиной 2-8мм.
Металл толщиной более 8мм всегда сваривают с разделкой кромок. Стыковые соединения со скосом кромок в зависимости от толщины металла выполняют однослойными (до 12мм), многослойными и многопроходными (12мм и более).
Многопроходный шов выполняется тонкими и узкими валиками без поперечных колебаний электрода. Диаметр электрода при этом составляет 1,6-3,Омм.
Многослойный шов выполняется быстрее многопроходного более толстыми электродами (5-6мм). Выбор многослойного или многопроходного шва зависит от химического состава и толщины свариваемого металла и от установленной технологии на сварку.
Основная трудность при сварке стыковых швов в нижнем положении - обеспечить равномерное проплавление корня шва. При недостаточном токе или увеличении длины дуги возрастает возможность непровара, чрезмерный ток может вызвать прожог металла. Поэтому в ответственных изделиях проваривают стык с обратной стороны (подварочный шов) электродом малого диаметра (Змм) малым сварочным током (до 100А) или сваривают на медной подкладке, устанавливаемой под кромками свариваемого металла.
Сварку стыковых швов в нижнем положении ведут обычно с наклоном электрода вперед по направлению его перемещения («углом назад») под углом 15...300 к вертикали. Это обеспечивает равномерное покрытие жидкого металла слоем шлака и предотвращает затекание шлака на нерасплавленный металл перед дугой. Наклон электрода в противоположном направлении («углом вперед»), обратном его перемещению, применяют лишь в случаях, когда необходимо увеличить глубину проплавления. Металл сварочной ванны при этом больше вытесняется из-под дуги ее давлением, что увеличивает проплавление. Однако следует помнить, что это ухудшает формирование шва и его защиту.
Угловые швы. При выполнении угловых швов жидкий металл под действием силы тяжести стремится стекать на нижнюю плоскость. Поэтому выполнение этих швов лучше производить «в лодочку». Во избежание непровара и подрезов кромок сварку лучше вести электродами, допускающими опирание покрытия на кромки свариваемого металла.
Сварка «в лодочку» угловых швов для листов толщиной до 14мм ведется без скоса кромок (двухсторонний шов) или с частичкой разделкой кромок.
Если не представляется возможным вести сварку «в лодочку», то угловые швы выполняются наклонным электродом. В этом случае возможен непровар корня шва и кромки нижней свариваемой детали. Тщательный прогрев кромок в данном случае достигается правильным движением электрода с наклоном 45° к поверхности нижней детали и поперечными колебательными движениями треугольником без задержек или с задержками в корне шва. В процессе выполнения шва электрода следует наклонять то к одной, то к другой плоскости свариваемых деталей.
Дугу всегда возбуждают на горизонтальной плоскости, а не на вертикальной, чтобы избежать натекания металла на нижнюю плоскость, что может вызвать непровар. Угловые швы в нижнем положении с катетом до 10мм накладывают в один слой электродами диаметром до Змм без поперечных колебаний. Угловые швы без скоса кромок с катетами более 10мм выполняют в один слой поперечными движениями электрода треугольником без задержки или с задержкой в корне шва.
17 БИЛЕТ
1 вопрос
2 вопрос
18 БИЛЕТ
1 вопрос
2 вопрос
19 БИЛЕТ
1 вопрос
2 вопрос
20 БИЛЕТ
1 вопрос
№ 10 Особенности горения дуги на переменном токе.
Зажигание дуги начинается с короткого замыкания электрода со свариваемым металлом. Из-за шероховатости поверхности торца электрода и металла, касание при коротком замыкании происходит отдельными выступающими участками, которые мгновенно расплавляются под действием выделившейся теплоты и образуют жидкую перемычку между электродом и свариваемым металлом. При отводе электрода жидкая перемычка растягивается, сечение ее уменьшается, электрическое сопротивление и температуре в ней возрастают. Когда расплавленный металл перемычки достигает температуры кипения, пары металла и газа легко ионизируются, и возникает дуга. Процесс возникновения дуги длится доли секунды.
Горение дуги имеет свои особенности в зависимости от рода используемого для сварки тока. Горение (как и зажигание) дуги лучше протекает на постоянном токе потому, что он не меняет свою полярность во времени. На переменном токе стабильность горения дуги нарушается в момент перехода тока через ноль, т.е. при смене его полярности. В этот момент температура столба дуги и электрода резко уменьшается, что ведет к уменьшению степени ионизации газа.
Происходит явление деионизации - уменьшения в столбе дуги количества заряженных электронов и ионов. Иногда процесс перехода через ноль тока совпадает по времени с процессом перехода через ноль напряжения источника питания. Это еще больше деионизирует столб дуги. Дуга в этих условиях может погаснуть и больше не возбудиться.
Поэтому чтобы обеспечить стабильность горения дуги на переменном токе, в сварочную цепь включают дроссель, который создает сдвиг фаз между током дуги и напряжением. Благодаря дросселю, при прохождении тока через ноль, напряжение поддерживает процесс ионизации в столбе дуги и наоборот.
Дроссель не только способствует устойчивому зажиганию и горению дуги, но и стабилизирует (уменьшает) колебания силы тока. Поэтому в настоящее время для повышения стабильности горения дуги дроссели включают и в сварочную цепь постоянного тока.
Кроме того, в современном сварочном оборудовании для улучшения возбуждения дуги применяют специальные высокочастотные устройства - осцилляторы (бесконтактное возбуждение дуги), а для обеспечения надежного повторного возбуждения дуги - специальные генераторы импульсов высокого напряжения (стабилизаторы).
Таким образом, для стабильного и устойчивого зажигания и горения сварочной дуги необходимо выполнение следующих условий:
Наличие источника питания, позволяющего быстро производить нагрев катода до необходимой температуры.
Источник питания должен обеспечивать стабильное горение дуги при изменениях напряжения в сети, рельефа поверхности свариваемого изделия, скорости подачи сварочной проволоки.
Наличие устойчивого процесса ионизации в столбе дуги.
Наличие дросселя в сварочной цепи при сварке на переменном токе.
2 вопрос
21 БИЛЕТ
1 вопрос
2 вопрос
Оба процесса имеют литую структуру металла, только процесс сварки длится короткое время и на определенном участке.
Когда участок нагрева остывает, это приводит к всевозможным напряжениям и деформациям, а они в свою очередь приводят к дефектам, таким как трещины, а также способны изменять размеры и форму детали.
22 БИЛЕТ
1 вопрос
2 вопрос
23 БИЛЕТ
1 вопрос
№ 11 Типы переноса электродного металла через дуговой промежуток
Для практики сварочных работ большое значение имеет знание процессов, связанных с переносом расплавленного металла электрода в сварочную ванну. В зависимости от типа переноса электродного металла изменяются:
производительность сварки;
характер формирования шва;
качество сварного соединения.
В свою очередь тип переноса металла обусловлен:
диаметром электродной проволоки (электрода);
толщиной и составом покрытия электрода (видом защитного газа);
силой сварочного тока (плотностью тока) и напряжением дуги (ее длиной);
полярностью тока (при сварке на постоянном токе);
совокупностью сил, действующих на каплю расплавленного металла при ее переносе в сварочную ванну.
Поэтому сварщик должен знать условия сварки, при которых достигается нужный тип переноса электродного металла.
Расплавляясь в процессе сварки, жидкий металл с конца электрода переходит в сварочную ванну в виде капель различного размера. За 1 секунду с конца электрода в сварочную ванну может переноситься от 1-2 до 150 капель.
Независимо от пространственного положения сварки (нижнее, потолочное, вертикальное и т.д.), капли жидкого металла всегда перемещаются вдоль оси электрода по направлению к сварочной ванне.
На каплю действуют следующие силы:
1 Гравитационная сила (сила тяжести) - старается переместить каплю по вертикали сверху вниз. В зависимости от пространственного положения шва способствует отрыву капли от электрода (в нижнем положении), препятствует отрыву (в потолочном положении) или стремится отклонить каплю от оси электрода (в вертикальном положении).
1 Сила поверхностного натяжения - обеспечивает капле сферическую форму. Обычно препятствует переносу капель с электрода в ванну. Увеличение этой силы ведет к росте размеров капель.
Электромагнитная сила - оказывает сжимающее действие на расплавленный конец электрода (пинч-эффект) и способствует отрыву капли. Кроме того, она перемещает каплю только вдоль оси электрода к сварочной ванне, что позволяет проводить сварку в любом пространственном положении. Проведенные исследования показывают, что электромагнитные силы являются преобладающими по сравнению с другими.
Сила внутреннего давления газов - способствует отрыву капли от конца электрода и дробит ее на более мелкие капли.
Кроме перечисленных сил, в дуговом промежутке на каплю действуют газовые и плазменные потоки, которые также способствуют ее переносу.
При дуговой сварке плавящимся электродом различают 3 типа переноса электродного металла через дуговой промежуток:
Крупнокапельный.
Мелкокапельный или струйный.
Перенос с образованием замыканий дугового промежутка.
Характер переноса капель с электрода в сварочную ванну зависит от силы сварочного тока и напряжения дуги:
с увеличением силы сварочного тока (его плотности) при неизменном значении напряжения дуги - размер капель уменьшается, их число в единицу времени возрастает;
с увеличением напряжения дуги при неизменном значении сварочного тока (его плотности) размер капель увеличивается, их число в единицу времени уменьшается.
При сварке непокрытыми электродами на малых токах жидкий металл с конца электрода переходит в сварочную ванну в виде крупных капель с кратковременным замыканием дугового промежутка. При сварке покрытыми электродами и под флюсом на обычных плотностях тока - в виде капель различного размера без замыканий дугового промежутка. При сварке в защитных газах и под флюсом тонкой проволокой на повышенных плотностях тока наблюдается мелкокапельный (струйный) перенос металла.
Большое значение для формирования необходимого типа переноса имеет состав и толщина покрытия электрода. Для электродов с основным покрытием характерен крупнокапельный перенос металла в широком диапазоне режимов сварки. Это обусловлено высоким поверхностным натяжением металла на торце электрода, поскольку металл и покрытие электрода хорошо раскислены.
Для электродов с кислым и рутиловым покрытиями характерен мелкокапельный перенос электродного металла. Малый размер капель обусловлен сравнительно низким поверхностным натяжением на торце электрода. Это объясняется тем, что в покрытии электрода и дуговом промежутке содержится значительное количество кислорода. Размер капель при этом существенно зависит от силы сварочного тока. При низких плотностях тока формируются сравнительно крупные капли, с увеличением плотности тока размер капель резко снижается. Для электродов с рутиловым и кислым покрытием изменение напряжения дуги (ее длины) практически не отражается на переносе электродного металла.
При увеличении толщины покрытия у электродов с основным покрытием содержание кислорода в каплях снижается, что вызывает рот размеров капель. У электродов с рутиловым и кислым покрытием при увеличении толщины покрытия наблюдается повышение содержания кислорода в каплях и, как следствие, уменьшение их размеров.
В общем виде уменьшению размеров капель переносимого электродного металла способствуют электромагнитные силы и силы давления газов.
Таким образом, от толщины покрытия электрода и его состава зависит содержание кислорода в дуговом промежутке, которое оказывает решающее влияние на силы поверхностного натяжения, удерживающие каплю на торце электрода.
При сварке еа постоянном токе его полярность также оказывает влияние на размеры переносимых капель. Размер капель увеличивается при низкой плотности тока на обратной полярности. При высокой плотности тока на прямо полярности и низком напряжении дуги также наблюдается рост размеров капель переносимого электродного металла.
При сварке с большой плотностью тока проволокой малого диаметра возникает струйный перенос электродного металла. При струйном переносе образуются мелкие капли, которые следуют друг за другом в виде непрерывной цепочки (струи). Струйный перенос возможен лишь в некотором диапазоне значений сварочного тока, который называют критическим. При сварке на токах ниже критического наблюдается уже капельный перенос металла. При чрезмерно высоком значении силы тока стабильный струйный перенос переходит во вращательно-струйный. Для него характерно повышенное разбрызгивание, непостоянство длины дуги, напряжения и силы тока.
Струйный перенос металла имеет преимущества перед капельным по следующим причинам:
При капельном переносе размер капель и частота их образования не являются постоянными, что ведет к значительным колебаниям тока и напряжения дуги, осложняя получение высококачественного шва. Струйный перенос имеет большую стабильность процесса.
Струйный перенос приводит к меньшему выгоранию легирующих элементов в сварочной проволоке, к повышению чистоты металла капель и, как следствие, металла шва.
Струйный перенос характеризуется значительно меньшим разбрызгиванием, значительно большей глубиной проплавления металла и значительно большей скоростью плавления сварочной проволоки.
При струйном переносе электродного металла увеличивается производительность процесса сварки, и улучшаются возможности качественного формирования шва.
При струйном переносе сила тяжести мелких капель невелика, что позволяет эффективно использовать этот процесс во всех пространственных положениях.
Таким образом, при выборе режимов сварки необходимо обеспечивать условия мелкокапельного или струйного переноса электродного металла на свариваемое изделие. Поэтому даже при ручной дуговой сварке покрытыми электродами ее необходимо вести на больших плотностях тока и малом напряжении дуги (короткая дуга).