Электросварка — это один из возможных типов сварки, для нагрева и последующего расплавления металла данное оборудование использует электрическую дугу. Ее температура достигает до 5 тысяч градусов, что дает уверенность полагать, что она способна расплавить все существующие металлы.
1802 год — Петров отметил, что вольтовая электрическая дуга появляется как белого цвета пламя или свет, от которого загораются угли, и темное помещение будет полностью освещено.
1882 год — Бенардос создал первую сварку, в которой были использованы угольные электроды.
1888 год — Славянов впервые использовал электроды, в конструкцию которых входил металлический прут под слоем флюса. В присутствии государственной комиссии он сумел сварить коленчатый вал паровой машины.
1932 год — Впервые в мире, в Советском Союзе, была проведена сварка под водой.
1939 год — Патон придумал, как автоматизировать сварку под флюсом, сварочные флюсы, башни для танков, а также первый мост из сваренных элементов.
Как работает сварка? К электроду и свариваемому изделию, для создания и поддержания дуги, от трансформатора проводиться электричество. Под действием температуры при дуге кромки свариваемых металлов и металл из электрода начинают плавится, при помощи чего на металлах образовывается специальная кромка. Из-за того, что все участвующие металлы расплавились, они смешиваются между собой образуя крепкое сцепление, в то же время расплавленный шлак всплывает на поверхность, что образует защитную пленку. После затвердение металла будет образован сварной шов.3
1. Технология сварки углеродистой стали
В зависимости от химического состава сталь бывает углеродистая и легированная. Углеродистая сталь делится на низкоуглеродистую (содержание углерода до 0,25%), среднеуглеродистую (содержание углерода от 0,25 до 0,6%) и высокоуглеродистую (содержание углерода от 0,6 до 2,07о).
Сталь, в составе которой кроме углерода имеются легирующие компоненты (хром, никель, вольфрам, ванадий и т.д.), называется легированной.Легированные стали бывают: низколегированные (суммарное содержание легирующих компонентов, кроме углерода, менее 2,5%); среднелегированные (суммарное содержание легирующих компонентов, кроме углерода, от 2,5 до 10%), высоколегированные (суммарное содержание легирующих компонентов, кроме углерода, более 10%).
По микроструктуре различают стали перлитного, мартенситного, аустенитного, ферритного и карбидного классов.
Легированные стали
... легированных. Свойства их определяются количеством углерода и содержанием присутствующих в них примесей, которые взаимодействуют и с железом, и с углеродом. 1.1 Влияние углерода Механические свойства углеродистой стали ... 1 %. В сталях легирование осуществляют с целью улучшения механических свойств - прочности, пластичности и т.д. Кроме того, при введении в сталь легирующих элементов меняются ...
По способу производства сталь может быть: а) обыкновенного качества (содержание углерода до 0,6%), кипящая, полуспокойная и спокойная. Кипящую сталь получают при неполном раскислении металла кремнием, она содержит до 0,05% кремния. Спокойная сталь имеет однородное плотное строение и содержит не менее 0,12% кремния. Полуспокойная сталь занимает промежуточное положение между кипящей и спокойной сталями и содержит 0,05—0,12% кремния;
- б) качественной— углеродистой или легированной, в которых содержание серы и фосфора не должно превышать по 0,04% каждого элемента;
— в) высококачественной — углеродистой или легированной, в которых содержание серы и фосфора не должно превышать соответственно0,030и0,035%.Такая сталь также имеет повышенную чистоту по неметаллическим включениям и обозначается буквой А, помещаемой после обозначения марки.
Таблица 1. Технологические характеристики для низкоуглеродостой стали
По назначению стали бывают строительные, машиностроительные (конструкционные), инструментальные и стали с особыми физическими свойствами.
Сварка низкоуглеродистых сталей. Такие стали имеют хорошую свариваемость.
При выборе типа и марки электрода для сварки низкоуглеродистых сталей руководствуются следующими требованиями:
Технологические характеристики электродов среднеуглеродистых сталей таблица 2
- получение сварных швов без дефектов;
- обеспечение требуемого химического состава металла шва;
- получение стойкости сварных соединений в условиях вибрационных и
- ударных нагрузок, а также при повышенных или пониженных температурах.
Для сварки низкоуглеродистых сталей применяют электроды марокОММ-5, СМ-5, ЦМ-7, КПЭ-32Р, ОМА-2,УОНИ-13/45, СМ-И и др.
Сварка среднеуглеродистых сталей. Такие стали имеют повышенное содержание углерода, который является причиной образования кристаллизационных трещин при сварке, а также малопластичных закалочных структур и трещин в околошовной зоне. Поэтому для повышения стойкости металла шва против образования кристаллизационных трещин следует понизить количество углерода в металле шва. Это достигается применением электродов с пониженным содержанием углерода, а также уменьшением доли участия основного металла в металле шва.
Чтобы снизить вероятность появления закалочных структур, необходимо применять предварительный и сопутствующий подогрев изделия. Надежным способом достижения равнопрочности сварного соединения при низком процентном содержании углерода является дополнительное легирование металла шва марганцем и кремнием.
Среднеуглеродистые стали свариваются электродами УОНИ-13/45, УП-1/45, УП-2/45, ОЗС-2, УОНИ-13/55, К-5А, УОНИ-13/65 и др. (Таблица 2).
1.1 Краткое описание применяемых материалов
Сварочными материалами
называют расходные материалы, используемые при сварке.
Сварочные материалы могут выполнять следующие функции:
- обеспечение необходимых геометрических размеров сварного шва;
- получение металла сварного шва с требуемым химическим составом и свойствами;
- обеспечение защиты расплавленного металла от воздействия воздуха — газовой, шлаковой или газошлаковой;
- обеспечение стабильности процесса сварки;
- Таблица 3. Сварочные материалы удаление вредных примесей из металла шва.
|
Сварочные материалы |
Разновидности Таблица 3. |
|
|
Сварочные электроды и присадочные прутки |
плавящиеся электроды с покрытием (с кислым, основным, рутиловым, целлюлозным, смешанным покрытием), неплавящиеся электроды |
|
|
Сварочная проволока |
сплошная, порошковая, активированная |
|
|
Флюсы |
защитные и электропроводные |
|
|
Газы |
защитные (инертные и активные), горючие газы и газы, поддерживающие горение |
|
|
Керамические подкладки |
для сварки стыковых швов, угловых и тавровых швов, все позиционные, круглые и др. виды |
|
Виды сварочных материалов
Сварочные электроды и проволока обеспечивают подачу электрического питания в зону сварки для нагрева. Плавящиеся покрытые электроды, порошковая и активированная проволока, защитный флюс для дуговой сварки содержат специальные компоненты, которые могут предназначаться для защиты металла от воздуха, поддержания стабильности процесса сварки, получения необходимого химического состава металла шва и т.п. Присадочный пруток вводится в сварной шов при сварке.
Основная роль защитных газов — обеспечение газовой защиты расплавленного металла от воздуха. К защитным газам относятся инертные (аргон, гелий и их смеси) и активные газы (углекислый газ и его смеси).
Инертные газы не вступают в химические реакции с
металлом и в нем практически не растворяются. Активные газы вступают в химические реакции с металлом или растворяются в нем.
Горючие газы и газы, поддерживающие горение применяются при газовой сварке и резке. К ним относятся ацетилен, пропан-бутановые смеси, метилацетилен-алленовая фракция (МАФ), водород, а также поддерживающий горение кислород.
Керамические подкладки используют для обеспечения высококачественного шва и формирования обратного валика.
Сварочные материалы (электроды, проволоку, присадочные прутки) также подразделяют по типу свариваемых сталей и металлов: для сварки углеродистых сталей, низколегированных сталей, нержавеющих сталей, алюминия, меди, чугуна и т.п.
Рисунок 1 . Сварочные материалы холдинга Lincoln Electric
1.2 Организация труда и рабочего места
электросварка углеродистая сталь
Сварочный пост
Сварочным постом называется рабочее место, оборудованное всем необходимым для производства сварочных работ. Сварочный пост укомплектовывается источником питания, электрическими проводами, электрододержателем, щитком или маской, а также различными инструментами и приспособлениями. Сварочные посты могут быть стационарными и передвижными.В зависимости от рода применяемого тока и типа источника питания сварочные посты принято подразделять на следующие виды:
- сварочные посты постоянного тока с питанием от однопостового (или многопостового) сварочного выпрямителя или сварочного преобразователя;
- сварочный пост с питанием от сварочного трансформатора.
Стационарные сварочные посты обычно представляют собой открытые сверху кабины, в которых свариваются изделия небольших размеров. Как правило, в кабине размещается однопостовой сварочный выпрямитель или трансформатор. Если используется вращающийся преобразователь постоянного тока, то из-за шума он размещается вне кабины. В случае питания сварочных постов от многопостовых выпрямителей и преобразователей постоянного тока сварочный ток разводят по кабинам шинами или проводами. В кабинах устанавливаются рубильники или магнитные пускатели.
На рабочем столе, как правило, располагают приспособления для сборки и зажатия свариваемых изделий, а ящики стола используются для размещения инструментов, штучных электродов и т. п. На стенке кабины подвешивается специальный сушильный шкаф для прокалки электродов. Передвижные сварочные посты используются для сварки крупногабаритных изделий непосредственно на строительных площадках и на производственных площадях в цехах. Для защиты источников питания от дождя и снега в этом случае устраиваются навесы, а для защиты от излучения дуги устанавливают щиты.
Рисунок 2. Схемы сварочных постов для ручной сварки.
Инструмент сварщика
На распределительном щите сварного поста необходимо иметь: 1) амперметр для измерения сварочного тока; 2) вольтметр; 3) сигнальную лампу, показывающую отсутствие или наличие напряжения в сварочной цепи.
Вспомогательными инструментами сварщика являются: стальная щетка для удаления ржавчины (рисунок 3, а), молоток для сбивания шлака (рисунок 3, б), зубило (рисунок 3, в) или комбинированное зубило (рисунок 3, д), слесарный молоток (рисунок 3, г) , клеймо и набор шаблонов для проверки размеров швов.
Рисунок 3. Вспомогательный инструмент сварщика
1.3 Правила техники безопасности
- убрать все лишние предметы с рабочего места, не загромождая при этом проходов к электрооборудованию, к средствам пожаротушения, приступать к работе только на чистом, не скользком полу;
- убедиться в исправности сварочного оборудования и соответствии рабочего места требованиям ТБ, исправности заземления сварочной установки, свариваемого изделия;
- расположить сварочные провода таким образом, чтобы они не подвергались механическим повреждениям и действию высокой температуры, не соприкасались с влагой;
- убедиться в том, что вблизи рабочего места не расположены пожаро- и взрывоопасные вещества и горючие материалы в радиусе 5 м.
Детали и заготовки уложить или установить в устойчивом положении на подкладках и стеллажах таким образом, чтобы высота штабелей не превышала полторы ширины и полтора диаметра основания штабеля, но не более 1 метра.
Проверить:
- работу подъемных механизмов.
- освещенность рабочего места.
- ознакомиться с предстоящей работой и подготовить необходимый для ее выполнения инструмент и технологическую оснастку.
- использовать исправный переносной светильник. Учитывать, что:
— переносной ручной светильник должен иметь рефлектор, защитную сетку, крючок для подвешивания и шланговый провод с вилкой, сетку закрепленную на рукоятке винтами или хомутами, патрон встроенный в корпус светильника таким образом, чтобы токоведущие части патрона и цоколя лампы были недоступны для прикосновения к ним руками.
— проверить исправность местной и обще обменной вентиляции.
Литература
[Электронный ресурс]//URL: https://drprom.ru/referat/svarka-uglerodistyih-staley/
1.http://v-nayke.ru/
2.http://electrogazosvarka.ru/
3.http://svarochnik.ru/
4.http://www.osvarke.com/
5.http://www.drevniymir.ru/
6.http://gardenweb.ru/
7.http://otitb.com/
8.weldingsite.com.ua
