26.06.2023

Группа 512

Предмет: Техника и технология сварки ручным способом с внешним источником полимерных материалов 

Тема:   Техника и технология сварки ручным способом с внешним источником нагрева

Тема урока: Сварка нагретым инструментом и экструзионной сварки: очистка свариваемых кромок, разделка кромок под сварку и сборка

Цель урока: изучить данную тему, составить конспект урока. Ответить на вопросы письменно.

Перед сваркой контактирующие поверхности деталей необходимо очистить от посторонних веществ и загрязнений, препятствующих соединению - пыли, масла и др. Для обезжиривания могут использоваться ацетон или спирт. При необходимости применяется торцовка (срез неровностей соединяемых кромок) с удалением образовавшейся стружки.

В некоторых случаях рекомендуется путем механической зачистки удалять верхний слой, насыщенный окисленным полимером и другими продуктами окисления, образовавшимися под действием солнечного света и кислорода воздуха.

Кроме способа прямого нагрева, когда нагретый инструмент непосредственно контактирует со свариваемой деталью, применяется и сварка косвенным нагревом (с использованием промежуточного материала, подвергаемого нагреву), а также сварка с закладными нагревателями. В последнем случае в соединяемую часть (электромуфту, например) закладывается нагревательный элемент (специальная металлическая проволока), нагревающийся при пропускании через него электрического тока и расплавляющий окружающий его полимер.

       Основные типы и конструктивные элементы выполняемых швов сварных соединений листов из поливинилхлорида и полиэтилена толщиной от 2 до 20 мм (рисунок 2), их размеры, размеры швов и их предельные отклонения должны соответствовать ГОСТ 16310-80. 

Выбор типа шва обусловлен главным образом толщиной и свойствами свариваемых материалов, особенностями свариваемых конструкций и условиями нагружения в процессе эксплуатации. Качество сварных соединений существенно зависит от:

· типа сварного шва;

· подготовки изделия к сварке;

· положения нагревателя в процессе сварки;

· угла наклона прутка при подаче в шов;

· температуры;

· расхода и давления газа-теплоносителя;

· скорости и порядка укладки прутка в шов;

· расстояния от наконечника нагревателя до свариваемых поверхностей;

· усилия вдавливания размягченного прутка;

· диаметра присадочного прутка;

· диаметра отверстия наконечника нагревателя;

 а также от соблюдения сварщиком технологических приемов и режимов сварочного процесса.

 Сварка швов стыковых соединений деталей толщиной до 4 мм возможна без подготовки кромок, однако для обеспечения равномерного провара рекомендуется оставлять зазор в вершине шва шириной до 1 мм. С этой же целью при сварке стыковых, тавровых и угловых соединений деталей толщиной свыше 4 мм между краями деталей оставляют в вершине шва зазор 0,5- 1,5 мм. При сварке стыковых, угловых и тавровых соединений, особенно при толщине вертикальной стенки свыше 4 мм, для повышения прочности соединения производится скос кромок одного либо обоих свариваемых листов с одной (V-образный шов) или с двух сторон (Х-образный шов) (табл. 1). Х-образные швы более прочные, чем V-образные, так как благодаря их симметричному строению при воздействии растягивающих и изгибающих нагрузок в них не возникают дополнительные изгибающие моменты, кроме того, они требуют в 1,6- 1,7 раза меньше расхода присадочного материала, следовательно, могут быть выполнены за меньшее число проходов. При сварке нахлесточных и стыковых соединений с накладкой кромки не скашивают.

Наибольшей механической прочностью обладают стыковые соединения. Нахлесточные соединения применять не рекомендуется, так как при одной и той же толщине изделий прочность этих соединений в 6 раз меньше, чем стыковых.

Технология — совокупность процессов обработки и значений их параметров при производстве продукции. Различают технологию изготовления сварных конструкций, включающую в себя все стадии от резки заготовок до приемных испытаний, и технологию сварки, в которую входят процессы подготовки кромок, сборки, сварки и термообработки.

Подготовка кромок. Вид подготовки кромок (табл. 9.1) зависит от толщины свариваемых деталей. При толщине металла 0,5... 2 мм подготовка сводится к торцеванию или отбортовке кромок. Сварку осуществляют встык без присадочного материала. При толщине 1...4 мм отторцованные кромки собирают с зазором и сварку проводят с использованием присадки. При толщине металла свыше 5 мм выполняют V-образную разделку кромок. Для металла толщиной свыше 10 мм применяют Х-образную разделку.

Таблица 9.1
Параметры подготовки кромок

Разделка кромок — придание кромкам, подлежащим сварке, необходимой формы. Обработка кромок, осуществляемая механической или газотермической резкой, должна обеспечить определенные параметры их скоса и притупления.

Скос кромки — прямолинейный наклонный срез кромки, подлежащий сварке.

Притупление кромки — нескошенная часть торца кромки, подлежащая сварке.

Форма кромок при V-образной разделке показана на рис. 9.1.

Рис. 9.1. Параметры V-образной разделки кромок:
а — угол разделки кромок; р — угол скоса кромки; b — зазор между свариваемыми частями; с — притупление кромки

Угол разделки кромок α представляет собой угол между скошенными кромками свариваемых частей.

Угол скоса кромки β заключен между плоскостью скоса кромки и плоскостью торца.

Перед сборкой область шириной 20...30 мм, расположенная вблизи свариваемых кромок, должна быть очищена от ржавчины, грязи, краски и окалины.

Сборка. Сборку изделия под сварку осуществляют либо в специальных приспособлениях — кондукторах, жестко фиксирующих взаимное расположение деталей (рис. 9.2), либо путем наложения прихваток.

Рис. 9.2. Сборка стыка трубы в кондукторе: 1 — эксцентриковое устройство; 2 — стяжка; 3 — рукоятка; 4 — упоры; 5 — свариваемые трубы

Прихватка — это короткий сварной шов, предназначенный для фиксации свариваемых деталей в определенном положении по отношению друг к другу.

Правила соединения деталей прихватками:

1. прихватки должен накладывать тот сварщик, который впоследствии будет сваривать конструкцию;
2. прихватки выполняют на тех же режимах, что и сварку;
3. прихватки необходимо накладывать снаружи изделия;
4. прихватки не должны иметь подрезов, трещин, пор, несплавлений и других дефектов;
5. дефектные прихватки удаляют механическим способом и заменяют новыми;
6. перед сваркой прихватки очищают от шлака, флюса и других загрязнений;
7. при сварке прихватки должны быть удалены или переплавлены;
8. последовательность выполнения прихваток для различных конструкций приведена на рис. 9.3.

Рис. 9.3. Последовательность выполнения прихваток (1—8):
а — швы малой и средней длины; б — кольцевые швы; в — длинные швы

Контрольные вопросы

1. Как подготавливают детали для сварки?

2. От чего зависит качество сварных соединений?

3. Как подготавливают кромки деталей для сварки?