Формирование ориентировочно основы учебной деятельности. Изучение нового материала. |
Обеспечение восприятия и осмысления способов действий (свойств, правил, принципов, алгоритмов, методов, особенностей).
| Вернёмся к теме и целям занятия Изложение новой информации, составление алгоритма деятельности обучающихся по ее практическому применению. Содержание:
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ СВАРКИ УГЛЕРОДИСТЫХ И ЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ ОСОБЕННОСТИ СВАРКИ НИЗКОУГЛЕРОДИСТЫХ СТАЛЕЙ Низкоуглеродистые стали относятся к группе хорошо свариваемых сталей. Сварка сталей этой группы осуществляется в широких пределах тепловой мощности без подогрева перед сваркой. Углеродистые конструкционные стали применяют в основном после отжига или нормализации. Прокаливаемость сталей при содержании углерода менее 0,3 % небольшая. Тем не менее, при малом содержании углерода, но при сварке толстостенных деталей и высокой скорости охлаждения, возможно образование закалочных структур. В таких условиях обязательно необходима термообработка перед и после сварки. В качестве присадочного материала согласно ГОСТ 2246—70 можно применять все шесть марок низкоуглеродистой сварочной проволоки (Св-08; Св-08А; Св-08АА; Св-08ГА; Св-10ГА; Св-10Г2), но при условии, что данная партия металла имеет спокойную или полуспокойную плавку. Если же металл, который необходимо cварить, имеет кипящую плавку (степень раскисления «кп»), то не обходима сварочная проволока с повышенным содержанием кремния и марганца — Св-08Г2С. Вообще в сварных конструкциях используют стали всех степеней раскисления. Однако в ответственных конструкциях применяют стали спокойных плавок. Это обусловлено тем, что кипящие стали характеризуются большой неоднородностью по распределению примесей, в частности серы и фосфора, в связи с этим повышается вероятность образования горячих трещин из-за наличия серы. Кипящие стали более склонны к старению и переходу в хрупкое состояние при работе в области низких температур. При повышенном содержании фосфора в металле возможны холодные трещины. Сварку низкоуглеродистых сталей можно осуществлять левым или правым способом, и исходя из выбранного способа определить диаметр сварочной проволоки. Необходимо помнить, что при правом способе сварки коэффициент мощности пламени всегда на 20...30% больше, чем при левом. Сварку низкоуглеродистых сталей осуществляют нормальным (восстановительным) пламенем. Мощность пламени — главный показатель режима газовой сварки. Но в первую очередь нужно определить удельный коэффициент мощности пламени (расхода горючего газа) по табл. 9.1. Так как данный металл — низкоуглеродистая сталь, то расход газа составит 80... 150 л/ч на 1 мм толщины свариваемого металла. Тогда формула мощности пламени примет вид М = (80... 150)S, где S — толщина элемента (детали). Предположим, что соединение стыковое, толщина металла равна 3 мм, следовательно, мощность пламени в этом случае будет М = 100 • 3 = 300 л/ч. Это число показывает необходимую мощность пламени (расход ацетилена) для сварки стыкового соединения из низкоуглеродистой стали при условно выбранной толщине металла 3 мм. По табл. 9.2 определяют номер наконечника. Таким наконечником оказывается наконечник номер 3 с пропускной способностью 250...350 л/ч. По данным техническим условиям этот наконечник является оптимальным. К дополнительным технологическим мероприятиям (для снятия внутренних напряжений) можно отнести термическую обработку (см. гл. 10). Мероприятия по уменьшению напряжений и деформаций производятся не только при газовой сварке, но и при других видах сварочных работ. Например, проковка шва после сварки успешно применяется только при многослойной сварке. Дело в том, что при ударе молотком по шву могут образоваться мелкие трещины, которые переварятся последующими (швами) слоями. Этот способ реализуется при дуговых способах сварки. Кроме того, при ковке нельзя проковывать первый и последний шов. ОСОБЕННОСТИ СВАРКИ СРЕДНЕУГЛЕРОДИСТЫХ СТАЛЕЙ Среднеуглеродистые стали содержат 0,25...0,6% углерода. Если рассматривать среднеуглеродистые стали с точки зрения классификации свариваемости, то часть сталей с содержанием углеро- да 0,25... 0,35 % попадает в группу удовлетворительно свариваемых сталей. Технология сварки удовлетворительно свариваемых и низкоутлеродистых сталей практически одинакова. Условия свариваемости ограниченно свариваемых сталей (содержание углерода 0,35...0,45%) и плохо свариваемых (содержание углерода свыше 0,45%), значительно отличаются от двух предыдущих групп. Технологические особенности сварки ограниченно и плохо свариваемых сталей следующие. При сварке возможно образование в сварном шве и зоне термического влияния закалочных структур и трещин. Для того чтобы избежать такого результата, необходимо медленное остывание сварного соединения или шва. Деталь можно положить в остывающую печь, можно засыпать сухим песком либо перед или после сварки нагреть строго по технологическим режимам. Присадочным материалом может служить та же проволока, что и для сварки низкоуглеродистых сталей (Св-08ГА; Св-10ГА; Св-10Г2, Св-08Г2С). Повышение механических свойств сварного шва может быть достигнуто применением таких сварочных проволок, как Св-ОбНЗ и Св-18ХГС. Сварку осуществляют левым способом. Пламя строго нейтральное, при окислительном пламени будет выгорать углерод, что приведет к пористости сварного шва. Мощность пламени (удельный расход ацетилена) несколько меньше, чем при сварке низкоуглеродистых сталей — 75... 100 л/ч на 1 мм толщины свариваемого металла. Дополнительные технологические мероприятия следующие: при толщине металла свыше 3 мм необходим предварительный подогрев деталей до 250...350 °С. Местный подогрев околошовной зоны осуществляют горелками до температуры 650...700 °С. Структуру сварного шва и околошовной зоны после сварки улучшают отпуском при температуре 600...650 °С. ОСОБЕННОСТИ СВАРКИ ВЫСОКОУГЛЕРОДИСТЫХ СТАЛЕЙ Высокоуглеродистые (инструментальные) стали содержат 0,6...2% углерода. По свариваемости эти стали относят к трудно свариваемым, следовательно, сварные конструкции из этих ста- лей не изготавливают. Назначение инструментальной углеродистой стали различных марок — изготовление зубил и слесарных молотков, центров токарных станков, штампов, пуансонов и матриц, резцов, фрез, метчиков, буров по твердым породам, пил по металлу и т.д. Из этих сталей также изготавливают врубовый, бурильный инструмент и другие детали машин, которые требуют большого объема наплавочных работ, поэтому сварочные работы с этими сталями будут носить восстановительный или ремонтный характер. Удовлетворительные результаты можно получить при сварке деталей из этих сталей толщиной до 6 мм. Перед сваркой необходим предварительный подогрев до температуры 250...350°С для предупреждения появления закалочных структур и трещин. При сварке металла толщиной менее 3 мм подогрев не производится. Для сварки высокоуглеродистых сталей используется присадочная проволока с низким содержанием углерода тех же марок, что и для сварки низкоуглеродистых сталей. Предпочтительнее применять проволоку марок Св-ОбНЗ или Св-18ХГС. Сварку следует проводить левым способом, так как это снизит перегрев металла. Пламя может быть нормальным или слегка науглероживающим, поскольку даже при небольшом избытке кислорода в пламени происходит выгорание углерода и шов может быть пористым. Мощность пламени (расход горючего газа) составляет 75 л/ч на 1 мм толщины металла. Дополнительные технологические мероприятия следующие: при сварке этих сталей рекомендуется применять флюс — прокаленную буру для раскисления сварочной ванны. После сварки для снятия внутренних напряжений и улучшения структуры и механических свойств сварного соединения применяют термическую обработку, установленную для конкретной марки стали. Более подробную информацию можно найти в учебниках и справочниках по технологии металлов. ОСОБЕННОСТИ СВАРКИ НИЗКОЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ Низколегированными называются стали, в которых количество легирующих элементов (добавок) в сумме не превышает 2,5%. Легирующие добавки в сталь вводят в целях повышения прочностных свойств, но не для придания ей особых свойств (жаростойкости, окалиностойкости и т.д.). Углеродистые и низколегированные конструкционные стали (по микроструктуре) относят к одному классу — перлитному. Низколегированные стали нашли широкое применение не только в строительстве, но и в других отраслях производства. Наиболее распространенные марки этих сталей — 09Г2; 09Г2С; 10ХСНД; 15ХСНД и др. Перечисленные стали обладают хорошей свариваемостью, повышенной прочностью. При сварке этих сталей применяют сварочную проволоку следующих марок: Св-08А; Св-ГА; Св-08ГС; Св-08Г2С. Сварку можно проводить левым или правым способом. Выбор способа зависит от толщины свариваемого металла. Вид пламени — строго нормальное. Мощность пламени (номер наконечника горелки) определяется удельным расходом ацетилена на 1 мм толщины свариваемого металла, который в свою очередь зависит от выбранного способа газовой сварки. При левом способе сварки удельный расход ацетилена составляет 75... 100 л/ч, при правом — 100... 130 л/ч. Флюс не требуется. Низколегированные стали по содержанию углерода относятся к низкоуглеродистым сталям, поэтому при сварке они не закаливаются и не склонны к перегреву. В качестве дополнительных технологических мероприятий для повышения механических свойств металла шва применяют термическую обработку — нормализацию с охлаждением на воздухе. ОСОБЕННОСТИ СВАРКИ НИЗКОЛЕГИРОВАННЫХ
НИЗКОУГЛЕРОДИСТЫХ МОЛИБДЕНОВЫХ И ХРОМОМОЛИБДЕНОВЫХ СТАЛЕЙ Газовая сварка этих сталей может использоваться в теплоэнергетике при монтаже и ремонте трубопроводов и систем паровых котлов. Молибденовые стали марок 12М, 15М, 25МЛ содержат углерода соответственно 0,12; ОД 5 и 0,25 %, молибдена до 1 % (точнее 0,4...0,6%) и предназначены для работы при температуре до 500...550°С. Хромомолибденовые стали марок 12ХМ, 15ХМ содержат до 1 % хрома и молибдена, а в сталях 12Х1МФ и 15X1 MlФ кроме хрома и молибдена присутствует ванадий (до 0,2 %). Стали могут работать до температуры 580 °С. При сварке этих сталей применяют сварочную проволоку марок Св-08ХМ, Св-12ХМ, Св-18ХМА, Св-10НМ и Св-10ХНМА. Благодаря наличию хрома, никеля и особенно молибдена обеспечиваются необходимые условия работы сварных соединений (теплоустойчивость, прочность и пластичность). Сварку можно выполнять как левым, так и правым способом. Пламя строго нейтральное (восстановительное). Мощность пламени выбирается из расчета 100 л/ч (ацетилена) на 1 мм толщины свариваемых элементов. Флюс не применяют. Для сварки этих сталей дополнительно применяют следующие технологические мероприятия. Перед сваркой кромки следует зачистить до металлического блеска. Кромки должны быть скошены под углом 45°, их притупление должно составлять 0,5...0,7 мм, зазор по всей длине стыка — 0,5 мм. Сборка стыка проверяется шаблонами. Перед сваркой производится прихватка по окружности труб согласно технологической документации. Сварку выполняют отдельными участками длиной не более 15...25 мм, так как при большей длине возможно появление незаметных трещин, которые могут остаться в сварном шве. При толщине металла до 5 мм сварку ведут в один слой, при толщине более 5 мм — в два слоя. Первый корневой шов выполняют без присадочного металла в целях получения полного провара корня шва. Первым корневым швом, образно говоря, как бы «пролуживают» кромки стыка трубы. Для уменьшения выгорания хрома и молибдена сварочную ванну нужно поддерживать в более густом состоянии, но не перегревать. Сварку следует вести с минимальным количеством перерывов. При вбзобновлении сварки сварной шов в месте работы, а при сварке труб весь стык следует подогреть до 250... 300°С. После сварки стыки подвергают термической обработке — нормализации при температуре 900...950°С. ОСОБЕННОСТИ СВАРКИ НИЗКОЛЕГИРОВАННЫХ ХРОМОКРЕМНЕМАРГАНЦОВИСТЫХ СТАЛЕЙ Стали этой группы обладают повышенной прочностью и упругостью. Из сталей 20ХГС, 25ХГС, ЗОХГС и 35ХГС прокатывают тонкостенные трубы, которые идут на изготовление легких и прочных металлических конструкций. В термически обработанном состоянии эти стали имеют высокие механические показатели. Прочность стали марки 25ХГС (ов) — 8 МПа (80 кгс/мм2), относительное удлинение (5) — 10%, ударная вязкость (Оп) — 6 кгс • м/см2. Трудности при сварке этих сталей состоят в том, что они склонны к закалке и трещинообразованию. Несмотря на это, стали хорошо свариваются газовой сваркой, которая применялась в качестве основного способа сварки в период внедрения этих сталей в производство. В дальнейшем газовая сварка уступила первенство другим способам сварки. Область применения газовой сварки ограничена сваркой сталей малой толщины (0,8...3 мм). В качестве присадочной проволоки могут применяться сварочные проволоки марок Св-08, Св-08А или Св-18ХМА, Св-18ХГСА, когда требуется кроме хрома и молибдена присутствует ванадий (до 0,2 %). Стали могут работать до температуры 580 °С. При сварке этих сталей применяют сварочную проволоку марок Св-08ХМ, Св-12ХМ, Св-18ХМА, Св-10НМ и Св-10ХНМА. Благодаря наличию хрома, никеля и особенно молибдена обеспечиваются необходимые условия работы сварных соединений (теплоустойчивость, прочность и пластичность). Сварку можно выполнять как левым, так и правым способом. Пламя строго нейтральное (восстановительное). Мощность пламени выбирается из расчета 100 л/ч (ацетилена) на 1 мм толщины свариваемых элементов. Флюс не применяют. Для сварки этих сталей дополнительно применяют следующие технологические мероприятия. Перед сваркой кромки следует зачистить до металлического блеска. Кромки должны быть скошены под углом 45°, их притупление должно составлять 0,5...0,7 мм, зазор по всей длине стыка — 0,5 мм. Сборка стыка проверяется шаблонами. Перед сваркой производится прихватка по окружности труб согласно технологической документации. Сварку выполняют отдельными участками длиной не более 15...25 мм, так как при большей длине возможно появление незаметных трещин, которые могут остаться в сварном шве. При толщине металла до 5 мм сварку ведут в один слой, при толщине более 5 мм — в два слоя. Первый корневой шов выполняют без присадочного металла в целях получения полного провара корня шва. Первым корневым швом, образно говоря, как бы «пролуживают» кромки стыка трубы. Для уменьшения выгорания хрома и молибдена сварочную ванну нужно поддерживать в более густом состоянии, но не перегревать. Сварку следует вести с минимальным количеством перерывов. При вбзобновлении сварки сварной шов в месте работы, а при сварке труб весь стык следует подогреть до 250... 300°С. После сварки стыки подвергают термической обработке — нормализации при температуре 900...950°С |
Воспринимают, осмысливают способы действий. Анализируют, конкретизируют (приводят примеры) полученную информацию, сравнивают ее с известной, ранее изученной, систематизируют обобщают (делают вывод, синтезируют). Составляют алгоритм (последовательность) выполнения работы по практическому применению полученных знаний.
|
plan_to_mdk_02.02.docx
