Итоговая аттестация

Сварщик. Электрогазосварщик. Итоговая аттестация

11

должна быть не менее 3 толщин наиболее тонкого из свариваемых элементов. При сварке толщина нахлесточного соединения не должна превышать 12 мм;

•хуже работают на нагрузку;

•возможность проникновения влаги в щель между перекрытием;

•сложность определения дефектов сварки.

Вопрос 2. Сварочные редукторы (назначение, классификация, устройство, принцип действия, техника безопасности при эксплуатации).

При газовой сварке и резке металлов рабочее давление газов должно быть меньше, чем давление в баллоне или газопроводе.

Для понижения давления газа применяют редукторы.

Редуктором называется прибор, служащий для понижения давления газа, отбираемого из баллона до рабочего и для автоматического поддержания этого давления постоянным, независимо от изменения давления газа в баллоне или газопроводе.

Согласно ГОСТ 6268-78, редукторы для газопламенной обработки классифицируются:

•по принципу действия - на редукторы прямого и обратного действия;

•по назначению и месту установки - баллонный (Б), рамповый (Р), сетевой (С), центральный (Ц), универсальный высокого давления (У);

•по схеме редуцирования - одноступенчатый с механической установкой давления (О), двухступенчатый с механической установкой давления (Д), одноступенчатый с пневматической установкой давления (У);

•по роду редуцируемого газа - ацетиленовый (А), кислородный (К), пропан-бутановый (П), метановый (М).

Редукторы отличаются друг от друга цветом окраски корпуса и присоединительными устройствами для крепления их к баллону. Редукторы, за исключением ацетиленовых, присоединяются накидными гайками, резьба которых соответствует резьбе штуцера вентиля. Ацетиленовые редукторы крепят к баллонам хомутом с упорным винтом.

Принцип действия редуктора определяется его характеристикой. У редуктора прямого действия – падающая характеристика, т. е. рабочее давление по мере расхода газа из баллона несколько снижается, у редукторов обратного действия - возрастающая характеристика, т. е. с уменьшением давления газа в баллоне рабочее давление повышается.

Редукторы различаются по конструкции. Принцип действия и основные детали одинаковы для каждого редуктора.

Более удобны в эксплуатации редукторы обратного действия.

Редуктор обратного действии (рис. 7) работает следующим образом. Сжатый газ из баллона поступает в камеру высокого давления 8 и препятствует открыванию клапана 9. Для подачи газа в горелку или резак необходимо вращать по часовой стрелке регулирующий винт 2, который ввертывается в крышку 1. Винт сжимает нажимную пружину 3, которая, в свою очередь, выгибает гибкую резиновую мембрану 4 вверх. При этом передаточный диск со штоком сжимает обратную пружину 7, поднимая клапан 9, который открывает отверстие для прохода газа в камеру низкого давления 13. Открыванию клапана препятствует не только давление газа в камере высокого давления, но и пружина 7, более слабая, чем пружина 3.

Сварщик. Электрогазосварщик. Итоговая аттестация

12

Рис. 7. Схема редуктора обратного действия

Автоматическое поддержание рабочего давления на заданном уровне происходит следующим образом. Если отбор газа в горелку или резак уменьшится, то давление в камере низкого давления повысится, нажимная пружина 3 сожмется и мембрана 4 выпрямится, а передаточный диск 5 опустится, редуцирующий клапан 9 под действием пружины 7 прикроет седло клапана 10, уменьшив подачу газа в камеру низкого давления.

При увеличении отбора газа процесс будет автоматически повторяться. Давление в камере высокого давления 8 измеряется манометром 6, а в камере низкого давления 13 - манометром 11. Если давление в рабочей камере повысится сверх нормы, то с помощью предохранительного клапана

12произойдет сброс газа в атмосферу.

Впроцессе эксплуатации редукторы окрашиваются в те же цвета, что и баллоны.. Необходимо следить, чтобы не произошло воспламенение редуктора из-за резкого открывания вентиля на баллоне, а также следить за техническим состоянием манометра.

3. Задача. Объясните причину и ваши действия в том случае, если при зажигании дуги она прилипает к металлу.

Прилипание дуги связано с несоответствием силы тока диаметру электрода. Сила тока мала. Необходимо правильно рассчитать силу тока и установить ее на источнике питания. Если источник питания не позволяет это сделать точно, то силу тока увеличивают опытным путем.

Билет № 3

Вопрос 1. Классификация сварных швов.

Часть сварного соединения, образовавшуюся в результате плавления кромок свариваемых металлов и электрода и непосредственно осуществляющую связь свариваемых частей, называют сварным швом.

Сварные швы классифицируют по:

•типу соединения;

•числу слоев, протяженности;

•расположению в пространстве;

•отношению к действующим усилиям (рис. 8).

Сварщик. Электрогазосварщик. Итоговая аттестация

13

Рис. 8. Виды сварных швов

По типу соединения швы делятся на стыковые и угловые.

Стыковые швы применяются при соединении частей металла встык, угловые - при выполнении тавровых, угловых и нахлесточных соединений.

Швы делятся на однослойные и многослойные. Однослойный шов выполняется за один проход, многослойный - за два прохода и более.

По протяженности сварные швы бывают непрерывные и прерывистые. Прерывистые характеризуются шагом шва.

По расположению в пространстве швы разделяют на нижние, вертикальные, горизонтальные и потолочные.

По отношению к действующим усилиям швы делятся на лобовые, фланговые, косые и комбинированные.

Вопрос 2. Контроль качества сварных швов (назначение, виды).

Внешний осмотр и обмеры сварных швов – наиболее простые и широко распространенные способы контроля их качества. Они являются первыми контрольными операциями по приемке готового сварного узла или изделия. Этим видам контроля подвергают все сварные швы независимо от того, как они будут испытаны в дальнейшем.

С помощью внешнего осмотра сварных швов выявляют наружные дефекты: непровары, наплывы, прожоги, подрезы, наружные трещины и поры, смещение свариваемых кромок деталей и т. п. Визуальный осмотр производят как невооруженным глазом, так и с применением лупы с увеличением до 10 раз.

Приступая к осмотру, сварной шов и прилегающую к нему поверхность основного металла на ширину не менее 20 мм по обе стороны шва очищают от шлака, брызг расплавленного металла, окалины и других загрязнений, которые могут затруднить проведение осмотра. Осматривать швы необходимо по всей их протяженности, а в случае недоступности – обязательно с двух сторон.

По результатам внешнего осмотра можно судить о местах расположения и характере внутренних дефектов. Например, подрез на одной из сторон шва и наплыв на другой указывают на возможный непровар по кромке. Непостоянная ширина шва часто является следствием

Сварщик. Электрогазосварщик. Итоговая аттестация

14

неравномерной ширины зазора. В местах с малым зазором могут образоваться непровары, а с большим - прожоги. Перекосы и смещения кромок, а также большая высота шва могут быть причиной непроваров.

Обмеры сварных швов позволяют судить о качестве сварного соединения: недостаточное сечение шва уменьшает его прочность, слишком большое – увеличивает внутренние напряжения и деформации. Размеры сечения готового шва проверяют по его элементам в зависимости от типа соединения. У стыкового шва проверяют его ширину, высоту выпуклости и размер обратной подварки корня, в угловом шве (нахлесточное и тавровое соединения) измеряют катет. Замеренные величины должны соответствовать ТУ или ГОСТам. Размеры сварного шва контролируют обычными измерительными инструментами или специальными шаблонами. Набор шаблонов и его применение для контроля стыковых и угловых швов показаны на рис. 9. Каждый щуп набора представляет собой пластину с вырезами под определенный шов.

Внешний осмотр и обмеры сварного шва не дают возможности окончательно судить о качестве сварки. Они устанавливают только внешние дефекты шва и позволяют определить его сомнительные участки, которые могут быть проверены более точными способами.

Рис. 9. Набор шаблонов для контроля размеров сварного шва (а) и пример его применения (б): 1 - угловой шов; 2 - стыковые швы; 3 - блок

Контроль непроницаемости сварных швов и соединений.

Сварные швы и соединения ряда изделий и сооружений должны отвечать требованиям непроницаемости для различных жидкостей и газов. Это объясняется тем, что неплотности в швах снижают их прочность, уменьшают коррозионную стойкость, вызывают потерю хранимых и транспортируемых продуктов и создают ненормальные условия эксплуатации сварных конструкций. Учитывая это, во многих сварных конструкциях (резервуары, газгольдеры, трубопроводы, холодильная и вакуумная аппаратура и т. д.) сварные швы подвергают контролю на непроницаемость. Этот вид контроля производится после окончательного монтажа сварной конструкции. Дефекты, выявленные внешним осмотром (трещины, крупные видимые поры и др.), устраняются до начала испытаний. Непроницаемость сварных швов контролируют керосином, аммиаком, воздушным или гидравлическим давлением, вакуумированием или газоэлектрическими течеискателями.

Контроль керосином основан на физическом явлении капиллярности, которое заключается в способности многих жидкостей, а в первую очередь керосина, подниматься по капиллярным трубкам. Такими капиллярными трубками в сварных швах являются сквозные поры и трещины. В процессе испытания сварные швы покрывают водным раствором мела (350-450 г молотого мела на 1 л воды) или каолина с той стороны, которая более доступна для осмотра и выявления дефектов. После высыхания покрытой поверхности обратная сторона шва обильно смачивается керосином. Неплотности швов выявляют появлением жирных желтых точек или полосок керосина на меловом или каолиновом покрытии. Появление отдельных точек указывает на наличие пор и свищей, а полосок - сквозных трещин или непроваров.

Контроль аммиаком основан на изменении окраски некоторых индикаторов (спиртоводного раствора фенолфталеина или водного раствора азотнокислой ртути) под воздействием щелочей. В качестве щелочи применяется газ аммиак.

Сварщик. Электрогазосварщик. Итоговая аттестация

15

В процессе испытаний на одну сторону шва укладывают бумажную ленту или светлую ткань, пропитанную 5%-ным раствором азотно-кислой ртути, а с другой стороны обрабатывают шов смесью аммиака с воздухом под давлением.

Аммиак, проникая через неплотности сварного шва, окрашивает пропитанную индикатором бумагу или ткань в серебристо-черный цвет. При использовании в качестве индикатора спиртоводного раствора фенолфталеина его тонкой струей льют на контролируемый шов. Если в шве имеются неплотности, аммиак проходит через них и окрашивает индикатор в ярко-красный с фиолетовым оттенком цвет.

Контролю воздушным давлением (сжатым воздухом или другими газами) подвергают сосуды и трубопроводы, работающие под давлением.

Это испытание проводят с целью контроля общей непроницаемости сварного изделия. Малогабаритные сварные изделия полностью герметизируют газонепроницаемыми

заглушками и погружают в ванну с водой с таким расчетом, чтобы над изделием был слой воды в 2040 мм. После этого в изделие через редуктор от воздушной сети или из баллона подают сжатый газ (воздух, азот, инертные газы) под давлением, на 10-20% превышающим рабочее.

Крупногабаритные сварные конструкции, которые не могут быть помещены в воду, испытывают следующим образом. Их герметизируют и создают в них испытательное давление. После этого сварные швы промазывают пенным индикатором (обычным водным раствором мыла), который пузырится в местах неплотностей.

При испытании сжатыми газами следует соблюдать правила безопасности труда: сварные сосуды необходимо испытывать в изолированном помещении с ограждениями на случай взрыва; трубопроводы испытывают отдельными изолированными участками с предупредительными знаками об опасности.

Контроль гидравлическим давлением применяют при проверке прочности и плотности различных сосудов, котлов, паро-, водо-, газопроводов и других сварных конструкций, работающих под избыточным давлением. Перед испытанием сварное изделие полностью герметизируют водонепроницаемыми заглушками. Сварные швы с наружной стороны тщательно обтирают ветошью или обдувают сжатым воздухом до получения сухой поверхности.

После полного заполнения изделия водой с помощью насоса или гидравлического пресса создают испытательное давление (обычно в 1,5-2 раза больше рабочего). Дефектные места определяют по появлению течи, просачиванию воды в виде капель, запотеванию на поверхности шва или вблизи него.

Это наиболее распространенные виды контроля качества сварных швов.

Но существует еще ультразвуковой, радиационный контроль качества сварного шва. Сущность радиационного контроля основана на свойстве рентгеновских лучей проникать

через металлические тела. После обработки рентгеновской пленки дефекты шва приобретают вид темных полос, пятен или черточек.

3. Задача. Объясните, почему для сварки ответственных конструкций преимущественно применяют источник постоянного тока.

Применение выпрямителя обеспечивает устойчивое горение электрической дуги. Это позволяет равномерно прогревать металл по всей длине шва, а также дает возможность контролировать количество тепла, поступаемого в металл при сварке за счет ранее установленной полярности дуги на источнике питания.

Билет № 4

Вопрос 1. Обозначение сварных швов на чертежах.

Согласно Единой системе конструкторской документации (ЕСК), изображения и обозначения швов сварных соединений в конструкторских документах изделий должны соответствовать ГОСТ 2.312-72 «Условные изображения и обозначения швов сварных соединений».

Изображение швов сварных соединений.

Независимо от вида сварки видимый шов сварного соединения условно изображают сплошной основной линией (рис. 10, а), а невидимый - штриховой (рис. 10, б).

Видимую одиночную сварную точку условно изображают знаком «+», невидимые одиночные точки не изображают.

Сварщик. Электрогазосварщик. Итоговая аттестация

16

Рис. 10. Изображение швов сварных соединений

От изображения шва или одиночной точки проводят линию-выноску, заканчивающуюся односторонней стрелкой (рис. 10, а, б).

На изображение сечения многопроходного шва допускается наносить контуры отдельных проходов, которые необходимо обозначать прописными буквами русского алфавита (рис. 10, в). Границы шва изображают сплошными основными линиями, а конструктивные элементы кромок в границах шва – сплошными тонкими линиями.

Шов сварного соединения, размеры конструктивных элементов которого стандартами не установлены (нестандартный шов), изображают с указанием размеров конструктивных элементов, необходимых для выполнения шва по данному чертежу (рис. 10, г).

Условные обозначения швов сварных соединений.

Структура условного обозначения стандартного шва или одиночной сварной точки приведена на рис. 10. Ниже приведены номера некоторых стандартов на типы и конструктивные элементы швов сварных соединений для различных видов сварки: ГОСТ 8713-79 «Сварка под флюсом. Соединения сварные»; ГОСТ 5264-80 «Ручная дуговая сварка. Соединения сварные»; ГОСТ 14771-76 «Дуговая сварка в защитном газе. Соединения сварные»; ГОСТ 15164-79 «Электрошлаковая сварка. Соединения сварные».

Этими стандартами в зависимости от толщины металла устанавливаются формы поперечного сечения и конструктивные элементы подготовленных кромок и выполненных швов, которым присваивают условные буквенно-цифровые обозначения.

Для обозначения сварных швов используют также вспомогательные знаки (табл. 1).

Сварщик. Электрогазосварщик. Итоговая аттестация

17

Таблица 1

Вспомогательные знаки для условного обозначения сварных швов

Если линия-выноска проведена от изображения шва с лицевой стороны, то условное обозначение шва наносят на полке линии-выноски, если с оборотной - то под полкой.

На рис. 11 показано условное обозначение шва углового соединения под тупым углом (ГОСТ 11533-75) без скоса кромок (У2), двухстороннего, выполненного автоматической сваркой под флюсом с предварительным наложением подварочного шва (Апш) по замкнутой линии.

Сварщик. Электрогазосварщик. Итоговая аттестация

18

Рис. 11. Форма поперечного сечения шва углового соединения (а) и условные обозначения шва с лицевой (б) и оборотной (в) стороны

Вопрос 2. Колебательные движения электродов (назначение, разновидности).

Для образования сварного шва электроду придается сложное движение в трех направлениях. Первое движение - это поступательное движение электрода по направлению его оси. Оно производится со скоростью плавления электрода и обеспечивает поддержание определенной длины

дуги.

Второе движение электрода направлено вдоль оси шва и производится со скоростью сварки. В результате этих двух движений образуется узкий, шириной не более 1,5 диаметров

электрода, так называемый ниточный шов. Такой шов применяется при сварке тонкого металла, а также при наложении первого шва при многослойной (многопроходной) сварке.

Третье движение - это колебание конца электрода поперек шва, которое необходимо для образования валика определенной ширины, хорошего провара кромок и замедления остывания сварочной ванны. Колебательные движения электрода поперек шва (рис. 12) могут быть различными и определяются формой, размером и положением шва в пространстве.

Рис. 12. Колебательные движения электрода поперек шва:

1,2,3 - для равномерного прогрева сварочной ванны; 4 - для усиленного прогрева корня шва; 5,6 - для усиленного прогрева кромок

3. Задача. Назовите и напишите формулу, по которой определяется сила сварочного тока.

Сила сварочного тока определяется по формуле: I=k·Dэл или I=(20+6Dэл)Dэл,

где k - коэффициент пропорциональности, зависящий от диаметра и типа электрода, А/мм; Dэл - диаметр электрода, мм.

Диаметр электрода, мм	1-2	3-4	5-6
Коэффициент пропорциональности, А/мм	25-30	30-45	45-60

Сварщик. Электрогазосварщик. Итоговая аттестация

19

Билет № 5

Вопрос 1. Подготовка металла под сварку.

Перед сваркой после подбора металла по размерам и маркам стали необходимо выполнить следующие операции:

•правку;

•резку;

•обработку кромок и очистку под сварку.

Кромки подготавливают термическими и механическими способами.

В зависимости от толщины свариваемого металла его сварку можно вести как без разделки кромок, так и с разделкой. Разделка кромок металла начинается с 5 мм.

Существуют определенные геометрические параметры разделки кромок (рис. 13). Обязательно в процессе сварки делают зазор b для проплавления металла на всю его толщину.

Его размеры 0,5-5 мм, в зависимости от толщины свариваемого металла.

Притупление кромок с необходимо для формирования корня шва, и для того, чтобы не проплавить тонкий металл. Его размеры 2-2,5 мм.

Рис. 13. Подготовка металла под сварку

β - угол скоса кромки (15-45°); S и S1 - толщина металла.

Разделка кромок может быть различна в зависимости от толщины металла (рис. 14).

Сварщик. Электрогазосварщик. Итоговая аттестация

20

Рис. 14. Примеры подготовки кромок:

I - высота отбортовки; R - радиус закруглений; β - угол скоса кромок; α - угол разделки кромок; S и S1 - толщина металла

Вопрос 2. Сварочные горелки (назначение, классификация, устройство, маркировка, подготовка к работе, требования техники безопасности).

Сварочная горелка служит для смешивания горючего газа или паров горючей жидкости с кислородом и получения сварочного пламени.

Сварочные горелки подразделяются следующим образом:

•по способу подачи горючего газа и кислорода в смесительную камеру - инжекторные и безынжекторные;

•по роду применяемого горючего газа - ацетиленовые, для газов-заменителей, для жидких горючих и водородные;

•по назначению - универсальные (сварка, резка, пайка, наплавка) и специализированные (выполнение одной операции).

Инжекторная горелка (рис. 15) - эта такая горелка, в которой подача горючего газа в смесительную камеру осуществляется за счет подсоса его струей кислорода, вытекающего с большой скоростью из отверстия сопла. Этот процесс подсоса газа более низкого давления струей кислорода, подводимого с более высоким давлением, называется инжекцией, а горелки данного типа - инжекторными.