Data wykonania:
01.III.2000.
Politechnika Szczecińska
Instytut Inżynierii Materiałowej
Zakład Spawalnictwa
Sprawozdanie z ćwiczenia laboratoryjnego nr 1 pod tytułem: Ręczne spawanie łukowe.
Zespół A1
Wykonali:
Cel ćwiczenia.
Celem ćwiczenia jest zapoznanie się ze stanowiskiem do ręcznego spawania łukowego, zaznajomienie się z wymogami BHP oraz ocenie trudności spawania tą metodą.
Opis stanowiska pracy.
Ręczne spawanie łukowe (rys.1) stanowi najbardziej rozpowszechnioną metodę spawania.
Główną częścią urządzenia, zwanego spawarką łukową, jest maszyna elektryczna, która otrzymuje prąd z sieci i przetwarza go na prąd o napięciu odpowiednim do spawania. Od tej maszyny idą dwa przewody doprowadzające prąd : przewód 1 jest zakończony uchwytem 2,który spawacz trzyma w ręku, przewód 3 jest połączony zaczepem 4 ze stołem metalowym, na którym leży przedmiot spawany. W ten sposób przedmiot spawany 5 i uchwyt 2 są włączone w jeden obwód prądu elektrycznego.
Przedmiot spawany stanowią tu dwa odcinki blachy o ściętych ukośnie brzegach, aby po zetknięciu tworzyły rowek. W niewielkiej szczelinie między elektrodą i przedmiotem jarzy się łuk, który nadtapia brzegi części łączonych, a płynny metal z topiącego się końca elektrody wypełnia rowek między nimi, tworząc po ostygnięciu połączenie trwałe.
Rys.1 Spawanie łukowe.
1-przewód doprowadzający prąd do elektrody
2-uchwyt elektrody
3-przewód doprowadzający prąd do przedmiotu
4-zaczep
5-przedmiot spawany
6-elektroda
Ta część złącza, która powstaje ze stopionej elektrody i metalu rodzimego podczas spawania, nosi nazwę spoiny. Metal otrzymany ze stopienia elektrody nazywamy stopiwem. Metal spoiny składa się ze stopiwa i z metalu rodzinnego. Część środkową spoiny wypełnia czyste stopiwo, a na bokach – mieszanina stopiwa z metalem rodzimym z nadtopionych ścianek rowka.
Spawacz ma na sobie ubranie ochronne, a na rękach grube rękawice, zaś twarz i oczy osłania przed oślepiającym blaskiem łuku tarczą 6, trzymaną w ręce. Spawacz patrzy na łuk przez okienko tarczy zaopatrzone w ciemne szkło.
Drut stanowiący elektrodę pokryty jest warstwą topników, zwanych otuliną. Jej zadaniem jest ustawiać jarzenie się łuku, osłaniać topiony metal przed szkodliwym działaniem powietrza oraz oczyszczać metal spoiny z tlenków.
Proces spawania.
Na rysunku2 przedstawiony jest proces spawania elektrodą otuloną. Ciepło łuku topi powierzchnię metalu 8 na pewną głębokość, zwaną wtopem. Bezpośrednio pod elektrodą 1, lekko pochyloną w kierunku spawania, tworzy się jeziorko ciekłego metalu 4, zasilane drobniutkimi kropelkami metalu wytryskującego z elektrody. Otulina 2 tworzy wokoło strumienia metalu rodzaj tulejki, ochraniającej częściowo metal od dostępu powietrza oraz zapobiegającej chwianiu się łuku. Otulina przetwarza się częściowo w gazy formujące wokół łuku osłonę gazową 3 oraz w ciekły żużel 5, który wypływa na powierzchnię jeziorka i po zastygnięciu spoiny stworzy na niej kruchą skorupę 6.
Rys.2 Schemat spawania elektrodą otuloną:
1-rdzeń elektrody
2-otulina
3-osłona gazowa
4-jeziorko metalu
5-płynny żużel
6-żużel zastygły na powierzchni spoiny
7-spoina
8-przedmiot spawany
Charakterystyka źródła prądu.
Rys. 3 Charakterystyka prądowo-napięciowa (statyczna) spawarki.
Rys. 4 Charakterystyka prądowo-napięciowa (dynamiczna) spawarki.
Rys. 5 Łuk spawalniczy
1-elektroda
2-przedmiot spawany
3- jeziorko metalu
4-słupek łuku
5-strefa katodowego spadku napięcia
6-strefa anodowego spadku napięcia
Napięcie elektryczne niezbędne do utrzymania łuku waha się w granicach 10-40V.
Charakterystyka spoiny, złączy i pozycji.
Rys. 6 Przygotowanie spoiny czołowej V i spoina po wykonaniu.
Mamy następujące rodzaje złączy:
- doczołowe
- zakładkowe
- przylgowe
- kątowe
- narożne
- teowe
- krzyżowe
Oraz różne spoiny:
- I
- V
- U
- X
- Y
- 2U
Rozróżniamy następujące pozycje spawania:
- przy złączach doczołowych:
*podolna (PA)
*naścienna (PC)
*pionowa (PFÝ, PGß)
*pułapowa (PE)
- przy złączach teowych:
*naboczna (PB)
*okapowa (PD)
Charakterystyka elektrody.
Na ćwiczeniach spawaliśmy elektrodą otuloną zasadową o nazwie handlowej EB 1.46 (co znaczy, że Rm tego materiału wynosi 46 kg/mm2 i jest w pierwszej grupie przydatności do spawania). Wg normy PN-E433RR24.
W skład otulin najwyższego gatunku wchodzą następujące składniki:
a) składniki ułatwiające jonizację (Na, K, Ca)
b) składniki wydzielające gazy (kreda, marmur, celuloza, mączka drzewna, skrobia)
c) składniki mineralne wytwarzające żużel (skaleń, fluoryt, wapień, krzemionka, ruda manganowa, ruda tytanowa, rudy żelazne)
d) stopy metalu i rudy zawierające Fe, Mn, Si, Ni, Cr, Ti
e) składniki łączące sproszkowane materiały na otulinę w plastyczną masę (szkło wodne, dekstryna)
W skład otulin zasadowych wchodzą głównie fluoryt (CaF2) i węglan wapnia (CaCO3).
Średnica elektrody wynosiła: 3,25mm i była przeznaczona do spawania prądem ok.120A.
Źródłem prądu na pierwszym stanowisku był: PSP 252, a na kolejnych: SPF 250T; co znaczy, że można było spawać prądem o wartości maksymalnie do 252 lub 250A.
Wnioski.
Reasumując, mogę stwierdzić, że ręczne spawanie łukowe jest trudnym zadaniem. Istnieje wiele zagrożeń i utrudnień przeszkadzających w znacznym stopniu w spawaniu, np. oślepiające światło; przyciemniona szybka od maski, przez którą niewiele widać; nieprzyjemne opary wydobywające się z jarzącej się elektrody; parzące odpryski i wiele innych. Trudną sztuką jest prowadzenie elektrody, która „lubi” się przyklejać do materiału spawanego.
berlingo2008