Сварка пластин в нижнем положении сварного шва в стык
ГБПОУ НМТ КК
«Новопокровский многоотраслевой техникум»
МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА
УРОКА ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ОБУЧЕНИЯ
ОТКРЫТЫЙ УРОК
Урок производственного обучения, 6 часов.
Дата:
Группа №522
Профессия : Сварщик (электросварочные и газосварочные работы)
Мастер п/о: Петрушенко А.В.
ПЛАН УРОКА
ТЕМА ПРОГРАММЫ: сварка узлов и конструкций из углеродистых сталей во всех пространственных положениях.
ТЕМА УРОКА: «Сварка пластин в нижнем положении сварного шва в стык»
Место проведения: сварочная мастерская
Образовательные технологии
Здоровьесберегающие
Развивающего обучения
Технология бригадной организации
Проектная технология
Цели занятия:
обучающая: научить обучающихся самостоятельно производить сборку и сварку пластин в нижнем положении сварного шва, обеспечивая провар основного металла;
развивающая: развивать навыки самостоятельной работы, внимание, координацию движений, скорость и технику при выполнении дуговой сварки, производить подбор режима сварки и сварочных материалов;
воспитательная: воспитывать у обучающихся аккуратность, трудолюбие, бережное отношение к сварочному оборудованию и инструментам, формировать у обучающихся профессиональные навыки при выполнении сварки.
Вид урока: комбинированный.
Тип урока: изучение трудовых приемов и операций.
Методы урока:
обучения: диалогический, показательный;
преподавания: объяснительный, инструктивный;
учения: репродуктивный, частично-поисковый, практический.
Межпредметные связи
Оборудование
Технология сварочных работ
Материаловедения
Основы инженерной графики
Внутрипредметные связи: «Режимы сварки», «Колебательные движения электродом». В.М.Рыбаков. «Сварка и резка металлов». § 31, 32.
Материально-техническое оснащение урока:
1.Посты для ручной дуговой сварки,
2.источники питания: многопостовой сварочный выпрямитель ВДМ-3.1000, балластный реостат РБ - 301,
4. электродержатели,
5. электроды УОНИ 13/45 Ш 3 мм.
6 .Детали заготовки: пластины из углеродистой стали толщиной 3 мм.
Наглядные пособия:
Плакаты, стенды, образцы пластин стыковых соединений в вертикальном положении, эталоны изделия.
Ход урока
I. Организационный момент (2 мин.)
1. Приветствовать обучающихся, проверить:
- готовность к уроку; - присутствие учащихся; - внешний вид (наличие специальной формы).
2. Выполнить запись в журнале.
II. Вводный инструктаж (43 мин.)
1. Сообщение темы и цели урока (3 мин.)
2. Опрос – актуализация (5 мин.)
2.1. Дать определение, что такое режим сварки? Какие показатели режима сварки относятся к основным, какие к вспомогательным?
2.2. Как правильно выбрать режим сварки?
2.3. Дать краткую характеристику основным режимам сварки: выбор силы сварочного тока (Jсв.), выбор диаметра электродов?
2.4. Назвать источник питания сварочной связи (ссылка на многопостовой выпрямитель и балластный реостат), расположенных в сварочной мастерской).
3. Мотивация учащихся (5 мин.)
4.1. Пробуждение эмоционального интереса к выполнению работы (сварка стыкового соединения пластин без скоса кромок).
4.2. Показ практической значимости, выбора режимов сварки, постановки прихваток.
4. Формирование практических знаний и способов действий (25 мин.) Изложение нового материала
5.1. Правила безопасности при ведении электросварочных работ. ([ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ])
5.2. Подготовка стыкового соединения без разделки кромок к сварке. ([ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ])
5.3. Сварка пластин без разделки кромок. ([ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ])
5. Закрепление материала вводного инструктажа (5 мин.)
Опрос учащихся, с последующим закреплением материала в процессе производственного обучения с личным показом мастера.
Выдача заданий обучающимся для работы на уроке.
III. Текущий инструктаж (4 ч. 50 мин.)
Самостоятельная работа обучающихся по закреплению и совершенствованию знаний и умений, формированию навыков выполнения процесса сварки.
Целевые обходы:
Проверка организации рабочего места.
Проверка соблюдения правил техники безопасности.
Индивидуальная демонстрация приемов подготовки, сборки, прихватки и сварки пластин в нижнем положении.
Проверка правильности выполнения процесса сварки и уяснения вводного инструктажа.
Обход рабочих мест с целью оказания помощи слабоуспевающим обучающимся.
Проверка правильности использования инструмента и оборудования.
Проверка выполнения нормы времени.
Проверка качества конечного результата труда.
IV. Заключительный инструктаж (25 мин.)
Прием и оценка контрольных образцов. ([ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ])
Подведение итогов и объявление оценок.
Анализ ошибок, допущенных во время урока.
Демонстрация лучших работ обучающихся.
Выдать домашнее задание: повторить теоретический материал «Ручная дуговая сварка простых деталей из углеродистой стали в нижнем положении сварного шва».
Уборка рабочих мест.
План-конспект урока
№
Этапы урока
Время
Деятельность мастера
Деятельность обучающихся
I
Организационный этап
2 мин
Приветствовать обучающихся, проверить:
-готовность к уроку; - присутствие обучающихся; - внешний вид и санитарное состояние.
Выполнить запись в журнале.
Приветствовать мастера п/о, дежурный сдает рапорт о готовности обучающихся к уроку.
II
Вводный инструктаж
50 мин
1
Сообщение темы и цели урока
3 мин
Сообщение темы и цели урока, актуальность выбранной темы, объявить план проведения урока: «Ручная дуговая сварка простых деталей из углеродистой стали в нижнем положении сварного шва».
Цель урока: технологически правильно производить сборку и сварку пластин в нижнем положении сварного шва, обеспечивая провар основного металла.
Обучающиеся слушают и анализируют.
2
Повторение пройденного материала
5 мин
Проверка знаний обучающихся по материалу, изученному на уроках по «Технологии сварочных работ», «Основы теории сварки и резки».
Ответить на заданные вопросы.
1. Дать определение, что такое режим сварки? Какие показатели режима сварки относятся к основным, какие к вспомогательным?
1. Режим сварки – это совокупность показателей, определяющих протекание процесса сварки. К основным показателям относятся сила сварочного тока (Jсв), диаметр электрода, напряжение на дуге (U), скорость сварки(е). К вспомогательным показателям относятся род и полярность тока, тип и марка покрытия электрода, угол наклона электрода, температура предварительного нагрева металла.
2. Как правильно выбрать режим сварки?
2. Выбор режима сварки сводится к определению диаметра электрода и силы сварочного тока.
3. Дать краткую характеристику основным режимам сварки: выбор силы сварочного тока, выбор диаметра электродов, напряжение на дуге, скорость сварки?
3. Силу сварочного тока выбирают в зависимости от диаметра электрода. Для выбора силы тока можно пользоваться простой зависимостью: J=Kd, К=35-60А/мм и d – диаметр электрода в мм.
Если толщина металла менее 1,5d, ток уменьшается на 10-15%. При сварке в вертикальной плоскости Jсв уменьшается на 10-15%. При сварке потолочных швов Jсв уменьшается на 15-20%.При сварке в нахлестку применяют большую величину Jсв тока, т.к. опасность сквозного проплавления меньше.
Диаметр электрода выбирается от толщины свариваемого металла, вида сварного соединения, типа шва и др.
Повышение напряжения дуги за счет увеличения ее длины приводит к снижению сварочного тока, а следовательно и к снижению глубины провара. Ширина шва при этом повышается независимо от полярности сварки.
4. Назвать источник питания сварочной связи, расположенный в сварочной мастерской?
4. В сварочной мастерской применяется многопостовой выпрямитель ВДМ-1000 и балластный реостат РБ-301.
3
Обобщение ответов по изученному материалу
2 мин
Обобщить полученные ответы, сделать заключение по теоретической подготовке по предметам: « Технология сварочных работ», «Основы теории сварки и резки».
Выслушать обобщение, принять к сведению.
4
Мотивация обучающихся
3 мин
1. Пробуждение эмоционального интереса к выполнению работы (сварка стыкового соединения пластин без скоса кромок).
2. Показ практической значимости выбора режимов сварки, постановки прихваток.
Выслушать и принять к сведению.
5
Изложение нового материала
25 мин
Инструктирование обучающихся по материалу урока.
План объяснения:
1. Правила безопасности при ведении электросварочных работ. 2. Подготовка стыкового соединения без разделки кромок к сварке. 3. Сварка пластин без разделки кромок.
Заслушать объяснения, пронаблюдать за работой мастера производственного обучения.
6
Закрепление материала вводного инструктажа
5 мин
Вопросы к обучающимся по вводному инструктажу:
1. Для чего в сварке применяют выпрямители? 2. Для чего предназначен балластный реостат? 3. Как правильно выбрать диаметр электрода при сварке?
Ответить на вопросы.
III
Текущий инструктаж
4 ч.30 мин
1
Содержание и порядок проведения сварочных работ.
10 мин
Инструктирование по содержанию и порядку проведения упражнений.
Организовать рабочее место.
2
Целевые обходы
4 ч.20 мин
IV
Заключительный инструктаж
15 мин
1. Приемка и оценка контрольных образцов. 2. Подведение итогов и объявление оценок. 3. Анализ ошибок, допущенных во время урока. 4. Демонстрация лучших работ обучающихся. 5. Выдать домашнее задание. 6. Уборка рабочих мест.
Выслушать комментарии мастера производственного обучения по итогам за урок.
Принять к сведению результат своего труда. Записать домашнее задание.
Приложение № 1
Правила безопасности при ведении электросварочных работ.
Требования безопасности перед началом работы.
Перед началом работы необходимо:
Надеть рабочую одежду, застегнуть куртку, штанины брюк напустить на обувь.
Рукавицы должны плотно прикрывать рукава куртки.
Убрать волосы под головной убор.
Убрать все лишние предметы со стола сварщика.
Проверить исправность вращающего стула, обратить внимание на высоту стула.
Проверить исправность инструмента, приспособлений, наличие электродов.
Проверить целостность кабелей, надежность крепления кабелей к источнику
питания и электродержателю. Проверить защитное заземление.
Проверить надежность всех контактов в местах соединения проводов в сварочной цепи.
Установить силу сварочного тока.
Осмотреть электродержатель и убедиться в надежности изоляции рукоятки от
токоведущего кабеля, включить пусковой выключатель.
Требования безопасности во время работы.
Во время работы:
1. Не кладите электроды на загрязненные и влажные поверхности стола. 2. Огарки электродов отбрасываются на заранее подготовленное место. 3 Предохраняйте себя и работающих рядом лиц от воздействия излучения сварочной дуги: подавайте сигнал - предупреждение о зажигании дуги. 4. Сначало нужно закрыть лицо щитком или маской, только после того сварщик замыкает сварочную цепь, коснувшись концом электрода поверхностиизделия.
5. Складывать сваренные детали в определенное место.
Требования безопасности по окончании работы.
По окончании работы:
1. Произвести уборку рабочего места от производственного мусора, убрать огарки электродов.
2. Прибрать вспомогательный инструмент.
3. Убедиться в отсутствии очагов возгорания.
4. Обо всех замеченных неисправностях сообщить мастеру производственного обучения.
Приложение № 2
Подготовка стыкового соединения без разделки кромок к сварке.
Металл, идущий на изготовление сварных конструкций, предварительно очищают и выправляют.
Очистка должна производиться до сборки узла. В месте сварки кромки тщательно очищают от ржавчины, масла, влаги, окалины, загрязнений, наличие которых приводит к образованию пор и других дефектов. Особенно следует обратить внимание на зачистку в зазоре между кромками. Если зазор уже собранного узла попали загрязнения, его следует тщательно продуть сжатым воздухом или прожечь пламенем горелки.
Очистка производится ручными и механическими проволочными щетками, иглофрезами, гидропескоструйным и дробеметным способами, пламенем многофакельной горелки, абразивными кругами, травлением в растворах кислот и щелочей, промывкой растворителями.
Сварное соединение - неразъемное соединение, выполненное сваркой. Сварное соединение включает три образующиеся в результате сварки характерные зоны металла в изделии: зону сварного шва , зону сплавления , зону термического влияния, а также часть основного металла 4, прилегающую к зоне термического влияния.
Сварной шов - участок сварного соединения, образовавшийся в результате кристаллизации расплавленного металла.
Металл шва - сплав, образованный расплавленным основным и наплавленным металлами или только переплавленным основным металлом.
Основной металл - металл подвергающихся сварке соединяемых частей.
Зона сплавления - зона, где находятся частично оплавленные зерна металла на границе основного металла и металла шва. Эта зона нагрева ниже температуры плавления. Нерасплавленные зерна в этой зоне разъединяются жидкими прослойками, связанными с жидким металлом сварочной ванны и в эти прослойки имеют возможность проникать элементы, введенные в ванну с дополнительным металлом или сварочными материалами. Поэтому химический состав этой зоны отличен от химического состава основного металла.
Зона термического влияния - участок основного металла, не подвергшийся расплавлению, структура и свойства которого изменились в результате нагрева при сварке, наплавке или резке.
Стыковые соединения.
Стыковые соединения являются самыми распространенными, так как дают наименьшие собственные напряжения и деформации при сварке, а также высокую прочность при статических и динамических нагрузках. Они применяются в конструкциях из листового металла и при стыковке углов, швеллеров, двутавров, труб. Стыковые швы имеют преимущества по сравнению с другими типами соединений в отношении прочности и технико-экономических показателей. Подготовка кромок при стыковом соединении зависит от толщины металла и способа сварки. Расчетная схема типовых сварных соединений приведена на рис. 2.
Рис. 2. Расчетные схемы типовых сварных соединений
Рис. 3. Типы стыковых сварных соединений
При ручной сварке стыковых соединений металла толщиной менее 6 мм кромки стыкуют без подготовки с зазором величиной до 2 мм или без него (рис. 3 а). При толщине металла 630 мм сварку стыковых соединений производят с V-образной подготовкой кромок (рис. 73 б), причем угол раскрытия кромок равен 6070°, притупление 23 мм, зазор 24 мм. В некоторых случаях, когда это является возможным, при толщине металла 1240 мм применяют Х-образную подготовку (рис. 73 в) с углами раскрытия, зазором и притуплением подобно V-образной разделке. Х-образная разделка дает экономию электродного металла и уменьшает деформации благодаря симметричному расположению швов. В некоторых случаях при толщине металла 2050 мм применяют чашеобразную подготовку (рис 73 г) с притуплением 23 мм и зазором 24 мм.
Выбор режима сварки
Все параметры режима сварки можно разделить на основные и дополнительные. Основные параметры- это величина и полярность тока, диаметр электрода, напряжение на дуге, скорость сварки. Дополнительные параметры - состав и толщина покрытия электрода, положение электрода и положение изделия.
Итак, на что же влияют основные параметры?
Сварочный ток. Увеличение его вызывает (при одина ковой скорости сварки) рост глубины проплавления (провара), что объясняется изменением погонной энергии (теплоты, приходящейся на единицу длины шва) и частично изменением давления, оказываемого столбом дуги на поверхность сварочной ванны
Режимы сварки стыковых соединений без скоса кромок
Характер шва
Диаметр электрода, мм
Ток в амперах
Толщина металла в мм
Зазор в мм
Односторонний
3
90-120
3
1.9
Двусторонний
4
160
5
1.5
Двусторонний
5
220
7-8
1.5-2.0
Двусторонний
6
240-280
10
3.0
Примечание. Максимальные значения тока должны уточняться по паспорту электродов.
Режимы сварки стыковых соединений со скосом кромок
Диаметр электрода, мм
Среднее значение тока, А
Толщина металла, мм
Зазор, мм
Число слоев, кроме подварочного и декоративного
первого
последующего
4
5
180-260
10
1.5
2
4
5
180-260
12
2.0
3
4
5
180-260
14
2.5
4
4
5
180-260
16
3.0
5
4
6
220-320
18
3.5
6
Дополнение: Значения величины тока уточняются по данным паспорта электродов.
Род и полярность тока также влияют на форму и размеры шва. При сварке постоянным током обратной полярности глубина провара на 4050% больше, чем постоянным током прямой полярности, что объясняется различным количеством теплоты, выделяющейся на аноде и катоде. При сварке переменным током глубина провара на 1520% меньше, чем при сварке постоянным током обратной полярности.
Диаметр электрода выбирают в зависимости от толщины свариваемого металла, положения, в котором выполняется сварка, а также от вида соединения и формы подготовленных кромок под сварку. При сварке встык "листов стали толщиной до 4 мм в нижнем положении диаметр электрода обычно берется равным толщине сва риваемого металла. При сварке стали большей толщины используют электроды диаметром 4-6 мм при условии обеспечения полного провара соединяемых деталей и правильного формирования шва.
Напряжение определяет, главным образом, ширину шва. На глубину провара напряжение оказывает весьма незначительное влияние. Если при увеличении напря жения скорость сварки увеличить, ширина шва уменьшится.
Сила тока в основном зависит от диаметра электро да, а также от длины его рабочей части, состава покрытия, положения сварки. Чем больше ток, тем выше производительность, т. е. больше наплавляется металла.
Рис. 4 Сварка стыковочных швов.
I сварка шва «на весу»; 2 сварка на медной подкладке (съемной); 3сварка на стальной остающейся подкладке; 4 сварка с предварительным и подварочным швом
Однако при чрезмерном для данного диаметра электрода токе электрод быстро нагревается выше допустимого предела, что приводит к снижению качества шва и повышенному разбрызгиванию.
На рис. представлены схемы сварки стыковых швов навесу, на медной съемной подкладке, с предваритель ным подварочным швом и на стальной Подкладке.
Подготовка стыкового соединения без разделки кромок к сварке.
Односторонние стыковые швы без скоса кромок выполняют покрытыми электродами диаметром, равным толщине свариваемых листов, если она не превышает 4 мм.
Подготовка материалов.
Выбираем заготовки пластин из углеродистой стали, размером 4x100x300 мм. без разделки кромок..
Проволочной щеткой зачищаем кромки пластин от ржавчины и окалины до металлического блеска, сметаем опилки и пыль волосяной щеткой и .ветошью.
Определяем диаметр электрода и силу сварочного тока по таблице. Вначале определяют диаметр электрода, в зависимости от которого назначают силу сварочного тока. Диаметр электрода выбирают в зависимости от толщины свариваемых элементов, типа сварного соединения. (см. табл. «Режимы ручной дуговой сварки стыковых соединений без скоса кромок»).
Режимы ручной дуговой сварки стыковых соединений без скоса кромок.
Толщина металла, мм
Шов
Зазор, мм
Диаметр электрода, мм
Сила сварочного тока, А
3 - 4
односторонний
1,0
3 - 4
180
5 - 6
двухсторонний
1,0 – 1,5
4 - 5
220
7 - 8
двухсторонний
1,5 – 2.0
5
160
10
двухсторонний
2.0
6
330
Устанавливаем выбранное значение сварочного тока.
Закрепляем электрод в зажиме электродержателя.
Приложение №3
Сварка пластин без разделки кромок.
При сварке пластин встык без подготовки кромок односторонним швом основная трудность заключается в получении провара металла на всю толщину листа. Хороший провар во многом зависит от качества сборки, величины зазора, правильности постановки прихваток, а также соответствия диаметра электрода и силы сварочного тока.
Возьмем подготовленные пластины и разместим их на ровной поверхности рабочего стола.
Собираем подготовленные под сварку пластины с определенным зазором, (в нашем случае зазор будет 1 мм). Величина зазора зависит от толщины металла и обычно составляет 1-2 мм. Наличие зазора необходимо для провара корня шва.
Берем электродержатель и закрепляем состыкованные пластины прихватками на расстоянии 10 - 15 мм от обоих концов стыка. Прихватка служит для предварительного соединения деталей при сборке. Прихватка выполняется узким швом небольшой длины (10 мм). Толщина прихватки не должна превышать 1/3 толщины свариваемого металла.
Затем места прихваток зачищаем проволочной щеткой. Сметаем мусор волосяной щеткой.
Размещаем пластины на рабочем столе в нижнее или слегка наклонное положение.
6. Производим сварку пластин встык без подготовки кромок односторонним швом. Для этого опускаем на лицо защитную маску и. придерживая рукой пластины, зажигаем дугу в верхней точке стыка, подводим электрод в начало стыка и быстро наклоняем его под углом 15 - 30° к вертикали.
1530°
7. При появлении капли расплавленного металла начинаем поступательное движение электрода в направлении сварки: Наблюдая за сваркой пластин встык, необходимо обращать внимание на равномерное расплавление обеих свариваемых кромок, внешний вид шва, хорошую заварку кратера, и в особенности на нормальную выпуклость шва, которая не должна превышать 2 – 3 мм. Необходимо также обращать внимание на постоянство зазора. Одновременно следует наблюдать за правильностью выбранных режимов, техникой ведения процесса.
Закончив процесс сварки, откладываем электродержатель, надеваем защитные очки с прозрачными стеклами. Отбиваем шлаковую корку с поверхности выполненного шва, далее производим зачистку поверхности шва проволочной щеткой.
Осматриваем шов и отмечаем возможные дефекты. Нормально выполненный шов должен быть мелкочешуйчатым, иметь равномерную ширину и высоту, плавные очертания.
Стыковые однослойные швы. Наиболее целесообразно выполнять стыковые швы в один слой. Конфигурация однослойного стыкового шва характеризуется следующими параметрами
(рис 5-22)* общая толщина шва Я; глубина провара h ширина провара Ь; максимальная высота усиления а. Кроме этих основных параметров конфигурация стыкового шва характеризуется углом перехода от металла шва к основному металлу; сечением шва, образованным за счет расплавленного основного металла и вводимого в сварочную ванну дополнительного металла; суммарной площадью шва, коэффициентом формы шва (отношение ширины шва к глубине проплавления) и коэффициентом формы усиления (отношение ширины шва к высоте усиления).
Сварку однослойных швов можно вести без зазора, в этом случае максимальная величина зазора определяется точностью подготовки кромок и колеблется в пределах 03 мм с обязательным зазором или со скосом кромок
Толщина металла, при которой возможна дуговая сварка стыковых швов без разделки кромок, зависит от мощности источника нагрева и от возможности обеспечения нормального формирования шва (табл. 5-1)
Как видно из табл. 5-1, предельная толщина металла, при которой возможна сварка в один слой с одной или двух сторон, может быть увеличена за счет применения обязательного зазора между свариваемыми кромками или скоса кромок. Это достигается за счет увеличения глубины проплавления на величину, равную усилению. Конфигурация разделки может быть любой, но она не должна выходить за пределы проплавления, типичные для данного режима.
Приложение № 4
Сменное задание
№
Ф.И.О.
Наименование производственных работ
Норма
Времени
мин
Оценка
1
Стыковое соединение пластин 200x150 мм в нижнем положении
·=3 мм. С зазором.
20
3
Стыковое соединение пластин
·=3 мм, 200x150 мм в нижнем положении без зазора.
20
4
Стыковое соединение пластин
·=6 мм, 200x150 мм в нижнем положении с V- образной разделкой кромок.
40
5
Стыковое соединение пластин 200x150 мм,
·=6 мм. с зазором.
40
6
Стыковое соединение пластин
·=10 мм, 200x150 мм в нижнем положении с зазором с разделкой кромок, в два прохода
50
7
Стыковое соединение пластин
·=10 мм. 200x150 мм в нижнем положении с зазором с разделкой кромок. в два прохода.
50
Стыковое соединение пластин
·=18 мм. 250x150 мм в нижнем положении с зазором с разделкой кромок, в два прохода, с обратной подваркой шва
70
Оценочный лист.
№
Ф.И.О.
Оценка теоретической части
Подготовка под сварку
Провар
Облицовочный шов
Дефекты шва
Качество сварки
Соблюдение техники безопасности
Оценка практической части
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Рисунок 93Рисунок 94Рисунок 34еђ Заголовок 115