МДК 03.01 Наплавленный слой и его свойства

Тема: Деформации и напряжения при сварке.Цели: учебная: сформировать у студентов знания об деформациях и напряжениях, возникающих в процессе сварки.развивающая: развить навыки самостоятельной работы и их последующее применение на производственной практике.воспитательная: формирование культуры восприятия учебного материала и организации учебной деятельности в ходе урока, формирование уважения к избранной профессии.Задачи: - сформировать у студентов знания о материалах, подвергающихся деформации;- научиться применять полученные знания на практике и в производственной деятельности.

План урока1.ОПРЕДЕЛЕНИЯ И РАЗНОВИДНОСТИ НАПРЯЖЕНИЙ И ДЕФОРМАЦИЙ 2.ОСНОВАНИЯ ДЕФОРМАЦИЙ И НАПРЯЖЕНИЙ3. НЕРАВНОМЕРНОЕ НАГРЕВАНИЕ МЕТАЛА ПРИ СВАРКЕ4. ЛИТЕЙНАЯ УСАДКА: ОСОБЕННОСТИ

Деформа́ция (от лат. deformatio — «искажение») — изменение взаимного положения частиц тела, связанное с их перемещением друг относительно друга.

Напряжением при сварочных работах принимают силу, которая имеет отношение к единичной площади элемента сварки. Данную характеристику металла можно разделить на процессы, которые вызваны растяжением, изгибом, кручением, сжатием и срезом. -Когда соединение изменяет габариты или геометрические размеры в результате проведенной работы, то это деформация детали. -Деформации бывают упругими или пластическими. -Если форма и размеры способны вернуться в исходное состояние после прекращения работ, то подобная деформация носит названий упругой. -Если геометрия изделия или его форма не возвращаются в изначальное положение, то такую характеристику называют пластической.

Деформации при сваривании непосредственно самого металла, которые возникают в процессе, можно охарактеризовать:-прогибами свариваемых элементов;-углом поворота в процессе работ;-укорочениями, которые получаются в результате работы;-величинами точек сварного шва;-размерами выхода из плоскости, которая образует равновесиеУгловая деформация при сварке таврового соединения.Если деформация приводит к серьезным геометрическим изменениям первоначального состояния изделия и его осей, то такую деформацию называют общей.

ОСНОВАНИЯ ДЕФОРМАЦИЙ И НАПРЯЖЕНИЙВ течение работ по сварке изделие подвергается действию критических высоких температур. Причинами образования напряжения и деформаций являются:-нагрев материала на участке, где выполняется сварка, происходит неравномерно;-литейная усадка;-при остывании после нагрева в материале происходят структурные изменения в кристаллических решетках, что вызывает деформацию кристаллических зерен и далее всего изделия.

Литейная усадка вызывает напряжения в сварном шве в связи с тем, что при охлаждении объём наплавленного металла уменьшаетсяУсадка — свойство металлов и сплавов уменьшать объем при охлаждении в расплавленном состоянии, в процессе затвердевания и в затвердевшем состоянии при охлаждении до температуры окружающей среды. Различают объемную и линейную усадки, выражаемые обычно в процентах.

НЕРАВНОМЕРНОЕ НАГРЕВАНИЕ МЕТАЛА ПРИ СВАРКЕВсе металлы, согласно своим характеристикам, расширяются в результате нагревания длительного или краткосрочного, а в процессе остывания происходит сжатие.

ЛИТЕЙНАЯ УСАДКА: ОСОБЕННОСТИУсадка металла неизбежна, когда на него воздействует температура непосредственно при сварке и последующем охлаждении. Сама усадка определяется взаимосвязью между плотностью и объемом.Простейшие типы сварных стыковых соединений в элементах оболочек.

МЕРЫ, КОТОРЫЕ СНИЖАЮТ НАПРЯЖЕНИЯ И ДЕФОРМАЦИИ МЕТАЛЛА ПРИ СВАРКЕДо выполнения сварочных швов. На этапе проектирования металлической конструкции рассматриваются взаимодействия металлов, которые будут участвовать в сварке.В процессе выполнения сварки. На данном этапе необходимо правильно выбрать последовательность, с которой будут выполняться сварные швы

Прокатка сварного изделия с целью уменьшения остаточных напряжений1 – сварной шов; 2 – накладка; 3 – стальные правящие ролики; Р – усилие прокатки.Шов, стремящийся сжаться, будет принудительно деформирован в направлении увеличения длины, что, соответственно, приведёт к уменьшению растягивающих его остаточных напряжений.Технологические мероприятия

Конструктивные мероприятия по уменьшению остаточных деформацийВ процессе конструирования сварных изделий необходимо стремитьсяк уменьшению общего количества наплавляемого электродного и расплавляемого основного металлов

Конструктивные мероприятия по уменьшению угловых деформаций.При проектировании сварной конструкции необходимо предусматривать конструктивные элементы, снижающие угловые деформации.

Технологические мероприятия по уменьшению влияния продольной и поперечной деформаций на размеры сварного соединенияВлияние деформаций поперечной (п)и продольной (пр) усадок на размеры сварного соединения можно уменьшить увеличением размеров заготовок под сварку на величину предполагаемой деформации

Уменьшение угловых деформацийУгловая деформация может быть снижена предварительным обратным угловым изгибом α заготовок перед сваркой

Уменьшение деформаций изгиба1 – свариваемые заготовки; 2 – сварной шов; 3 – источник теплоты; Рппр – усилие предварительного прогибаДеформация изгиба может быть снижена в результате предварительного обратного изгиба заготовок перед сваркой усилием Рппр (усилие предварительного прогиба)

Обратноступенчатый способ сваркиСущность сварки обратно-ступенчатым способом заключается в том, что весь шов разбивается на короткие участки, длиной от 100 до 300мм и сварка этих участков выполняется в обратных направлениях с таким расчетом, чтобы окончание каждого данного участка совпадало с началом предыдущего

Жесткое закрепление свариваемых заготовокУменьшение угловых деформацийРпр – усилие прижима свариваемых заготовокЗаготовки закрепляются в специальных приспособлениях (кондукторах), в которых производят сварку.

Уменьшение угловых деформаций 1…8 - последовательность укладки валиков в процессе сварки стыковых швовУгловая деформация при многопроходной сварке может быть снижена в результате последовательного перехода при сварке отдельных валиков с одной стороны сечения на другую.

Уменьшение деформаций изгибаЦТ – центр тяжести сварного изделия; 1…4 - рациональная последовательность укладки швов в процессе сварки двутавровой балки угловыми швами.При сварке пространственных конструкций необходима рациональная последовательность укладки швов относительно центра тяжести сварного изделия, что снижает деформации изгиба.

Термическая правка местным нагревом1- форма изделия после сварки; 2- зоны нагрева; 3 – форма изделия после термической правки; Рус –усадка нагретых зон в процессе охлаждения; ЦТ – центр тяжести сварного изделияТермическая правка местным нагревом основана на пластическом сжатии растянутых участков изделия (выпуклой стороны изделия). При правке этим способом отдельные участки сварного соединения нагреваются до температур термопластического состояния (1000 – 12000С).

Вопросы:1.Что такое деформация?2.Что такое литейная усадка?3.Назовите виды деформаций.4.Назовите факторы, влияющие на качество сварного соединения.

Выбранный для просмотра документ Изучение продольных линейных деформаций ..ppt

Описание презентации по отдельным слайдам:

16.02.17Тема: Продольные линейные деформации.Цели: учебная: сформировать у студентов знания об деформациях и напряжениях, возникающих в процессе сварки.развивающая: развить навыки самостоятельной работы и их последующее применение на производственной практике.воспитательная: формирование культуры восприятия учебного материала и организации учебной деятельности в ходе урока, формирование уважения к избранной профессии.Задачи: - сформировать у студентов знания о материалах, подвергающихся деформации;- научиться применять полученные знания на практике и в производственной деятельности.

1.Линейная деформация.2.Угловая деформация.3.Напряжения. виды напряжений.4. ПРИЧИНЫ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ДЕФЕКТОВ СВАРОЧНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Повторение пройденного материала

1.Что такое деформация?2.Какие вам известны виды деформаций?3.Приведите пример упругой и пластической деформации.4.Назовите причины деформаций при сварке. 5.Чем можно охарактеризовать деформации при сваривании непосредственно самого металла?

Что из перечисленного относится к упругой, а что к пластической деформации:резина, сталь, кость, сухожилие, олово, пластилин, замазка, воск, алюминий, медь, чугун, бревно, солидол.

чугун, бревноолово, солидол, медь

Поперечные линейные деформацииРастяжение — это такой вид нагружения, когда в поперечном сечении растянутого тела действуют только продольные силы N.

Линейная деформация характеризует изменение размеров тела. Различают абсолютную деформацию ΔL и относительную деформацию ε = ΔL/L.Деформации могут быть угловые и линейные.ε- относительное удлинение, линейная деформация l — начальная длина, ∆ l —удлинение.

Угловая деформация характеризует изменение формы тела и чаще всего называется углом сдвига.

Угол сдвига — это изменение первоначально прямого угла. γ = α + β .Полная деформация — это сумма линейной и угловой деформации.

Рис. 4-16. Угловая деформация при сварке стыкового соединенияДеформация из плоскости (угловая деформация) проявляется в образовании выпучин («хлопунов»), местном изгибе листов (рис. 4-16)Величина и характер остаточных деформаций в значительной степени определяются толщиной и свойствами основного металла, режимом сварки, последовательностью наложения швов, конструктивными формами свариваемых деталей и формой шва.

Рис. 4-17. Угловая деформация (грибовидность) при сварке таврового соединенияДеформация из плоскости (угловая деформация) проявляется в образовании выпучин («хлопунов»), в грибовидном изгибе пояса при сварке элементов тавровых и двутавровых сечений (рис. 4-17) Если величина остаточных деформаций выходит за допускаемые пределы, следует проводить правку конструкции.

Напряжения при сварке В результате местного (неравномерного) нагрева металла, обусловленного воздействием концентрированного источника теплоты, в сварной конструкции возникают временные и остаточные сварочные напряжения.

Виды напряжений1.Временные сварочные напряжения наблюдаются только в определенный момент сварки в процессе изменения температуры. 2.Напряжения, существующие после окончания сварки конструкции и полного ее остывания, называют остаточными сварочными напряжениями или сварочными напряжениямиОни возникают в результате затруднений расширения и сжатия металла при его нагреве и остывании.

В зависимости от пространственного расположения и взаимодействия различают сварочные напряжения: линейные или одноосные, действующие только по одной оси в одном направлении (рис. 4-14, а), плоскостные или двухосные, действующие в двух направлениях (рис. 4-14, б), и объёмные или трехосные, действующие в трех направлениях (рис. 4-14, в). Рис. 4-14. Различные виды напряженного состояния; напряжения: а - линейные; б - плоскостные; в - объемные сварочныебв

По направлению действия различают продольные и расположенные поперек оси шва линейные сварочные напряжения (рис. 4-15).Рис. 4-15. Продольные (1) и поперечные (2) напряжения в сварном соединении

Нормальные напряжения при растяжении и сжатииЕсли на поверхность призматического стержня нанести сетку линий, параллельных и перпендикулярных оси стержня, и приложить к нему растягивающую силу, то можно убедиться в том, что линии сетки и после деформации останутся взаимно перпендикулярными.Все горизонтальные линии, например, cd переместятся вниз, оставаясь горизонтальными и прямыми.

Вопросы:1.Что такое деформация?2.Что такое литейная усадка?3.Назовите виды деформаций.4.Назовите факторы, влияющие на качество сварного соединения.5.Объясните сущность сварки обратно-ступенчатым способом. рис.а

а б6.На чём основана термическая правка местным нагревом? рис.б 7.Что характеризует линейная деформация?

Дефектами сварных швов и соединений называют различные отклонения от требований чертежа и условий выполнения сварочных работ, ухудшающих качество соединения: эксплуатационные свойства,

Классификация сварочных швов.

ПРИЧИНЫ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ДЕФЕКТОВ СВАРОЧНЫХ СОЕДИНЕНИЙОсновными причинами, которые приводят к образованию дефектов сварочных швов, являются:

*неправильная подготовка свариваемых поверхностей;

*несоответствие или неисправность сварочного инструмента;

*неправильный выбор защитных флюсов или газов и нарушение технологии их использования;

*недостаточная квалификация сварщика;

*несоблюдение в полной мере требуемых режимов сварки (мощность рабочего тока, длина дуги и др.).

РАЗНОВИДНОСТИ ДЕФЕКТОВ СВАРОЧНЫХ ШВОВ

Все дефекты таких соединений можно разделить на 2 основных типа:

*Внешние, которые можно обнаружить невооруженным глазом. Они могут проявляться в виде прожога, непровара и других признаков.

*Внутренние, которые проявляются в виде трещин, пор и других нежелательных образований.

Причинами возникновения наплывов являются:

*длинная дуга;*большая величина сварного тока;*неправильное положение электрода.Наплывы чаще выявляются при горизонтальной сварке.ВНЕШНИЕ ДЕФЕКТЫ СВАРОЧНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Подрез – дефект в виде канавки в основном металле по краям сварочного шва Уменьшение длины дуги не только может избавить от подрезов, но и увеличивает проплавление.

Прожогами называются дефекты сварки, которые проявляются в сквозном проплавлении и вытекании жидкого металла через сквозное отверстие в шве.

Непровары – это локальные несплавления наплавленного металла с основным металлом или слоев шва между собой

ВНУТРЕННИЕ ДЕФЕКТЫ СВАРОЧНЫХ СОЕДИНЕНИЙК самым распространенным внутренним дефектам относятся горячие, холодные трещины и поры.

Горячие трещины появляются при нагреве металла до температуры более 1200 °С, в результате чего происходит быстрое уменьшение пластических свойств металла (кристаллизация).

Холодные трещины появляются при температуре металла ниже 130°С. Иногда такие дефекты могут возникать и со временем. Причинами их появления могут быть

сварочные напряжения, образующиеся во время фазовых превращений, растворенный атомарный водород, который не успел выделиться при сварке.

Поры – это полости внутри шва, заполненные газом, который не успел выделиться в процессе сварки.

Основными причинами возникновения такого дефекта являются:*наличие примесей в присадочном или основном металле;*некачественная обработка свариваемых поверхностей;*повышенное содержание углерода;*нарушения защиты сварочной ванны.

8.В результате чего возникают напряжения при сварке? 9.Какие различают сварочные напряжения в зависимости от пространственного расположения и взаимодействия? 10.Какие различают сварочные напряжения в зависимости отнаправления действия?

Выбранный для просмотра документ Изучение поперечных линейных деформаций ..ppt

Описание презентации по отдельным слайдам:

16.02.17Тема: линейные и угловые деформации .Цели: учебная: сформировать у студентов знания об деформациях и напряжениях, возникающих в процессе сварки.развивающая: развить навыки самостоятельной работы и их последующее применение на производственной практике.воспитательная: формирование культуры восприятия учебного материала и организации учебной деятельности в ходе урока, формирование уважения к избранной профессии.Задачи: - сформировать у студентов знания о материалах, подвергающихся деформации;- научиться применять полученные знания на практике и в производственной деятельности.

План урока1. Способы уменьшения деформаций при сварке.2.Линейная деформация.3.Угловая деформация.4.Напряжения. виды напряжений.

Повторение пройденного материала

чугун, бревноолово, солидол, медь

Способы уменьшения деформаций при сварке.До выполнения сварочных швов. На этапе проектирования металлической конструкции рассматриваются взаимодействия металлов, которые будут участвовать в сварке.В процессе выполнения сварки. На данном этапе необходимо правильно выбрать последовательность, с которой будут выполняться сварные швы

Угловая деформация характеризует изменение формы тела и чаще всего называется углом сдвига.

а б6.На чём основана термическая правка местным нагревом? рис.б 7.Что характеризует линейная деформация?

Выбранный для просмотра документ 1углеродистые стали.ppt

Описание презентации по отдельным слайдам:

Тема: Углеродистые стали, используемые в сварных изделиях.Цели: учебная: сформировать у студентов знания об углеродистых сталяхразвивающая: развить навыки самостоятельной работы и их последующее применение на производственной практике.воспитательная: формирование культуры восприятия учебного материала и организации учебной деятельности в ходе урока, формирование уважения к избранной профессии.Задачи: - сформировать у студентов знания о материалах, используемых в процессе сварки;- научиться применять полученные знания на практике и в производственной деятельности.

План урока1.Сталь. Классификация.2.Достоинства и недостатки стали.3. Технология производства стали

Сталь - это сплав (твёрдый раствор) железа с углеродом (и другими элементами). Содержание углерода в стали не более 2,14 %. Углерод придаёт сплавам железа прочность и твёрдость, снижая пластичность и вязкость.

Классификация углеродистых сталей по назначениюГруппа А (поставляется по механическим свойствам) включает семь марок – Ст0, Ст1, Ст2, Ст3, Ст4, Ст5, Ст6.

Группа Б (поставляется по химическому составу) имеет также семь марок – БСт0, БСт1, БСт2, БСт3, БСт4, БСт5, БСт6.

Группа В (поставляется как по механическим свойствам, так и по химическому составу) включает только пять марок – ВСт1, ВСт2, ВСт3, ВСт4, ВСт5.

Отличительные характеристики и основные категорииК углеродистым сталям, основу которых составляют железо и углерод, относят сплавы, содержащие минимум дополнительных примесей. Количественное содержание углерода является основанием для следующей классификации сталей:

низкоуглеродистые (содержание углерода в пределах 0,2%);

высокоуглеродистые (до 2%).

К наиболее значимым достоинствам углеродистых сталей различных марок можно отнести:

-хорошую обрабатываемость (вне зависимости от температуры нагрева металла);

-сохранение высокой прочности даже при значительном нагреве (до 400°);-хорошую переносимость динамических нагрузок.

Недостатки углеродистых сталей:-снижение пластичности сплава при увеличении в его составе содержания углерода;

-ухудшение режущей способности и снижение твердости при нагреве до температур, превышающих 200°;

-высокую склонность к образованию и развитию коррозионных процессов, что налагает дополнительные требования к изделиям из такой стали, на которые должно быть нанесено защитное покрытие;

-слабые электротехнические характеристики;-склонность к тепловому расширению.

Классификация углеродистых сплавов по структуреа)технически чистое железо, в котором суммарное содержание примесей — до 0,08–0,1%, в том числе углерода — до 0,02%

Технологии производстваНа сегодняшний день в металлургической промышленности используются три основных технологии производства углеродистой стали. Их основные отличия состоят в типе используемого оборудования.

Это плавильные печи :-плавильные печи конвертерного типа;-мартеновские установки;-плавильные печи, работающие на электричестве.

Производство стали в мартеновских печах печах

В конвертерных установках расплавке подвергаются все составляющие стального сплава: чугун и стальной ломПечь для конвертерной выплавки сталиПроцесс получения углеродистой стали по данной технологии сопровождается активным окислением металла и его угаром, величина которого может доходить до 9% от общего объёма сплава.

Цех мартеновских печейСталь, получаемая при выплавке в электрических печах, за счёт использования принципиально другого источника нагревания не подвергается воздействию окислительной среды, что позволяет сделать ее более чистой.

Способы улучшения прочностных характеристикЕсли свойства марок легированных сталей улучшают посредством ввода в их состав специальных добавок, то решение такой задачи по отношению к углеродистым сплавам осуществляется за счёт выполнения термообработки. Оборудование для плазменной закалки малогабаритно, мобильно и просто в эксплуатацииПоверхностная плазменная закалка приводит к тому, что в структуре металла формируется нестабильный остаточный аустенит, количество которого возрастает, если в составе стали увеличивается процентное содержание углерода

Одним из эффективных способов, позволяющих значительно улучшить характеристики углеродистой стали, является химико-термическая обработка. Обработка деталей химико-термическим способом в вакуумной печи значительно увеличивает поверхностную прочностьСтальной сплав, нагретый до определенной температуры, подвергают химическому воздействию, что и позволяет значительно улучшить его характеристики.

Выделяют сплавыобыкновенного качества (В);качественные (Б);повышенного качества (А).Общие принципы классификации сталей

Содержание основных элементов в инструментальных сталях

Характеристики распространенных полуспокойных сталейПолуспокойные сплавы (обозначаются буквами «пс» в маркировке), в которых кремний может содержаться в пределах 0,07–0,12%, характеризуются равномерным распределением примесей в своем составе. Этим обеспечивается постоянство характеристик изделий из них.Буквенные обозначенияКП — кипящая стальПС — полуспокойная стальСП — спокойная сталь

Маркировка углеродистых стальных сплавовПримеры расшифровки маркировкиБуква «У», стоящая в самом начале обозначения марки сплава, указывает на то, что он относится к категории инструментальных. О том, в какую качественную группу входит углеродистая сталь, говорят буквы «А», «Б» и «В», проставляемые в самом конце маркировки. Количество углерода, содержащееся в сплаве, проставляется в самом начале его маркировки.

Вопросы:1.Что такое сталь?2.Назовите виды сталей.3.Классификация стали по назначению.4.Назовите достоинства углеродистой стали.5.Назовите недостатки углеродистой стали.6. Классификация углеродистых сплавов по структуре.7.Какое оборудование используется для производства стали?8.Расшифруйте сталь БСт2сп, ВСт3Гсп, БСт4кп.

Выбранный для просмотра документ 2свариваемость стали.ppt

Описание презентации по отдельным слайдам:

Тема: Свариваемость стали.Цели: учебная: сформировать у студентов знания об углеродистых сталях, о свариваемости стали.развивающая: развить навыки самостоятельной работы и их последующее применение на производственной практике.воспитательная: формирование культуры восприятия учебного материала и организации учебной деятельности в ходе урока, формирование уважения к избранной профессии.Задачи: - сформировать у студентов знания о материалах, используемых в процессе сварки, об их свариваемости.- научиться применять полученные знания на практике и в производственной деятельности.

План урока1.Свариваемость стали.2.Классификация стали по свариваемости.3.Маркировка сталей.

Повторение пройденного материала

Классификация углеродистых сталей по назначениюНазовите марки сталей группы А

Назовите марки сталей группы Б

Назовите марки сталей группы В

Назовите достоинства углеродистых сталей различных марок :

-хорошая об-------------------------- ть (вне зависимости от температуры нагрева металла);

-сохранение высокой пр-------------- ти даже при значительном нагреве (до 400°);-хорошая пере---------------ть д-----------------х н--------------к.

Назовите недостатки углеродистых сталей:

-образованию и развитие к---------------ии

Назовите технологию производства углеродистой стали

Назовите виды сплавов по качествуОбщие принципы классификации сталей

Расшифруйте сталь БСт2сп, ВСт3Гсп, БСт4кп.

Свариваемость сталиСпособность стали к образованию качественного сварного соединения называют свариваемостью, которая определяется внешними и внутренними факторами. К ним помимо химического состава относятся:технология сварки (режимы), жесткость сварного узла, комплекс требований, предъявляемых к сварному соединению условиями эксплуатации.

Свариваемость является качественной характеристикой и для разных сталей не одинакова. Стали подразделяют по свариваемости на четыре группы:

1.Стали с хорошей свариваемостью

2.Стали с удовлетворительной свариваемостью

3.Стали с ограниченной свариваемостью

4.Стали с плохой свариваемостью

Стали с хорошей свариваемостью, при сварке которых качественное сварное соединение получается при обычных режимах всеми видами сварки без предварительного и сопутствующего подогрева. Сварка произведена по обычной технологии, т.е. без подогрева до сварки и в процессе сварки и без дальнейшей термообработки. Но использование термообработки для снятия внутренних напряжений не исключено.Причины деформаций и напряжений при сварке

Стали с удовлетворительной свариваемостью - качественное сварное соединение можно получить только в узком диапазоне режимов с применением дополнительных технологических мероприятий (предварительный подогрев конструкции).При сварке в нормальных производственных условиях трещины не возникают. К этому же виду принадлежат стали, которым для предупреждения появления трещин необходим предварительный нагрев, а также предварительная и последующая термическая обработка.

Стали с ограниченной свариваемостью, при сварке которых удовлетворительное качество сварных соединений достигается в очень узком диапазоне режимов сварки с обязательным предварительным и сопутствующим подогревом при сварке и последующей после сварки термической обработкой.Эти стали в обычных условиях сварки склонны к образованию трещин. Во время сварки их предварительно подвергают термообработке и нагревают. Кроме того, большинство сталей, относящихся к этому виду, подвергаются обработке после завершения сварки.

Стали с плохой свариваемостью, при сварке (или после сварки) которых образуются горячие или холодные трещины даже при применении специальных технологических мероприятий. Признаком плохой свариваемости считается также повышенная склонность металла к образованию закалочных структур в зоне сварки.Это стали, наиболее проблематично поддающиеся сварке и склонные к образованию трещин. Данные стали свариваются ограниченно, поэтому сварку их производят с обязательной предварительной термообработкой, с подогревом в процессе сварки и дальнейшей термообработкой.

1.Хорошо сваривающиеся: Низкоуглеродистые Ст1-Ст4 (кп, пс, сп); Низколегированные 15Г, 20Г, 25Г

2.Удовлетворительно сваривающиеся: Углеродистые Ст5 (пс, сп); Легированные 16ХГ,20ХГСА

3.Ограниченно сваривающиеся: Углеродистые Ст5 (пс, сп); Легированные 25ХГСА,35Г

4.Плохо сваривающиеся: Углеродистые 50, 55; Легированные 50Г

буквы, добавляемые после номера марки, — степень раскиcления: кп — кипящая, пс — полуспокойная, сп — спокойная3.Маркировка сталей.

Вопросы:1.Что такое свариваемость?2.На какие группы по свариваемости подразделяются стали?3.К какой группе стали относятся марки сталей 25ХГ, 25ХГСА, 20Г, Ст3кп?4.Расшифруйте сталь марки Ст3кп.

Выбранный для просмотра документ 3 Группы стали.ppt

Описание презентации по отдельным слайдам:

06.02.17Тема: Группы стали по свариваемостиЦели: учебная: сформировать у студентов знания об углеродистых сталях, о свариваемости стали и режимах сварки.развивающая: развить навыки самостоятельной работы и их последующее применение на производственной практике.воспитательная: формирование культуры восприятия учебного материала и организации учебной деятельности в ходе урока, формирование уважения к избранной профессии.Задачи: - сформировать у студентов знания о материалах, используемых в процессе сварки, об их свариваемости и режимах.- научиться применять полученные знания на практике и в производственной деятельности.

1.Классификация стали по свариваемости.2.Маркировка сталей.3.Режимы ручной дуговой сварки углеродистой стали.

Повторение пройденного материала

Что такое сталь?Какие различают группы сталей?Какие стали обладают хорошей свариваемостью?

Существует З группы сталей:

1.Эвтектоидная (0,8%С)2.Доэвтектоидная (<0,8%С)3.Заэвтектоидная (>0,8%С)

Назовите достоинства углеродистых сталей различных марок :

-хорошая об-------------------------- ть (вне зависимости от температуры нагрева металла);

-сохранение высокой пр-------------- ти даже при значительном нагреве (до 400°);-хорошая перено---------сть д-----------------х н-----------к.

Назовите недостатки углеродистых сталей:-образованию и развитие к---------------ии

Что такое свариваемость?

Классификация стали по свариваемости.

1.Стали с хорошей свариваемостью

2.Стали с удовлетворительной свариваемостью

3.Стали с ограниченной свариваемостью

4.Стали с плохой свариваемостью

1.Хорошо сваривающиеся: Низкоуглеродистые Ст1-Ст4 (кп, пс, сп); Низколегированные 15Г, 20Г, 25Г

2.Удовлетворительно сваривающиеся: Углеродистые Ст5 (пс, сп); Легированные 16ХГ,20ХГСА

3.Ограниченно сваривающиеся: Углеродистые Ст5 (пс, сп); Легированные 25ХГСА,35Г

4.Плохо сваривающиеся: Углеродистые 50, 55; Легированные 50Г

Режимы ручной дуговой сваркиРод сварочного тока — постоянный или переменный — и его полярность зависит от марки и толщины свариваемого металла.Диаметр электрода выбирают в зависимости от толщины свариваемого металла, положения, в котором выполняется сварка, а также в зависимости от характера соединения и формы подготовленных кромок под сварку. Экспериментально установлена следующая зависимость:

Выбор силы сварочного тока. Для сварки в нижнем положении силу сварочного тока подбирают по формуле I=К∙d, где I - сила сварочного тока, А; К - коэффициент, А/мм; d - диаметр электрода, мм.

При сварке в вертикальном положении в выше приведенную формулу вводится коэффициент 0,9, учитывающий снижение силы сварочного тока I=0,9∙К∙d.

При сварке в потолочном положении в связи с трудностью формирования шва вводят коэффициент 0,8 для получения меньшего объема расплавленного металла сварочной ванны, что способствует быстрой кристаллизации металла и нормальному формированию сварного шва в потолочном положении I=0,8∙К∙d. Коэффициент К выбирают в зависимости от диаметра электрода:

Напряжение дуги. Определяется разностью потенциалов между катодом (электродом) и анодом (свариваемым металлом).В сварочных трансформаторах сетевое напряжение 220 или 380 В преобразуется в более низкое — 60. 90 В. Такие трансформаторы называются понижающими.Расчет скорости сварки, м/ч, производится по формулегде αН – коэффициент наплавки, г/А· ч (принимают из характеристики выбранного электрода по табл.); FШВ – площадь поперечного сечения шва при однопроходной сварке (или одного слоя валика при многослойном шве), см2; ρ – плотность металла электрода, г/см3 (для стали ρ =7,8 г/см3).

Масса наплавленного металла, г, для ручной дуговой сварки рассчитывается по формулегде l – длина шва, см; ρ – плотность наплавленного металла (для стали ρ=7,8 г/см3).

Время горения дуги, ч, (основное время) определяется по формуле

Расход электродов, кг, для ручной дуговой сварки (наплавки) определяется по формулегде kЭ – коэффициент, учитывающий расход электродов на 1 кг наплавленного металла

Расход электроэнергии, кВт· ч, определяется по формулегде UД– напряжение дуги, В; η– КПД источника питания сварочной дуги; WO– мощность, расходуемая источником питания сварочной дуги при холостом ходе, кВт; Т – полное время сварки или наплавки, ч.Значения η источника питания сварочной дуги и WO можно принять по таблице.

Вопросы:1.Что такое свариваемость?2.На какие группы по свариваемости подразделяются стали?3.К какой группе сталей по свариваемости относятся марки сталей 25ХГ, 25ХГСА, 20Г, Ст3кп?4.Расшифруйте сталь марки Ст3кп.

Решите задачу №1

Условие:Определите силу тока, если напряжение в сети составляет 220В, а сопротивление 5 Ом.Дано:U=220 ВR=5 ОмI-?

Решите задачу №2Условие:Определите расход электродов для сварки одного узла , если коэффициент, учитывающий расход электродов на 1 кг наплавленного металла составляет 1,7% , а вес наплавленного металла 67,4 грамма.

Расход электродов для сварки одного узла 114,6г

Решите задачу №3:

Определите мощность сварочного генератора, если напряжение в сети составляет 220В, а внутреннее сопротивление генератора 22 Ом.

Решение:W-?U=220ВR=22 ОмI=U/R=220/22=10АW=U*I=220*10=2200Вт или 2,2кВт

Длина проводника составляет 240 метров. Напряжение на его концах составляет 218 Вольт. К проводнику подключен сварочный трансформатор мощностью 2,5 кВт.Определите номинальный ток сети.Выдержит ли автоматический выключатель (АВ) нагрузку сварочного трансформатора, если номинал АВ-10 А, а 1 метр проводника обладает сопротивлением 0,1 Ом.Решите задачу №4:

Решение:L пр=240-длина проводникаR=Lпр*0,1ом/м =240*0,1=24 (Ом) –общее сопротивление проводникаI=218/24=9,1(А)-номинальный ток сети 9,1А<10А-проводник входит в защитную зону автоматического выключателя.I=W/U=2,5 кВт=2500Вт/218В=11,5(А)-потребление сварочного трансформатора11,5 (А)>10(А)-мощность трансформатора превышает номинал автоматического выключателя.АВ не выдержит нагрузку сварочного трансформатора, так как мощность трансформатора превышает номинал автоматического выключателя.

Решите задачу №5

Для подъёма автомобиля массой 1000 кг, требуется двигатель мощностью 1,8 кВт. Определите ток сети и мощность двигателя для подъёма автомобиля массой 1500 кг с напряжением сети 380 В.

m1=1,8кВт=1 тоннаW2=W1*m2W2=1,8кВт*1,5т=2,7кВтW=I*U, отсюда следуетI=W/U=2,7кВт/380В=2700Вт/380В=7,1А

Выбранный для просмотра документ 7 Определение свариваемости.ppt

Описание презентации по отдельным слайдам:

20.02.17Тема: Методы определения свариваемости сталиЦели: учебная: сформировать у студентов знания об углеродистых сталях, о свариваемости стали и режимах сварки.развивающая: развить навыки самостоятельной работы и их последующее применение на производственной практике.воспитательная: формирование культуры восприятия учебного материала и организации учебной деятельности в ходе урока, формирование уважения к избранной профессии.Задачи: - сформировать у студентов знания о материалах, используемых в процессе сварки, об их свариваемости и режимах.- научиться применять полученные знания на практике и в производственной деятельности.

1.Маркировка сталей.2.Режимы ручной дуговой сварки углеродистой стали.3. Методы определения показателей свариваемости

Повторение пройденного материала

Что такое сталь?Какие различают группы сталей?Какие стали обладают хорошей свариваемостью?

Существует З группы сталей:

1.Эвтектоидная (0,8%С)2.Доэвтектоидная (<0,8%С)3.Заэвтектоидная (>0,8%С)

Назовите достоинства углеродистых сталей различных марок :

-хорошая об-------------------------- ть (вне зависимости от температуры нагрева металла);

Назовите недостатки углеродистых сталей:-образованию и развитие к---------------ии

Что такое свариваемость?

1.Хорошо сваривающиеся: Низкоуглеродистые Ст1-Ст4 (кп, пс, сп); Низколегированные 15Г, 20Г, 25Г

2.Удовлетворительно сваривающиеся: Углеродистые Ст5 (пс, сп); Легированные 16ХГ,20ХГСА

3.Ограниченно сваривающиеся: Углеродистые Ст5 (пс, сп); Легированные 25ХГСА,35Г

4.Плохо сваривающиеся: Углеродистые 50, 55; Легированные 50Г

буквы, добавляемые после номера марки, — степень раскиcления: кп — кипящая, пс — полуспокойная, сп — спокойная1.Маркировка сталей.

Время горения дуги, ч, (основное время) определяется по формуле

Основные методы определения свариваемости сталиПрименяемые на практике методы определения свариваемости используются для проверки свойств основного металла и выяснения пригодности данной технологии сварки или сварочных материалов для изготовления конструкции, соответствующей требованиям эксплуатации:электродов,сварочной проволоки, флюсов, защитных газов)

Аргон — негорючий и невзрывоопасный газ.Гелий – газ без цвета, запаха и вкуса

Методы определения показателей свариваемости 1. прямые (оценку производят путём сварки образцов заданной конструкции), 2. косвенные (сварочный процесс заменяют другим, имитирующим его процессом) Образцы для определения стойкости металла шва против образования кристаллизационных трещин: А — тавровое соединение; б — стыковое соединение; S — толщина металла; L1 = L — 40 мм; В = 180 мм

К группе технологических проб относятся составные образцы, в которых наплавку производят на отдельные полосы или сегменты, скрепленные между собой прихватками или закрепленные в жёстком приспособлении (рис. 4-4, а), и образцы переменной жёсткости (рис. 4-4, б). Рис. 4-4. Образцы: составной (а) и переменной (б) жёсткостиСтойкость против образования кристаллизационных трещин определяют качественно по наличию или отсутствию трещин на поверхности шва и в изломе образца после его расчленения.

Рис. 4-5. Образцы, имитирующие реальное нахлёсточное (а) и стыковое (б) сварное соединение: 1 — контрольный шовМетоды испытания стойкости металла околошовной зоны против трещин дают в большинстве случаев качественную характеристику (наличие или отсутствие трещин). Для испытаний обычно используют специальный образец, имитирующий реальные сварные соединения (рис. 4-5, а, б). Осматривают образцы через 5—20 суток после сварки, что способствует наиболее полному выявлению трещин. Трещины выявляются при внешнем осмотре поверхности металла и по макрошлифам.

Рис. 4-6. Образец для количественной оценки стойкости металла против образования холодных трещинДля количественной оценки стойкости металла околошовной зоны против образования трещин служит образец, показанный на рис. 4-6. Образец собран из трёх пластин толщиной не менее 4 мм с зазором не более 0,5 мм. Сварку проводят при нескольких заданных нормативными документами температурах.

Процесс хрупкого разрушения металла состоит из двух стадий. На первой стадии в металле возникают значительные пластические деформации. В хрупком изломе начальную стадию разрушения можно обнаружить по матовой поверхности. Вторая стадия разрушения металла является процессом непрерывного роста хрупких трещин, которые возникают на разных участках.Кривые, характеризующие хрупкое и вязкое разрушение одного и того же металла

Развитие хрупкой трещины представляется следующим образом. Впереди фронта главной трещины (рис. 4-8) образуются микротрещины. Каждая такая микротрещина, развиваясь, распространяется в радиальном направлении до тех пор, пока не встретит на своем пути другие развивающиеся микротрещины или фронт главной трещины. Схема процесса развития хрупкой трещины

В настоящее время широко распространено испытание на поперечный изгиб стандартных образцов с условным надрезом. На рис. 4-9, а—в показаны образцы с полукруглым, остроугольным и ключевидным надрезами, применяемые для испытания на ударный изгиб. Образцы для испытания на ударный изгиб с полукруглым (а), остроугольным (б) и ключевидным (в) надрезами: I; II; III — профили надрезов

Изменение ударной вязкости в зависимости от температуры

Решите задачу №1

Условие:Определите силу тока, если напряжение в сети составляет 220В, а сопротивление 5 Ом.Дано:U=220 ВR=5ОмI-?

Решите задачу №2Условие:Определите расход электродов для сварки одного узла , если коэффициент, учитывающий расход электродов на 1 кг наплавленного металла составляет 1,6% , а вес наплавленного металла 58,4 грамма.

Расход электродов для сварки одного узла 114,6г

Решите задачу №3:

Определите мощность сварочного генератора, если напряжение в сети составляет 225В, а внутреннее сопротивление генератора 19 Ом.

Решение:W-?U=220ВR=22 ОмI=U/R=220/22=10АW=U*I=220*10=2200Вт или 2,2кВт

Длина проводника составляет 242 метров. Напряжение на его концах составляет 216Вольт. К проводнику подключен сварочный трансформатор мощностью 2,5 кВт.Определите номинальный ток сети.Выдержит ли автоматический выключатель (АВ) нагрузку сварочного трансформатора, если номинал АВ-10 А, а 1 метр проводника обладает сопротивлением 0,2 Ом.Решите задачу №4:

Решите задачу №5

m1=1,8кВт=1 тоннаW2=W1*m2W2=1,8кВт*1,5т=2,7кВтW=I*U, отсюда следуетI=W/U=2,7кВт/380В=2700Вт/380В=7,1А

Определите количество кислорода, находящегося в баллоне? Дано: Вместимость баллона V=40 дм3 Давление P=15 МПаКоличество кислорода в баллоне υ-?

Решение V=40 дм3 (0,04 м3)P=15 Мпа

υ= 0,04X15=6 м3. Ответ: υ= 6 м3.

Краткое описание документа:

Условия, необходимые для проведения термитной реакции

Чтобы осуществить термохимическую реакцию между восстановителем и окислителем, необходимо наличие определенных условий, как то: химической чистоты компонентов термитной шихты, соответствующего измельчения их, определенного соотношения составляющих термита в шихте, доведения термитной смеси до температуры начала реакции.

В составе железо-алюминиевого термита восстановителем является алюминий в порошкообразном состоянии, а окислителем — порошок железной окалины. Химическая чистота восстановителя и окислителя необходима для обеспечения определенной активности и теплотворной способности термита, а также для качества сварки.

Окислитель — железная окалина — должен содержать минимальное количество кремния, серы и фосфора.

Кислородный баланс окалины 24,5—26% О2, что недостаточно для получения активной высококалорийной термитной реакции. Чтобы увеличить содержание кислорода в окалине, ее подвергают специальной обработке при высокой температуре в окислительной среде.

Большое влияние на ход реакции оказывает измельчение составляющих термитной шихты. Более крупные компоненты используются в реакциях с большими порциями шихты. Для небольших порций термита применяют более измельченные порошки.

Отклонение от указанных пределов в ту или иную сторону нарушает нормальные соотношения восстановителя и окислителя в термите, что приводит к снижению его калорийности, повышает в термитном металле содержание Al или насыщает металл кислородом, что отрицательно влияет на качество термитной сварки.

Чтобы осуществлялась реакция между алюминием и железной окалиной, термитная шихта должна быть нагрета до температуры воспламенения, которая для железо-алюминиевого термита при правильно выбранном соотношении составляющих достигает 1340-1360 o . Это — критическая точка начала активной реакции, хотя медленно протекающие термохимические процессы уже начинаются при нормальной температуре после смешения компонентов термитной шихты.

Медленно протекающие термохимические процессы безопасны, но они снижают теплотворную способность термита, вследствие эгого длительное хранение его нежелательно.

Термит широко применяется в различных отраслях народного хозяйства. Он используется Для сварки крупногабаритных стальных и чугунных конструкций и арматуры железобетонных узлов. Термитом можно сваривать трубы и провода контактной сети, а также провода высоковольтных линий электропередачи.

Термитный металл обладает хорошими литейными свойствами и может употребляться для прицезионного литья.

В технической литературе освещено применение термитной сварки при:

а) производстве крупногабаритных деталей, состоящих из нескольких элементов: коленчатых валов, рулевых рам судов, приварке лопастей к гребным валам судов и пр.; б) восстановлении цилиндров прессов, поршневых штоков, колонн кузнечных прессов, роторных валов, валков, а также ведущих реверсивных шестерен прокатных станов, всевозможных станин—клетей прокатных станов, станин прессов и главных станин ковочно-высадочных машин и пр.; в) ремонте чугунного технологического оборудования сталелитейных цехов: изложниц, шлаковых ковшей, поддонов и т. д.

Термитную сварку крупногабаритных деталей лучше всего производить в литейном цехе, где имеется необходимое технологическое оборудование, а также грузоподъемные механизмы.

Термитная сварка крупных чугунных деталей дает большой экономический эффект, особенно для восстановления технологического оборудования металлургического производства: различных ковшей, изложениц, поддонов, а также всевозможных станин.

Приступая к термитной сварке чугунных деталей, нужно учитывать повышенную чувствительность чугуна к температурным изменениям. При нагревании чугуна выше критической точки и охлаждении со скоростью, превышающей 149 o в мин., он становится хрупким.

Одним из важнейших условий успешного проведения термитной сварки чугунных деталей является предварительный подогрев. При сварке чугунных деталей, помимо местного подогрева в зоне сварки до 900 o , необходимо произвести и общий подогрев всей детали до 450—500 o .

Весьма эффективно применение термита для сварки стыков стержней большого диаметра непосредственно в блоках гидросооружений, где нельзя использовать стыковую сварку. При этом повышается экономия металла, используемого на накладки или технологические изгибы сопрягаемых элементов, а также увеличивается производительность сварки по сравнению с электродуговым или ванным способом. Кроме того, облив улучшает работу арматуры в бетонных сооружениях, так как, выступая за габариты стержня, он повышает сцепляемость арматуры с бетоном.

Термитная сварка стыков арматурных стержней, как правило производится без предварительного подогрева, но с несколько большим расходом термита на стык.

При термитной сварке стыков арматурных стержней применяют универсальные огнеупоры, являющиеся одновременно и тиглем и формой.

На железнодорожном транспорте широко применяется термитная приварка электросоедимениний к рельсам. Для этого используется специальный термит, состоящий из окислов меди, сплава меди с алюминием и ферромарганца. Сжигается этот термит в тигель-форме из жаропрочного графита, способного выдерживать несколько сот плавок.

На действующих газопроводах для предохранения их от разрушения почвенной коррозией осуществляется электродренажная защита — привариваются стальные стержни, которые подключаются к источникам постоянного тока. Стальные стержни приваривают только термитом. Использование других видов сварки — электрической или газовой — недопустимо, так как в ходе сварки может произойти прожог труб, по которым подается горючий газ под давлением. Термит для приварки стержней дренажной защиты состоит из железо-алюминиевой шихты с введением в нее дополнительно магния и ферромарганца.

Для сварки стальных проводов широко применяют спрессованный в цилиндрические шашки термит, который состоит из 25% металлического магния и 75% железной окалины.

Магниевый термит применяется потому, что при сгорании он нe образует жидких шлаков.

Термитно-магниевые шашки можно использовать и при пайке. В паяльник закладывают шашку и поджигают ее обычным способом. Через несколько минут после окончания процесса горения Паяльник прогревается до нужной температуры и становится пригодным для пайки.

При строительстве электрических установок высокого напряжения часто приходится сваривать стыки многопроволочных проводов. Перед сваркой производят механическую подготовку и обезжиривание стыков, закладывают подготовленные концы проводов в цилиндрический термитный патрон и закрепляют их в сварочных клещах.

Стык проводов при поджигании термитного патрона и в процессе сварки должен быть в горизонтальном положении.

При сварке стале-алюминиевых и алюминиевых проводов со сваренного стыка необходимо удалять металлический кокиль—оболочку термитного патрона.

Термитная сварка стыков узкоколейных рельсов без предварительного подогрева может применяться в горной и лесной промышленности. Для этого используют такие же сухие формы, как и при термитной сварке арматурных стержней.

Количество термита для сварки стыка без предварительного подогрева удваивается. Это компенсируется высокой производительностью (7—10 мин.) на один стык и компактностью применяемой оснастки.

Трещины в головке, участки пробуксовки и другие дефекты рельсов устраняют термитной наплавкой.

Термитным способом можно получить термитную перегретую жидкую сталь любого состава, которая имеет высокую жидкотекучесть и хорошие литейные свойства. Это дает возможность получить из термитной стали всевозможные отливки сложной конфигурации.

Высокая жидкотекучесть термитной стали позволяет отливать из нее небольшие сложные детали, которые обычным способом из стали отлить нельзя.

Высокие литейные качества термитной антикоррозийной стали позволяют с успехом отлипать из нее любые скульптурные композиции.

Технология сварки полимерных материалов

Сварка полимерных материалов — один из методов создания неразъемного соединения элементов конструкции. В результате сварки между соединяемыми поверхностями исчезает граница раздела, превращаясь в размытый переходный слой. Прочность соединения обусловливают возникающие в этом слое силы межатомного и межмолекулярного взаимодействия. В случае сварки линейных или разветвленных полимеров (термопластов и термоэластопластов) переходный слой образуется в результате диффузии макромолекул полимера, которая возможна при переходе полимера в вязко текучее состояние. Последнее реализуется при нагревании свариваемых материалов или при действии на них растворителя. В соответствии с этим различают диффузионную тепловую сварку и диффузионную сварку с помощью растворителя. Прочное сварное соединение лестничных или трехмерных полимеров, которые невозможно перевести в расплав или раствор, может быть образовано при химическом взаимодействии макромолекул между собой или с введенным в зону сварки сшивающим агентом. Такой способ создания соединения называется химической сваркой Его используют также для сварки некоторых кристаллических или ориентированных термопластов, когда стремятся в максимальной степени предотвратить нарушение структуры свариваемых материалов.

Источники нагрева при сварке — нагретые: газ, инструмент, присадочный материал или тепло, генерируемое в материалах в результате преобразования различных видов энергии — токов высокой частоты (ТВЧ), ультразвука, трения, ИК или лазерного излучения.

Сварку предпочитают другим методам создания неразъемного соединения полимерных материалов (склеиванию, креплению заклепками, при формовке, прессовой посадке) в тех случаях, когда:

📎📎📎📎📎📎📎📎📎📎