Ручная дуговая сварка неплавящимся электродом активных и тугоплавких металлов

СОДЕРЖАНИЕ

Введение……………………………………………………………………………….3

1Ручная дуговая сварка неплавящимся электродом активных и тугоплавких

металлов……………………………………………………………………………….6

1.1 Характеристика металлов………………………………………………………...6

1.2 Характеристика свариваемости активных и тугоплавких металлов…………..8

1.3 Особенности сварки активных и тугоплавких металлов……………………….9

1.4 Подбор сварочных материалов…………………………………………………..10

1.5 Технология сварки титана и его сплавов………………………………………..12

1.6 Технология сварки молибдена и его сплавов…………………………………...16

1.7 Сварка циркония…………………………………………………………………..17

1.8 Сварка ниобия……………………………………………………………………..18

1.9 Сварка вольфрама и хрома………………………………………………………..18

1.10 Контроль качества сварных соединений и швов……………………………..19

2 Техника безопасности при сварке активных и тугоплавких металлов….............21

Литература………………………………………………………………………………25

ВВЕДЕНИЕ

Сложные конструкции, как правило, получают в результате объединения между собой отдельных элементов (деталей, агрега­тов, узлов). Такие объединения могут выполняться с помощью разъемных или неразъемных соединений.

В соответствии с ГОСТ 2601—74 сварка определяется как про­цесс получения неразъемных соединений посредством установле­ния межатомных связей между свариваемыми частями при их мест­ном или общем нагреве, пластическом деформировании или со­вместном действии того и другого.

Неразъемные соединения, выполненные с помощью сварки, называют сварными соединениями. Чаще всего с помощью сварки соединяют детали из металлов. Однако сварные соединения при­меняют и для деталей из неметаллов — пластмасс, керамик или их сочетаний.

Использование сварных соединений расширяет технические возможности создания более совершенных конструкций, позволяет обеспечить высокие производственные показатели при их изготовлении и улучшить условия труда работающих.

Электрическая дуговая сварка в современном производстве получила большое развитие и является одним из ведущих технологических процессов обработки металлов. достоинства сварных соединений обеспечили их широкое применение в изделиях разного назначения.

Использование сварки при создании конструкций позволяет экономить материалы и время. При этом открываются большие возможности механизации и автоматизации производства, создаются предпосылки для повышения производительности и улучшаются условия труда работающих.

Сварка — такой же необходимый технологический процесс, как и обработка металлов резанием, литье, ковка и штамповка. Высокая производительность и

технологические возможности свар­ки обеспечили ее широкое применение для создания неразъем­ных соединений при производстве металлургического, химиче­ского и энергетического оборудования, различных трубопрово­дов, изготовлении и ремонте судов, автомобилей, самолетов, тур­бин, котлов, реакторов, строительных и других конструкций.

Перспективы сварки, как в научном, так и в техническом пла­не безграничны. Ее применение способствует совершенствованию машиностроения и развитию ракетостроения, атомной энергети­ки и радиоэлектроники.

Одно из наиболее перспективных направлений в сварочном производстве — широкое применение механизированной и авто­матической сварки. Речь идет как о механизации и автоматизации самих сварочных процессов (т.е. переходе от ручного труда свар­щика к механизированному), так и о комплексной механизации и автоматизации всех видов работ (заготовительные, сборочные и др.), связанных с изготовлением сварных конструкций и создани­ем поточных и автоматических производственных линий.

С развитием техники возникает необходимость сваривать дета­ли толщиной от нескольких микрометров (в микроэлектронике) до десятков сантиметров и даже метров (в тяжелом машиностро­ении). Все чаще в сварных конструкциях наряду с углеродистыми и низколегированными сталями используют специальные стали, легкие сплавы и сплавы на основе титана, молибдена, хрома, циркония и других металлов, а также разнородные и композици­онные материалы, в связи с чем постоянно расширяется набор применяемых видов и способов сварки.

Однако необходимо отметить, что сварка является лишь определенным технологическим способом получения неразъемных соединений, а поэтому сама по себе не может являться самостоятельным производством или служить самоцелью какого-либо производственного процесса. Она должна рассматриваться как средство достижения иной цели - получения сварных конструкций определенного назначения. Изготовление же сварных конструкций сложно, имеет свои особенности, включает ряд разных работ: получение заготовок и деталей, отвечающих необходимым требованиям позиции сварки, подготовку их под сварку, сборку, транспортировку, дополнительную доработку, контроль и т.п., без которых сварка не может производиться и которые с ней тесно связаны.

Дальнейший прогресс возможен только при условии комплексной механизации и автоматизации всего производственного процесса, включая заготовительные, сборочные, транспортные, отделочные, контрольные и вспомогательные операции. Для дальнейшего совершенствования производства сварных конструкций и увеличения доли механизированной сварки необходимо изыскание и создание оборудования и форм организации работ, позволяющих интенсифицировать основные и вспомогательные операции не в произвольно увеличенной степени, а в той мере, в какой они одновременно соответствуют и требованиям научно-технического прогресса, и условиям экономической эффективности использования создаваемых средств при соответственно наивысшем организационно-техническом уровне производства в целом.

Высокая технологичность сварных конструкций и упрощение технологии их изготовления являются основой снижения производственных затрат. Это выражается в сокращении сроков освоения производства, снижении трудоемкости и себестоимости выпускаемых изделий. Современный технический прогресс в промышленности не­разрывно связан с совершенствованием сварочного производства.

 

 

 

ХАРАКТЕРИСТИКА МЕТАЛЛОВ

 

По сочетанию свойств и доступности для практического применения имеют значение вольфрам, молибден, ниобий, тантал, ванадий и цирконий.

Необходимость применения в промышленности тугоплавких металлов определяется их специфическими свойствами — прочностью при повышенных температурах, коррозионной стойкостью в некоторых агрессивных средах и пр. Некоторые из основных свойств тугоплавких металлов приведены в таблице.

Соединения циркония с примесями внедрения хрупки аналогично соединениям других тугоплавких металлов.

При изготовлении полуфабрикатов и изделий из тугоплавких металлов их необходимо изолировать от контакта с воздухом при всех операциях нагрева: изделия из тантала и ниобия — при 100°С и выше, из ванадия и циркония — при 250°С и выше, а из молибдена и вольфрама— при 500°С и выше.

При определенных условиях производства из тугоплавких металлов можно получать практически все виды металлических полуфабрикатов: поковки, штамповки, листы, фольгу, трубы, прутки, проволоку и т. п.

Тугоплавкие металлы могут работать в вакууме, в восстановительной и нейтральной атмосферах и в некоторых агрессивных и жидкометаллических средах. В окислительной атмосфере при высокой температуре тугоплавкие металлы не жаростойки; в этом случае их можно применять со специальным защитным покрытием.

Небольшие количества примесей внедрения — кислорода, азота, углерода (для ниобия и тантала и водорода), а также таких примесей, как кремний, железо, никель, сера, висмут и др., заметно влияют на свойства (и особенно на пластичность) тугоплавких металлов.

Вольфрам широко применяется в электроламповой, радиотехнической и электровакуумной промышленности (нити накаливания, катоды, нагреватели и экраны печей и другие детали).

Удовлетворительная прочность, достаточно высокие значения жаропрочности, пластичности, высокая коррозионная стойкость в различных средах, высокая температура плавления и низкий температурный интервал перехода из пластичного состояния в хрупкое состояние делают ниобий одним из перспективных тугоплавких металлов. Ниобий применяют при изготовлении химического оборудования, электронно-вакуумных приборов и для производства различных коррозионностойких сплавов.Наиболее пластичным из группы тугоплавких металлов является тантал. Он хорошо обрабатывается давлением всеми известными методами. В отличие от других тугоплавких металлов тантал достаточно пластичен при низкой температуре — вплоть до — 196°С.

Чистый ванадий обладает высокой пластичностью и хорошей способностью подвергаться всевозможным видам обработки давлением (ковке, штамповке, прокатке, прессованию, волочению и т. д.). Ванадий обладает стойкостью к воздействию морской воды, разбавленной соляной кислоты, растворов щелочей. Из пластичного ванадия можно изготовлять листы, прутки, проволоку и т. п. Металлический цирконий высокой чистоты обладает хорошей способностью к пластической деформации, удовлетворительными механическими свойствами, высокой температурой плавления, стойкостью против коррозии в химически агрессивных средах и к воздействию водяного пара и воды. Цирконий хорошо поддается точечной сварке, скручиванию и особенно хорошо обработке резанием. Цирконий применяется в вакуумной технике, электротехнике, машиностроении, оптике и светотехнике. Благодаря высокой коррозионной стойкости в агрессивных средах цирконий и сплавы на его основе применяют в качестве конструкционных материалов в химическом машиностроении.

 

ПОДБОР СВАРОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Неплавящиеся электроды применяют главным образом для сварки в защитном газе и плазменной сварки и резки. Неплавящнмися электродами служат вольфрамовая проволока — прутки. Вольфрам — тугоплавкий металл, температура его плавления достигает 4500 °С, поэтому при сварке его расход незначителен. Применение вольфрамовых электродов позволяет осуществлять аргонодуговую сварку раз личных высоколегированных сталей и цветных металлов без присадочного или с присадочным материалом, обеспечивая при этом хорошую защиту зоны сварки инертным газом. ГОСТ 23949—80 преду-, сматривает несколько марок вольфрамовых электродов:

ЭВЧ, которые изготовляют из вольфрама без легирующих примесей и поставляют в виде прутков длиной 77, 150, 200 и 300 мм при диаметре 1-10 мм и в мотках при диаметре проволоки 0,5 мм;

лантанированные ЭВЛ с присадкой 1—1,4 % оксида лантана — выпускают только в прутках. Они улучшают стабильность горения дуги и уменьшают расход электродов при сварке;

иттрированные ЭВИ-1 с присадкой 1,5—2,3% оксида иттрия обеспечивают более легкое зажигание дуги и малый расход электродного металла. Вольфрамовые электроды применяют также для плазменной резки, когда плазмообразующий газ не содержит кислорода. В качестве материала для электродов, работающих в кислородсодержащих средах, используют гафний и цирконий. Хотя теплофизические свойства этих материалов значительно ниже чем у вольфрама (теплопроводность и температура плавления), они менее подвержены окислению в кислородсодержащих средах.

Для улучшения теплоотвода и повышения термической стойкости при высокой температуре электроды из гафния или циркония заключают в специальные медные державки, укрепленные в плазмотронах. Кроме вольфрама, гафния и циркония неплавящимися электродами служат угольные и графитизированные стержни, применяемые для воздушно-дуговой резки стали и сварки меди. Угольные электроды изготовляют путем прессования и последующей термической обработки угольного порошка. Их изготовляют в виде стержней круглого и прямоугольного сечения. Для сварки изготовляют круглые стержни диаметром 4—18 мм и длиной 250 мм. Для улучшения теплофизических свойств и большей стойкости угольные стержни подвергают графитизации путем термической обработки при температуре 2600 °С. Графитизация уменьшает омическое сопротивление электродов в 4 раза, поэтому они меньше нагреваются, меньше окисляются (сгорают) и применяются при токе большей величины. Для этой же цели применяют омеднение поверхности электродов. При эксплуатации неплавящихся электродов следует придерживаться технологических правил, обеспечивающих качественное выполнение сварки или резки, а также меньший износ электрода в процессе работы, В частности, при сварке алюминия и его сплавов вольфрамовым электродом необходимо применять переменный ток и электроды ЭВЛ или ЭВИ. Необходимо также выполнять технологические рекомендации по заточке конца электрода и его закреплению.

СВАРКА ЦИРКОНИЯ

 

Цирконий по свариваемости близок к титану. Поэтому для него применимы та же техника сварки и практически те же режимы, что и для титана. Перед сваркой кромки деталей подвергают травлению в растворе, состоящем из 45% HNO₃, 10% HF и 45% Н₂О.

 

Таблица 2 Размеры структурных участков соединения из молибдена толщиной 3 мм, сваренного разными способами

 

Сварка	Максимальная ширина участка, мм	Общая ширина участков металла, претерпевших структурные изменения
Шов	Околошовная зона
Электродуговая неплавящимся электродом Электроннолучевая	4,2 1,5	2,1 0,8	8,4 3,1

 

Прочность соединений из технического нелегированного циркония близка к таким же свойствам основного металла. Однако пластические свойства швов на цирконии и особенно его сплавах, выполненных автоматической дуговой сваркой в среде инертного газа без присадки, заметно снижаются по сравнению с пластичностью металла.

 

СВАРКА НИОБИЯ

 

Техника сварки металла ниобия предполагает максимальное исключение из его состава вредных соединений, в частности образований газа. Например, сплав ВН-2АЭ получают с помощью электроннолучевого метода. Он состоит из: ниобия — Nb; 3,5-4,7 % — Мо; 0,5-0,9 % — Zr.

Допустимое содержание примеси в сплаве, которая измеряется в % по массе:
0,02О₂, 0,005H₂ и 0,03N₂.

Процедуру травления кромки нужно проводить таким раствором:

HF — 22 %; HNO₃ — 8 %; H₂SO₄— 15 %; Н₂О — 55 %.

 

СВАРКА ВОЛЬФРАМА И ХРОМА

 

При сваривании этого металла в пределах нормальной температуры получают хрупкие швы, в которых могут образовываться трещины. Устранить этот недостаток можно путем подогрева до температуры 500° С и больше основного металла. При этом проводить сваривание нужно без жестких закреплений. Пластика таких швов повышается с помощью термообработки: нагревание до 1800° С, часовой выдержкой и охлаждением в печи. Хромовые швы с нормальной температурой сварки имеют низкую пластичность. Технический хром с толщиной от 1 до 2 мм по прочности достигает отметки в 30 кгс/мм². Это на 10 кгс/мм² меньше прочности основного металла. При этом величина относительного удлинения равна 7 %.

Для сваривания хрома камеру нужно разрядить, то есть давление должно находиться в пределах (6-8)*10^-6 мм рт. ст.. Особенно это касается электроннолучевого метода сварки.

 

ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

 

В соответствии с конституцией Республики Казахстан в интересах ныне живущего и будущих поколений принимаются меры для охраны и рациональ­ного использования земли и ее недр, водных ресурсов, раститель­ного и животного мира, для сохранения в чистоте воздуха и воды, обеспечения воспроизводства природных богатств и улучшения окружающей человека среды. Эти мероприятия в годовых планах предприятий группируются по разделам: охрана и использование водных ресурсов, охрана воздушного бассейна, охрана и рациональ­ное использование земель, охрана и использование минеральных ресурсов.

Охрана и использование водных ресурсов предусматривают мероприятия по возведению сооружений для забора воды из водо­емов, очистки сто1шых вод, систем оборотного водоснабжения с целью уменьшения безвозвратных потерь воды и др.

В сварочном производстве на многих предприятиях применяют систему оборотного водоснабжения, воду, используемую для охлаж­дения сварочного оборудования, многократно используют после ее естественного охлаждения. Охрана воздушного бассейна предусматривает мероприятия по обезвреживанию вредных для человека и окружающей среды ве­ществ, выбрасываемых с отходящими газами: сооружение очистных установок в виде мокрых и сухих пылеуловителей, для химической и электрической очистки газов, а также для улавливания ценных веществ, утилизации отходов и др. Например, из отходящих про­дуктов сгорания производят сжиженный углекислый газ для сва­рочных и других целей.

Охрана и рациональное использование земель предусматривают мероприятия, направленные на сокращение выхода земель из сель­скохозяйственного оборота, предохранение их от эрозии и других разрушительных процессов, рекультивацию земель и др.

Охрана и рациональное использование минеральных ресурсов предусматривают мероприятия по совершенствованию систем и методов разработки месторождений полезных ископаемых и схем обогащения руд, использованию отходов металлургического произ­водства и машиностроения, повышению извлечения из руд попут­ных ценных компонентов и др. Деятельность предприятия не должна нарушать нормальных условий работы других предприятий и организаций, ухудшать бытовые условия населения. С этой целью в годовых планах предусматриваются также меры борьбы с произ­водственными шумами, вибрациями, воздействиями электрических и магнитных полей. Шум, создаваемый сварочным оборудованием, должен быть минимальным.

Источники питания сварочной дуги, а также ряд электрических устройств, применяемых в сварочных автоматах и полуавтоматах, создают помехи радио - и телеприему. С целью устранения этого явления во всех типах сварочного оборудования, создающего такие помехи, устанавливают помехозащитные устройства.

 

ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

СВАРОЧНЫЙ БИЗНЕС

Если новую достойную работу найти не удалось, можно попробовать начать собственное дело. Прежде всего, необходимо определиться, какими видами сварки, буду заниматься, и какова моя квалификация или квалификация сварщиков которых надо нанять. От этого будет зависеть список выполняемых сварочных работ. Мне необходимо точно знать какими видами сварки владеют сварщики, какие металлоконструкции приходилось им сваривать, умеют ли они читать чертежи и т.д. Так же необходимо составить перечень услуг и выполняемых работ. Это поможет сориентироваться, какое оборудование потребуется и как лучше организовать свое дело.

В сварочном бизнесе большую роль играет опыт сварщика. Поэтому необходимо уделить должное внимание поиску хотя бы одного профессионала, имеющего большой опыт различных сварочных работ. После этого попробую решить, как рекламировать свои услуги. Начинать бизнес проще всего оказываю услуги физическим лицам, т.е. населению. А уже потом, когда наберусь опыта, можно будет начинать работать с организациями. Работать с населением намного, но менее прибыльней, чем с организациями. Населению, как правило, требуется что-то приварить, заменить, отремонтировать, изготовить и т.п. Объемы, как правило, не очень большие, но есть и свои плюсы. Потому что для работы не требуется, каких либо лицензий, допусков, а так же преимущество в простом оформлении индивидуального предпринимательства и небольшие налоги. Расчет, как правило, происходи сразу после выполнения работ.

С организациями работать немного сложнее, но прибыльней чем с населением. Для работы со многими организациями придется открывать расчетный счет в банке, придется вести бухгалтерию для отчета перед налоговыми органами.

На отдельные виды деятельности нужны строительные допуска, лицензии (почти все монтажные, демонтажные и пуско-наладочные работы требуют допусков или лицензий), на определенные виды металлоизделий и услуги нужны сертификаты. Расчет иногда приходиться ждать подолгу. Но, при грамотно организованном деле, такая работа очень выгодна и может приносить очень хорошую прибыль.

 

БИЗНЕС ИДЕИ

 

В современных условиях существует много видов сварки и без сварки практически не может обойтись ни одна отрасль экономики. Сварка труб и других металлоконструкций – бизнес, актуальный и прибыльный. Практика показывает, что владение сварочным мастерством приносит человеку немало

заказов, как в условиях города, так и в сельской местности любого региона.

Основное и наиболее важное требование для начала работы сварочной службы заключается в том, что вы должны иметь сертификат. Владение и эксплуатация сварочных услуг может быть весьма выгодна. Сварочная служба может быть стационарной или на мобильной основе. Установление ставки платежей для работ осуществляется в двух форматах. Первый – платежный метод, взимание платы за работу, это означает, что вы будете брать плату с клиента перед началом работы. Второй и более распространенный, платежный метод – взимать почасовую плату за услуги.

В настоящее время услуги сварочных работ могут оцениваться между 4000 тг. и 9000 тг. в час на человека (так же учитывается и сложность объекта). Для реализации потребуется – оборудование, персонал и место размещения фирмы.

Сварка в быту бывает востребовано постоянно: то металлические трубы надо приварить, то конструкции из полипропилена. Поэтому профессиональный сварщик, никогда без работы не останется, даже если его родной завод или предприятия обанкротилось.

Если позволяют финансовые возможности, можно создать многопрофильную фирму, предоставляющую сварочные услуги, включая все виды сварки: сварку металлических и полипропиленовых труб, газосварку, электросварку, аргонно-дуговую сварку, воздушно-пламенную резку и т.д.

Освоение сварочного дела тщательным образом и осуществление идее бизнеса на предоставлении услуг электросварщика приносит некоторым гражданам высокую прибыль. Сварщику-новичку, решившему открыть свой небольшой частный бизнес, сначала придется работать по объявлениям. Можно даже дать свое собственное объявление: «Предоставляю услуги сварщика по такой-то цене» на популярных досках объявлений в Интернете, или же через газету. Как правило затраты на рекламу потребуются на первоначальном этапе. В дальнейшем, за счет постоянных заказчиков и работы на крупных объектах можно значительно уменьшить рекламные расходы, а в перспективе вообще свести их практически к нулю.

Сварка труб и других металлоконструкций – бизнес, актуальный и прибыльный в практически любых экономических условиях. Для организации своего дело по сварке труб с нуля необходимо разработать бизнес план и определиться с комплексом сварочных работ и сопутствующих услуг. Если позволяют ваши финансовые возможности, остановите свой выбор на организации многопрофильной фирмы, предоставляющую сварочные услуги, включая сварку металлических и полипропиленовых труб, газосварку, электросварку, аргонно-дуговую сварку, воздушно-пламенную резку и т.д.

Для реализации идеи малого бизнеса по сварке труб необходимо приобретение качественного сварочного оборудования, инструментов и принадлежностей.

Электросварочное оборудование: сварочные инверторы; трансформаторы; установки для аргонно-дуговой сварки; источники и установки пламенной резки; комплектующие к установкам; горелки к сварочным полуавтоматам; электрододержатели, сварочные кабели.

Газосварочное оборудование: газовые баллоны, газовые редукторы, паяльные лампы, горелки, резаки, сварочные ацетиленовые генераторы; столы сварщика, столы пламенной резки; тепловентиляторы, тепловые завесы, компрессоры, агрегаты, бензиновые и дизельные электростанции; огнетушители, силовые кабели, комплектующие.

Найти надежных поставщиков сварочных материалов (сварочные электроды и др.), а также заключить типовые договоры на ремонт и текущее обслуживание оборудования. Приобрести средства защиты (маски и стекла сварщика, защитные очки, костюмы сварщика, средства защиты органов дыхания, рукавицы, краги, перчатки). Разработать инструкции для персонала и требования к технике безопасности.

При выборе производственного помещения для сварки труб учитывайте площади, необходимы для размещения сварочного оборудования, складские и технические площади. Для рекламы бизнеса по сварке труб, необходимо дать предпочтение рекламе в Интернете и отраслевых изданиях. Основная финансовая нагрузка на рекламу придется на первый период развития бизнеса. В дальнейшем, за счет постоянных заказчиков и работы на крупных объектах можно уменьшить рекламные расходы.

Изготовление решеток, оград.

Производство можно наладить в гараже. Для начала нужны следующие инструменты: сварочный аппарат (бытовой, стоит от 7000 тг. до 15000 тг., но лучше полуавтомат); перфоратор (около 7000 тг.); болгарка (около 7000 тг.); электроды, отрезные круги и прочая недорогая мелочь.

Хорошим спросом пользуются решетки из гнутого металла (полосы, прута), они не дороги (от 3000 тг. за 1 м²), а расход материала такой же, как и в простых решетках. Около половины заказов оплачивают по безналичному расчету, поэтому желательно стать ЧП (частным предпринимателем, желательно на едином налоге) и открыть счет в банке. По безналу удобно покупать металлопрокат. Для рекламы достаточно дать объявления в 2-3 газеты (но реклама должна быть круглогодичной).

Структурирования бизнес – плана сварочного бизнеса

1.Какие сварочные услуги производить?

2.Назначение сварочных услуг.

3.Чем будет отличаться планируемые сварочные услуги от аналогичной продукции других производителей?

4. Кратко рассказать, в чем заключается процесс производства.

5. Какое сырье будете использовать и где будете его брать?

6. Какое оборудование необходимо для производства? Где его можно купить?

7. Требует ли производство определенных навыков и специальностей? Если да, то каких?

8. Сколько работников необходимо вовлечь в производство?

9.Как вы будете осуществлять контроль за качеством сварочных услуг?

 

 

ЛИТЕРАТУРА

1. Малышев Б.Д. Безопасность труда при выполнении сварочных работ в строительстве: Учебное пособие для СПТУ – М.: Стройиздат, 1988 – 88с., ил.

2. Моцахин С.Б. Контроль Качества сварных соединений и конструкций: Учебник для техникумов. – М.: Стройиздат. 1989 – 232с., ил.

3. Рыбаков В.М. Сварка и резка металлов: Учебник для СПТУ – 2-е издание, переработанное и дополненное. – М.: Высшая школа. 1979 – 214с., ил.

4. Сарсенбаева Д.Н. Сварка и резка металлов: Учебник. – Астана: Фолиант. 2008 – 592с., ил.

5. Фоминых В.П. Яковлев А.В. Электросварка: Учебник для проф.-техн. училищ. Издание 5-е, исправленное. - М.: Высшая Школа. 1976 - 288 с., ил.

6. Интернет-ресурсы:

http://www.svarkainfo.ru/rus/lib/tech/tantalum

http://moiinstrumenty.ru/svarochnyj/texnologiya-svarki-metallov.html

http://websvarka.ru/talk/topic/5315-svarka-tcvetnykh-metallov/

http://zavarimne.ru/texnologiya/v-chem-zaklyuchaetsya-prevosxodstvo-svarki-tig/

 

 

Министерство образования и науки Республики Казахстан Областное управление образования КГУ «Карагандинский горно-индустриальный колледж»

Курсовая работа

по дисциплине: «Специальная технология»

на тему: «Ручная дуговая сварка неплавящимся электродом активных и тугоплавких металлов»

 

Выполнил:

студент гр. ЭГС-24

Виттих Ю.Ю.

Руководитель:

Михайлова Г.Е.

 

 

г. Караганда, 2016 г.

Тугоплавкие металлы

Название	Химический< знак	Атомный номер	Внешняя электронная оболочка	Температура плавления
Титан Ванадий Хром Цирконий Ниобий Молибден Гафний Тантал Вольфрам Рений	Ti V Cr Zr Nb Mo Gf Ta W Re	22 23 24 40 41 42 72 73 74 75	3d^2 4s^2 3d^3 4s^2 3d^5 4s^1 4d^2 5s^1 4d^4 5s^1 4d^5 5s^1 5d^2 6s^2 5d^3 6s^2 5d^4 6s^2 5d^5 6s^2	1688 1900 1903 1852 2500 2620 2222 2996 3410 3180

 

Вольфрам

 

СОДЕРЖАНИЕ

Введение……………………………………………………………………………….3

1Ручная дуговая сварка неплавящимся электродом активных и тугоплавких

металлов……………………………………………………………………………….6

1.1 Характеристика металлов………………………………………………………...6

1.2 Характеристика свариваемости активных и тугоплавких металлов…………..8

1.3 Особенности сварки активных и тугоплавких металлов……………………….9

1.4 Подбор сварочных материалов…………………………………………………..10

1.5 Технология сварки титана и его сплавов………………………………………..12

1.6 Технология сварки молибдена и его сплавов…………………………………...16

1.7 Сварка циркония…………………………………………………………………..17

1.8 Сварка ниобия……………………………………………………………………..18

1.9 Сварка вольфрама и хрома………………………………………………………..18

1.10 Контроль качества сварных соединений и швов……………………………..19

2 Техника безопасности при сварке активных и тугоплавких металлов….............21

Литература………………………………………………………………………………25

ВВЕДЕНИЕ

Сложные конструкции, как правило, получают в результате объединения между собой отдельных элементов (деталей, агрега­тов, узлов). Такие объединения могут выполняться с помощью разъемных или неразъемных соединений.

В соответствии с ГОСТ 2601—74 сварка определяется как про­цесс получения неразъемных соединений посредством установле­ния межатомных связей между свариваемыми частями при их мест­ном или общем нагреве, пластическом деформировании или со­вместном действии того и другого.

Неразъемные соединения, выполненные с помощью сварки, называют сварными соединениями. Чаще всего с помощью сварки соединяют детали из металлов. Однако сварные соединения при­меняют и для деталей из неметаллов — пластмасс, керамик или их сочетаний.

Использование сварных соединений расширяет технические возможности создания более совершенных конструкций, позволяет обеспечить высокие производственные показатели при их изготовлении и улучшить условия труда работающих.

Электрическая дуговая сварка в современном производстве получила большое развитие и является одним из ведущих технологических процессов обработки металлов. достоинства сварных соединений обеспечили их широкое применение в изделиях разного назначения.

Использование сварки при создании конструкций позволяет экономить материалы и время. При этом открываются большие возможности механизации и автоматизации производства, создаются предпосылки для повышения производительности и улучшаются условия труда работающих.

Сварка — такой же необходимый технологический процесс, как и обработка металлов резанием, литье, ковка и штамповка. Высокая производительность и

технологические возможности свар­ки обеспечили ее широкое применение для создания неразъем­ных соединений при производстве металлургического, химиче­ского и энергетического оборудования, различных трубопрово­дов, изготовлении и ремонте судов, автомобилей, самолетов, тур­бин, котлов, реакторов, строительных и других конструкций.

Перспективы сварки, как в научном, так и в техническом пла­не безграничны. Ее применение способствует совершенствованию машиностроения и развитию ракетостроения, атомной энергети­ки и радиоэлектроники.

Одно из наиболее перспективных направлений в сварочном производстве — широкое применение механизированной и авто­матической сварки. Речь идет как о механизации и автоматизации самих сварочных процессов (т.е. переходе от ручного труда свар­щика к механизированному), так и о комплексной механизации и автоматизации всех видов работ (заготовительные, сборочные и др.), связанных с изготовлением сварных конструкций и создани­ем поточных и автоматических производственных линий.

С развитием техники возникает необходимость сваривать дета­ли толщиной от нескольких микрометров (в микроэлектронике) до десятков сантиметров и даже метров (в тяжелом машиностро­ении). Все чаще в сварных конструкциях наряду с углеродистыми и низколегированными сталями используют специальные стали, легкие сплавы и сплавы на основе титана, молибдена, хрома, циркония и других металлов, а также разнородные и композици­онные материалы, в связи с чем постоянно расширяется набор применяемых видов и способов сварки.

Однако необходимо отметить, что сварка является лишь определенным технологическим способом получения неразъемных соединений, а поэтому сама по себе не может являться самостоятельным производством или служить самоцелью какого-либо производственного процесса. Она должна рассматриваться как средство достижения иной цели - получения сварных конструкций определенного назначения. Изготовление же сварных конструкций сложно, имеет свои особенности, включает ряд разных работ: получение заготовок и деталей, отвечающих необходимым требованиям позиции сварки, подготовку их под сварку, сборку, транспортировку, дополнительную доработку, контроль и т.п., без которых сварка не может производиться и которые с ней тесно связаны.

Дальнейший прогресс возможен только при условии комплексной механизации и автоматизации всего производственного процесса, включая заготовительные, сборочные, транспортные, отделочные, контрольные и вспомогательные операции. Для дальнейшего совершенствования производства сварных конструкций и увеличения доли механизированной сварки необходимо изыскание и создание оборудования и форм организации работ, позволяющих интенсифицировать основные и вспомогательные операции не в произвольно увеличенной степени, а в той мере, в какой они одновременно соответствуют и требованиям научно-технического прогресса, и условиям экономической эффективности использования создаваемых средств при соответственно наивысшем организационно-техническом уровне производства в целом.

Высокая технологичность сварных конструкций и упрощение технологии их изготовления являются основой снижения производственных затрат. Это выражается в сокращении сроков освоения производства, снижении трудоемкости и себестоимости выпускаемых изделий. Современный технический прогресс в промышленности не­разрывно связан с совершенствованием сварочного производства.

 

 

 

РУЧНАЯ ДУГОВАЯ СВАРКА НЕПЛАВЯЩИМСЯ ЭЛЕКТРОДОМ АКТИВНЫХ И ТУГОПЛАВКИХ МЕТАЛЛОВ

ХАРАКТЕРИСТИКА МЕТАЛЛОВ

 

По сочетанию свойств и доступности для практического применения имеют значение вольфрам, молибден, ниобий, тантал, ванадий и цирконий.

Необходимость применения в промышленности тугоплавких металлов определяется их специфическими свойствами — прочностью при повышенных температурах, коррозионной стойкостью в некоторых агрессивных средах и пр. Некоторые из основных свойств тугоплавких металлов приведены в таблице.

Соединения циркония с примесями внедрения хрупки аналогично соединениям других тугоплавких металлов.

При изготовлении полуфабрикатов и изделий из тугоплавких металлов их необходимо изолировать от контакта с воздухом при всех операциях нагрева: изделия из тантала и ниобия — при 100°С и выше, из ванадия и циркония — при 250°С и выше, а из молибдена и вольфрама— при 500°С и выше.