Итоговая аттестация

Сварщик. Электрогазосварщик. Итоговая аттестация

31

Рис. 23. Сварные швы по заполнению сечения шва

Если число слоев равно числу проходов дугой, то такой шов называют многослойным. Если некоторые из слоев выполняют за несколько проходов, то шов многопроходный.

Многослойные швы чаще применяют в стыковых соединениях, многопроходные - в угловых и тавровых.

Для более равномерного нагрева металла шва по всей его длине швы выполняют:

•двойным слоем;

•каскадом;

•блоками;

•горкой.

В основу всех этих способов положен принцип обратно-ступенчатой сварки.

Сущность способа двойного слоя заключается в том, что наложение второго слоя производится по неостывшему первому после удаления сварочного шлака: сварка на длине 200-400 мм ведется в противоположных направлениях. Этим предотвращается появление горячих трещин в шве при сварке металла толщиной 15-20 мм, обладающего значительной жесткостью.

При толщине стальных листов 20-25 мм и более для предотвращения трещин применяют сварку:

•каскадом;

•блоками;

•поперечной горкой.

Заполнение многослойного шва для сварки горкой и каскадом производится по всей свариваемой толщине на определенной длине ступени. Длина ступени подбирается такой, чтобы металл в корне шва имел температуру не менее 200°С в процессе выполнения шва по всей толщине. В этом случае металл обладает высокой пластичностью, и трещин не образуется. Длина ступени при каскадной сварке равна 200-400 мм (рис. 24, а).

При сварке блоками многослойный шов сваривают отдельными ступенями, промежутки между ними заполняют по всей толщине слоями (рис. 24, б).

При соединении деталей из закаливающихся при сварке сталей рекомендуется применять сварку блоками. Из незакаливающихся (низкоуглеродистых) сталей - лучше выполнить сварку каскадом.

Рис. 24. Заполнение шва по сечению: а - каскадом; б – блоками

Сварщик. Электрогазосварщик. Итоговая аттестация

32

Рис. 25. Сварка горкой

Таким образом, выполняют сварку (заполнение разделки) в обе стороны от центральной горки короткими швами. Каскадный метод является разновидностью метода горки.

При сварке методом горки (рис. 25) на участке 200-300 мм накладывают первый слой, после очистки его от шлака на него накладывают второй слой, по длине в 2 раза больший, чем первый. Затем, отступив от начала второго слоя на 200-300 мм, производят наплавку третьего слоя и т. д.

3. Задача. Объясните влияние серы и фосфора на качество сварного шва.

Сера и фосфор являются вредными примесями стали и чугуна. Их избыточное количество вызывает образование трещин в сварном шве. Сера вызывает трещины в горячем состоянии шва (явление красноломкости), фосфор - в холодном (явление хладноломкости).

Билет № 9

Вопрос 1. Сварочное пламя (способы получения, виды, основные характеристики, строение).

Сварочное пламя образуется при сгорании горючего газа или паров горючей жидкости в кислороде. Пламя при резке нагревает основной металл до температуры его горения.

Наибольшее применение при газовой сварке и резке нашло кислородно-ацетиленовое пламя, так как оно имеет высокую температуру (3150°С) и обеспечивает концентрированный нагрев. Однако в связи с дефицитностью ацетилена в настоящее время получили широкое распространение (особенно при резке металлов) газы - заменители ацетилена: пропан - бутан, метан, природный и городской газы.

Все горючие газы, содержащие углеводороды, образуют сварочное пламя, которое имеет ярко различимые зоны:

•ядро;

•восстановительную зону;

•факел.

Размеры ядра зависят от состава горючей смеси, ее расхода и скорости истечения.

Диаметр канала мундштука горелки определяет диаметр ядра пламени, а скорость истечения газовой смеси - его длину.

Восстановительная (средняя) зона располагается за ядром и по своему более темному цвету заметно отличается от него. Длина ее зависит от вида пламени и достигает 20 мм. Этой зоной пламени выполняют сварку. Она имеет наиболее высокую температуру - 3140ºС в точке, отстающей на 3-6 мм от конца ядра.

От состава горючей смеси, т. е. от соотношения кислорода и горючего газа, зависят внешний вид, температура и влияние сварочного пламени на расплавленный металл.

Изменяя состав горючей смеси, сварщик или газорезчик тем самым изменяет основные параметры сварочного пламени.

В зависимости от соотношения между кислородом и ацетиленом получают три основных вида сварочного пламени (рис. 26):

•нормальное (на один объем ацетилена подают несколько больше - от 1,1 до 1,3 объема кислорода);

•окислительное (получают при избытке кислорода, на один объем ацетилена более 1,3 объема кислорода);

•науглероживающее (получают при избытке ацетилена, когда на один объем ацетилена подается 0,95 и менее объема кислорода).

Сварщик. Электрогазосварщик. Итоговая аттестация

33

Рис. 26. Виды сварочного пламени:

а - нормальное; б - окислительное; в - науглероживающее

Вопрос 2. Технология и техника выполнения швов в нижнем положении.

Нижние швы являются наиболее удобными для сварки, так как в этом случае капли электродного металла под действием собственного веса легко переходят в сварочную ванну, и жидкий металл не вытекает из нее. Кроме того, наблюдение за сваркой при нижнем положении шва более удобно.

Стыковые швы применяют для получения стыковых соединений.

При выполнении стыковых швов сварку ведут в четырех направлениях: слева направо, справа налево, на себя, от себя.

Наклон электрода 15-25° от вертикали.

Угловые швы применяют для получения угловых, тавровых и нахлесточных соединений. Сварка угловых швов может производиться наклонным электродом и в «лодочку».

При сварке углового шва, нижняя плоскость которого расположена горизонтально, возможен непровар вершины угла или одной из кромок. Непровар может образоваться на нижнем листе, если начинать сварку с вертикального листа, так как в этом случае расплавленный металл стечет на недостаточно нагретую поверхность нижнего листа. На вертикальной же полке возможно образование подрезов.

Поэтому сварку таких швов начинают, зажигая дугу на нижней плоскости в точке А, отступив от границы катета 3-4 мм. Затем дугу перемещают к вершине шва, задерживают для лучшего провара корня шва, поднимают вверх, проваривая вертикальную полку (рис. 27).

Сварщик. Электрогазосварщик. Итоговая аттестация

34

Рис. 27. Выполнение углового шва

Электрод держат под углом 45° к поверхности свариваемых деталей, слегка наклоняя его в процессе сварки то к одной, то к другой плоскости.

При сварке угловым швом в «лодочку» (рис. 28) наплавленный металл располагается в желобе, образуемом двумя полками. Это обеспечивает правильное формирование шва и хороший провар кромок металла.

Рис. 28. Выполнение углового шва в «лодочку»

3. Задача. Объясните назначение покрытия на плавящихся электродах.

1.Защита расплавленного металла от кислорода и азота воздуха при сварке. Это достигается газами, которые образуются из покрытия в зоне дуги.

2.Теплоизоляция расплавленного металла шва. Этим достигается пластичность шва.

3.Обеспечение устойчивого горения дуги, за счет введения в покрытие ионизирующих

добавок.

4.Легирование металла шва.

Билет № 10

Вопрос 1. Дефекты швов сварных соединений (причины возникновения, способы их устранения).

Различные отклонения от установленных норм и технических требований, ухудшающие работоспособность сварных конструкций, называются дефектами сварных швов. Они уменьшают прочность сварных соединений и могут привести к их разрушению.

Все дефекты сварных швов могут быть разделены на три основные группы:

•дефекты формы и размеров;

•наружные и внутренние макроскопические дефекты;

•дефекты микроструктуры.

Сварщик. Электрогазосварщик. Итоговая аттестация

35

Наиболее частыми дефектами формы и размеров сварных швов являются их неполномерность, неравномерные ширина и высота, бугристость, седловины, перетяжки.

Эти дефекты швов косвенно указывают на возможность образования дефектов внутри сварного шва и околошовной зоны.

Кнаружным и внутренним макроскопическим дефектам относят наплывы, подрезы, прожоги, непровары, трещины, шлаковые включения и газовые поры (приложение 1).

Кдефектам микроструктуры относят перегрев и пережог.

На участке перегрева металл имеет крупнозернистое строение, что ведет к хрупкости металла. Перегретый металл плохо сопротивляется ударным нагрузкам.

Наиболее опасным дефектом является пережог. Такой металл хрупок и не поддается исправлению. Причиной образования пережога является плохая защита сварочной ванны от кислорода воздуха, а также сварка на чрезмерно большом сварочном токе.

Вопрос 2. Ацетиленовый генератор (назначение, классификация, устройство, подготовка к обслуживанию, требования техники безопасности).

Ацетиленовый генератор служит для получения ацетилена разложением карбида; кальция

водой.

Ацетиленовые генераторы классифицируются:

•по производительности - 1,25; 3; 5; 10, 20, 40, 80, 160; 320, 640 м3/ч;

•по способу применения - передвижные и стационарные;

•по давлению вырабатываемого ацетилена – низкого давления - до 0,02 МПа, среднего давления - от 0,02 до 0,15 МПа.

•по способу взаимодействия карбида кальция с водой - ВК (вода на карбид) и KB (карбид на

воду).

Рассмотрим устройство генератора типа АСП-1,25-6 (рис. 29). Это переносной генератор производительностью 1,25 м3/ч, рабочим давлением 0,01-0,07 МПа. Генератор представляет собой вертикальный цилиндрический сосуд.

Корпус 5 состоит из трех частей:

•газообразовательной, в которой образуется ацетилен за счет взаимодействия кальция с

водой;

•вытеснителъной;

•промывательной.

Вода заливается через горловину. При достижении уровня переливной трубки 3 вода по трубке переливается в промыватель, который заполняется до уровня контрольной пробки 2.

Карбид кальция загружают в корзину 8. Уплотнение между крышкой 12 горловиной обеспечивается мембраной 11 усилием, создаваемым винтом 13 через траверсу 14.

Ацетилен, образующийся в газообразователе, по трубке 3 поступает в промыватель, барботируя через слои воды, охлаждается и промывается. Из промывателя ацетилен через вентиль предохранительного клапана 4 по шлангу 15 поступает в предохранительный затвор 7 и далее к горелке или резаку. По мере повышения давления в газообразователе пружина 10 сжимается, в результате чего корзина перемещается вверх, а вода вытесняется в вытеснитель. В результате уровень замочки карбида уменьшается, выработка ацетилена ограничивается и повышение давления прекращается. Давление ацетилена контролирует манометр 9. Ил из газообразователя и иловую воду из промывателя сливают через штуцера 6 и 1.

Сварщик. Электрогазосварщик. Итоговая аттестация

36

Рис. 29. Устройство генератора АСП-1,25-6

Подготовка генератора к работе:

•снять крышку и поддон от корзины;

•убедиться, что корпус чист и промыт;

•проверить закрепления вентиля и предохранительного клапана;

•открыть контрольные пробки в генераторе и водяном затворе;

•залить водой водяной затвор и генератор до уровня контрольной пробки;

•закрыть контрольные пробки;

•соединить шлангом вентиль и предохранительный затвор;

•загрузить карбид кальция;

•закрепить поддон на корзине и закрыть крышку;

Основные технические характеристики генератора приведены в таблице.

	Основные технические характеристики генератора
Производительность,	Рабочее	Единовременная	Размер карбида	Масса генератора
м3/ч	давление, МПа	загрузка карбида	кальция, мм	без воды, кг
		кальция, кг
1,25	0,07	2,2	25х80	18

Ацетиленовый генератор снабжен предохранительным затвором. При работе с генератором необходимо соблюдать следующие правила:

• использовать размеры карбида кальция, указанные в паспорте;

Сварщик. Электрогазосварщик. Итоговая аттестация

37

•при перерывах в работе и в зимнее время нельзя допускать замерзания воды в генераторе, для чего генераторы утепляют;

•при работе нельзя оставлять возле генератора ил, его нужно относить в специальные ямы;

•нельзя подходить с огнем или зажженной горелкой к генератору, так как возможно выделение ацетилена в окружающую среду и образование взрывчатой смеси;

•работающий генератор нельзя оставлять без надзора;

•используют генераторы на открытом воздухе;

•генератор должен находиться от кислородного баллона на расстоянии 10 м, а от других источников тепла не менее 5 м.

3. Задача. Прочитайте условное обозначение электрода

Э46-АНО-4-3,0-УД ГОСТ 9467-75 Е432-Р-2-1

Э46 - тип электрода, 460 МПа – минимальное сопротивление наплавленного металла шва на разрыв (предел прочности);

АНО-4 - марка электрода; 3,0 - диаметр электрода;

У - для сварки углеродистых сталей; Д - толстое покрытие;

Е432 - характеристика наплавленного металла; Р - рутиловое покрытие;

2 - для сварки во всех пространственных положениях, кроме вертикального сверху вниз; 1 - переменный ток.

Билет № 11

Вопрос 1. Понятие свариваемости металла. Классификация сталей по свариваемости.

Под свариваемостью понимается способность стали данного химического состава давать при сварке тем или иным способом высококачественное сварное соединение без трещин, пор и прочих дефектов.

На свариваемость стали влияет содержание в ней углерода и легирующих элементов.

С повышением содержания углерода в стали в ней возрастают прочностные свойства, но в то же время возрастает хрупкость и склонность к образованию трещин при сварке.

Различают физическую и технологическую свариваемость.

Физической свариваемостью обладают практически все металлы и их сплавы, т. е. способностью образовывать монолитное неразъемное соединение с установлением в нем химических связей.

Под технологической свариваемостью понимается реакция металла на воздействие конкретных условий сварки и при этом возможность образовывать соединение с требуемыми свойствами.

Для предварительного суждения о свариваемости стали известного химического состава можно подсчитывать эквивалентное содержание углерода, пользуясь формулой:

Сэкв=С+Mn/20+Ni/15+(Cr+Mo+V)/10

В целом, по признаку свариваемости все стали можно условно разделить на четыре группы (приложение 2).

Вопрос 2. Техника и технология выполнения швов в горизонтальном, вертикальном и потолочном положении.

Сварка в вертикальном положении.

Расплавленный металл под действием силы тяжести стремится стекать вниз, что затрудняет формирование шва. Поэтому вертикальные швы выполняют очень короткой дугой, при которой расстояние между каплями на электроде и жидким металлом в сварочной ванне настолько мало, что между ними возникает взаимное притяжение. Благодаря этому капли электродного металла сливаются со сварочной ванной при малейшем касании их между собой.

Объем расплавленного металла уменьшают снижением сварочного ток на 10-15% по сравнению с нижним положением, а диаметр электрода ограничивают до 5 мм.

Сварщик. Электрогазосварщик. Итоговая аттестация

38

Вертикальные швы выполняют как снизу вверх, так и сверху вниз.

Впервом случае (рис. 30, а) дуга возбуждается в самой нижней точке вертикально расположенных пластин, для этого электрод устанавливают перпендикулярно поверхности свариваемого изделия (положение 1). Затем электрод немного наклоняют вниз для того, чтобы слой давления газов дуги предшествовал стеканию металла сварочной ванны (положение 2). При этом застывший металл шва образует подобие полочки, на которой удерживаются последующие капли металла.

Сварку сверху вниз применяют при малой толщине металла. В этом случае подтекающий под дугу жидкий металл уменьшает возможность образования сквозных прожогов.

Вначале сварки (рис. 30, б) дуга возбуждается в самой верхней точке пластин при горизонтальном расположении электрода. После образования ванны жидкого металла электрод наклоняют на 15-20° с таким расчетом, чтобы дуга была направлена на основной и наплавленный металл. Для улучшения условий формирования шва амплитуда колебательных движений электрода должна быть небольшой, а дуга – очень короткой, чтобы капли расплавленного металла удерживались от падения концом электрода.

Рис. 30. Выполнение сварных вертикальных швов

Сварка горизонтальных швов.

Горизонтальные швы на вертикальной плоскости выполнять труднее, чем вертикальные. Для предупреждения отекания жидкого металла скос кромок обычно делается на одном верхнем листе (рис. 31, а). Дуга в этом случае возбуждается на нижней горизонтальной кромке (положение 1), а затем переносится на наклонный скос (положение 2), поднимая вверх стекающую каплю металла. Колебательные движения электродом совершают по спирали. Выполнять горизонтальными сварными швами нахлесточные соединения легче, чем стыковые, так как горизонтальная кромка нижнего листа (рис. 39, б) способствует удержанию расплавленного металла от стекания вниз. При выполнении горизонтальных швов с двумя скосами кромок устанавливают порядок их наложения (1- 4 рис. 39, в), который в процессе проваривания верхней кромки позволяет избежать потолочного положения кратера с расплавленным металлом.

Рис. 31. Выполнение сварных горизонтальных швов:

а- стыковое соединение со скосом одной кромки; б - нахлесточное соединение;

в– стыковое соединение со скосом двух кромок

Сварщик. Электрогазосварщик. Итоговая аттестация

39

Сварка в потолочном положении.

Сварка в потолочном положении (рис. 32) наиболее трудна, так как направление силы тяжести расплавляемого металла противоположно направлению его переноса. Это требует максимального уменьшения объема расплавляемого металла, что достигается ограничением диаметра электрода до 4 мм и снижением сварочного тока на 15-20% по сравнению с нижним положением.

Рис. 32. Сварка потолочных швов

Для сварки в потолочном положении подходят электроды, дающие небольшой шлак. Хороший провар корня шва при потолочной сварке обеспечивается применением электродов

диаметром не более 3 мм.

3. Задача. Из предложенных марок сталей выберите, которые свариваются хорошо, удовлетворительно, ограниченно, плохо. Обоснуйте свой выбор: БСт1кп; сталь 10; сталь 35; ВСт5пс; сталь 65; У7.

Свариваемость углеродистых сталей определяется процентным содержанием углерода в ней. С повышением содержания углерода свариваемость сталей ухудшается, т. е. возникает склонность к образованию трещин в шве.

БСт1кп и сталь 10 - хорошо свариваются, так как относятся к низкоуглеродистой стали (содержание углерода до 0,25%).

Сталь 35 удовлетворительно сваривается, так как относится к среднеуглеродистой (содержание углерода 0,35%).

ВСт5пс - ограниченно сваривается, так как относится к среднеуглеродистой (содержание углерода практически 0,45%).

Сталь 65 и У7 - плохо сваривается, так как содержание углерода 0,65%, т. е. высокоуглеродистая; сталь У7 - относится к инструментальной стали, углерода 0,7%. Эти стали практически не свариваются.

Билет № 12

Вопрос 1. Сварочная проволока (назначение, требования, химический состав, маркировка).

Для сварки сталей применяется специальная стальная проволока по ГОСТу 2246-70. Используется в основном низкоуглеродистая и низколегированная сталь. Предусмотрено 77 марок сварочной проволоки различного химического состава.

К сварочной проволоке предъявляются следующие требования:

•она должна расплавляться спокойно и равномерно;

•температура плавления должна быть меньше или равна температуре плавления основного

металла;

•должна быть очищенной от ржавчины и грязи;

•должна по химическому составу соответствовать химическому составу свариваемого

металла.

Условное обозначение проволоки рассмотрим на примере. 2Св-08А, где:

2 - диаметр проволоки 2 мм;

Сварщик. Электрогазосварщик. Итоговая аттестация

40

Св - сварочная проволока; 08 - 0,08% - содержание углерода;

А - повышенное качество металла.

Вмарке могут присутствовать две буквы АА (Св-08АА), что говорит о том, это материал проволоки особо качественный.

Под качеством понимается пониженное содержание в стали вредных примесей - серы и фосфора. Повышенное содержание углерода в проволоке приводит к снижению пластичности металла.

Вмарке проволоки могут присутствовать легирующие элементы (Св-12ГС; Св-15ГСТЮЦА): Г - 1% марганца; С - 1% кремния.

Если после буквы, обозначающей легирующий элемент, не стоит цифра, то содержание этого

элемента в стали до 1%. Цифра показывает содержание элемента в целых долях процента. Условные обозначения легирующих элементов:

С - кремний	Ц - цирконий
Н - никель	Г - марганец
М - молибден	X - хром
Т - титан	В - вольфрам
Ю - алюминий	Ф - ванадий

Проволока различается по диаметру. Диаметр проволоки - от 1 до 12 мм.

Проволока диаметром от 1,6 до 6 мм применяется для ручной дуговой сварки (металлический стержень электрода). Проволока диаметром более 6 мм называется прутами и применяется для сварки чугуна и цветных металлов, наплавочных работ. Проволока диаметром от 2 до 5 мм - для автоматической сварки.

Диаметр проволоки для газовой сварки выбирается в зависимости от толщины металла и способа сварки.

Для сварки правым способом диаметр присадочной проволоки равен d=S/2. Для сварки левым способом диаметр присадочной проволоки равен d=S/2+1.

Вопрос 2. Высокопроизводительные виды ручной дуговой сварки (значение, виды, техника выполнения).

Под производительностью в сварке понимают количество сварочного шва в метрах, выполненного за определенный интервал времени.

Этого можно достичь, используя различные прогрессивные приемы и усовершенствования выполнения ручной сварки (организация рабочего места сварщика, уменьшение время на переход с одной операции на другую). Все это позволяет увеличить сварщикам время горения дуги в течение рабочего времени на 10-15%, так как время смены электрода составляет 7-10% времени рабочего дня.

Чтобы увеличить производительность сварочных работ, существуют еще и специальные технические мероприятия и способы, а именно:

•сварка высокопроизводительными покрытыми электродами;

•сварка сдвоенным электродом, гребенкой электродов, трехфазной дугой;

•сварка глубоким проплавлением;

•сварка лежачим электродом;

•сварка наклонным электродом.