Разработка технологии сварки плавлением

Описание основного материала. Трудности и особенности сварки сплава АМг-6. Выбор и обоснование способа и режимов сварки, разделки кромок, сварочных материалов и оборудования. Специальные технологические материалы, условия и особенности их применения.

Рубрика Производство и технологии
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 17.01.2014
Размер файла 279,5 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовой работе

Разработка технологии сварки плавлением

Введение

Сварка является одним из ведущих технологических процессов обработки металлов. Большие преимущества сварки обеспечили ее широкое применение в народном хозяйстве.

Сваркой называется технологический процесс получения неразъемных соединений посредством установки межатомных связей между свариваемыми частями при их местном или общем нагреве, или пластическом деформировании, или совместным действием того и другого.

С применением сварки стало возможно создание таких конструкций машин и аппаратов, которые практически нельзя было изготовить другими способами.

У истоков создания современных способов сварки стояли крупные русские ученые инженеры: В.В. Петров, Н.Н. Бенардос и Н.Г. Славянов. Однако уровень развития техники конца 19 века и начала 20 столетия не позволили широко использовать их крупнейшие открытия.

Начало промышленного применения сварки в СССР следует отнести к 1924 году. Когда Ленинградский завод «Электрик» выпустил первые сварочные генераторы и этим положил начало производству отечественного сварочного оборудования.

В 1802 г. русский ученый В.В. Петров открыл электрический дуговой разряд и указал на возможность его использования для расплавления металлов. Своим открытием В.В. Петров положил начало развитию новых отраслей технических знаний, получивших в последствии практическое применение сначала в электродуговом освещении, а затем при электрическом нагреве, плавке и сварке металлов.

В 1882 г. русский инженер Н.Н. Бенардос работал над созданием крупных аккумуляторных батарей, открыл способ электродуговой сварки металлов неплавящимся угольным электродом. Им были также разработаны способы дуговой сварки в защитном газе, дуговой резки металлов и др.

Способ дуговой сварки получил дальнейшее развитие в работах русского инженера Н.Г. Славянова (1854-1897), предложившего в 1888 г. производить сварку плавящимся металлическим электродом. С именем Славянова связано развитие металлургических основ электрической дуговой сварки, создание первого автоматического регулятора длины дуги и первого сварочного генератора. Им предложены флюсы, позволяющие получить высококачественный металл сварных швов.

В развитии сварки в СССР наблюдались следующие особенности: в 1924-1925 гг. сварочные процессы осуществлялись вручную электродами без покрытия или с тонкими ионизирующими покрытиями. С 1935-1939 гг. на базе применения толстопокрытых электродов, электродных стержней из легированных сталей и других сплавов, сварка широко внедрилась во всех отраслях промышленности. 1939 г. характеризуется началом внедрения автоматической и полуавтоматической сварки под слоем флюса, разработанной под руководством Г.О. Патона (1870-1953) в руководимом им институте электросварки. С 1948 г. получили промышленное применение способы дуговой сварки в инертных защитных газах: ручная неплавящимся электродом, полуавтоматическая и автоматическая неплавящимся и плавящимся электродами.

В 1950-1952 гг. в ЦННИТмаше была разработана сварка низкоуглеродистых и низколегированных сталей в среде углекислого газа - процесс высокопроизводительный и обеспечивающий хорошее качество сварных соединений. В настоящее время сварка в среде углекислого газа составляет более 16% объема всех сварочных работ в нашей стране.

1. Описание основного материала

В данной курсовой работе предлагается разработать технологию сварки плавлением на примере таврового соединения двух пластин, толщина которых 8 мм и, протяжённостью 1300 мм.В качестве материала из которого изготовлены пластины предлагается использовать сплав АМг-6.

Алюминиевый деформируемый сплав входит, в группу Al-Mg-Mn. Термически не упрочняем, пластичен как при повышенных температурах, так и при комнатных. Коррозионная стойкость высокая в разных средах, в том числе и в речной воде. Отжиг производиться при сравнительно не высоких температурах (305-340 ), охлаждается воздухом. При более высоких температурах отжига растёт предрасположенность к коррозии, поэтому для полуфабрикатов низкотемпературный отжиг имеет дополнительное значение. Mn, не смотря на довольно не большой уровень в сплаве заметно влияет на его механические свойства. Эффект, достигнутый при холодном упрочнение, во время сварки значительно снижается.

Требования к химическому составу алюминия оговорены двумя отечественными стандартами. Современный стандарт на первичный алюминий (ГОСТ 11069-74) содержит три раздела (особо чистый алюминий, алюминий высокой чистоты и алюминий технической чистоты). особо чистый алюминий в сварочном производстве не применяется.

Химический состав сплава представлен в таблице 1.

Таблица 1.1 - Химический состав АМг-6 ГОСТ 4784-97, в процентах

Fe

Si

Mn

Ti

Al

Cu

Be

Mg

Zn

Плотность

0,5

-

0,65

0,06

91,9 - 94,68

-

0,0026

6,3

-

2,65

Примечание - Al - основа; процентное содержание Al дано приблизительно

Типичные физические свойства алюминиевых сплавов АМг-6 представлены в таблице 2.

Таблица 2 - Типичные физические свойства алюминиевых сплавов АМг-6

Состояние поставки

Плотность, г/см3

а*10-6,

К-1

Теплопроводность при 298 К,

кВт/(м*К)

Удельная теплоёмкость при 373 К,

кДж/(кг*К)

М

2,64

24,7

1,18

0,93

Типичные механические свойства алюминиевых полуфабрикатов сплавов АМг-6 представлены в таблице 3.

Таблица 3 - Типичные механические свойства алюминиевых полуфабрикатов сплавов АМг-6 при 393 К

Состояние поставки

Модуль нормальной упругости Е

Предел текучести у0,2

При сжатии ув

Относительное удлинение д5, %

МПа

М

70000

170

340

20

Механические свойства алюминиевых полуфабрикатов при различных температурах представлены в таблице 4.

Таблица 4 - Механические свойства алюминиевых полуфабрикатов при различных температурах сплава АМг-6

Состояние поставки

Свойства

20

77

203

293

373

423

473

523

573

Значение свойств при температуре испытаний, К

М

ув

у0,2

д

545

195

24,5

470

185

26

350

175

25

320

170

24

300

150

31

250

130

37

190

120

43

160

100

45

130

80

48

Сравнительные характеристики свойств и области применения деформируемых алюминиевых сплавов представлены в таблице 5.

Таблица 5 - Сравнительные характеристики свойств и области применения деформируемых алюминиевых сплавов АМг-6

Состояние поставки

Сопротивление коррозии

обрабатываемость

свариваемость

паяемость

Рекомендуемые области применения

Общая коррозионная стойкость

Под напряжением

вхолодную

резанием

газовая

дуговая

Точечная и роликовая

Без т/о

Н

М

1

2

1

2

3

3

3

3

5

3

3

2

3

3

3

5

5

5

5

5

5

2

2

2

То же

1.1 Трудности и особенности сварки сплава АМг-6

сварка сплав технологический плавление

Алюминиевые сплавы, применяемые в любой сфере построения конструкции, обладают достаточно высокой коррозионной стойкостью. Во влажной среде в местах контакта алюминия с большинством металлов возникает электрохимическая коррозия алюминия. Активно коррозируют алюминии под действием строительных растворов и бетона.

Поэтому для предотвращения коррозии необходимо: стальные конструкции окрашивать или оцинковывать, устанавливая в местах контакта дополнительно битоминизированные прокладки, тиоколовую ленту, герметик или другой подобный материал; бетонные поверхности в местах контакта с алюминием окрашивать, прокладывая дополнительно тиоколовую ленту, пергамин и другие подобные материалы; крепёжные и вспомогательные детали оцинковывать или кодировать; предпочтительно применять нержавеющую сталь.

К числу основных особенностей сварки алюминия и его сплавов любым из перечисленных методов относятся: необходимость удаления окисной пленки с поверхности свариваемых изделий, тщательная подготовка под сварку, предварительный подогрев и др.

К основным трудностям относятся:

1. Высокие теплоёмкость, теплопроводность, скрытая теплота плавления требует более высокого и концентрированного тепловложения, чем при сварки стали. Так, при дуговой сварке алюминия необходим ток в 1,2 … 1,5 раз больше, чем при сварке стали, несмотря на более низкую температуру плавления алюминия.

2. Алюминий легко окисляется в твёрдом и расплавленном состояниях. Плотная тугоплавкая окисная плёнка Al2O3пл = 2050 0С) препятствует сплавлению сварочной ванны с основным металлом и образует в металле шва неметаллические включения. Перед сваркой следует удалять окисную плёнку с поверхности основного и присадочного металла механическим путём или травлением. В процессе сварки окисную плёнку удаляют за счёт катодного распыления, за счёт применения флюсов и покрытий электродов, растворяющих или разрушающих её переводом в летучее соединение

3. низкая прочность алюминия при высоких температурах и высокая жидкотекучесть способствует «проваливанию» сварочной ванны. Для предотвращения провалов и прожогов обычно применяют подкладки из графита или стали.

4. высокая растворимость газов в расплавленном состоянии способствует образованию пор при кристаллизации. Основной причиной появления пор в алюминиевых швах является наличие водорода. Водород, растворённый в жидком металле, при затвердевании должен выделится из него в количестве 90 … 95% своего объёма, но этому препятствует плотная оксидная плёнка и низкий коэффициент диффузии водорода и алюминия. Поры преимущественно располагаются внутри шва вблизи границы сплавления и у поверхности шва. Борьба с газовой пористостью - первостепенная задача технологов. Для предотвращения пористости удаляют окисную плёнку, влагу и жировые загрязнения с поверхности свариваемых материалов, осушают инертные газы, при сварке используют подогрев и механическое воздействие на жидкий металл сварочной ванны.

5. Алюминиевые сплавы с большим эффективным интервалом кристаллизации склонны к образованию горячих трещин. Металл шва склонен к образованию горячих трещин в связи с грубой столбчатой структурой, выделением по границам зёрен легкоплавких эвтектик, развитием значительных внутренних деформаций и напряжений из-за высокой литейной усадки. На сплавах повышенной прочности возможно появление холодных трещин, вызванных действием остаточных напряжений и выпадением интерметаллидов.

6. Значительная усадка металла шва и высокий коэффициент линейного расширения привод к большим остаточным деформациям и короблению конструкции. Для уменьшения коробления рекомендуется использовать жёсткие приспособления, изготовленные из материалов с низкой теплопроводимостью.

7. При дуговой сварке неплавящемся вольфрамовым электродом возможно загрязнение сварного шва вольфрамовыми включениями. При сварке используют электроды из чистого вольфрама ЭВЧ, из вольфрама с оксидом лантана (ЭВЛ) или оксидом иттрия (ЭВИ - 1) по ГОСТ 23949 - 80.

8. При сварке нагартованных или термически упрочнённых алюминиевых сплавов снижается прочность сварного соединения по сравнению с прочностью основного металла.

Для получения качественных сварных соединений перед сваркой с поверхности заготовок удаляют жировую смазку, которой покрывают полуфабрикаты при консервации. Поверхности обезжиривают ацетоном, уайт-спиритом или другими растворителями. Окисную плёнку удаляют шабером или металлическими проволочными щётками из нагартованной хромоникелевой стали непосредственно перед сваркой. Можно также производить химическое травление в течение 0,5 … 1 мин в растворе 1 л воды, 50 г. натрия едкого технического, 45 г. натрия фтористого технического с последующей промывкой в воде и осветлением алюминия и сплавов типа АМц в 30 …35% растворов азотно кислоты. После повторной промывки осуществляют сушку сжатым воздухом при Т = 80 …90 0С до полного испарения влаги. После химического травления допустимая продолжительность хранения заготовок перед химической зачисткой свариваемых поверхностей составляет до 4 суток. После химической зачистки для ответственных узлов рекомендуют производить сварку в течении 3 часов.

Для алюминия и его сплавов применяют практически все промышленные способы сварки. К основным методам сварки относятся: ручная дуговая сварка, аргонодуговая сварка неплавящимся вольфрамовым электродом с подачей присадочной проволоки (ТIG), автоматическая под слоем флюса.

Каждый способ сварки имеет свои особенности, которые необходимо учитывать для наиболее эффективного их использования при изготовлении

изделий различного назначения.

- Ручная дуговая сварка покрытыми электродами используется для заготовок из технически чистого алюминия, сплавов алюминия с кремнием, сплавов АМг (с содержанием магния до 5%) и АМц при толщине изделия свыше 4 мм. Она выполняется на постоянном токе обратной полярности обычно на высоких скоростях без поперечных колебаний. При толщине металла 10 мм и выше желательно осуществлять разделку свариваемых кромок.

Как правило, применяется стыковое соединение. Не рекомендуется использование тавровых и нахлесточных соединений, поскольку шлак может затечь в зазоры, что затрудняет его удаление при промывке. Остатки шлака могут привести к коррозии.

Перед сваркой необходимо подогреть детали до температуры 100-400°С в зависимости от их толщины. Металлический стержень электрода изготавливается из проволок с составом, приближенным к составу основного металла. Для сплавов АМг используется проволока с повышенным количеством магния (на 1,5-2%) для компенсации его угара при сварке.

Основными компонентами электродного покрытия являются криолит, фтористые и хлористые соли калия и натрия.

- Автоматическая электродуговая сварка под слоем флюса производится плавящимся электродом и используется для стыковых соединений металла толщиной от 4 мм и выше. Питание дуги осуществляется постоянным током обратной полярности.

Для соединения алюминия используют процесс автоматической дуговой сварки плавящимся электродом под слоем флюса. Для этого применяют флюсы с пониженной электропроводностью.

- Дуговую сварку в среде защитных газов широко используют для сварки алюминия и его сплавов. В качестве защитного газа применяют аргон чистотой не менее 99,9% (по ГОСТ 10157-73, сорта: высший, первый и второй) или смеси аргона с гелием. При сварке плавящимся электродом иногда применяют аргон с добавкой до 5% О2.

Основным преимуществом процесса дуговой сварки вольфрамовым электродом в среде защитного газа является высокая устойчивость горения дуги. Благодаря этому процесс используется при сварке тонких листов. Питание дуги осуществляется переменным током от источников с падающими внешними характеристиками. Сварку ведут ручным или автоматическим способом. Для ручной сварки используют вольфрамовые электроды и присадочную проволоку в зависимости от толщины свариваемого металла:

Автоматическую сварку осуществляют без подачи или с подачей присадочной проволоки. При ручной сварке тонких листов неплавящимся электродом без присадки (по от бортовке) или с присадкой в один проход горелку перемещают с наклоном «углом вперед». Угол наклона горелки к плоской поверхности детали около 600. Присадочная проволока подается под возможно меньшим углом к плоской поверхности детали.

При механизированной или автоматической сварке неплавящимся электродом горелка располагается под прямым углом к поверхности детали, а присадочная проволока подается таким образом, чтобы конец проволоки опирался на край сварочной ванны; скорость подачи меняется от 4-6 до 30-40 м/ч в зависимости от толщины материала.

Для сварки алюминиевых сплавов также используют сварку вольфрамовым электродом импульсной дугой. При этом можно сваривать алюминиевые сплавы толщиной от 0,2 мм и более. Имеются специализированные источники тока для сварки импульсной дугой алюминиевых сплавов на переменном токе.

Расширение технологических возможностей при сварке металла больших толщин достигается за счет использования способа дуговой сварки вольфрамовым электродом. Способ позволяет сваривать за один проход материал толщиной до 20 мм. При этом используют специальные вольфрамовые электроды с добавками иттрия и тантала и сварочные горелки с улучшенной защитой зоны сварки.

При выборе того или иного способа сварки необходимо учитывать следующие факторы:

1. Тип сварного соединения(тавровое);

2. Толщина свариваемого металла (20+12);

3. Протяжённость сварного соединения (1200).

Так же при выборе сварке необходимо обратить внимание на преимущества и особенности того или иного способа сварки. Так, например ручная дуговая сварка и автоматическая сварка под слоем флюса не подойдет, так как она предназначена преимущественно для сварки стыковых соединений. Следовательно наиболее подходящий способ сварки - сварка в защитных газах. Так же следует учесть что при сварке алюминиевых сплавов низкая температура плавления Тпл=660°С, высокая теплопроводность, = 0.52 кал/см. сек.°С, высокая скорость кристаллизации металла шва, высокое сродство к кислороду, высокий коэффициент линейного расширения а = 24,58-10-6, необходимо удаление окисной плёнки.

Целесообразнее использовать сварку в аргоне, плавящемся электродом импульсной дугой. Подача импульсов осуществляется, как правило, с частотой до 50 или свыше 100Гц и эти импульсы накладываются на базовое напряжение на дуге. Импульсы имеют остроугольную или прямоугольную форму и служат для улучшения формирования сварного шва (при частоте следования 1-50 Гц) и для улучшения удаления окисной пленки (при частоте следования более 100 Гц). Наиболее часто такие импульсы применяются при сварке тонколистового металла. Аргонодуговая сварка на повышенной частоте обеспечивает высокую эффективность разрушения окисной пленки. В совокупности с наложением дополнительных импульсов это обеспечивает улучшение формировании сварного шва, за счет того, что становится возможным выбрать режим, когда в момент подачи дополнительных импульсов происходит плавление материала сварного шва, а в момент отсутствия импульсов - кристаллизация сварного соединения. Данный вид сварки обладает не маловажными преимуществами:

- высокое качество сварного шва

- высокая производительность

- высокая защита сплава от воздействия кислорода

- возможность сварки сплавов различных толщин

2. Выбор и обоснование разделки кромок

После определения способа сварки, поскольку основные характеристики будущего сварного соединения известны (тип соединения, протяжённость и толщина свариваемого соединения) необходимо определить точные геометрические параметры до сварки и после неё. Соответственно выбор геометрических параметров сварного соединения будет выбираться исходя из способа сварки и основных параметров соединения.

Так выбор и назначение геометрических параметров соединения до сварки и после сварки необходимо выбирать в соответствии с ГОСТ 14806-80, который регламентирует основные типы, конструктивные элементы и размеры соединений полученных сваркой в аргоне плавящемся электродом импульсной дугой. Выбираем соединение Т7, которое позволяет за один проход сваривать детали от 4 до 20 мм со скосом одной кромки. Геометрические параметры сварного шва указаны в таблице 6. общий вид таврового соединения приведён на рисунке 1, условное обозначение сварного соединения указано на рисунке 2.

Таблица 6 - Геометрические параметры сварного шва по ГОСТ 14806-80

Способ сварки

S, Ширина,

мм

C, предельное отклонение, мм

е, высота сварочного шва, мм

h, предельное отклонение, мм

АИП

6 - 10

3

12

3

Рисунок 1 - Общий вид таврового соединения Т7:

а - конструктивные элементы подготовленных кромок свариваемых деталей; б - конструктивные элементы шва сварочного соединения.

Рисунок 2 - Тавровое соединение ГОСТ 14806 - 80

Расчёт площади поперечного сечения наплавленного металла определяется по формуле (1):

(1)

где S - толщина свариваемого материала, мм

b - зазор, мм

е - ширина шва, мм

tgб - угол скоса кромок, градусы

g - выпуклость шва, мм

Импульсно - дуговой процесс можно осуществлять плавящимся электродом с непрерывным горением дуги, с принудительно короткими замыканиями путём наложения импульсов и с частыми короткими замыканиями изменением скорости плавления электрода, а также с принудительным гашением дуги. Наибольшее распространение получила импульсно дуго9вая сварка с непрерывным горением дуги при жёсткой программе изменения силы тока.

2.1 Выбор и обоснование режимов сварки

Значительное увеличение производительности сварки алюминия плавящимся электродом достигается при использовании импульсно-дуговой сварки (таблица 7): существенно уменьшается нижний предел сварочного тока и благодаря этому расширяются диапазоны рабочих токов с направленным мелкокапельным переносом металла: улучшается стабильность горения и формирование швов, что позволяет применять этот вид сварки в различных пространственных положениях с уменьшением пористости и снижением деформации тонколистовых конструкций.

Таблица 7 - Ориентировочные режимы механизированной импульсно-дуговой сварки алюминия и его сплавов плавящимся электродом в аргоне

Толщина,

b,

м/*м

Диаметр электродной проволоки,

dэ, мм

Сварочный ток,

Iсв,

мм

Частота импульсов,

с-1

Скорость сварки,

vсв,

м/ч

Расход аргона,

л/мин

Число проходов

8

2

160-190

100

25-30

12-14

2

Все способы и режимы сварки технического алюминия пригодны и для термически неупрочняемых алюминиевых сплавов типа АМц и АМг. При сварки высокопрочных алюминиевых сплавов и особенно термически упрочнённого основного металла в каждом конкретном случает приходиться изыскивать пути повышения стойкости шва и околошовной зоны против образования трещин и устранения других дефектов (металлургические приёмы - выбор присадочного металла оптимального состава в сочетании с технологическими приёмами - подбор режимов сварки, рациональный порядок выполнения швов, предварительный и сопутствующий подогрев и др.), а также увеличения коэффициента прочности сварных соединений.

2.2 Выбор и обоснование сварочных материалов

Алюминий и его сплавы играют важную роль в современной промышленности. Это обусловлено тем, что большинство промышленных сплавов алюминия обладает рядом уникальных свойств: сочетание высоких механических свойств и физических свойств.

Большинство промышленных сплавов представляют собой сложные металлургические системы. В качестве основных легирующих элементов для алюминия используют магний, марганец, медь, кремний, цинк, реже - никель, титан, бериллий, цирконий. Большинство легирующих элементов образуют с алюминием твердые растворы ограниченной растворимости, а также промежуточные фазы с алюминием и между собой (например, Mg2Si, CuAl2). Суммарное содержание легирующих элементов, как правило, не превышает 15%. В зависимости от состава и количества легирующих элементов различают деформируемые и литейные сплавы алюминия.

Наиболее распространены деформируемые алюминиевые сплавы. Они условно разделены на две группы: термически упрочняемые (имеющие концентрацию легирующих элементов свыше предела растворимости при 20°С) и термически не упрочняемые (с концентрацией легирующих элементов ниже этого предела).

К термическому упрочнению склонны сплавы алюминия с медью, кремнием, цинком. Технический алюминий и сплавы алюминия с магнием и марганцем термическим путем не упрочняются. К числу термически не упрочняемых сплавов относят технический алюминий (АДО, АД1), алюминиево-марганцевые сплавы (АМц) системы Аl - Мn, сплавы систем Аl-Mg и Al-Mg

- Мn (АМг1-АМг6). К термически упрочняемым относят сплавы системы Аl-Mg-Si (АВ, АД31, АДЗЗ), называемые также авиалями; сплавы системы Аl - Сu

- Mg - (Мп), называемые дюралюминами (Д1, Д16 и др.); сплавы системы Аl-Zn-Mg - (Cu) (1915) и др.

Легирование алюминия марганцем или магнием способствует повышению его прочности. Дополнительного упрочнения, как и для технического алюминия, можно достичь нагартовкой (наклепом). Однако применение нагартованного металла в сварных конструкциях менее удобно, чем использование ненагартованного или отожженного. Нагартованный металл, в особенности с повышенным содержанием легирующих примесей, труднее деформировать при изготовлении заготовок под сварку. Кроме того, эффект нагартовки легко снимается сварочным нагревом. Временное сопротивление сплава АМг6 в отожженном и нагартованном состояниях 320 и 380 МПа соответственно.

Присадочным материалом чаще всего служит сварочная проволока. Отечественная сварочная проволока в соответствии с ГОСТ 7871 - 75 состоит из:

- чисто технического алюминия (СвА99, СвА97, СвА85Т);

- сплава алюминий-марганец (СвАМц);

- сплавов алюминия с магнием (СвАМг3, СвАМг5, СвАМг6, Св1557);

- сплавов алюминия с кремнием (СвАК5, СвАК10);

- сплава алюминия с медью (СвА1201).

Кроме того по ТУ выпускают проволоку 1473 (алюминий, легированный хром) и АВч (сплав алюминия с кремнием и магнием). За рубежом наиболее широко используется проволока марки 4043 (отечественный аналог СвАМг5). Общим правилом при сварке алюминиевых сплавов является то, что металл сварочной проволоки должен соответсвовать по химическому составу металлу детали. Исключением являются сплавы алюминия с магнием, для сварки которых (из-за интенсивного испарения) следует использовать проволоку с содержанием магния большим, чем в детали.

Отличительной особенностью новой серии универсальных инверторных аппаратов для сварки аргоном марки <СВАРОГ> TIG AC/DC является возможность сварки различных сплавов стали и цветных металлов на постоянном токе, а также сварки алюминия и его сплавов на переменном токе. Для увеличения технологичности сварочного процесса, или при сварке тонколистовых конструкций, имеется возможность использовать на постоянном токе режим импульсной сварки.

Применение инверторной технологии, позволяет уменьшить вес и габариты оборудования, увеличить КПД до 85%. Важной особенностью сварки на переменном токе является прямоугольная форма тока, что обеспечивает устойчивость дуги, возможность установки оптимального баланса и превосходное качество сварки. В данных аппаратах предусмотрена возможность увеличения значения сварочного тока для надежного поджига дуги и разогрева сварочной ванны на начальной стадии сварки. Благодаря уникальным конструктивным решениям данное оборудование имеет хорошую ремонтопригодность и простоту в обслуживании.

2.3 Выбор и обоснование сварочного оборудования

Сущность импульсно-дуговой сварки состоит в том, что сварочный ток в зону дуги подается кратковременными импульсами. Этот способ сварки может применяться при использовании как плавящегося, так и неплавящегося электрода.

Применение импульсов тока при дуговой сварке дает следующие преимущества:

- качественное формирование сварного шва при сварке на весу и уменьшение опасности образования прожогов;

- стабильный перенос металла при сварке плавящимся электродом.

Для данного типа сварки был выбран сварочный аппарат импульсно-дуговой сварки InvertaPuls IP6-2

Многоцелевой полуавтоматический сварочный аппарат с инверторным источником питания и светодиодным дисплеем, предназначенный для импульсно - дуговой сварки.

В зависимости от типа сварки и материала, аппарат позволяет реализовывать несколько вариантов сварочных работ:

- сварка в контролируемой газовой среде MIG/MAG, в том числе алюминия;

- импульсно - дуговая сварка;

- дуговая сварка вольфрамовым электродом в среде инертного газа TIG (DC);

- дуговая сварка электродами

- сварка проволокой под флюсами без защитного газа

- пайка в среде инертного газа

Технические характеристики сварочного аппарата InvertaPuls IP6-2 представлены в таблице 8

Таблица 8 - технические характеристики сварочного аппарата InvertaPuls IP6-2

Электропитание, В / Гц

3ф. х 360-440В

Коэффициент мощности, cosц

0,7

КПД, %

85

Класс защиты

IP 23

Температурный класс

H (180 0C)

Диапазон рабочих температурных, 0С

-10…+40

Размеры Д х Ш х В, мм

920 х 350 х 740

Вес, кг (без катушек с проволокой и баллонов)

57

нагрузка

Диапазон регулировки силы тока, А

4-240, шаг 1А

Диапазон регулировки напряжения, В

10-50, шаг 0.1В

Напряжение холостого хода, В

43-59

Диапазон регулировки скорости подачи проволоки, м/мин

1.5-22

Максимальны диаметр катушки с проволокой, мм

300

Максимальный вес катушки со стальной проволокой, кг

5

Максимальный вес катушки с алюминиевой проволокой, кг

5

Предохранитель, А

16

Рисунок 3 - сварочный аппарат InvertaPuls IP6-2

При 1000 єС реакция окисления алюминия может протекать при очень низком парциальном давлении кислорода. Образующийся оксид алюминия Al2O3 покрывает поверхность деталей плотной и прочной плёнкой. При 20єС процессы окисления алюминия протекают по параболическому закону. Оксидная плёнка плохо проводит электрический ток. Важной характеристикой оксидной плёнки алюминия является её способность адсорбировать газы, в особенности водяной пар. Влага удерживается оксидной плёнкой до температуры плавления металла.

Коэффициент теплового расширения оксидной плёнки почти в 3 раза меньше коэффициента расширения алюминия, поэтому при нагреве металла в ней образуются трещины. При наличии в алюминии легирующих добавок состав оксидной плёнки может существенно меняться. Возникающая сложная оксидная плёнка в большинстве случаев является более рыхлой, гигроскопичной и обладает худшими защитными свойствами.

Ещё одной особенностью оксидной плёнки алюминия является её высокая плотность, вследствие чего в расплавленном металле сварочной ванны она опускается на дно и впоследствии может служить причиной дефектов шва - внутренних кристаллизационных трещин, особенно опасных при знакопеременном нагружении.

Выводы

В данной курсовой работе была разработана технология сварки плавлением для выбранного материала. При разработке технологии сварки был проведен анализ материала, из которого изготовлены свариваемые детали. Был приведен химический состав данного сплава. Так же для данного материала были приведены основные технологические свойства. Кроме анализа свариваемого материала в разработку технологического процесса сварки входит такой важный пункт как выбор и обоснование способа сварки. Соответственно для того, чтобы определить наилучший и наиболее оптимальный способ сварки были рассмотрены три наиболее распространенных способа сварки, которыми можно добиться получения интересующего нас соединения. Для выбранного способа сварки был представлен список основных преимуществ по сравнению с двумя другими предлагаемыми способами. Затем руководствуясь справочной литературой были выбраны ориентировочные режимы для автоматической сварки ипульсной дугой плавящемся электродом в среде аргоне, а именно, сила сварочного тока, напряжение, скорость сварки, скорость подачи электродной проволоки, род и полярность тока. Так же были определены специальные технические мероприятия для удаления окисной плёнки, горячих трещин и пористости в швах.

Список использованных источников

1 Акулов, А.И. Технология и оборудование сварки плавлением: учеб. пособие/ А.И. Акулов, Г.А. Бельчук, В.П. Демянцевич. - М.: Машиностроение, 1974. - 432 с.

2 ТК ТЕХНОКОМ: Сварка плавлением // WWW.TECHNO-SV.RU: Технология сварки плавлением. 2005. URL: http://www.techno-sv.ru/svarka-davlenie.html (дата обращения 13.12.2011).

3 Терещенко, В.И. Выбор и применение способов сварки при изготовлении конструкций / В.И. Терещенко, А.В. Либанов. - Киев: Наук. думка, 1987. - 192 с.

4 Сорокин, В.Г. Марочник сталей и сплавов / В.Г. Соркин. - М.: Машиностроение, 1989. - 640 с.

5 Моисеенко, В.П. Материалы и их поведение при сварке: учебное пособие / В.П. Моисеенко. - Ростов н/Д: Феникс, 2009. - 300 с.: ил.

6 Справочник стали и сплавы // WWW.TECHNO-SV.RU: Характеристика материала сталь 20. 2009. URL: http://www.techno-sv.ru/svarka-davlenie.html (дата обращения 18.11.2011).

7 Колчаков, Л.А. Сварочное производство / Л.А. Колчаков. - Ростов н/Д.: Феникс, 2002. - 512 с.: ил.

8 Щекин, В.А. Технологические основы сварки плавлением: учебное пособие / В.А. Щекин. - Ростов н/Д.: Феникс, 2009. - 345 с.

9 Китаев, А.М. Справочная книга сварщика / А.М. Китаев, Я.А. Китаев. - М.: Машиностроение, 1985. - 256 с.

10 Сварка и свариваемые материалы: справочное пособие: в 3 Т.Т 2 / под редакцией В.Н. Ямпольского. - М.: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1998. - 574 с.: ил.

11 О сварке // WWW.OSVARKE.COM: Электрошлаковая сварка. 2009. URL: http://www.osvarke.com/tochechnaya-svarka.html (дата обращения 20.11.2011).

12 особенности сварки алюминия // URL: http://www.ref.by/refs/81/39594/1.html (дата обращения 21. 11.2011).

13Прох, Л.Ц. Справочник по сварочному оборудованию / Л.Ц. Прох. - М.: Техника, 1982. - 207 с.: ил.

13РД КнАГТУ 013-09. Руководящий нормативный документ. РД КнАГТУ 01.10.1996. Введ. 01.10.09. - Комсомольск-на-Амуре.: КнАГТУ, 2011. - 36.

14Клешнина, О.Н. Разработка технологии сварки плавлением: Методические указания для выполнения курсовой работы / О.Н. Клешнина. - Комсомольск-на-Амуре: ГОУВПО «КнАГТУ», 2008. -8 с.

15 Сварка в машиностроении: справочник: в 4 т./ редкол. Г.А. Николаев

- М.: Машиностроение, 1978.

16 Технология электрической сварки металлов и сплавов плавлением /под ред. Б.Е. Патона. - М.: Машиностроение, 1974-768 с.

17 Технология и оборудование сварки плавлением: учебник для вузов

/Г.Д. Никифоров, Г.Б. Бобров, М.В. Никитин, В.В. Дьяченко; под общ. ред. Г.Д. Никифорова. - 2 - е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1986.-320 с.

18.ГОСТ 2.312-72.ЕСКД. Условные изображения и обозначения швов сварных соединений. - Введ. 01.07.73. - М.: Изд-во стандартов, 1972. - 14 с.

19 Потапьев, А.Г. Сварка в защитных газах плавящимся электродом: учеб. пособие/ А.Г. Потапьев. - М.: Машиностроение, 1974. -234 с.

20 Щебенко, Л.П. Оборудование и технология дуговой автоматической сварки: учеб. пособие/ Л.П. Щебенко. - М.: Высшая школа, 1986.-279 с.

21 Рабкин, Д.М. Металлургия сварки плавлением алюминия и его

сплавов: учеб. пособие/ Д.М. Рабкин. - Киев: Наукова Думка, 1986. - 237 с.

22 Сварка и свариваемые материалы / под ред. В.Н. Волченко. - М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1998. - 564 с.

23 Гуревич, С.М. Справочник по сварке цветных металлов/ С.М. Гуревич. - Киев: Наук. Думка, 1981. - 608 с.

24 ГОСТ 14771-76. Дуговая сварка в защитном газе. Соединенеия сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры. - Введ. 01.01.80. - М.: Изд-во стандартов, 1996. - 59 с.

25 ГОСТ 7871 - 75. Проволока сварочная из алюминия и алюминиевых сплавов. Технические условия. - Введ. 01.07.76. - М.: Изд-во стандартов, 1990. - 12 с.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Основные трудности сварки титановых сплавов. Выбор и обоснование разделки кромок. Специальные технические мероприятия для удаления горячих трещин и пористости в швах. Сущность электронно-лучевой сварки. Особенности автоматической сварки в защитных газах.

    курсовая работа [717,1 K], добавлен 02.12.2013

  • Назначение, особенности и условия эксплуатации сварной конструкции. Выбор и обоснование выбора способа сварки балки двутавровой. Определение расхода сварочных материалов. Определение параметров сварных швов и режимов сварки. Контроль качества продукции.

    дипломная работа [643,9 K], добавлен 03.02.2016

  • Выбор и обоснование выбора материала сварной конструкции. Определение типа производства. Последовательность выполнения сборочно-сварочных операций с выбором способа сборки, сварки, оборудования для сборки и сварки, режимов сварки, сварочных материалов.

    курсовая работа [1,9 M], добавлен 16.05.2017

  • Особенности, трудности, способы и режимы сварки конструкционной легированной стали. Тип раздела кромок и требования к сборке под сварку. Характеристика сварочных материалов и оборудования. Последовательность выполнения работ при сварке конечного изделия.

    курсовая работа [1,2 M], добавлен 27.05.2013

  • Анализ технических требований, обоснование способа сварки, характеристика сварочных материалов. Расчет режимов сварки и выбор электротехнического оборудования. Конструирование узла сборочно-сварочного приспособления. Мероприятия защиты окружающей среды.

    курсовая работа [233,9 K], добавлен 14.04.2009

  • Преимущества сварки в защитном газе. Расчет ее режимов для угловых швов. Химический состав, механические и технологические свойства стали 09Г2С. Выбор сварочных материалов. Определение норм времени и расхода сварочных материалов. Методы контроля изделий.

    курсовая работа [165,1 K], добавлен 05.03.2014

  • Выбор и обоснование способов сварки и сварочных материалов, рода тока и полярности. Характеристика основного металла. Описание механизированного сборочно-сварочного приспособления. Расчет режимов для ручной дуговой и механизированной сварки в среде СО2.

    курсовая работа [221,6 K], добавлен 20.01.2014

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.