Ручная дуговая сварка

Книги по строительству и ремонту

Ручная дуговая сварка

Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Б. Д. Малышев, В. И. Мельник, И. Г. Гетия

Допущено Государственным комитетом СССР по народному образованию в качестве учебника для профессионально-технических училищ

ВВЕДЕНИЕ

Значительная роль в совершенствовании и развитии народного хозяйства отводится строительно-монтажным организациям и промышленности строительных материалов. Техническая реконструкция и перевооружение на базе новой техники многих отраслей промышленности, транспорта, сельского хозяйства, строительство жилых домов, развитие материальной базы, культурно-просветительных и спортивных сооружений возможны только при активном участии строителей. Для успешного выполнения этой работы строительно-монтажные организации и предприятия строительных материалов должны ежегодно пополняться квалифицированными рабочими кадрами электросварщиков, подготовку которых проводят профессионально-технические училища (ПТУ).

Сваркой называется процесс получения неразъемных соединений посредством установления межатомных связей между соединяемыми частями при их нагревании и расплавлении или пластическом деформировании. При дуговой сварке для нагрева и расплавления используют электрическую дугу, которую открыл в 1802 г. профессор физики Санкт-Петербургской медико-хирургической академии В. В. Петров и указал на возможность ее применения для освещения и плавления металлов. В 1881 г. русский изобретатель Н. Н. Бенардос применил электрическую дугу (1.1, а) для плавления и сварки металла неплавящимся, угольным электродом с дополнительной присадочной проволокой. Неплавящимся электродом называют стержень из электропроводного материала, включаемый в цепь сварочного тока для подвода его к сварочной дуге, и не расплавляющийся при сварке. Н. Н. Бенардос применил для этой цели угольный электрод, а присадочную проволоку употребил для заполнения зазора между свариваемыми деталями в качестве присадочного металла. В 1888 г. инженер-изобретатель Н. Г. Славянов разработал и применил способ дуговой сварки металлическим электродом (1.1, б), при котором не требовалось дополнительного прутка, так как плавящийся электрод, включенный в сварочную цепь, подводил ток к дуге и, расплавляясь, заполнял зазор между соединяемыми частями как присадочный металл. Расплавленный дугой жидкий металл детали, электрода или присадочного прутка легко смешивается, образуя общую ванночку. При ее охлаждении металл затвердевает и укрепляются его межатомные связи. Сварным соединением называют неразъемное соединение, выполненное сваркой. Сварной шов — это участок сварного соединения, образовавшийся в результате кристаллизации расплавленного металла или в результате пластического деформирования при сварке давлением или сочетания кристаллизации и деформации. На 1,1, в показана схема сварки деталей пластическим деформированием путем их сжатия на прессе (кромки деталей предварительно нагреты в печи). Некоторые пластические металлы (медь, алюминий и др.) сваривают пластическим деформированием без предварительного нагрева.

Дуговая сварка обладает значительным преимуществом по сравнению с ранее применявшимся в строительстве соединением частей конструкций при помощи клепки: уменьшается расход металла, повышается производительность труда, сокращаются сроки строительства и его стоимость. Развитию процесса сварки уделяется большое внимание. Научно-исследовательские институты и лаборатории высших учебных заведений и заводов работают над усовершенствованием сварки. Эту работу возглавляет Институт электросварки им. Е. О. Патона, добившийся значительных успехов в создании новых типов сварочного оборудования и видов сварки. Ежегодно пополняются кадры инженеров, техников и рабочих-сварщиков, заканчивающих обучение в институтах, техникумах и производственно-технических училищах. В строительно-монтажных организациях большим почетом и уважением пользуются рабочие-электросварщики, большая часть которых занята ручной дуговой сваркой. Механизация процесса сварки в строительстве затруднена вследствие необходимости выполнения большого количества сварных швов в разных местах строительной конструкции, в неудобных и различных пространственных положениях, поэтому ручная сварка еще надолго останется одним из важных и ответственных технологических процессов при сооружении объектов строительства и реконструкции народного хозяйства страны.

После окончания ПТУ и получения квалификации сварщика ручной дуговой сварки, работая на заводе строительных материалов или на строительстве, сварщику предстоит выполнять разнообразную работу по ручной дуговой сварке элементов строительных конструкций — колонн, ферм, резервуаров, опор, сосудов, арматуры железобетона и множество других конструкций из стали, цветных металлов и их сплавов. При ремонте оборудования потребуются сварка чугунных деталей и наплавка твердых сплавов. Сварщик должен знать физическую сущность отдельных видов сварки, технологию и технику их выполнения для образования сварных соединений требуемого качества. Он должен также знать аппаратуру и технологию плазменной и воздушно-дуговой и подводной резки металлов и уметь применять4ее на практике после сдачи соответствующих испытаний. Поэтому программой подготовки сварщиков предусмотрен, помимо практических занятий, на проведение которых отводится большая часть учебного времени, также курс теоретических занятий по основам сварочного дела.

Программой подготовки сварщиков в ПТУ предусмотрена подготовка электросварщиков ручной дуговой сварки 3—4 разрядов. Сварщик 3-го разряда должен знать устройство электросварочного оборудования, свойства и значения электродных покрытий и защитных газов, сортамент и маркировку применяемых основных и сварочных материалов, требования к сварным швам, причины возникновения сварочных напряжений и деформаций и методы их предупреждения» основные виды контроля качества сварных швов и нормы расхода сварочных материалов; кроме того, он должен знать основы экономики труда и работы по бригадному подряду, правила охраны труда, пожарной безопасности, внутреннего распорядка и гигиены труда. Он должен уметь выполнять работы по ручной дуговой и аргонодуговой сварке различных металлов и конструкций, уметь наплавлять изношенные детали и производить воздушно-дуговую резку и строжку металлов.

К сварщику 4-го разряда, кроме того, предъявляются дополнительные требования: он должен знать основные законы электротехники, способы испытания сварных швов, особенности сварки и воздушно-дуговой резки на постоянном и переменном токе, механические свойства свариваемых металлов и сварных швов, должен уметь подобрать режим сварки по приборам и читать чертежи сварных конструкций. Дополнительно к требованиям, предъявляемым к сварщикам 3-го разряда, он должен уметь выполнять работы по сварке конструкций и трубопроводов из конструкционных сталей, цветных металлов и сплавов, сваривать детали из чугуна, наплавлять сложные детали и инструмент, выполнять воздушно-дуговую резку и строжку деталей из различных металлов во всех пространственных положениях.

Программа трехгодичного обучения в ПТУ предусматривает сочетание теоретических и практических занятий учащихся, а также попутное прохождение общеобразовательного цикла.

В учебнике даны основные сведения по ручной дуговой сварке, которые необходимо знать будущему сварщику в соответствии с программой теоретической подготовки.

Высокая теоретическая подготовка сварщиков, работающих в условиях бригадного хозяйственного расчета, будет способствовать развитию творческой инициативы рабочих, укреплению производственной дисциплины и повышению производительности труда.

Книга написана коллективом авторов: глава 25 И. Г. Гетия, остальные главы — В. И, Мельником при участии Б. Д. Малышева

Описание процессов сварки и резки металлов

1.2. Классификация сварки

1.3. Краткое описание видов сварки и резки, применяемых в строительстве

Сварные соединения и швы конструкций

2.2. Классификация сварных швов по различным внешним признакам

2.3. Сведения о расчете сварных соединений и их обозначения на чертежах

Сварочная дуга и требования к её источникам питания

3.2. Тепловые свойства дуги. Плавление и перенос металла

3.3. Магнитное дутье и меры борьбы с ним

3.4. Статическая вольтамперная характеристика сварочной дуги

3.5. Общие сведения об источниках питания сварочной дуги