Сварка углеродистой стали

Реферат

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.

12 стр., 5856 слов

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