Электрошлаковая сварка

 

 Министерство образования Республики Беларусь

Министерство образования  и науки Российской Федерации

Белорусско-Российский университет

 

Кафедра «О и ТСП»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Отчет по учебной практике 1 кура

Тема: «Электрошлаковая cварка»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                   Выполнила: студент

                                                                   гр. СП-121 Боярчук М.И.

 

                                                                   Проверил:

                                                                        

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание:

 

История кафедры………………………………………………………..2

Виды и способы сварки…………………………………………………4

Сварочные материалы, их виды и типы………………………………..5

Описание процесса. ………………………………..……………………6

Технологические параметры……………………………………………7

Классификация разновидностей электрошлаковой сварки…………..10

Особенности электрошлакового процесса…………………………….12

Область применения…………………………………………………….14

Охрана труда и окружающей среды…………………………………...16

Представление о будущей профессии …...…………………………....17

Список литературы……………………………………………………...18 

                                             История кафедры

 

В конце 60-х - начале 70-х  годов двадцатого века в Беларуси интенсивно развивалась машиностроительная промышленность. Росло производство сварных конструкций на автомобильных и тракторных заводах, создавались новые производства автомобильной, с/х, строительно-дорожной и подъёмно-транспортной техники.

Инженерные кадры для  сварочного производства Беларуси в этот период готовили вузы Киева, Москвы, Ленинграда и других городов СССР. Инженеров-сварщиков не хватало. Поэтому в 1958 году было принято решение организовать их обучение в Белорусском политехническом институте (БПИ). Однако, в связи с загруженностью БПИ подготовкой инженеров других специальностей, решение было пересмотрено в пользу молодого Могилёвского машиностроительного института (ММИ), созданного в 1961 году. Именно сюда для завершения курса обучения перевели из БПИ группу студентов 4 курса в количестве 13 человек.

В июне 1963 года в составе  механического факультета была образована кафедра сварки и электротехники.  4 июля 1963 года избран первый заведующий кафедрой – Кандидат технических  наук, доцент Елистратов Пётр Савельевич, известный учёный в области технологии сварки. Началась создаваться кадровая, материальная и учебно-методическая база для этой специальности.

С сентября 1964 года кафедра  «Оборудование и технология сварочного производства» (ОиТСП) и «Кафедра электротехника»  стали самостоятельными. Лаборатории кафедры ОиТСП размещались в учебном корпусе №1.

После отъезда П.С. Елистратова  в Минск на должность заведующего  кафедрой ОиТСП был приглашён  талантливый инженер и организатор  Дмитрий Анатольевич Роговин. Он решал сложные задачи по оснащению лабораторий современным оборудованием, организации учебных занятий, практики, дипломного проектирования. Осуществлялось комплектование кафедры квалифицированными преподавателями.

С 1963 года на кафедре начали свою преподавательскую деятельность ассистент Березиенко В. П. – выпускник Киевского политехнического института, ассистент Васильевич А. М. - выпускник Белорусского политехнического института, ассистент Шибанов И. Н. – выпускник Ленинградского политехнического института. Для преподавательской работы на кафедре были оставлены её лучшие выпускники: Зуев В. Е., Белоконь В. М., Кузменко И. М., Александров В. П. В должности лаборанта на кафедре начал работать будущий доктор технических наук, профессор Пархимович В. М.

Усиление кафедры продолжалось и за счёт приглашения ведущих специалистов из других городов. В 1965 году на кафедру были приглашены Шарова А. М., выпускница Киевского политехнического института, а в 1967 году – Павлюк С. К., кандидат технических наук, доцент Краматорского индустриального института. В 1970-71 годах кафедра пополнилась своими выпускниками: Лупачёвым В. Г., Новиковым С. А., Куликовым В. П. Одним из старейших сотрудников является лаборант 1 категории Рыжкова Зинаида Григорьевна, работающая на   кафедре с 1966 года.

С 1975 по 1985 гг. кафедрой руководил кандидат технических наук, профессор Березиенко Валерий Петрович. Березиенко В. П. Его научная деятельность посвящена повышению несущей способности сварных соединений, разработке прогрессивных технологических процессов контактной сварки. Подготовил 4-х кандидатов наук. В этот период  преподавателями кафедры защищено 10 кандидатских диссертаций. Кафедра становится не только учебным, но и крупным научным центром. Постоянно участвует в выполнении Государственных научно- технических программ, тесно сотрудничает с ИЭС им. Е. О. Патона, МВТУ им. Н. Э. Баумана, промышленными предприятиями республики.

С 1985 по 1990 гг. кафедрой руководил  доктор технических наук, профессор  Павлюк Сергей Кириллович, выпускник  Киевского политехнического института. Работая на кафедре ОиТСП, С. К. Павлюк развил новое научное направление- упрочнение деталей, работающих в контакте с жидкими металлами, методами наплавки, напыления и сварки. Подготовил 9 кандидатов наук.  В этот период  на кафедре защищены 2 докторские диссертации и 8 кандидатских. Продолжают развиваться и углубляться связи с промышленностью, увеличивается объём хоздоговорных работ.

С 1991 по 1993 гг. заведующим кафедрой работал доктор технических  наук, профессор Пархимович Эдуард Михайлович. Пархимович  Э. М. основал и развил новое научное направление- сварка и наплавка в ультразвуковом поле, подготовил 3 кандидатов наук. В этот период на кафедре была организована отраслевая научно-исследовательская лаборатория, финансируемая Министерством химической промышленности. Лаборатория занималась упрочнением и восстановлением деталей импортного оборудования ПО «Химволокно». Впоследствии лаборатория была преобразована в научно-технический центр диагностирования объектов повышенной опасности.

С 1993 по 1995 гг. кафедрой руководила доктор технических наук, профессор Шарова Александра Михайловна. Она возглавляла научное направление кафедры в области магнитных методов контроля сварных соединений. Подготовила 5 кандидатов наук. 

С 1995 года заведующим кафедрой является доктор технических наук, профессор Куликов Валерий Петрович. Он является специалистом в области сварки плавлением и неразрушающих методов контроля. Подготовил 4-х кандидатов наук.

Кроме 4-х докторов наук, названых выше, на кафедре работает 9 кандидатов наук, доцентов. В настоящее время на кафедре работает 6 ассистентов. 

Исторически на кафедре  сформировались следующие научные  направления:

1. Теория и технология нанесения покрытий на детали, контактирующие с жидкими металлами. Работоспособность соединений, экономические аспекты новых сварочных технологий. Руководитель – доцент технических наук, профессор Павлюк С. К.
2. Повышение Работоспособности сварных соединений, Выполненных контактной, точечной и рельефной сваркой, за счёт регулирования их напряжённо-деформированного состояния. Руководитель – доцент технических наук, профессор Березиенко В. П.
3. Сварка, наплавка и резка с наложением ультразвуковых колебаний. Руководитель – доцент технических наук, профессор Пархимович Э. М.
4. Управление качеством сварки по результатам неразрушающего контроля, магнитные метолы контроля сварных соединений. Руководители – доцент технических наук, профессор Шарова А. М., доцент технических наук, профессор Куликов В. П.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Виды и способы  сварки

 

           В лабораториях и мастерских кафедры изучаются следующие виды и способы сварки: 

- ручная дуговая сварка  покрытыми электродами;

- дуговая сварка под  флюсом;

- дуговая сварка в  защитных газах:

 

1. сварка в углекислом  газе;

2. сварка в инертных  газах;

3. сварка в смеси  аргона и углекислого газа;

 

- плазменная сварка. Плазма  – частично и полностью ионизированный  газ, состоящий из нейтральных  атомов и молекул, ионов и  электронов;  

 

- электрошлаковая сварка. Основным источником теплоты  является расплавленный шлак, через  который протекает электрический ток;

 

- электронно-лучевая  сварка, при которой нагрев и  расплавление кромок соединяемых  деталей производят направленным  потоком электронов, излучаемых  раскалённым катодом;

- лазерная сварка, при которой нагрев и расплавление кромок соединяемых деталей производят направленным сфокусированным мощным световым лучом микрочастиц-фотонов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сварочные материалы, их виды и типы

 

Сварочными называются материалы, которые расходуются  при сварке с целью получения  неразъёмных соединений, удовлетворяющих определённым требованиям.

Сварочные материалы  делятся на 4 основные группы:

1. Защитные газы:
1. углекислый газ;

б) аргон;

в) гелий;

      г)   смеси газов;

2. Сварочные флюсы:

а)   флюсы для  дуговой сварки;

б)   флюсы для  электрошлаковой сварки;

3. Сварочная проволока:

      а)   сварочная проволока сплошного  сечения;

      б)   порошковая сварочная проволока;

      в)   активированная проволока;

4.   Сварочные покрытые  электроды.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Описание  процесса.

Электрошлаковая сварка (ЭШС) нашла широкое применение при изготовлении изделий металлургического, прокатного и энергетического оборудования, в котло-  , гидро- и прессо-строении, в строительстве и т.д. С помощью этого способа сварки выполняются конструкции из углеродистых и легированных сталей, титана, алюминия, меди и их сплавов. Диапазон свариваемых толщин металла составляет 20-2500 мм.

 

Современная оснащённость ЭШС такова, что позволяет решать практически любые задачи промышленности на самом высоком техническом уровне. Причём, как показал многолетний опыт, эффективность применения ЭШС в значительной степени зависит от правильного выбора сварочного оборудования, а также рационального решения вопросов техники сварки и применения соответствующей технологической оснастки.

 

Способ сварки, основанный на выделении тепла при  прохождении электрического тока через  расплавленный шлак, получил название электрошлаковой сварки. В пространстве, образованном кромками свариваемых  изделий и формирующими приспособлениями, создаётся ванна расплавленного шлака, в которую погружается металлический стержень – электрод. Ток, проходя между электродом и основным металлом, нагревает расплав и поддерживает в нём высокую температуру и электропроводность. Температура шлаковой ванны должна превышать температуру плавления основного и электродного металла. Шлак расплавляет погруженный в него электрод и кромки изделия. Расплавленный основной металл вместе с электродным собирается на дне шлаковой ванны и образует металлическую ванну, которая, затвердевая, даёт шов, соединяющий кромки изделия. По мере расплавления электрод подаётся вниз.

 

Наилучшие условия  для плавления основного металла  и для получения глубокой шлаковой ванны создаются при вертикальном положении оси шва.

Поэтому электрошлаковая  сварка применяется наиболее часто в сочетании с принудительным формированием сварочной ванны. Электрошлаковая сварка в нижнем положении менее удобна и не получила распространения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Технологические параметры процесса электрошлаковой  сварки (ЭШС).

 

Сущность метода принудительного формирования состоит  в искусственном охлаждении поверхности  металлической ванны.

 

Основное назначение шлаков при эшс – преобразование электрической энергии в тепловую. Поэтому основной характеристикой  шлаков является их электропроводность и зависимость её от температуры.

 

Если бы существовал  шлак, не изменяющий своей проводимости в зависимости от температуры, то его сравнительно легко можно  было бы использовать для целей сварки. Всегда можно подобрать такое  напряжение, которое, будучи приложенным к постоянному сопротивлению, вызовет выделение в этом сопротивлении требуемой мощности и, следовательно, будет поддерживать в нём требуемую температуру. В действительности проводимость расплавленных шлаков резко повышается с ростом температуры, а ниже определённой температуры шлаки практически являются непроводниками. Это обстоятельство усложняет стабилизацию процесса.

 

Некоторые шлаки, содержащие двуокись титана, являются хорошими проводниками даже в твёрдом  состоянии при комнатной температуре. Такого рода шлаки обладают электронной проводимостью, в отличие от ионной проводимости шлаков, находящихся в жидком состоянии.

 

В отличие от дуговой сварки под флюсом при  электрошлаковой сварке почти вся  электрическая мощность передаётся шлаковой ванне, а от неё электроду и основному металлу. Условием стабильности процесса является постоянство температуры шлаковой ванны, иначе говоря, равенство получаемого и отдаваемого тепла.