13.11.2012r.

TECHNIKI WYTWARZANIA – LABORATORIUM

Temat: Spawanie łukiem krytym

1. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia było zapoznanie się z procesem spawania pod topnikiem (łukiem krytym) , oraz zaobserwowanie przebiegu spawania.

1. Zastosowane materiały i urządzenia – środki indywidualnej ochrony BHP

a) Materiały

• blacha 18g2a - stal stopowa o podwyższonej wytrzymałości;

• drut spawalniczy d = 3.8 mm

• Lot: PV 227012927;

• topnik ( TU)

Topnik w odróżnieniu od otuliny elektrod jest tak dobierany, aby nie wydzielał zbyt dużej ilości gazów ponieważ następowałoby przebicie warstwy topnika i dostęp powietrza do ciekłego metalu. Doprowadzenie prądu do drutu odbywa sie na malej odległości (wylot elektrody: = 30-60mm), możliwe jest stosowanie dużych natężeń prądu spawania.

Rozróżniamy następujące typy topników:

-topniki w postaci proszku

-topniki w postaci cieczy

-topniki w postaci pasty

b) Urządzenia

-suwmiarka ( przyrząd liniowy);

-automat spawalniczy AS 14 Traktor;

-transformator spawalniczy do spawania automatycznego, typ ET1 − 1000,  PN70/E − 81106;

-szafka sterownicza typ: AS 14 WT − 69/6012.

c) BHP przy spawaniu łukiem krytym:

Obsługujący automat spawalniczy powinien być wyposażony co najmniej w następujące przedmioty ochronne:

-rękawice ochronne,

-fartuch skórzany,

-okulary ochronne,

-maskę ochronną lub przyłbicę,

-podest izolujący,

-getry skórzane.

1. Opis

Metoda ta polega na tym, że łuk elektryczny jarzy się pomiędzy elektrodą a spawanym przedmiotem w przestrzeni odizolowanej od powietrza warstwą topnika.
SPOINA - powstaje ze stopniowego drutu elektrodowego i głęboko przetopionego materiału rodzimego.
CECHY METODY SPAWANIA ŁUKIEM KRYTYM:
1) wysoka sprawność procesu (energia zużywana na utworzenie spoiny przy spawaniu elektrodą otuloną: 10%,w spawaniu łukiem krytym: 45%)
2) duża wydajność spawania (moc łuku waha się między 20 − 150kW). Wydajność spawania jest 3-6 razy wyższa niż przy spawaniu elektrodami otulonymi,
3) dobra jakość wykonanej spoiny ze względu na skuteczną ochronę ciekłego metalu przed dostępem tlenu i azotu z powietrza i duża jednorodność składu chemicznego materiału spoiny.
4) mniejsze zużycie materiału elektrodowego i energii elektrycznej (większy udział materiału rodzimego w spoinie, małe kąty ukosowania),
5) poprawa warunków pracy (łuk niewidoczny, mała ilość wydzielanych gazów).
Ta metoda jest stosowana do :
1) wykonania spoin czołowych i pachwinowych w pozycji podolnej, nabocznej a niekiedy naściennej,
2) grubość łączonych materiałów: 3 − 100mm (i więcej),
3) spawane materiały to przeważnie stale niskowęglowe, niskostopowe  o podwyższonej wytrzymałości, niskostopowe dla energetyki i stale wysokostopowe,
4) można również spawać metale nieżelazne (miedź, aluminium, tytan i stopy tych metali) przy użyciu specjalnych topników,
5)  oprócz spawania często tą metodą się napawa a czasami przypawa kołki.

Zalety metody

• dobra jakość spoiny

• dobra wydajność pracy

• wysoka sprawność energetyczna

• dobre warunki pracy spawacza - łuk elektryczny schowany jest pod warstwą topnika

• brak szkodliwych oparów (gazów spawalniczych)

Wady metody

• aby spawać w pozycji innej niż podolna, należy zastosować specjalne oprzyrządowanie (w praktyce niestosowane)

• przed spawaniem topnik musi być odpowiednio przygotowany (konieczne suszenie)

• metoda używana jedynie w halach produkcyjnych

1. Przebieg ćwiczenia

W czasie laboratorium prowadzący przeprowadził spawanie blachy automatem do spawania łukiem krytym wszyscy uczestnicy laboratorium mieli szansę zaobserwować cały proces.

Dane:

Średnica drutu 3.8 mm

Czas spawania t = 17 s

Długość zużytego drutu 39cm

Napięcie I = 45V

Natężenie U = 400A

Schemat automatu użytego podczas ćwiczenia :

Schemat spoiny oraz usuniętego żużla:

OBLICZENIA:

$$\mathbf{V}_{\mathbf{\text{sp}}} = \frac{s}{t}$$

$$\mathbf{V}_{\mathbf{\text{sp}}} = \frac{0,39m}{17s} = 0,023\frac{m}{s}$$

$$\mathbf{V}_{\mathbf{\text{dr}}} = \frac{\pi r^{2}}{t}$$

$$\mathbf{V}_{\mathbf{\text{dr}}} = \frac{3,14 \bullet {(0,0019)}^{2}}{17} = 0,00000067\frac{m}{s}$$