Технология и оборудование при восстановлении автомобильных деталей из алюминиевых сплавов аргонодуговой сваркой (90

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Оренбургский государственный университет»

А.П.ПОСЛАВСКИЙ, В.В.СОРОКИН

ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ ПРИ ВОССТАНОВЛЕНИИ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДЕТАЛЕЙ ИЗ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ АРГОНОДУГОВОЙ СВАРКОЙ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ

Рекомендовано к изданию Редакционно-издательским советом государственного образовательного учреждения

высшего профессионального образования «Оренбургский государственный университет»

Оренбург 2008

3

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

УДК 621.81 (07) ББК 39.33-08я7 П 61

Рецензент кандидат технических наук, профессор В.П. Апсин

Пославский А.П.

П 61 Технология и оборудование при восстановлении автомобильных

деталей из алюминиевых сплавов аргонодуговой сваркой: методические указания к лабораторной работе / А.П. Пославский, В.В. Сорокин. – Оренбург: ИПК ГОУ ВПО ОГУ, 2008. – 18 с.

Методические указания предназначены для выполнения лабораторной работы по дисциплине «Технология и организация восстановления деталей и сборочных единиц при сервисном сопровождении», для студентов специальности 190603 – «Сервис и техническая эксплуатация транспортных и технологических машин и оборудования».

© Пославский А.П., Сорокин В.В., 2008

© ГОУ ОГУ, 2008

4

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Содержание

5

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

1 Цель работы

Изучение аргонодуговой сварки, как способа восстановления автомобильных деталей. Знакомство с технологией, применяемым оборудованием и материалами. Определение характеристик процесса сварки и качества сварного соединения.

Продолжительность работы – 4 часа

2 Используемое оборудование и материалы

2.1 Описание и работа сварочного аппарата TRITON 220 AC/DC

Для проведения лабораторной работы используется сварочный аппарат TRITON 220 AC/DC. Общий вид аппарата представлен на рисунке 1.

Сварочный аппарат TRITON 220 AC/DC (далее аппарат) предназначен для ручной дуговой сварки стержневыми электродами и сварки в среде инертных газов (ВИГ) переменным и постоянным током, в непрерывном и импульсном режимах. В таблице 1 представлены основные технические характеристики аппарата.

Таблица 1 – Технические характеристики аппарата

6

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

а) б)

А1 – ручка для транспортировки, В1 – органы управления (см. рисунок 2), С1 – присоединительный ниппель подачи защитного газа к сварочной горелке потенциал сварочного тока „-”, D1 – подключение кабеля управления стандартной горелки ВИГ, Е1 – выходное гнездо сварочного тока „+”, F1 – выходное гнездо сварочного тока „-”, G1, Н1 – вентиляционные отверстия, I1 – сетевой кабель, J1 – 5 - контактная розетка (напряжение питания охладителя), К1 – ниппель для подключения защитного газа к редуктору, L1 – включение/выключение аппарата, М1 – подключение устройства дистанционного управления, N1 – подключение кабеля управления охладителя, О1 – переключатель способа зажигания дуги а) – вид спереди; б) – вид сзади

Рисунок 1 – Общий вид сварочного аппарата TRITON 220 AC/DC

На рисунке 2 изображена лицевая панель с органами управления аппаратом, описание функций органов управления аппарата представлены в таблице 2.

7

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Рисунок 2 – Органы управления аппаратом Таблица 2 – Описание функций органов управления аппаратом

8

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Продолжение таблицы 2

9

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

2.2 Дополнительное оборудование

Сварка осуществляется сварочной аргонодуговой горелкой. Она имеет канал подачи защитного газа и канал водяного охлаждения. Неплавящийся электрод заправляется снизу и удерживается при помощи цангового зажима, обеспечивающего сварку на токах до 200 А. Для удобства работы сварщика, горелка снабжена микровыключателем, встроенным в корпус на ручке, которым производится включение электромагнитного клапана, регулирующего подачу защитного газа.

Вкачестве неплавящегося электрода используется вольфрамовый электрод марки ВА-1А диаметром 3 мм.

Для защиты сварочной ванны применяется аргон первого сорта по ГОСТ 10157-73, содержащий 99,99 % Ar. Газ поставляется в баллонах емкостью 40 л. Полностью заправленный баллон находится под давлением 15 МПа. Для сварки газ редуцируется до давления не более 0,005 Мпа. Расход аргона контролируется по показаниям ротаметра.

Вкачестве присадочного материала используются алюминиевые прутки из проволоки АЛ-4 диаметром 4 мм.

Общий вид рабочего поста для сварки алюминия аргонодуговой сваркой представлен на рисунке 3.

1 – баллон с аргоном, 2 – газовый редуктор, 3 – ротаметр, 4 – сварочный аппарат, 5 – аргонодуговая горелка, 6 – восстанавливаемое изделие, 7 – стол сварщика, 8 – вытяжной зонт

Рисунок 3 – Общий вид поста аргонодуговой сварки

3 Техника безопасности при выполнении работы

Перед началом работы студенты должны внимательно ознакомиться с настоящими методическими указаниями.

10

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Приступать к выполнению работы можно только после инструктажа по технике безопасности и только с разрешения преподавателя или учебного мастера.

При осуществлении аргонодуговой сварки в результате разбрызгивания металла и сильного светового и теплового излучения, возможно получение ожогов. Для защиты глаз и лица необходимо применять сварочные маски и сварочные щитки, снабженные светофильтрами. Для аргонодуговой сварки применяются светофильтры, маркируемые буквами «С» и «Э» с цифровым обозначением не менее 4. Для защиты рук и одежды необходимо использовать брезентовые или войлочные рукавицы, специальные перчатки, брезентовые костюмы сварщика или защитные фартуки (для лиц наблюдающих за технологическим процессом сварки). Во избежание электротравм сварочное оборудование имеет защитное заземление, кроме этого необходимо использовать сухие рукавицы, защитную одежду и обувь.

4 Общие сведения

Дуговая сварка в среде защитных газов имеет множество разновидностей, которые можно классифицировать по следующим основным признакам: по типу защитных газов, по характеру газовой защиты в зоне сварки, по типу электрода и др. К достоинствам дуговой сварки в защитных газах относятся:

-высокая концентрация дуги, обеспечивающая минимальную зону структурных превращений и относительно небольшие деформации изделия;

-высокая производительность;

-высокоэффективная защита расплавленного металла, особенно при использовании в качестве защитной среды инертных газов;

-возможность наблюдения за ванной и дугой;

-возможность сварки металлов различной толщины;

-отсутствие необходимости удалять после сварки флюсы или обмазки;

-возможность сварки в любых пространственных положениях.

Сварку алюминия и его сплавов в среде защитных газов выполняют неплавящимся (вольфрамовым) или плавящимся электродом.

При сварке неплавящимся электродом источником тепла является электрическая дуга, возбуждаемая между электродом и изделием. Дуга и сварочная ванна защищены инертным газом. Наиболее универсальным защитным газом является аргон. Благодаря надежной защите сварочной ванны от взаимодействия с кислородом и азотом воздуха при аргонодуговой сварке появляется возможность восстановления деталей из трудносвариваемых материалов.

Аргонодуговую сварку можно выполнять вручную, полуавтоматом или автоматом. При ручной сварке перемещение горелки и подача присадочной проволоки осуществляется сварщиком. При полуавтоматической сварке перемещение горелки вдоль шва выполняет сварщик, а подачу присадочной

11

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

проволоки – специальный механизм. При автоматической сварке перемещение горелки и подача присадочной проволоки осуществляется механически.

При восстановлении деталей используется в основном сварка неплавящимся вольфрамовым электродом с ручной подачей присадочного материала в зону горения дуги. В ремонтном производстве этим видом сварки восстанавливают головки цилиндров, картеры сцепления, корпуса водяных насосов и другие детали, изготовленные из алюминиевых сплавов.

4.1 Особенности сварки алюминия

Алюминиевые сплавы обладают рядом специфических свойств, затрудняющих их сварку.

Главным затруднением для сварщика является то, что алюминиевые сплавы при нагреве не меняет своего цвета, поэтому при недостаточном навыке сварщик может не заметить начало расплавления металла и допустить проваливание стенки детали под собственной тяжестью.

Алюминий и его сплавы отличаются высоким сродством кислороду, водороду и азоту. Поэтому поверхность деталей из алюминиевых сплавов всегда покрыта оксидной пленкой, которая по своим физическим свойствам значительно отличается от свойств основного металла. Она намного тяжелее сплава, а температура плавления оксидной пленки составляет 2050 0С, в то время как температура плавления алюминия и его сплавов 650-6700С. Попадая в сварочную ванну, оксидная пленка затрудняет сплавление кромок и ухудшает формирование шва. Вследствие высокой способности к насыщению газами и парами воды оксидная пленка является источником газов, растворяющихся в металле, и косвенной причиной возникновения в нем несплошностей различного рода. Частицы оксидной пленки неразрушенные в процессе сварки, попадая в сварочную ванну, могут образовывать оксидные включения в швах, снижающие свойства соединений и их работоспособность. В условиях электродуговой сварки в инертных газах удаление оксидной пленки происходит в результате электрических процессов, происходящих у катода (катодное распыление). В этих условиях возникает необходимость повышения требований к качеству предварительной обработки деталей перед сваркой с целью получения тонкой и однородной пленки по всей поверхности свариваемых кромок. Предварительная обработка уменьшает возможность образования газовых пор, содержащих атомарный водород неуспевающий выделиться вследствие быстрой кристаллизации сварочного шва. Основным источником водорода является влага, адсорбированная поверхностью металла в виде гидратированных окислов. Атомарный водород образуется в результате протекания реакции

2Al + 3H2O = Al2O3 +6H

Предупреждению пористости шва может способствовать сокращение удельной поверхности присадочной проволоки за счет увеличения ее диаметра и уменьшения доли участия присадочного материала в образовании шва.

12