10.03.2023

Группа 512

Предмет: Техника и технология ручной дуговой сварки( плавки, резки) неплавящимся электродом в защитном газе 

Тема: Устройство сварочного и вспомогательного оборудования

Тема урока: Вспомогательное оборудование для частично механизированной сварки (наплавки)

Цель урока: изучить данную тему, составить конспект урока. 

Од­ни­ми из важ­ных от­раслей сов­ре­мен­ной сва­роч­ной тех­ни­ки яв­ля­ют­ся свар­ка и на­плав­ка.

Свар­ка — по­луче­ние не­разъем­ных со­еди­нений пос­редс­твом ус­та­нов­ле­ния ме­жатом­ных свя­зей меж­ду со­еди­ня­емы­ми час­тя­ми при их наг­ре­вании.

Нап­лавка — на­несе­ние рас­плав­ленно­го ме­тал­ла на по­вер­хность из­де­лия, наг­ре­тую до тем­пе­рату­ры оп­лавле­ния.

Нап­лавкой мож­но уве­личить раз­ме­ры из­де­лия, а так­же при­гото­вить не­пос­редс­твен­но на ра­бочей по­вер­хнос­ти сплав, об­ла­да­ющий за­дан­ны­ми свойства­ми. Нап­лавка ис­пользу­ет­ся для ус­тра­нения де­фек­тов де­талей (тре­щины, ра­кови­ны) как при из­го­тов­ле­нии, так и при экс­плу­ата­ции. При­меняя нап­лавку из­го­тов­ля­ют би­метал­ли­чес­кие из­де­лия, у ко­торых вы­сокая проч­ность и большая дол­го­веч­ность со­чета­ют­ся с не­высо­кой сто­имостью, при этом сни­жение се­бес­то­имос­ти их про­из­водс­тва дос­ти­га­ет­ся бла­года­ря то­му, что эти из­де­лия из­го­тов­ля­ют из не­доро­гой ста­ли, а за­тем на ра­бочую по­вер­хность нап­лавля­ют ме­талл, об­ла­да­ющий тре­бу­емы­ми свойст­ва­ми.

Мно­гок­ратное вос­ста­нов­ле­ние из­но­шен­ных де­талей нап­лавкой во мно­го раз уменьша­ет рас­ход ме­тал­ла на за­пас­ные час­ти.

Уве­личе­ние стойкос­ти де­тали осо­бен­но важ­но, ес­ли от нее за­висит ра­бота вы­соко­про­из­во­дительной ма­шины — про­кат­но­го ста­на, эк­ска­вато­ра, дви­гате­ля, — так как за­мена из­но­шен­ной де­тали свя­зана с дли­тельным прос­то­ем ма­шины, не­об­хо­димой для вы­пус­ка пред­при­яти­ем про­дук­ции. Эко­номи­чес­ки вы­год­но так­же уве­личи­вать стойкость де­талей слож­ной фор­мы с точ­ны­ми раз­ме­рами, сто­имость ко­торых оп­ре­деля­ют в ос­новном за­тра­ты на ме­хани­чес­кую и тер­ми­чес­кую об­ра­бот­ку.

Ши­рокое рас­простра­нение в ма­шино- и при­борос­тро­ении по­лучи­ла нап­лавка из­но­со­стойко­го слоя на за­готов­ки инс­тру­мен­та и штам­пов.

Нап­лавлять ме­талл мож­но раз­личны­ми спо­соба­ми, на­ибо­лее рас­простра­нен­ный из них — ду­говая нап­лавка пла­вящим­ся элек­тро­дом. Ис­точни­ком теп­ло­ты в дан­ном ме­тоде яв­ля­ет­ся элек­три­чес­кая ду­га.

Элек­три­чес­кая ду­га — мощ­ный ста­бильный элек­три­чес­кий раз­ряд в сре­де и­они­зиро­ван­ных ат­мосфер­ных га­зов, соп­ро­вож­да­ющийся большим теп­ло­выде­лени­ем и све­товым из­лу­чени­ем.

Элек­три­чес­кая ду­га бы­ла от­кры­та в 1802 г. вы­да­ющим­ся рус­ским фи­зиком и элек­тро­тех­ни­ком Ва­сили­ем Вла­дими­рови­чем Пет­ро­вым (1761—1834).

Ду­говая элек­три­чес­кая свар­ка бы­ла изоб­ре­тена Ни­кола­ем Ни­кола­еви­чем Бе­нар­до­сом (1842—1905), ко­торый в 1885 г. пред­ло­жил «спо­соб со­еди­нения и разъеди­нения ме­тал­лов не­пос­редс­твен­ным действи­ем элек­три­чес­ко­го то­ка». В опы­тах Н.Н.Бе­нар­до­са пре­иму­щес­твен­но ис­пользо­валась ду­га меж­ду угольным элек­тро­дом и стальны­ми лис­та­ми, а так­же меж­ду дву­мя угольны­ми элек­тро­дами. Н.Н.Бе­нар­дос изоб­рел свар­ку в струе за­щит­но­го га­за, ду­говую рез­ку на воз­ду­хе, под во­дой и др.

Дальнейшее раз­ви­тие сва­роч­ная тех­ни­ка по­лучи­ла бла­года­ря тру­дам вы­да­юще­гося ин­же­нера-ме­тал­лурга Ни­колая Гав­ри­лови­ча Сла­вяно­ва (1854—1897).

Ра­ботая на перм­ских пу­шеч­ных за­водах, Н.Г.Сла­вянов в 1888 г. изоб­рел спо­соб ду­говой элек­трос­варки ме­тал­лов пла­вящим­ся ме­тал­ли­чес­ким элек­тро­дом.

Свое изоб­ре­тение Н.Г.Сла­вянов наз­вал «элек­три­чес­кой от­ливкой ме­тал­лов» (в то вре­мя свар­кой на­зыва­ли только куз­нечную свар­ку без рас­плав­ле­ния, из­вес­тную с древ­ности). Для пи­тания то­ком пос­тов ду­говой свар­ки Н.Г.Сла­вянов впер­вые при­менил элек­три­чес­кие ге­нера­торы. Им так­же впер­вые был сконс­тру­иро­ван ре­гуля­тор дли­ны ду­ги — про­об­раз сов­ре­мен­ных сва­роч­ных ап­па­ратов. Что­бы улуч­шить ка­чес­тво ме­тал­ла шва, Н.Г.Сла­вянов ре­комен­до­вал вво­дить в не­го рас­кисли­тели и пок­ры­вать рас­плав­ленный ме­талл сло­ем шла­ка тол­щи­ной 5…6 мм, для че­го ис­пользо­валось би­тое стек­ло (этим бы­ла пред­восхи­щена идея сов­ре­мен­ной свар­ки под сло­ем флю­са).

Ду­говая свар­ка по спо­собу Н.Г.Сла­вяно­ва пла­вящим­ся ме­тал­ли­чес­ким элек­тро­дом до нас­то­яще­го вре­мени яв­ля­ет­ся ос­новным сва­роч­ным про­цес­сом. Она как спо­соб со­еди­нения ме­тал­ли­чес­ких час­тей за пос­ледние го­ды за­во­ева­ла по­ложе­ние ве­дуще­го тех­но­логи­чес­ко­го про­цес­са во мно­гих от­раслях про­мыш­леннос­ти. Ду­говая нап­лавка раз­ви­валась го­раз­до мед­леннее. Хо­тя руч­ная нап­лавка от­кры­той ду­гой из­вес­тна с 1920-х гг., ее про­мыш­ленно­му при­мене­нию пре­пятс­тво­вали не­кото­рые не­дос­татки, при­сущие это­му спо­собу: низ­кая про­из­во­дительность, тя­желые ус­ло­вия тру­да и, са­мое глав­ное, оби­лие раз­личных де­фек­тов в нап­лавлен­ном слое.

Для раз­ви­тия свар­ки и нап­лавки бы­ли раз­ра­бота­ны спе­ци­альные флю­сы, элек­трод­ные про­воло­ки и лен­ты, спо­собы пре­дуп­режде­ния ме­тал­лурги­чес­ких по­роков в нап­лавлен­ном слое, ме­тоды по­луче­ния нап­лавлен­но­го ме­тал­ла за­дан­но­го хи­мичес­ко­го сос­та­ва, ап­па­раты, ус­та­нов­ки и стан­ки для ме­хани­зиро­ван­ной нап­лавки раз­но­об­разных из­де­лий.

Су­щес­твен­ным дос­ти­жени­ем сва­роч­ной тех­ни­ки яв­ля­ет­ся спо­соб свар­ки и нап­лавки по­рош­ко­вой про­воло­кой с внут­ренней за­щитой. При из­го­тов­ле­нии та­кой про­воло­ки в сос­тав по­рош­ка вмес­те с ле­гиру­ющи­ми ма­тери­ала­ми вво­дят ми­нера­лы и га­зо­об­ра­зу­ющие ве­щес­тва. В про­цес­се плав­ле­ния про­воло­ки с внут­ренней за­щитой об­ра­зу­ет­ся не­большое ко­личес­тво шла­ка и за­щит­ный газ, что поз­во­ля­ет обойтись без до­пол­ни­тельных за­щит­ных средств. Нап­лавка и свар­ка от­кры­той ду­гой це­лесо­об­разна в тех слу­ча­ях, ког­да зат­рудни­тельна по­дача флю­са или нуж­но вес­ти ви­зу­альное наб­лю­дение за ду­гой и уп­равлять ею, нап­ри­мер, при за­вар­ке де­фек­тов литья и при свар­ке ко­рот­ких кри­воли­нейных швов.

Ме­хани­зиро­ван­ная нап­лавка про­кат­ных вал­ков, де­талей ме­тал­лурги­чес­ко­го обо­рудо­вания, же­лез­но­дорож­ных бан­да­жей, де­талей гу­сенич­ных трак­то­ров и мно­гих дру­гих из­де­лий, внед­ренная на сот­нях пред­при­ятий, ста­ла од­ним из важ­ных средств эко­номии ме­тал­ла.

Ог­ромный эко­номи­чес­кий эф­фект был по­лучен при ис­пользо­вании нап­лавки для ре­мон­та обо­рудо­вания ме­тал­лурги­чес­кой и гор­но­руд­ной про­мыш­леннос­ти и тран­спор­та. Бла­года­ря вос­ста­нов­ле­нию нап­лавкой из­но­шен­ных про­кат­ных вал­ков и дру­гих де­талей ме­тал­лурги­чес­ко­го обо­рудо­вания их рас­ход на тон­ну про­ката и дру­гой про­дук­ции сни­зил­ся в два с лиш­ним ра­за.

Мил­ли­оны из­но­шен­ных де­талей трак­то­ров, ав­то­моби­лей и сельско­хозяйствен­ных ма­шин, ко­торые раньше шли в лом, вос­ста­нав­ли­ва­ют­ся ме­хани­зиро­ван­ной нап­лавкой в спе­ци­али­зиро­ван­ных ре­мон­тных це­хах.

Ши­роко ис­пользу­ет­ся нап­лавка при уп­рочне­нии де­талей в про­цес­се их из­го­тов­ле­ния. Так, для де­талей поч­во­об­ра­баты­ва­ющей тех­ни­ки (ле­мехи, ла­пы, дис­ки и др.) в це­лях уве­личе­ния их из­но­сос­тойкос­ти ши­роко при­меня­ет­ся ин­дукци­он­ная нап­лавка твер­ды­ми спла­вами.

На сме­ну на­ибо­лее ши­роко при­меня­емых в про­мыш­леннос­ти ме­тодов нап­лавки (ав­то­мати­чес­кая элек­тро­дуго­вая нап­лавка под сло­ем флю­са про­воло­кой и лен­той, нап­лавка пла­вящим­ся элек­тро­дом в сре­де за­щит­ных га­зов) в пос­леднее вре­мя ста­ли ши­роко при­меняться ме­тоды нап­лавки с ис­пользо­вани­ем плаз­мы и лу­ча ла­зера.

В пос­ледние го­ды уве­личи­ва­ет­ся пот­ребность в вы­пус­ке элек­трод­ной про­воло­ки, спе­ци­альных флю­сов, за­щит­ных га­зов и дру­гих ма­тери­алов, не­об­хо­димых для из­но­со­стойкой нап­лавки. Со­от­ветс­твен­но, уве­личи­ва­ет­ся пот­ребность в про­из­водс­тве сва­роч­но­го и нап­ла­воч­но­го обо­рудо­вания, а так­же в ор­га­низа­ции под­го­тов­ки и обу­чении кад­ров — спе­ци­алис­тов по свар­ке и нап­лавке ме­тал­лов.

Под­го­тов­ка спе­ци­алис­тов по свар­ке и нап­лавке ме­тал­лов тре­бу­ет от них твер­дых зна­ний ме­тодов на­несе­ния пок­ры­тий, при­меня­емо­го обо­рудо­вания и ма­тери­алов, ре­комен­да­ций по их ис­пользо­ванию в прак­ти­чес­кой ра­боте, со­от­ветс­тву­ющих на­выков, в том чис­ле и по ус­тра­нению ме­тал­лурги­чес­ких де­фек­тов.