ЗМІСТ ЗВІТУ

1. Тема роботи. 2. Мета роботи. 3. Методика позначення зварних з'єднань на кресленнях. 4. Виконання індивідуального завдання.

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Лабораторна робота №2

ВИВЧЕННЯ ОСНОВНИХ КОНСТРУКТИВНИХ ЕЛЕМЕНТІВ

І ХАРАКТЕРИСТИК ПОКРИТИХ ЕЛЕКТРОДІВ

Мета роботи: Закріпити і поглибити лекційний матеріал про покриті зварювальні електроди; набути навички визначення відношення повного діаметра до діаметра стрижня електрода, розрахунку коефіцієнта маси покриття й випробування покрить на міцність; засвоїти методику розрахунку коефіцієнта основності (кислотності) шлаку, що утвориться при плавленні електрода.

Матеріали, інструмент:покриті електроди, мікрометр (або штангенциркуль), лінійка, ніж для очищення поверхні електрода.

ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ

Плавки електроди являють собою металеві стержні, на поверхні яких нанесені покриття визначеного складу (рис. 2.1).

Рис. 2.1 – Конструктивні елементи покритих електродів:

1 – стрижень; 2 – покриття; 3 – оголений торець; 4 – покриття різної товщини;

L ₁ – загальна довжина електроду; L ₂ – довжина покритої частини електроду

Покриття призначені для забезпечення стійкості горіння дуги, захисту металу зварювальної ванни від окиснювання, його рафінування від сірки й легування. Відповідно з ГОСТ 9466-75 і ДСТУ 3951. - 2000 “Загальні правила для зварювання плавленням. Технологічна інструкція для дугового зварювання. Випробування технологічних процесів дугового зварювання сталей” у залежності від відношення повного діаметра електрода D до діаметра стрижня d розрізняють електроди:

– із тонким покриттям (D/d ≤1,2);

– із середнім покриттям (1,2≤ D/d ≤1,45);

– із товстим покриттям (1,45< D/d ≤1,8);

– із особливо товстим покриттям (D/d >1,8).

Позначаються зазначені групи відношення D/d відповідно буквами М, С, Д, Г.

Абсолютна товщина покриття розраховується за формулою

, (2.1)

Стрижень і нанесене на нього покриття повинні мати одну вісь. У випадку зміщення осей під час плавлення електрода утворюється односторонній «козирок», що викликає небажане відхилення дуги вбік з меншою товщиною покриття. Різниця товщини (ексцентриситету) покриття , що заміряна у діаметрально протилежних ділянках електрода, не повинна перевищувати, величин, зазначених у табл. 2.1. Розраховується за формулою

, (2.2).

Таблиця 2.1 – Максимальні значення e, мм

Покриття не повинне руйнуватися при падінні електрода боком на сталеву гладку плиту з висоти 1 м (електроди діаметром 3 мм і менше) і з висоти 0,5 м (електроди діаметром 4 мм і більше). Допускаються при цьому часткові відколювання покриття загальною довжиною до 5% довжини покритої частини електрода.

Довжина оголеної від покриття ділянки, що примикає до торця електрода, не повинна перевищувати 4 мм (1 група електродів) і 3 мм (2 група електродів).

Зварювальні електроди характеризуються також коефіцієнтом маси (ваги) покриття

(2.3),

де М_П – маса електродного покриття, г; M_СП – маса ділянки стержня, на якому є покриття, г; G_е – вага електрода, г; g_c – вага одиниці довжини електродного стрижня, г; l₁ – загальна довжина електрода, см; l₂ – довжина покритої частини електрода, см.

Для виготовлення покриття електродів використовують різні матеріали (компоненти):

– газоутворюючі (крохмаль, декстрин, харчове борошно, мармур, магнезит та ін.);

– стабілізуючі, що утримують елементи з низьким потенціалом іонізації (кальцинована сода Na₂CO₃, поташ K₂CO₃, крейда CaCO₃, плавиковий шпат CaF₂ і ін.);

– шлакоутворюючі (піролюзіт MnО₂, ільменіт TiО₂, кремнезем SiО₂, крейда CaCO₃, плавиковий шпат CaF₂;

– легуючі і розкиснюючі елементи (кремній, марганець, титан, ванадій, що вводяться до складу покриття у виді відповідних сплавів із залізом);

– зв'язуючі (водяні розчини силікатів натрію Na₂O∙nSiO₂·mH₂O і калію K₂O∙nSiO₂∙mH₂O, які називають рідким склом).

Багато матеріалів, що входять до складу покриття, одночасно виконують декілька функцій, забезпечуючи, наприклад, газовий і шлаковий захист, а також розкиснення і легування зварювальної ванни.

Склад компонентів покриття підбирають також з врахуванням потреби одержання необхідної в'язкості шлаку, температури його плавлення, поверхневого і межфазного натягу, газопроникності, щільності, відокремлення від зварного шва і т.п.

Важливою характеристикою хімічних властивостей шлаку є коефіцієнти його основності K_o (чи кислотності K_k), що розраховуються з відношення:

; , (2.4)

де – сумарна масова концентрація у шлаку основних оксидів, – відповідно кислих оксидів.

При K_o >1,0 (K_k < 1) шлак вважається основним, при K_o <1 (K_k > 1 – кислим. До основних оксидів відносять оксиди FeО, MnО, CaО, MgО, Na₂O, K₂O, до кислих SiО₂, TiО₂. Амфотерними оксидами є Al₂O₃, Fe₂O₃, Cr₂O₃.

Таким чином, коефіцієнт основності шлаку може бути розраховано за формулою

, (2.5)

а коефіцієнт кислотності – за формулою

(2.6)

При підборі рецептури компонентів покриття коефіцієнти основності (або кислотності) розраховують з врахуванням їх поведінки при температурах зварювального процесу, а саме: дисоціації, участі в легуванні і розкисленні металу, ступені переходу в шлакову і газову фази і т.п. Приклад складу компонентів покриття електродів типу Э46А (ГОСТ 9467-75) марки УОНИ-13/45, приведений нижче.

Склад покриття електродів, %

1. Мармур –54

2. Плавиковий шпат – 15

3. Кварцовий пісок – 9

4. Ферросиліций – 5

5. Феромарганець – 5

6. Феротитан – 12

Всього – 100 %

Рідке скло в перерахунку

на сухий залишок – – 12

Разом – 112 %

Рідке скло вводять до складу вихідної шихти покриття додатково до основних компонентів. У цьому зв'язку розраховують дійсний склад компонентів у покритті з врахуванням додавання рідкого скла.

Одержимо наступний склад покриття, %

1. Мармур – 48,3

2. Плавиковий шпат – 13,3

3. Кварцовий пісок – 8

4. Феросиліцій – 4,5

5. Феромарганець – 4,5

6. Феротитан – 10,7

7. Рідке скло – 10,7

Разом – 100 %

ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ

1. Виміряти повний діаметр електрода з покриттям (D), діаметр стрижня електрода (), визначити відношення і товщину покриття .

2. Розрахувати різницю у товщині покриття. Для цього на 3 ділянках електрода, зміщених одна від одної на 50…100 мм за довжиною і на 120˚ по колу, зняти покриття з протилежних сторін і заміряти мікрометром (аб штангенциркулем) значення S_min і S_max. Результати вимірювання занести у таблицю 2.2.

Таблиця 2.2 – Результати вимірювань і розрахунку

Повний діаметр електроду, , мм	Діаметр стрижня електроду, , мм	Відно-шення	, мм
Ділянка 1	Ділянка 2	Ділянка 3

3. Встановити, якій групі якості за стандартом відповідає досліджуваний електрод.

4. Визначити коефіцієнт маси покриття. Для цього попередньо:

– виміряти загальну довжину електродного стрижня і довжину частини стержня, на яку нанесене покриття;

– зважуванням визначити загальну вагу електрода ();

– розрахувати вагу одиниці довжини електродного стрижня,

, г, (2.15),

де – густина металевого стрижня ( стали = 7,8 г/см³).

– розрахувати за формулою (2,3) коефіцієнт маси (ваги) покриття. Результати вимірювання і розрахунку коефіцієнта занести у таблицю 2.3.

Таблиця 2.3 – Результати вимірювань і розрахунків

Довжина стрижня, , мм	Довжина покритої частини електроду, , мм	Загальна вага електроду, , г	Вага одного см довжини електроду, г	Коефіцієнт маси (ваги) покриття

5. Оцінити міцність покриття методом скидання електрода на металеву плиту.

ЗМІСТ ЗВІТУ

1. Тема роботи. 2. Мета роботи. 3. Матеріали, інструмент. 4. Рисунок покритого електрода з конструктивними елементами. 5. Визначення відношення D / d електрода. 6. Розрахунок різниці у товщині покриття. 7. Визначення коефіцієнта маси покриття. 8. Оцінка електродного покриття на міцність. 9. Висновки.

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Лабораторна робота № 3

Поиск по сайту: