ТЕХНОЛОГИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

 

А. А. РАУБА, Г. В. БЫЧКОВ, А. В. ОБРЫВАЛИН, Д. В. МУРАВЬЕВ

 

 

ТЕХНОЛОГИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

 

 

РАЗДЕЛ

«Сварочное производство»

 

 

Омск 2011

 

Министерство транспорта российской федерации

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Омский государственный университет путей сообщения

__________________________________

 

 

а. А. Рауба, Г. В. Бычков, А. В. Обрывалин, Д. В. Муравьев

 

ТЕХНОЛОГИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

 

 

РАЗДЕЛ

«Сварочное производство»

 

Утверждено редакционно-издательским советом университета

в качестве методических указаний к лабораторным работам

по дисциплинам «Технологические процессы машиностроительного

производства», «Технология конструкционных материалов»

и «Материаловедение и технология конструкционных материалов»

 

Омск 2011

УДК 620.22 (076.5)

ББК 30.3я73

Б 95

 

Технология конструкционных материалов. Раздел «Сварочное производство»: Методические указания к лабораторным работам / А. А. Рауба, Г. В. Бычков, А. В. Обрывалин, Д. В. Муравьев. Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2011. 26 с.

 

В методических указаниях представлены три лабораторные работы, в которых рассмотрены структура и свойства зоны термического влияния сварного соединения, причины разрушения сварных швов, методика определения технологических коэффициентов при дуговой сварке стали, конструкция и принцип действия сварочного трансформатора ТС-300.

Методические указания предназначены для студентов первого, второго и третьего курсов очной и заочной форм обучения, изучающих дисциплины «Технологические процессы машиностроительного производства», «Технология конструкционных материалов» и «Материаловедение и технология конструкционных материалов».

 

 

Библиогр.: 5 назв. Табл. 3. Рис. 8.

Рецензенты: доктор техн. наук А. П. Моргунов;

доктор техн. наук А. В. Бородин.

 

ÓОмский гос. университет

путей сообщения, 2011

ОГЛАВЛЕние

 

Введение ……………………………………………………………………….
Лабораторная работа 1. Изучение структуры сварного соединения ………
1.1. Краткие теоретические сведения …………………………………..
1.1.1. Основные понятия и определения по ГОСТ 2601-84 ………
1.1.2. Строение сварного шва ……………………………………….
1.1.3. Влияние структуры шва на механические свойства сварного соединения ………………………………………………….
1.2. Порядок выполнения работы ……………………………………….
1.3. Содержание отчета ………………………………………………….
1.4. Контрольные вопросы ………………………………………………
Лабораторная работа 2. Определение технологических коэффициентов при дуговой сварке стали .......………………………………………………..
2.1. Краткие теоретические сведения …………………………………
2.2. Порядок выполнения работы ………………………………………..
2.3. Содержание отчета …………………………………………………..
2.4. Контрольные вопросы и задания ……………………………………
Лабораторная работа 3. Изучение конструкции, принципа действия сварочного трансформатора тс-300 и исследование его внешних характеристик ……………………………………………………………………………
3.1. Краткие теоретические сведения …………………………………..
3.2. Порядок выполнения работы ……………………………………….
3.3. Содержание отчета …………………………………………………..
Библиографический список …………………………………………………..

ВВЕДЕНИЕ

 

Сварка – технологический процесс получения неразъемных соединений материалов посредством установления межатомных связей между свариваемыми частями при их нагреве и пластическом деформировании.

Наибольшее распространение на ремонтных предприятиях железнодорожного транспорта получила ручная дуговая сварка. Источником теплоты при дуговой сварке служит электрическая дуга, которая горит между электродом и изделием, оплавляет кромки свариваемых поверхностей, заполняет зазор между ними расплавленным металлом электродного или присадочного материала, образуя сварочную ванну. После кристаллизации металла сварочной ванны образуется сварочный шов. Экономические показатели технологии и надежность сварного соединения, полученного дуговой сваркой, зависят от правильного выбора электрода, режима сварки и сварочного оборудования, а также от контроля качества сварного шва.

 

Лабораторная работа 1

 

ИЗУЧЕНИЕ СТРУКТУРЫ СВАРНОГО СОЕДИНЕНИЯ

Цель работы: 1) изучить особенности формирования структуры и механических свойств металла… 2) изучить основные дефекты сварных соединений.

Строение сварного шва

В зависимости от реальных условий процесса сварки, температуры, скорости нагрева и охлаждения различных участков металл сварного соединения… Металл шва – это та зона, в которой в связи с нагревом выше температуры…

Порядок выполнения работы

1) Исследовать под микроскопом ММУ-3 структуру наплавленного металла и зоны термического влияния. Выявить дефекты сварного соединения.

2) Зарисовать схему строения сварного шва (см. рис. 1.2) и описать особенности структуры каждого участка зоны термического влияния.

3) Определить по структуре сварного шва наиболее вероятное место его разрушения.

Содержание отчета

1) схема строения сварного шва с расшифровкой всех обозначений. Описание выявленных дефектов макроструктуры.

2) Описание особенностей структуры каждого участка зоны термического влияния.

3) Выводы о прочности и надежности исследованного сварного шва.

Вопросы для самоконтроля

1) От чего зависит состав, структура и свойства металла шва и какие дефекты снижают его эксплуатационную надежность?; 2) Что собой представляет зона термического влияния сварного соединения и из… 3) Чем объяснить формирование в ЗТВ участка перегретого металла. Какая его структура и свойства?

Лабораторная работа 2

 

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ КОЭФФИЦИЕНТОВ

  Цель работы: 1) исследовать влияние сварочного тока на значения коэффициентов расплавления aр, наплавления aн, потери на угар и…

Краткие теоретические сведения

На практике значение сварочного тока ориентировочно определяется по формуле: , (1)  

Порядок выполнения работы

1) Ознакомиться со схемой включения в сварочную цепь измерительных приборов (рис. 2.2). 2) произвести настройку режима работы сварочного агрегата в зависимости от… 3) Определить массу контрольной пластины (если пластина ранее подвергалась наплавке, нужно тщательно удалить с нее…

Таблица 2.2

Результаты опытов

  1) Схема включения измерительных приборов. 2) Расчет коэффициентов aр, aн и y при различном значении Iсв.

Лабораторная работа 3

 

ИЗУЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИИ, ПРИНЦИПА ДЕЙСТВИЯ

СВАРОЧНОГО ТРАНСФОРМАТОРА ТС-300 И

ИССЛЕДОВАНИЕ ЕГО ВНЕШНИХ ХАРАКТЕРИСТИК

 

Цель работы:

1) ознакомиться с конструкцией и принципом действия источника питания сварочной дуги, изучить работу и взаимодействие всех узлов сварочного трансформатора ТС-300;

2) приобрести навыки снятия внешних характеристик источника питания;

3) построить и исследовать семейство внешних характеристик источника питания.

Необходимое оборудование: сварочный трансформатор ТС-300, реостат и измерительные приборы.

Краткие теоретические сведения

Источники питания сварочной дуги должны удовлетворять следующим требованиям: 1) напряжение холостого хода, т. е. напряжение на зажимах источника питания… мощность источника должна быть достаточной для питания дуги необходимым сварочным током;

Порядок выполнения работы

 

1) по описанию и схемам ознакомиться с конструкцией и принципом действия узлов регулирования сварочного тока трансформатора ТС-300.

2) Ознакомиться со схемой включения измерительных приборов в цепи сварочного трансформатора.

3) Рукояткой регулятора сварочного тока установить вторичную обмотку трансформатора в крайнее верхнее положение (минимальный режим). Замерить напряжение холостого хода. Данные занести в табл. 3.1.

 

Таблица 3.1

Экспериментальные данные для построения внешних характеристик

Положение регулятора	Напряжение холостого хода	Ток короткого замыкания	Промежуточное положение реостата
U1	I1	U2	I2	U3	I3
Верхнее
Нижнее
Промежуточное 1
Промежуточное 2

 

4) Вставить электрод в электрододержатель и замкнуть его накоротко на стол сварщика. Замерить ток короткого замыкания. Данные занести в табл. 3.1.

5) Подключить электрододержатель к реостату. Не меняя положения подвижной обмотки трансформатора (ручки регулятора), получить несколько промежуточных значений режимов сварки (4 – 5) за счет изменения сопротивления реостата. Данные занести в табл. 3.1.

6) на основании экспериментальных данных построить внешнюю характеристику, т. е. зависимость напряжения на зажимах источника от тока нагрузки (сварочного тока).

7) установить вторичную обмотку трансформатора в крайнее нижнее положение (максимальный режим). по приведенной методике построить внешнюю характеристику и две промежуточные характеристики при средних положениях регулятора тока.

8) на семейство внешних характеристик источника питания наложить внешнюю характеристику электрической дуги (U _p = 30В) и определить режимы ее устойчивого горения (I_p) для заданных положений регулятора сварочного тока (см. рис. 3.1).

 

 

Рис. 3.1. Определение режима устойчивого горения дуги

 

Содержание отчета

 

1) Принципиальная электрическая и магнитная схемы трансформатора.

2) Описание принципа работы регулятора тока и объяснение физической сущности процесса регулирования с указанием положений регулятора при максимальном и минимальном значениях тока дуги и преимущества данного метода регулирования.

3) Схема включения реостата и измерительных приборов в цепь источника питания.

4) Формулировка определения внешней характеристики источника питания электрической дуги.

5) Описание методики проведения опытов, их результаты в виде таблиц и графиков.

6) выводы.

 

Библиографический список

1. Технология конструкционных материалов./ Под ред. А.М. Дальского. М.: Машиностроение, 2005. 592 с. 2. Воронин Н. Н. Материаловедение и технология конструкционных материалов для… 3. Зарембо Е. Г. Сварочное производство: Учебное пособие для вузов ж.-д. транспорта. М.: Маршрут, 2005. 240 с.

Учебное издание

  РАУБА Александр Александрович БЫЧКОВ Георгий Владимирович