Мастер-класс «Подготовка деталей и сборка под сварку»

Бюджетное профессиональное образовательное учреждение Омской области  «Седельниковский агропромышленный техникум» Мастер­класс «Подготовка деталей и сборка под сварку»  МДК.05.01. Техника и технология газовой сварки (наплавки) ПМ.05 Газовая сварка (наплавка) по профессии 15.01.05 Сварщик (ручной и частично механизированной сварки (наплавки)) Подготовил: Баранов Владимир Ильич мастер производственного обучения Седельниково, Омская область, 2017 Принцип газовой сварки Газовая   сварка   используется   для   нагрева   пламенем   горючих   газов, сжигаемых   в   специальных   сварочных   горелках,   и   выполняется   с расплавлением   металла.   Среди   других   способов   сварки   плавлением   она занимает   второе   место   по   масштабам   применения,   уступая   лишь   дуговой электросварке.   При   этом   методе   применяются   горючие   газы:   ацетилен, водород,   природный   газ,   пропан­бутан,   пары   бензина,   керосина   и   т.   д. Наибольшее   значение   имеет   ацетилен,   дающий   в   смеси   с   кислородом наивысшую   температуру   сварочного   пламени   —   до   3200°С;   применение других газов незначительно. Чтобы повысить температуру пламени, сжигание производят   в   технически   чистом   кислороде.   Сжигание   газов   в   воздухе, содержащем   всего   21%   кислорода   по   объему,   дает   слишком   низкую температуру,   и   газовоздушное пламя   в   большинстве   случаев непригодно для сварки. Горючий   газ   и   кислород   по резиновым шлангам подаются к штуцерам газосварочной горелки   и   попадают   в   камеру смешения   внутри   горелки. Наружу из мундштука         вытекает   Пламя готовая газокислородная смесь, поступающая   в   сварочное пламя. горелки расплавляет как основной, так и дополнительный   присадочный металл,   подаваемый   в   зону сварки,   и   образует   сварочную ванну. Применение газовой сварки   Газосварочное пламя используется   для   соединения листов   черных   и   цветных металлов толщиной до 5—6 мм, для сварки чугуна, при небольших ремонтных работах,   пайке   и   т.   д.   К   преимуществам   газовой   сварки   относятся универсальность, возможность работы в полевых условиях. Экономически она обычно   менее   выгодна,   чем   дуговая   электросварка,   и   имеет   меньшую производительность.   Газовая   сварка   мало   механизирована   и   выполняется почти   исключительно   вручную,   требуя   высокой   квалификации   рабочего­ сварщика.   Недостатком   ее   является   повышенная   опасность   работы   со сжатыми   газами   (при   нарушении   установленных   правил   возможны разрушительные взрывы). Газосварочное пламя кроме сварки имеет и другие применения, из которых особенно   важна   газокислородная   резка   углеродистых   и   низколегированных сталей,   основанная   на   способности   железа   гореть   в   технически   чистом кислороде. Для зажигания железа нужно нагреть его в начальной точке до белого   каления   (1200—1300°   С)   и   направить   на   нагретый   участок   струю технически чистого кислорода. Реакция сгорания железа экзотермична и идет со   значительным   выделением   тепла.   Резка   производится   специальными режущими   горелками,   объединяющими   в   себе подогревательную часть, по устройству аналогичную газосварочной горелке, и канал для подачи режущего кислорода.   или   резаками, Мастер­класс «Подготовка деталей и сборка под сварку». Цель   занятия:  обучение   практическим   приемам   подготовки   деталей   и сборки под сварку. Оборудование, материалы и вспомогательные средства наименование количество наименование количество из стали Сварочный пост Пластины   углеродистой   Ст3: 3х125х300 мм Труба 57х3.5х200 Присадочная проволока марки Св­08 диаметром 3,0 мм 1 2 4 1 м Горелка   типа   ГЗ   с набором наконечников Защитные средства Металлическая щетка Универсальный   шаблон сварщика УШС­3 Зачистная машина 1 к 1 к 1 шт 1 шт 1 шт Занимаясь сваркой, вы должны уметь подготовить кромки свариваемых деталей и выполнить их сборку под сварку, а также подготовить к сварке присадочную проволоку. От правильности выполнения этих операций зависит качество сварного соединения, его свойства и эксплуатационная надежность. Сборку   листовых   и   трубных   конструкций   в   зависимости   от   толщины стенки вы можете выполнить без разделки кромок (для толщины металла до 3—5 мм) и с разделкой кромок. Сборка сварных соединений без разделки кромок Для   выполнения   сборки   возьмите две   пластины   из   низкоугле­ Листовые конструкции родистой   стали   СтЗ   размером 3x125x300 мм без скоса кромок. Измерьте толщину обеих деталей по кромкам с помощью универсального шаблона сварщика. Можете   воспользоваться   для   этой   цели   другими   измерительными средствами: линейкой, штангенциркулем и т. п. Удостоверьтесь   в   отсутствии   разностенности   стыкуемых   деталей,   она является причиной смещения кромок, которое, в свою очередь, может быть причиной непровара. Зачистите стыкуемые кромки деталей и прилегающие к ним поверхности на ширину 10—20 мм с двух сторон от окалины, ржавчины, краски и т.п. Наличие загрязнения на кромках или поверхности свариваемого металла может привести к появлению в сварном шве дефектов: непроваров, пор, неметаллических включений и к снижению механических свойств сварного соединения. В  качестве предварительной операции при зачистке сильно загрязненных поверхностей используйте нагрев газовым пламенем: — установите на ствол горелки Г­3 наконечник наибольшего номера (№№ 4—6); —   для   очистки   от  ржавчины  и  окалины  отрегулируйте   жесткое окислительное   пламя,   установите   горелку   под   углом   60°   к   поверхности металла на расстояние 2—3 мм от ядра пламени до поверхности и прогрейте ее. Под действием температуры покрывающая металл окалина отслаивается от поверхности, ржавчина обезвоживается и тоже отслаивается; —   при   наличии   на поверхности   краски или масла для их удаления горелку установите под углом 90° к поверхности, а расстояние от мундштука до поверхности около 25 мм, под воздействием факела пламени краска, масло выгорают. Погасите   пламя   и   обязательно   зачистите   поверхность   и   кромки проволочной щеткой до металлического блеска. Очистку можете   выполнить без   нагрева   только   механическим   способом:   ручными   и   механическими стальными щетками, абразивным камнем или химическим травлением. Соберите  подготовленные   детали.   Для   этого   разместите   их   на   столе   в одной плоскости с зазором. Зазор предназначен для гарантированного проплавления соединительных кромок. Чрезмерно большой зазор может привести к пожогу или непровару кромки. Слишком маленький зазор тоже приведет к непровару кромок. Заметьте,   что   при   сварке   ацетилено­кислородным   пламенем   без   скоса кромок собираются детали толщиной до 5 мм, а при сварке заменителями — до 3 мм. Установите зазор 2 мм. Зафиксируйте  собранное   соединение.  Для   этого   сначала   в   зазор   между кромками установите в нескольких местах временные вставки: проволоку или пластины   диаметром   (толщиной)   равным   величине   зазора,   чтобы   он сохранялся постоянным при последующих операциях. После этого пластины прижмите к столу струбцинами. При   сборке   листовых   конструкций   для   стягивания   кромок   и   их закрепления   можно   использовать   различные   за   жимы   и   специальные сборочные приспособления. Измерьте избранное соединение и убедитесь в отсутствии: ­ смещения кромок;                                   ­ перелома стыкуемых деталей. Выполнение прихваток Прихватки   —   это   короткие   швы,   соединяющие   свариваемые   детали   в отдельных местах, чтобы зазор между ними оставался постоянным в течении всего процесса сварки. Для выполнения прихваток  выберите присадочную проволоку. Прихватки выполняют с той же проволокой, с которой производят сварку. Для стали СтЗ используйте проволоку Св­08. Сталь СтО; Ст1; Ст2; Ст3;10; 20. Присадочная проволока Св­08;Св0,8 А; Св­10; ГА; Св­08 ГС; Св­08 Г2С. Диаметр проволоки 2,5—3 мм (t/2 +1 мм). Зачистите  проволоку   вручную  с   помощью   наждачной   бумаги   от   следов масла, ржавчины, грязи. Сильно   загрязненная   или   ржавая   проволока   очищается   на   специальных станках абразивным материалом или химическим путем. Наличие на проволоке даже следов масла и ржавчины сделает шов пористым, с неметаллическими включениями, с пониженными механическими свойствами. Нарубите проволоку кусками длиной 500—700 мм. Смотайте один конец проволоки в моток, чтобы ее удобно было держать в руке, второй загните под углом. Выберите   наконечник  на   горелку.  Для   выполнения   прихваток   возьмите наконечник,   предназначенный   для   сварки   этого   соединения,   из   расчета,   что мощность пламени 100—120 дм3/час ацетилена на 1 мм толщины, т.е. 360 дм3/час для толщины 3 мм. №  наконеч­ ника ООО 3 0 0 1 2 4 5 б 7 Расход, дм3/ч ацетилена 5­10 10­25 25­60 50­125 120­240 <230­430> 400­700 660­1100 1030­1750 1700­2800 кислорода 6­11 11­28 28­65 55­135 130­260 250­440 430­750 740­1200 1150­1950 1900­3100 Толщина сваривае­ мого металла, мм 0,05­0,1 0,1­0,25 0,25­0,60 0,5­1,5 1,0­2,5 2,5­4,0 4,0­7,0 7,0­11,0 10,0­18,0 17,0­30,0 Установите на горелку наконечник № 3.  Наметьте мелом места расположения прихваток, равномерно распределяя их по шву, учитывая, что длина прихваток и расстояние между ними зависят от протяженности швов, толщины металла, формы и массы деталей и других фак­ торов. На   пластинах   длиной   300   мм,   толщиной   3   мм   пометьте   4   прихватки   с расстоянием между ними 80 мм. Крайние прихватки поставьте на расстоянии 30 мм от торцов пластин. Зажгите   и   отрегулируйте   нормальное   пламя   и  прогрейте  пластины   перед выполнением   прихваток   для   выравнивания   температуры   и   предупреждения растрескивания прихваток. Выполните прихватки по разметке тем способом, которым будете производить сварку. В данном случае выполните их левым способом с присадочной проволокой. Длина прихваток 5—8 мм; высота — 2/3 толщины металла, но не менее 3 мм. В данном случае сделайте прихватки толщиной равной толщине металла. Прихватки   выполните   с   особой   тщательностью,   т.к.   в   процессе   сварки прихваченные участки не всегда переплавляются на всю глубину и наличие дефектов в прихватках приводит к недоброкачественному сварному соединению. В связи с этим   они   не   должны   быть   чрезмерно  большими,   в   то   же   время   прихватки, недостаточные по сечению и длине, могут лопнуть при сварке. Выполняйте прихватки в последовательности, при которой деформации сварной конструкции   будут   минимальными.   Расположите   их   от   середины   к   краям поочередно   в   обе   стороны.   При   таком   расположении   деформации   от прихваток уравновешиваются.   другая Возможна наложения   прихваток:   например,   от   края   листа,   но   обязательно   с уравновешиванием деформации от прихваток. последовательность Выньте временные вставки. Погасите пламя, зачистите прихватки металлической щеткой и осмотрите их с целью выявления дефектов. При обнаружении дефектов в прихватках, удалите дефектные места или всю прихватку зубилом или абразивным камнем. Переплавлять прихватку с дефектами пламенем недопустимо. Вместо удаленной прихватки вставьте новую, сместив ее, чтобы дважды не нагревать одно и то же место, т.к. при повторных нагревах металл становится хрупким. Проверьте качество собранного сварного соединения еще раз: — величину зазора и его равномерность по длине; — отсутствие смещения кромок; — отсутствие перелома пластин. Сборка сварных соединений с разделкой кромок Разделка кромок под сварку выполняется на деталях толщиной более 3—5 мм.   Обработка   кромок   должна   быть   выполнена   механическим   способом (резцом, фрезой, абразивным кругом) или термической резкой с обязательной последующей зачисткой механическим способом. Проверьте, пользуясь шаблоном, соответствие толщины стенки, угла скоса кромок и притупления размерам, указанным в таблице. Обратите   внимание   на   конструктивные   элементы   разделки   кромок   и сборки под сварку: — угол скоса  кромок  (а),  а   в   собранном   соединении   —   угол   раскрытия кромок   (а1)   создает   удобные   условия   для   формирования   шва,   в   первую очередь — корня, и предупреждает возникновение непроваров; — притупление кромок (с) выполняется для предупреждения их прожога, но чрезмерное притупление может привести к непровару; — зазор  между кромками в корне шва  (b)  нужен для гарантированного провара корня шва. Недостаточный зазор способствует непровару, чрезмер­ ный — прожогу. Величина   конструктивных   элементов   разделки   зависит   от   толщины металла. Трубы Для выполнения сборки труб возьмите две трубы диаметром 57x3,5 длиной   200   мм   из   низкоуглеродистой   стали   20   с  V­образным   скосом кромок Проверьте, пользуясь шаблоном, соответствие толщины стенки, угла скоса кромок и притупления размерам, указанным в таблице. Подготовка кромок для газовой сварки сварных соединений из сталей Зачистите  кромки и прилегающие наружную и внутреннюю поверхности на ширину не менее 10 мм до металлического блеска. Соберите  стыковое   соединение   с   зазором   2   мм   с   помощью центрирующего приспособления. Конструкция центратора может быть любой, но она должна обеспечивать соосность стыкуемых труб и их фиксацию. Приварка   временных   креплений   к   трубе   для   стяжки   их   болтами   не применяется для труб диаметром до 100 мм. Проконтролируйте собранное соединение труб, чтобы убедиться в отсутствии дефектов сборки: ­ смещение кромок; ­ перелома осей стыкуемых труб; ­ неравномерности зазора по периметру. Выберите  присадочную   проволоку   для   выполнения   прихватки.   Для качественной низкоуглеродистой стали 20 используйте проволоку марки Св­ 08 Г2С, она обеспечивает отсутствие пор в наплавленном металле и хорошие механические свойства. Сталь Ст0; Ст1; Ст3; 10; 20. Присадочная проволока Св­08; Св­08А; св­10; ГА; Св­08ГС; Св­08Г2С. Для   толщины   3,5   мм   при   левом   способе   сварки   возьмите   проволоку диаметром 3 мм. Выберите  присадочную   проволоку   для   выполнения   прихватки.   Для качественной низкоуглеродистой стали 20 используйте проволоку марки Св­ 08 Г2С, она обеспечивает отсутствие пор в наплавленном металле и хорошие механические свойства. Очистите  проволоку, отрубите кусок длиной 500 мм. Смотайте в моток аналогично   тому,   как   вы   это   делали   перед   выполнением   прихваток   на листовой конструкции. Используйте  наконечник   №   3   для   толщины   3,5   мм.   Зажгите   и отрегулируйте нормальное пламя. Прогрейте концы стыкуемых труб для выравнивания температуры перед выполнением прихваток. Прихватите  в   нижнем   положении   собранный   стык   труб   в   двух диаметрально   противоположных   точках   с   присадочной   проволокой. Количество прихваток зависит от диаметра труб. Длина прихватки 8—12 мм.  Высота — не менее 2/3 толщины стенки, но не менее 3 мм. Погасите пламя. Зачистите прихватки и осмотрите. При обнаружении в прихватке   трещин   удалите   эту   прихватку   механическим   способом   и выполните новую, отступив несколько от первой. Проверьте еще раз после выполнения прихваток: — величину и постоянство зазора по всему периметру; — отсутствие смещения кромок; — отсутствие перелома осей труб. Контрольные вопросы Каждый вопрос имеет один или несколько правильных ответов. Выберите верный. 1. При какой максимальной толщине газовая  сварка выполняется без скоса кромок: а) до 2 мм; б) до 3 мм; в) до 5 мм. 2. Зачистка металла под сварку производится: а) только механическим способом; б) механическим   способом   с   предварительным   нагревом   пламенем сильно загрязненных поверхностей; в) оба варианта используются. 3. Под сварку зачищают: а) только кромки; б) кромки и 10—20 мм наружной поверхности; в) кромки и 10—20 мм двух поверхностей. 4. Для   удаления   ржавчины   с   поверхности   металла   лучше   использовать пламя: а) с избытком кислорода; б) нейтральное; в) с избытком ацетилена. 5. Краска лучше выгорает, соприкасаясь: а) со средней зоной пламени; б) с факелом; в) не имеет значения. Изучив мой мастер­класс и ответив на контрольные вопросы, вы сможете: производить подготовку деталей и сборку под сварку.                                          Список  литературы 1 Лаврешин   С.А.   Производственное   обучение   газосварщиков   :   учеб. пособие   для   нач.   проф.   Образования   –   М.:   Издательский   центр «Академия», 2017. 2  Гуськова Л.Н. Газосварщик: раб. Тетрадь: учеб. Пособие для нач. проф. Образования – М.: Издательский центр «Академия», 2017. 3 Юхин Н.А. Газосварщик: учеб. пособие для нач. проф. образования – М.: Издательский центр «Академия», 2015. 4   Г.Г Чернышов. Справочник электрогазосварщика и газорезчика: учеб. пособие   для   нач.   проф.   образования     –   М.   :   Издательский   центр «Академия», 2011.  5 А.И. Герасименко «Основы электрогазосварки», Учебное пособие – М: ОИЦ «Академия», 2015. 6 Маслов В.И. Сварочные работы.   Учеб. для нач. проф. образования – М.: Издательский центр «Академия», 2014. 7 Куликов О.Н. Охрана труда при производстве сварочных работ: учеб. пособие   для   нач.   проф.   образования   –   М.:   Издательский   центр «Академия», 2011.