Урок 3. Технологія та особливості ручного дугового зварювання та наплавлення у середовищі захисних газів деталей, вузлів, простих та середньої складності деталей, вузлів конструкцій та трубопроводів з конструкційних сталей, кольорових металів та сплавів у нижньому та вертикальному положенні шва.

 

Урок №3

Тема програми: Виконання ручного дугового, плазмового, газового, автоматичного та напівавтоматичного зварювання та наплавлення простої та середньої складності деталей, вузлів конструкцій та трубопроводів з конструкційних сталей, кольорових металів у нижньому та вертикальному положеннях шва .

Тема уроку: Технологія та особливості ручного дугового зварювання та наплавлення у середовищі захисних газів деталей, вузлів, простих та середньої складності деталей, вузлів конструкцій та трубопроводів з конструкційних сталей, кольорових металів та сплавів у нижньому та вертикальному положенні шва.

Мета уроку:

Ø навчальна: вивчити технологію та особливості ручного дугового зварювання та наплавлення у середовищі захисних газів деталей, вузлів, простих та середньої складності деталей, вузлів конструкцій та трубопроводів з конструкційних сталей, кольорових металів та сплавів у нижньому та вертикальному положенні шва ;

Ø виховна: формувати творчу працелюбну особистість, поважне ставлення до своєї професії;

Ø розвиваюча: сприяти розвитку пам'яті, технічного мислення, творчого мислення до підходу проблемних питань.

Вид уроку: комбінування.

Тип уроку: урок засвоєння нових знань.

Дидактичне забезпечення: опорний конспект, роздатковий матеріал, стенди.

Методи навчання: словесні (пояснення з елементами бесіди), наочні (демонстрації).

Матеріально-технічне забезпечення: дошка, опорний конспект учня, підручник, ноутбук.

Орієнтовний план проведення уроку:

І. Організаційна частина (3 хв)

ІІ. Актуалізація опорних знань (5 хв)

ІІІ. Повідомлення теми, мети завдань уроку (2 хв)

IV. Вивчення нового матеріалу (30 хв)

V. Підсумок уроку (5 хв)

Хід уроку

І. Організаційна частина.

1. Перевірка присутніх учнів

2. Назначення чергових

 ІІ. Актуалізація опорних знань (методом бесіди з'ясову   питання):

1. Що таке зварювання?

2. Що таке наплавлення?

3. Що таке захисні гази?

ІІІ. Мотивація навчально-трудової діяльності.

Сьогодні ми ознайомимося з технологією та особливостями ручного дугового зварювання та наплавлення у середовищі захисних газів деталей, вузлів, простих та середньої складності деталей, вузлів конструкцій та трубопроводів з конструкційних сталей, кольорових металів та сплавів у нижньому та вертикальному положенні шва. Отримані знання та вміння ви зможете застосовувати на практиці.

IV. Повідомлення теми, мети, завдань уроку.

Тема   уроку « Технологія та особливості ручного дугового зварювання та наплавлення у середовищі захисних газів деталей, вузлів, простих та середньої складності деталей, вузлів конструкцій та трубопроводів з конструкційних сталей, кольорових металів та сплавів у нижньому та вертикальному положенні шва». На цьому уроці ми ознайомимося з технологією та особливостями ручного дугового зварювання та наплавлення у середовищі захисних газів.

V. Вивчення нового матеріалу.

План вивчення:

1 ) Класифікація швів за положенням у просторі.

2 ) Техніка ручного дугового зварювання швів у вертикальному положенні.

3) Техніка газового зварювання швів у вертикальному положенні.

VI. Підсумок уроку.

6.1 Рефлексія

1. Чи всі ви зрозуміли?

2. Тоді дайте відповіді на мої запитання:

1. Як класифікуються зварні шви за положенням у просторі?

2. Якими способами можна зварювати вертикальні шви при ручному дуговому зварюванні?

3. Якими способами зварюють вертикальні шви при газовому зварюванні?  

4. У чому суть зварювання наскрізним валиком?

5. На скільки градусів нахиляють електрод при зварюванні вертикальних швів зверху вниз та знизу вгору?

Оцінювання активності учнів на уроці

Отже, сьогодні на уроці ви ознайомилися з технологією та особливостями ручного дугового зварювання та наплавлення у середовищі захисних газів деталей, вузлів, простих та середньої складності деталей, вузлів конструкцій та трубопроводів з конструкційних сталей, кольорових металів та сплавів у нижньому та вертикальному положенні шва.

Домашнє завдання

Конспект, І.В. Гуменюк, О.Ф. Іваськів «Технологія електродугового зварювання» с.136-137, І.В. Гуменюк «Обладнання та технологія газозварювальних робіт» с.66. 

Опорний конспект

1. Класифікація швів за положенням у просторі


Малюнок 1 Класифікація швів за положенням у просторі

2. Техніка ручного дугового зварювання швів у вертикальному положенні

Особливості вертикального зварювання 

Вертикальне зварювання  має складність у тому, що при створенні шва, розплавлений метал  стікає  вниз, чого ні в якому разі не можна допустити. Якщо це станеться, то поверх цієї краплі варити вже не вийде, бо там міститься шлак від електрода. 

Для створення якісного валика  при  ручному дуговому  зварюванні  рекомендується використовувати коротку дугу на невеликому струмі . При цьому  зварник  повинен здійснювати рухи знизу вгору, щоб уникнути непотрібних  стікань . Коли з розплавленої краплі формується вертикальний шов , потрібно кінець електрода прибирати трохи в бік, щоб дати матеріалу затвердіти і при цьому не втратити іскру .

Принципи вертикального зварювання

Для створення ідеального шва необхідно дотримуватися кількох принципів  вертикального зварювання:       

1. Якщо зварювальні роботи проводяться на змінному струмі, то обов'язково починати необхідно знизу. При цьому кратер шва наповнюється матеріалом так, що створює об'ємний валик, який  є  підставкою для  наступного розплавленого  металу, що  утворюватиметься вище.  Таким чином і заповнюється шов . 

2. При електродуговому звірюванні  метал у кратері шва при вертикальному положенні повинен застигати набагато швидше. Для цього краще робити невеликі краплі. Домогтися такого ефекту дуже просто, скоротивши дугу (відстань між виробом та електродом).

Умови для якісного вертикального шва

Не всі початківці зварювальники розуміють, як варити вертикальний шов, щоб він вийшов естетичним, міцним і «правильним» з точки зору якості. Є кілька умів, виконуючи які вийде ідеальний шов практично з першого разу:

·  під час підпалу потрібно дотримуватися перпендикулярного розташування електрода по відношенню до деталей; 

·        чим коротша дуга, тим швидше кристалізується метал і знижується ризик стікань, які псують шов;  

·        під час формування валика  електрод необхідно нахиляти вниз, щоб краплі металу не стікали;   

При такому підході до роботи шов  зварювати  легше і простіше, ніж при  зварюванні згори  до низу. Але при цьому якість шва буде трохи нижчою .
Бувають   деталі, які потрібно зварювати   тільки методом  згори  до низу .  Для цього потрібно дотримуватися  обережності та плавно виконувати рухи. Тоді метал не буде стікати і псувати виріб.

Якщо зварюються пластинки дуже тонкі, наприклад, бляшані або оцинковані, тоді потрібно зробити наступне:
• максимально якісно зачистити деталі, прибрати з них пилку, бруд, залишки фарби або олії, зняти оцинкований шар;
• шов робити крапками. У цьому випадку знижується ризик стікань та пропалів. 

Створювати зварювальні шви можна кількома способами:

·         Зверху вниз з відривом дуги;

·         Знизу вгору з відривом дуги;

·         Зверху вниз без відриву дуги;

·         Знизу вгорі без відриву дуги.

Звернення у вертикальному положенні вимагає більше уваги та зусиль, ніж у  нижньому . Це пов'язано з можливими  стіканнями  металу. Для початківців зварників простіше буде формувати зварювальний шов з відривом дуги. Таким чином, матеріал швидко застигає. Для зручності процесу в цей час електрод можна спирати на край зварного кратера. Під час  формування шва  рух і електродом проведуть як з відривом дуги, так і без відриву – зигзагом, півмісяцем, петельками або валиком – «вгору-вниз». 

Якщо ж ви вирішили провести зварювання вертикального шва зверху до низу, то це робиться  дуже   короткою дугою. Попередньо  потрібно трохи  по тренуватися , щоб навчитися розплавляти метал , але уникнути його  стіканню вниз . Тут важливо правильно тримати електрод – строго перпендикулярно  до початку шва (у момент запалювання дуги), потім  його потрібно нахилити вниз (на 45 -50º ).  При цьому нижня частина зварної ванни починає кристалізуватися і утворюється поличка, на якій утримуються краплі металу. Щоб запобігти витіканню металу з ванни необхідно здійснювати поперечні коливальні рухи електродом із відведенням його вгору і по черзі в різні боки. Це забезпечує швидку кристалізацію рідкого металу.

При зварюванні зверху вниз у початковий момент електрод розташовується перпендикулярно до основного металу і дуга збуджується у верхній точці шва. Після утворення зварної ванни електрод нахиляють на 15-20º так, щоб дуга прямувала на основний та наплавлений метал.


Малюнок 2 Зварювання вертикальних швів: а – зверху до низу; - знизу нагору

Малюнок 3 Зварювання кутових вертикальних швів

Вертикальні шви легше зварювати електродом діаметром не більше 4 мм на  зниженому   струмі.  Сила струму при зварюванні у вертикальному положенні має бути меншою на 10-15% порівняно з нижньою.

Напруга дуги змінюється у порівняно вузьких  межах  6 – 30 В.

Дуга може збуджуватися двома  способами: дотиком впритул та відведенням перпендикулярно догори або “чирканням” електродом, як сірником. Інший спосіб найзручніший, але не можливий  у вузьких та незручних місцях.

У процесі зварювання необхідно підтримувати визначену довжину дуги, яка залежить від марки і діаметра електрода. Орієнтівна нормальна довжина дуги має бути в межах  (0,5-1,1) d e.

Довжина дуги суттєво впливає на якість зварювального шва та його геометричну форму. Довга дуга сприяє більш інтенсивному окисленню та азотуванню розплавленого металу , збільшує розбризкування, а при зварюванні електродами основного типу призводить до пористості металу.

3. Техніка газового зварювання швів у вертикальному положенні

Можливі варіанти виконання вертикальних швів як зверху вниз, так і з підйомом від низу до верху. У першому випадку застосовується правий спосіб (застосовується при малій товщині металу), в іншому методі можливі обидва варіанти. Потрібна певна вправність по утриманню зварювальної ванни, не допускаючи її стікання вниз. Вона забезпечується правильним положенням мундштука, а також тиском газового полум'я.

При значній товщині деталей (до 20 мм) заповнення шва металом слід виконають підвійним валиком. Підготовка кромок у разі не потрібно, зазор між деталями повинен складати половину від товщини зварювальних заготовок.

Рисунок 4 Газове зварювання вертикальних швів

При зварюванні металу товщиною від 2 д 20мм доцільно застосовувати спосіб підвійного валика, при якому скосу кромок не роблять і зварювані деталі встановлюють із зазором, який дорівнює половині товщини металу. Зварювання виконують знизу нагору (мал.5).

При товщині металу більше 6 мм зварювання виконують два зварювальники. При цьому в нижній частині стику пропалюють пальником скрізний отвір. Полум'я, розташоване в цьому відверні, поступово піднімаючись знизу нагору, проплавлює верхню частину відвару. Шов формується на всю товщину, а підсилення виходить з обох сторін стику. Потім переміщують полум'я вище, проплавляючи верхню кромку твору і так д повного виконання шва.


Рисунок 5 Схеми зварювання вертикальних швів наскрізним валиком при товщині металу: а) 2-6 мм;    а) 6-12 мм;  в) 12-20 мм




Висновки:

Ручне дугове зварювання (РДЗ) та наплавлення в середовищі захисних газів (МIG/MAG) є поширеними методами з'єднання та відновлення металевих деталей. Розглянемо технологію та особливості цих процесів для різних матеріалів у нижньому та вертикальному положеннях шва.

1. Ручне дугове зварювання (РДЗ):

  • Технологія:
    • РДЗ використовує електричну дугу, що виникає між плавлячимся електродом та деталлю.
    • Електрод покритий спеціальним шаром, який захищає зварювальну ванну від окислення та легує метал шва.
    • Зварювальник вручну контролює довжину дуги, подачу електрода та переміщення дуги вздовж шва.
  • Особливості:
    • Універсальність: підходить для різних металів (конструкційні сталі, чавун, нержавіючі сталі, деякі кольорові метали).
    • Мобільність: обладнання відносно просте та портативне.
    • Відносно низька продуктивність порівняно з напівавтоматичними методами.
    • Вимагає високої кваліфікації зварювальника.
  • Зварювання у нижньому та вертикальному положеннях:
    • Нижнє положення: найпростіше, забезпечує найкращу якість шва.
    • Вертикальне положення: складніше, вимагає спеціальних технік (наприклад, зварювання "знизу-вгору" або "зверху-вниз") для запобігання стіканню розплавленого металу.

2. Зварювання та наплавлення в середовищі захисних газів (MIG/MAG):

  • Технологія:
    • Використовує електричну дугу між плавлячимся дротяним електродом та деталлю.
    • Зварювальна ванна захищена від атмосфери потоком інертного (MIG) або активного (MAG) газу.
    • Подача дроту та газу здійснюється автоматично, що забезпечує високу продуктивність.
  • Особливості:
    • Висока продуктивність та якість шва.
    • Менше вимог до кваліфікації зварювальника порівняно з РДЗ.
    • Підходить для зварювання конструкційних та нержавіючих сталей, алюмінію та його сплавів.
    • Необхідність використання газових балонів.
  • Зварювання у нижньому та вертикальному положеннях:
    • Нижнє положення: забезпечує високу швидкість та якість зварювання.
    • Вертикальне положення: вимагає спеціальних технік (наприклад, імпульсне зварювання) для контролю розплавленого металу.
  • Наплавлення:
    • Процес нанесення шару металу на поверхню деталі для відновлення зношених поверхонь або надання їм спеціальних властивостей.
    • MIG/MAG наплавлення забезпечує високу продуктивність та якість наплавленого шару.
    • Використовується для відновлення деталей машин, інструментів, а також для створення зносостійких, корозійностійких та інших спеціальних покриттів.

Матеріали:

  • Конструкційні сталі: добре зварюються обома методами. Вибір методу залежить від вимог до продуктивності та якості шва.
  • Кольорові метали та сплави:
    • Алюміній та його сплави: переважно зварюються методом MIG в середовищі аргону.
    • Мідь та її сплави: можуть зварюватися обома методами, але вимагають спеціальних електродів та захисних газів.

Загальні рекомендації:

  • Перед зварюванням необхідно очистити деталі від забруднень та оксидів.
  • Вибір режиму зварювання (струм, напруга, швидкість подачі дроту) залежить від матеріалу та товщини деталей.
  • Для забезпечення якісного зварювання необхідно дотримуватися правил техніки безпеки.

Важливо: Для виконання якісного зварювання та наплавлення необхідні практичні навички та знання технології процесу.

Використана література:

Дугове зварювання вертикальних швів

https://www.youtube.com/watch?v=GQC4AWRRvVg

https://www.youtube.com/watch?v=ZCrC-PRpj9A

https :// www . youtube . com / watch ? v = YXwHfunDHXQ

https://tvpursit1muzyka.blogspot.com/2020/04/11_16.html (урок)


Виконуємо інтерактивну вправу!

https://www.purposegames.com/game/SeX2mNJENxQ


Немає коментарів:

Дописати коментар

Підписатися на: Дописи (Atom)