Методическая разработка открытого урока по МДК 01.02.«Технология производства сварных конструкций» профессионального модуля ПМ.01.Подготовительно-сварочные работы и контроль качества сварных швов после сварки по теме «Технология сварки конструкций из л
методическая разработка по теме

Министерство образования, науки и молодежи Республики Крым

Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение Республики Крым

 «Симферопольский техникум железнодорожного транспорта и промышленности»

Методическая разработка  учебного занятия

МДК 01.02.«Технология производства сварных конструкций»

профессионального модуля ПМ.01.Подготовительно-сварочные работы и контроль качества сварных швов после сварки.

Профессия: код 15.01.05  «Сварщик (ручной и частично механизированной сварки (наплавки))»

Тема: «Технология сварки конструкций из  легированных сталей»

Преподаватель спецдисциплин

Новикова  Татьяна Алексеевна,

высшая квалификационная категория

Симферополь 2017

Пояснительная записка

Методическая разработка открытого урока по МДК 01.02.«Технология производства сварных конструкций»  профессионального модуля ПМ.01.Подготовительно-сварочные работы и контроль качества сварных швов после сварки  по теме «Технология сварки конструкций из  легированных сталей»  выполнена в соответствии с программой и календарно-тематическим планом учебной программы по профессии 15.01.05  «Сварщик (ручной и частично механизированной сварки (наплавки)». Занятия комбинированного типа, включающее контроль знаний, объяснение нового материала, подготовку к выполнению практического задания. Контроль знаний осуществляется по предыдущему материалу данного модуля и материалу учебной дисциплины «Основы материаловедения», форма контроля:  тестовое задание и разгадывание кроссворда. Общеобразовательная технология: проблемно-дискуссионное игровое моделирование на уроках спецтехнологии.

План занятия теоретического обучения по

МДК 01.02. «Технология производства сварных конструкций

1.Тема занятия: «Технология сварки конструкций из  легированных сталей»  

2.Цели занятия:

Обучающая:

• Приобретение теоретических знаний по выполнению  сварки легированных сталей для применения их в профессиональной деятельности;
• Создание положительной мотивации для дальнейшего обучения.

Развивающая : 

• Развитие навыков самостоятельной работы и их последующее применение в практической деятельности;
• Развитие коммуникативных навыков;
• Развитие интереса и  формирование положительной мотивации к изучаемому предмету;
• Развитие навыков сравнительного и логического мышления;
• Развитие умений учащихся работать с учебником.

Воспитательная : 

• Воспитание уважительного отношения к учебной дисциплине;
• Привитие аккуратности при работе с рабочей тетрадью и учебником;
• Формирование способности к самовыражению;
• Развитие чувства самостоятельности;
• Воспитание уверенности в профессиональной работе;
• Воспитание профессиональной гордости и чувства ответственности за качество своей работы и любви к своей профессии.

В ходе занятия у обучающихся формируются 

          Профессиональные компетенции:

• ПК 1.1. Читать чертежи средней сложности и сложных сварных металлоконструкций.
• ПК 1.2. Использовать конструкторскую, нормативно-техническую и производственно-технологическую документацию по сварке.
• ПК 1.4. Подготавливать и проверять сварочные материалы для различных способов сварки.
• ПК 1.7. Выполнять предварительный , сопутствующий (межслойный) подогрева металла.

Общие компетенции:

• ОК 1. Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес.
• ОК 2. Организовывать собственную деятельность, исходя из цели и способов ее достижения, определенных руководителем
• ОК 3. Анализировать рабочую ситуацию, осуществлять текущий и итоговый контроль, оценку и коррекцию собственной деятельности.
• ОК 4. Осуществлять поиск информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач.
• ОК 5. Использовать информационно-коммуникационные технологии в профессиональной деятельности
•  ОК 6. Работать в команде, эффективно общаться с коллегами, руководством, клиентами.

     С целью овладения профессиональными компетенциями студенты в ходе освоения темы должны:

• обобщить и систематизировать знания по видам легирующих элементов и их маркировке;
• изучить влияние легирующих элементов на механические свойства сталей и на свариваемость легированных сталей;
• изучить особенности сварки легированных сталей ;
• систематизировать знания по  технике безопасности выполнения сварочных работ.

3.Организационно-методическое обеспечение урока:

• ФГОС СПО по специальности15.01.05 Сварщик (ручной и частично механизированной сварки (наплавки);
• Программа ПМ 01, календарно-тематический план МДК 01.02.

4.Учебно-методический комплекс: опорный конспект, раздаточный материал.

5.Техническое обеспечение: компьютер, мультимедийный проектор.

6.Форма занятия: комбинированный урок

7.Общеобразовательная технология : проблемно-дискуссионное игровое моделирование на уроках спецтехнологии

8.Формы работы на уроке: групповая и индивидуальная

9.Методы: словесный (рассказ), наглядный, диалогический, проблемный, самостоятельная работа.

10.Междисциплинарные связи: «Основы материаловедения», « Химия»,

МДК 01.01.  «Основы технологии сварки и сварочное оборудование»,

МДК 01.03.«Подготовительные и сборочные операции перед сваркой».

11.Структура занятия

1. Организационный момент  и мотивация познавательной

деятельности- 5мин

2. Актуализация опорных знаний  - 8мин
3. Изучение нового материала - 20 мин
4. Закрепление нового  материала -  7мин.
5. Подведение итогов занятия и  выставление оценок-3
6. задание на дом - 2 мин.

         План изложения нового материала

1. Легирующие элементы и их влияние на свариваемость сталей.

2. Технологические особенности при выполнении сварки легированных сталей

3. Техника безопасности при выполнении электросварочных работ.

Ход урока:

Тема урока: «Технология сварки конструкций из  легированных сталей»

Лекционный материал

по теме «Технология ручной дуговой сварки легированных сталей» для проведения учебного занятия.

Легированная сталь – это сталь, которая содержит кроме углерода и обычных примесей, другие элементы, улучшающие ее свойства (слайд 4).

 Для легирования стали применяют хром, никель, марганец, кремний, вольфрам, молибден, ванадий, кобальт, титан, алюминий, медь и другие элементы. Марганец считается легирующим компонентом лишь при содержании его в стали более 1 %, а кремний – при содержании более 0,8 %.

         В сталь вводятся легирующие элементы, которые изменяют ее механические, физические и химические свойства, а также в зависимости от назначения стали в нее вводят элементы, изменяющие свойства в нужном направлении.

(слайд 5-7)

Легированная сталь многих марок приобретает высокие физико-механические свойства только после термической обработки.

По суммарному количеству легирующих элементов, которые содержатся в стали, она делится на:

- низколегированную (суммарное содержание легирующих элементов менее 2,5 %)

-среднелегированную (от 2,5 до 10 %) легирующих элементов

- высоколегированную (более 10 %) легирующих элементов (слайд 10).

     Недостатком углеродистой стали является то, что эта сталь не обладает нужным сочетанием механических свойств. С увеличением содержания углерода увеличиваются прочность и твердость, но одновременно резко уменьшаются пластичность и вязкость, растет хрупкость. Режущие инструменты из углеродистой стали очень хрупки и непригодны для выполнения операции с ударной нагрузкой на инструмент.

     Углеродистая сталь часто не отвечает требованиям ответственного машиностроения и инструментального производства. В таких случаях необходимо применять легированную сталь.

 Легирующие элементы по отношению к углероду разделяются на две группы:

1) элементы, которые образуют с углеродом устойчивые химические соединения – карбиды (хром, марганец, молибден, вольфрам, титан);  

2) элементы, не образующие в присутствии железа карбидов и входящие в твердый раствор – феррит (никель, кремний, кобальт, алюминий, медь).

    По назначению легированную сталь делят на конструкционную, инструментальную и сталь с особыми физикохимическими свойствами.

     Конструкционную сталь применяют для изготовления деталей машин; она делится на цементируемую (подвергаемую цементации) и улучшаемую (подвергаемую улучшению – закалке и высокому отпуску). К сталям с особыми свойствами относят: нержавеющие, жаростойкие, кислотостойкие, износоустойчивые, с особыми магнитными и электрическими свойствами.

Маркировка легированных сталей осуществляется следующим образом (слайд8).

     Первые одна, две, три цифры в начале марки обозначает содержание углерода (18Х2Н2 МФА, 110Г13ЧТЛА, 9ХВГСА). В конструкционных сталях углерод находится в сотых долях процента, в инструментальных – десятых долях процентов. Буквы правее цифр углерода обозначают легирующие элементы (слайд 7).

 А – азот, Б – ниобий, В – вольфрам, Г – марганец, Д – медь, Е – селен, К – кобальт, Н – никель, М – молибден, П – фосфор, Р - бор, С – кремний, Т – титан, Ф – ванадий, Х – хром, Ц – цирконий, Ч – редкоземельные металлы, Ю – алюминий (слайд10).

     Цифра стоящая после буквы указывает содержание элемента в процентах. Если цифры не стоит, то это говорит о том, что содержание соответствующего легирующего элемента составляет приблизительно 0,9 – 1,5 %. Если цифры не стоит после Mo , V, N, P3M, Ti, Ta, Nb, Zn, то это означает, что этого элемента содержится 0,2 – 0,5%; после перечисленных элементов в других случаях ставится цифра, в том числе «1». Высококачественные стали в конце марки обозначаются буквой «А» (т.е. содержание S, P, H, N, O – регламентировано). Особовысококачественные стали в конце обозначаются буквой «Ш», что говорит о выплавке стали электрошлаковым переплавом. Буква «А» в середине марки стали свидетельствует о легированности стали азотом. Если буква «А» стоит в начале марки, то это обозначает, что сталь «автоматная», с повышенным S и P, для лучшей обрабатываемости на автоматических станках.

     Легирующие элементы не только улучшают механические свойства стали (главным образом в термически обработанном состоянии), но в значительной степени изменяют ее физические и химические свойства. Влияние отдельных легирующих элементов на свойства стали сводится к (слайд 8-9).

      Марганец повышает прочность и твердость стали, увеличивает прокаливаемость, уменьшает коробление при закалке, повышает режущие свойства стали, но вместе, с тем способствует росту зерна при нагреве, чем снижает стойкость стали к ударным нагрузкам.

      Хром затрудняет рост зерна при нагреве, повышает механические свойства стали при статической и ударной нагрузке, повышает прокаливаемость и жаростойкость, режущие свойства и стойкость на истирание. При значительных количествах хрома сталь становится нержавеющей и жаростойкой.

       Кремний значительно повышает упругие свойства стали, но несколько снижает ударную вязкость.

Никель повышает упругие свойства стали, не снижая вязкости, противодействует росту зерна, улучшает прокаливаемость и механические свойства стали. При значительных количествах никеля сталь становится немагнитной, коррозионностойкой и жаропрочной.

      Молибден противодействует росту зерна, повышает твердость и режущие свойства стали вследствие образования карбидов, уменьшает склонность стали к хрупкости при отпуске, повышает жаростойкость стали.

       Кобальт повышает прочность стали при ударных нагрузках, улучшает жаропрочность и магнитные свойства стали.

       Вольфрам, так же как и молибден, повышает твердость и режущие свойства стали, уменьшает рост зерен при нагреве, повышает жаростойкость.

       Ванадий способствует раскислению стали, противодействует росту зерна, повышает твердость и режущие свойства стали.

      Титан является раскислителем стали, способствуя также удалению из нее азота, благодаря чему сталь получается более плотной, однородной и жаропрочной.

Свариваемость легированных сталей (слайд11).

   Технология сварки низколегированных металлов (слайд12).

Низколегированные стали должны обладать хорошей пластичностью, удовлетворительной свариваемостью и высокой сопротивляемостью хрупкому разрушению. Оптимальные механические свойства они приобретают после закалки или нормализации и последующего высокого отпуска. Примеры низколегированных сталей — 14Г2, 14ХГС, 15ГС и другие. Они характеризуются малым содержанием углерода (<0,18%). Высокие механические свойства низколегированных и малоуглеродистых сталей достигаются применением других присадок (марганца, хрома, никеля, кремния и других).Данные виды металла отличаются хорошей свариваемостью и хорошей ударной вязкостью с низким пределом хладноломкости (-40С° — -60С°). Они имеют мелкозернистую структуру, так как изготовляются спокойными. Наличие никели, хрома, меди увеличивает коррозионностойкость многих марок сталей.

Основными показателями свариваемости низколегированных сталей являются сопротивляемость сварных соединений холодным трещинам и хрупкому разрушению. Такие металлы обычно имеют ограниченное содержание C, Ni, Si, S и P, поэтому при соблюдении режимов сварки и правильном применении присадочных материалов горячие трещины отсутствуют. Критериями при определении диапазона режимов выполнения сварочных работ и температур предварительного подогрева служат допустимые максимальная и минимальная скорости охлаждения металла околошовной зоны. Максимально допустимые скорости охлаждения принимаются таким образом, чтобы предотвратить образование холодных трещин в металле околошовной зоны.

              Электроды для сварки низколегированных сталей ручной дуговой сваркой имеют низководородное фтористо-кальциевое покрытие. Широко применяют электроды типа Э70 по ГОСТ 9467-75. Сварку выполняют постоянным током при обратной полярности. Металл, наплавленный электродами, должен соответствовать следующему химическому составу, %: С до 0,10 ;Mn 0.8…1,2 ; Si 0,2…0.4 ; Cr 0,6…1,0 ; Mo 0,2…0.4 ; Ni 1,3…1,8 ; S до 0,03 ; Р до 0,03. Сварочный ток выбирают в зависимости от марки и диаметра электрода, при этом учитывают положение шва в пространстве, вид соединения и толщину свариваемого металла. Сварку технологических участков нужно производить без перерывов, не допуская охлаждения сварного соединения ниже температуры предварительного подогрева и нагрева его перед выполнением следующего прохода выше 200С°.

Технология сварки среднелегированных металлов (слайд13-15)

            Среднелегированные стали содержат углерод в количестве от 0,4% и более. Они легированы в основном Ni, Mo, Cr, V, W. Оптимальное сочетание прочности, вязкости и пластичности достигается после закалки и низкого отпуска. Такие среднелегированные стали, как ХВГ, ХВСГ, 9ХС, пользуются большим спросом за счет своих легирующих добавок при изготовлении сверл, разверток и протяжек.

            Чтобы обеспечить эксплуатационную надежность сварных соединений, нужно при выборе сварочных материалов стремиться к получению швов такого химического состава, при котором их механические свойства имели бы требуемые значения. Степень изменения этих свойств зависит от доли участия основного металла в формировании шва. Поэтому следует выбирать такие сварочные материалы, которые содержат легирующих элементов меньше, чем основной металл. Легирование металла шва за счет основного металла позволяет повысить свойства шва до необходимого уровня.

              При сварке среднелегированных закаливающихся высокопрочных сталей нужно выбирать такие сварочные материалы, которые обеспечат получение швов, обладающих высокой деформационной способностью при минимально возможном количестве водорода в сварочной ванне. Это достигается применением низколегированных сварочных электродов, не содержащих в покрытии органических веществ и подвергнутых высокотемпературной прокалке. Одновременно при выполнении сварочных работ следует исключить другие источники насыщения сварочной ванны водородом (влага, ржавчина и другие).

Для сварки среднелегированных сталей широко применяются аустенитные сварочные материалы. Для механизированной сварки и изготовления стержней электродов в ГОСТ 2246-70 предусмотрены проволоки марок Св-08Х20Н9Г7Т и Св-08Х21Н10Г6, а в ГОСТ 10052-75 — электроды типа ЭА-1Г6 и др. Электродные покрытия применяются вида Ф, а для механизированной сварки — основные флюсы. Для сварки среднелегированных высокопрочных сталей используют электроды типов Э-13Х25Н18, Э-08Х21Н10Г6 и другие по ГОСТ 10052-75 и ГОСТ 9467-75.

Высокое качество сварных соединений толщиной 3…5 мм достигается при аргонодуговой сварке неплавящимся электродом. При этом для увеличения проплавляющей способности дуги применяют активирующие флюсы (АФ). Сварка с АФ эффективна при механизированных способах для получения равномерной глубины проплавления. Неплавящийся электрод при сварке с АФ выбирают из наиболее стойких в эксплуатации марок активированного вольфрама.

Состав и свойства высоколегированных сталей

Высоколегированные стали имеют повышенно содержание легирующих элементов — Cr и Ni (обычно не ниже 16% и 7% соответственно). Они придают таким металлам соответствующую структуру и необходимые свойства. Высоколегированные стали по сравнению с менее легированными обладают высокой хладостойкостью, коррозионностойкостью, жаропрочностью и жаростойкостью. Несмотря на высокие свойства этих сталей, их основное служебное назначение определяет соответствующий подбор состава легирования. В соответствии с этим их можно разделить на три группы: жаростойкие, жаропрочные и коррозионностойкие.

       После соответствующей термообработки высоколегированные стали обладают высокими прочностными и пластическими свойствами. В отличие от углеродистых при закалке эти материалы приобретают повышенные пластические свойства. Структуры высоколегированных сталей очень разнообразны и зависят в основном от их химического состава, то есть от содержания основных элементов: хрома (ферритизатора) и никеля (аустенитизатора). Также на структуру влияет содержание других легирующих элементов-ферритизаторов (Mo, Ti, Si, Al, W, V) и аустенизаторов (Co, Cu, C, B).

Технология сварки высоколегированных металлов (слайд16-18)

Высоколегированные стали обладают комплексом положительных свойств. Поэтому одну и ту же марку иногда можно использовать для изготовления изделий различного назначения. В связи с этим и требования к свойствам сварных соединений будут индивидуальными. Это определит и различную технологию выполнения сварочных работ, направленную на получение сварного соединения с необходимыми свойствами, определяемыми составом металла шва и его структурой.

               Особенности сварки высоколегированных сталей определяются наличием у них характерных теплофизических свойств. Пониженный коэффициент теплопроводности сильно изменяет распределение температур в шве и околошовной зоне. Это увеличивает глубину проплавления основного металла, а с учетом повышенного коэффициента теплового расширения возрастает и коробление изделий. Поэтому для уменьшения коробления нужно применять способы и режимы, отличающиеся максимальной концентрацией тепловой энергии.

             При ручной дуговой сварке высоколегированных сталей сварочные проволоки одной по ГОСТу марки имеют широкий допуск по химическому составу. Применением электродов с фтористокальциевым покрытием достигается получение металла шва с нужным химическим составом. Тип покрытия электродов для данной сварки диктует необходимость применения тока обратной полярности. Тщательная прокалка электродов способствует уменьшению вероятности образования в швах пор и вызываемых водородом трещин.

               Газовая сварка высоколегированных сталей наименее благоприятна, для соединения этих кислотостойких сталей, которые подвержены значительной межкристаллитной коррозии. Такая сварка может использоваться для сваривания жаропрочных и жаростойких сталей толщиной 1…2 мм. Сварка ведется нормальным пламенем мощностью 70…75 л/ч на 1 мм толщины. В сварных соединениях могут образовываться большие коробления.

             Сварка под флюсом высоколегированных сталей толщиной 3…50 мм имеет большое преимущество перед ручной дуговой сваркой ввиду стабильности состава и свойств металла по всей длине шва. Это достигается отсутствием частых кратеров, образующихся при смене электродов, равномерностью плавления электродной проволоки и основного металла по длине шва, а также более надежной защитой зоны сварки от окисления легирующих компонентов кислородом воздуха. При сварке под флюсом уменьшается трудоемкость подготовительных работ, так как разделку кромок выполняют на металле толщиной свыше 12 мм (при ручной сварке — свыше 3…5 мм). Типы флюсов предопределяют их использование для сварки постоянным током обратной полярности.

Основные моменты техники безопасности при электросварке. Все части сварочного оборудования, автоматов и полуавтоматов должны быть заземлены.

Световое воздействие электрической дуги. Электрическая дуга ослепляюще действует на глаза сварщика и других близко находящихся людей. Кроме того, в спектре дуги содержатся невидимые ультрафиолетовые и инфракрасные лучи, вызывающие воспаление слизистой оболочки глаз и ожоги кожи. Для защиты лица и глаз сварщики применяют щитки или маски (ГОСТ 1361—69*) со специальными светофильтрами (ГОСТ 9497—60*).   С наружной стороны светофильтр закрывают обычным оконным стеклом, которое меняют по мере его загрязнения. При заболевании глаз (появление рези, светобоязнь) следует немедленно обратиться к врачу. До получения медицинской помощи можно делать примочки слабым раствором соды или применять цинковые глазные капли. Для предохранения от ожогов каплями металла или шлака сварщик должен иметь спецодежду из невоспламеняющегося материала, рукавицы, берет и плотно зашнурованную обувь. Ожоги также могут быть получены при неосторожном обращении с огарками электродов и при сбивании шлака. При сбивании шлака глаза сварщика должны быть защищены очками с простыми стеклами.

Проблемные вопросы  для дискуссии при объяснении нового материала:

-  Как легирующие элементы связаны с выбором сварочных материалов и особенностей ручной дуговой сварки легированных сталей? Стали   кремнемарганцевой группы 15ГС, 18Г2С и 25Г2С сваривают  электродами типа Э60А марки УОНИ-13/65.                                                                                    

- В чем заключается  подготовка металла из легированных сталей   перед сваркой?                                                                                                                                              Перед сваркой кромки тщательно зачищают от грязи, ржавчины и окалины.   Сварку выполняют предельно короткой дугой. Изделие перед сваркой подогревают до температуры 200 С, электроды перед сваркой прокаливают при 400°С в течение одного часа.   Кремнемарганцемедистые стали 10Г2СД, 10ХГСНД, 15ХСНД и 12ХГ сваривают электродами типа Э50А марки УОНИ-13/55. Изделие перед сваркой не подогревают.

- Назовите легирующие элементы в легированных сталях?                                                                

     К высоколегированным относят стали, суммарный состав легирующих элементов в которых составляет не менее 10%, при содержании одного из них не менее 8%. При этом содержание железа должно составлять не менее 45%. В основном это стали, обладающие повышенной коррозионной стойкостью или жаростойкостью.  Легирование сталей выполняют углеродом, марганцем, кремнием, молибденом, алюминием, ванадием, вольфрамом, титаном и ниобием, бором, медью, серой и фосфором.  Введение легирующих элементов меняет физические и химические особенности стали.

- Каково влияние легирующих элементов на свойства сварных соединений  из легированных сталей?

     Углерод способствует повышению прочности стали и снижению ее пластичности. Окисление углерода в процессе сварки способствует появлению пор. Кремний является раскислителем и содержание его в стали более 1% приводит к снижению свариваемости. Хром также снижает свариваемость, способствуя созданию тугоплавких окислов. Никель повышает прочность и пластичность сварочного шва, не снижая свариваемость стали.

Молибден увеличивает прочность и ударную вязкость стали, ухудшая свариваемость.

Ванадий в процессе сварочных работ сильно окисляется, поэтому его содержание в стали предусматривает введение раскислителей.    

Вольфрам тоже сильно окисляется при повышенных температурах, ухудшает свариваемость стали.

Титан и ниобий предотвращают межкристаллитную коррозию. Бор повышает прочность, но затрудняет свариваемость.

Медь повышает прочность, ударную вязкость и коррозийную стойкость стали, но снижает ее свариваемость.

Повышенное содержание в стали серы приводит к образованию горячих трещин, а фосфор способствует образованию холодных трещин.

- Какие виды дуговой сварки применяются  для получения сварных соединений из высоколегированных сталей?

Для сварки высоколегированных сталей используют как ручную дуговую, так механизированную сварку под флюсом и в среде защитных газов. Сварка выполняется при минимальном тепловложении с использованием термообработки и применением дополнительного охлаждения. Введение легирующих элементов меняет и технологические особенности стали. Так, система легирования снижает теплопроводность стали и повышает ее электрическое сопротивление. Это оказывает влияние на скорость и глубину плавления металла, что требует меньшего вложения энергии, и увеличения скорости подачи сварочной проволоки.

- Какова особенность технологии ручной дуговой сварки высоколегированных сталей?                                                                                                

             Ручную дуговую сварку высоколегированных сталей выполняют при пониженных тока обратной полярности. Сварку ведут короткой дугой ниточными валиками без поперечных колебаний. Проволока, применяемая для изготовления электродов, должна соответствовать марке стали с учетом ее свариваемости. Защитное покрытие электродов должно иметь состав, снижающий отрицательное действие повышенной температуры. К примеру, для сварки кислотостойкой стали 12X18HI0T электроды типа Э-04Х20Н9 (марки ЦЛ-11) препятствуют образования горячих трещин и межкристаллитной коррозии. Предварительный и сопутствующий подогрев снижает опасность возникновения трещин.  

Основные моменты техники безопасности при электросварке.

Все части сварочного оборудования, автоматов и полуавтоматов должны быть заземлены.

Световое воздействие электрической дуги. Электрическая дуга ослепляюще действует на глаза сварщика и других близко находящихся людей. Кроме того, в спектре дуги содержатся невидимые ультрафиолетовые и инфракрасные лучи, вызывающие воспаление слизистой оболочки глаз и ожоги кожи. Для защиты лица и глаз сварщики применяют щитки или маски (ГОСТ 1361—69*) со специальными светофильтрами (ГОСТ 9497—60*).   С наружной стороны светофильтр закрывают обычным оконным стеклом, которое меняют по мере его загрязнения. При заболевании глаз (появление рези, светобоязнь) следует немедленно обратиться к врачу. До получения медицинской помощи можно делать примочки слабым раствором соды или применять цинковые глазные капли.  Ожоги каплями жидкого металла или шлака. Для предохранения от ожогов каплями металла или шлака сварщик должен иметь спецодежду из трудновоспламеняющегося материала, рукавицы, берет и плотно зашнурованную обувь. Ожоги также могут быть получены при неосторожном обращении с огарками электродов и при сбивании шлака. При сбивании шлака глаза сварщика должны быть защищены очками с простыми стеклами

Закрепление материала (слайд 22)

А. Вопросы для закрепления нового материала

1.Какие стали называются легированными?

2.Назовите виды легированных сталей по содержанию легирующих элементов?

3.Назовите легирующие элементы и их влияние на свойства сталей?

4.В чем особенность ручной дуговой сварки низколегированных сталей?

5.В чем особенность ручной дуговой сварки среднелегированных сталей?

6.В чем особенность ручной дуговой сварки высоколегированных сталей?

7.Назовите типы и марки сварочных материалов для сварки легированных сталей

Раздаточный материал:

Б. Задание: Назвать марку стали и расшифровать её состав.

1 вариант:  ст.09Г2С; ст.13ХФА;   ст.09ГСФ;

2 вариант:  ст. 20А ; ст.20С, ст.10Х17Н13М2Т

3 вариант:  ст. 08Х18Н10Т; ст. 20ФА; ст.12Х18Н10Т

5 вариант:  ст. 10Г2ФБЮ; ст.13ХФА; ст.15Х5М

Домашнее задание: используя учебник Чернышов Г.Г. Сварочное дело, глава 15 (15.1-15.4), выписать определения, письменно ответить на вопросы параграфа.

Приложение 1

Опорный конспект

по теме урока: Технология сварки конструкций из  легированных сталей

Студент Группы ¾ _________________________________________________________________

Сталь – это сплав ………….. с ……………… , при содержании …………………… менее ……%

Свариваемость – способность стали (металла) или сочетания металлов образовывать ………………………………………………………………………………………, отвечающие  эксплуатационным требованиям.

Условия свариваемости металлов:

1.Образовывать……………………………………………………………………………………

2. Не проявлять склонность ……………………………………………………………………………………………………..

3. В сварных швах не образуются ……………………………………………………………………………………………………...

4. При сварке металла не образуются ……………………………………………………………………………………...........................

Что влияет на свариваемость стали (пронумеруйте по степени важности).

Толщина свариваемого металла.

Склонность  металла к образованию трещин при сварке.

Химический состав сплава.

Механические свойства сварного шва

        Режимы сварки

Интенсивность нагрева и охлаждения.

Вид сварки.

Техника сварки.

Температура окружающей среды.

Квалификация сварщика

 Жесткость конструкции

Что необходимо, чтобы обеспечить свариваемость  металлов с  плохой свариваемостью:

1.____________________________________________________________________________

2,____________________________________________________________________________

3,____________________________________________________________________________

4,____________________________________________________________________________

Влияние химического состава на свариваемость легированных сталей

Сталь- это сплав  Fe+C  ( до 2?14%)+S+P+ Si+Mn+ Cr+ Ni+W+V+Cu+Al+Co+…..

Сера -  ……………….. примесь  в  сталей   и содержание  ее допускается не более 0,05%. Соединение  серы с железом приводит к образованию  сернистого  железа ( Fe2S3), которое является причиной образования горячих трещин (___________________________)

Фосфор -………………. примесь в  сталей   и содержание  его  допускается не более 0,05%. Фосфор вступает в реакцию с железом при высоких температурах и образует фосфатное железо , которое ответственно за появление трещин при низких температурах                            (________________________________).

Кремний – ……………………. примесь, которой содержится 0,2-0,3%. Если кремния содержится до  0,8% , то он повышает жидкотекучесть и улучшает свариваемость , но при повышении его содержания выше 1,5% образуется тугоплавкое соединение с железом , что приводит к  снижению свариваемость стали.

Марганец - ……………………. примесь, которая при содержании до 2% не оказывает существенного влияния на свариваемость стали.  При повышении содержания марганца более 2% резко возрастают механические свойства (прочность, твердость), что приводит к риску образования холодных трещин при сварке.

               Таблица 1.Влияние легирующих компонентов  на свариваемость легированных сталей.

                                            Таблица 2.Группы свариваемости  сталей

                                              Таблица 3. Распределение марок сталей по группам свариваемости.

Трудности при сварке легированных сталей

При сварке легированных стальных конструкций идет :

• выгорание легирующих элементов,
• выделяются тугоплавкие карбиды,
• возникает самозакаливаемость металла в местах сварки,
• теплопроводность у легированной стали значительно ниже, чем у обычной углеродистой, вследствие чего возникают усадочные напряжения  и появляются трещины.

Технологические приемы сварки легированных сталей

• для защиты от выгорания  при сварке легирующих компонентов необходимо использовать  защитное покрытие для собираемой поверхности, а также использовать легированные присадки,флюсы или электроды, содержащие  легирующие компоненты;
• выбирать сварочные материалы с низким содержанием углерода и вредных примесей (серы и фосфора);
• не  допускать перегрева металлоконструкции при сварке;
• строго соблюдать рекомендованные режимы сварки для данного вида легированной стали;
• соблюдать температурный режим для соединяемой конструкции до и после сварки;

Приложение 2

Входной тест

Ф.И.О._____________________________________________________

Вопрос 1: Определите, какие из перечисленных марок сталей

для 1 группы - свариваются хорошо,

для 2 группы – свариваются удовлетворительно,

для 3 группы – свариваются ограниченно.

Ст2кп; Сталь 30; У10А; Сталь 45; ВСт0сп; Сталь35Г; БСт4пс.

1.

2.

3.

Вопрос 2: Из представленного оборудования назвать источники питания постоянного тока.

Инвертор, сварочный трансформатор, сварочный преобразователь, сварочный выпрямитель.

Ответ:

Вопрос 3:  На каком из представленного оборудования, дуга будет гореть менее устойчиво.

Сварочный выпрямитель, сварочный трансформатор, сварочный преобразователь.

Ответ:

Вопрос 4: Какие типы электродов принимают для сварки неответственных конструкций?

Э38, Э46, Э46А, Э34, Э42, Э54.

Ответ:

Вопрос 5: Выбрать электроды с рутиловым покрытием.

УОНИИ-13/45, ОЗС-2, АНО-2, АНО-3, ОЗС-3, МР-3

Ответ:

Вопрос 6: Записать марку стали, содержащую 1% углерода, 18% никеля, 8% кобальта, 5% молибдена, 1% титана.

Ответ:  

Вопрос 7: Кто имеет право присоединять и отсоединять электросварочное оборудование

Ответ:

Вопрос 8: Какую полярность применяют при сварке тонкостенных  деталей.

Ответ:

Вопрос 9: Для чего легируют стали?

ОТВЕТ:

Вопрос 10: Какие элементы являются легирующими компонентами?

ОТВЕТ:

Приложение 3

Найди ошибки, допущенные в таблице, ознакомившись с  опорным конспектом

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Приложение 4

                              Определите  класс  свариваемости  для каждой марки стали

Используемая литература

1. Касаткин Б.С., Мусияченко В.Ф. Низколегированные стали высокой прочности для сварных конструкций. - Киев.: Техника, 1970. - 188 с.
2. Сварочные работы: учебное пособие для начального профессионального образования / В.И. Маслов. - 6-е изд., стер. - М.: Издательский центр «Академия», 2007. - 240 с.
3. Справочник сварщика. Под ред. В.В. Степанова
4. Электросварка В.П. Фоминых, А.П. Яковлев
   
   

Интернет – ресурс:

- www.svarka-reska.ru

- www.svarka.net

- www· prosvarky.ru

- websvarka.ru