wykonywanie połączeń spajanych 722[03].z2 · 2020. 11. 4. · wykonywanie typowych zabiegów na...

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

MINISTERSTWO EDUKACJI NARODOWEJ

Andrzej Zych Jerzy Giemza Wykonywanie połączeń spajanych 722[03].Z2.05 Poradnik dla ucznia Wydawca Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy Radom 2007

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 1

Recenzenci: mgr inż. Michał Sylwestrzak mgr inż. Grzegorz Śmigielski Opracowanie redakcyjne: mgr inż. Andrzej Zych Konsultacja: dr inż. Janusz Figurski

Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną programu jednostki modułowej 722[03].Z2.05 „Wykonywanie połączeń spajanych”, zawartej w modułowym programie nauczania dla zawodu Ślusarz. Wydawca Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy, Radom 2007


SPIS TREŚCI 1. Wprowadzenie 3 2. Wymagania wstępne 5 3. Cele kształcenia 6 4. Materiał nauczania 7

4.1. Spawanie gazowe i elektryczne 7 4.1.1. Materiał nauczania 7 4.1.2. Pytania sprawdzające 11 4.1.3. Ćwiczenia 12 4.1.4. Sprawdzian postępów 17

4.2. Zgrzewanie 18 4.2.1. Materiał nauczania 18 4.2.2. Pytania sprawdzające 20 4.2.3. Ćwiczenia 20 4.2.4. Sprawdzian postępów 23

4.3. Lutowanie miękkie i twarde 24 4.3.1. Materiał nauczania 24 4.3.2. Pytania sprawdzające 25 4.3.3. Ćwiczenia 26 4.3.4. Sprawdzian postępów 27

5. Sprawdzian osiągnięć 28 6. Literatura 34


1. WPROWADZENIE

Poradnik ten będzie Ci pomocny w przyswajaniu wiedzy i kształtowaniu umiejętności wykonywania połączeń zgrzewanych, spawanych i lutowanych.

Poradnik zawiera 3 tematy, są to: Spawanie elektryczne i gazowe, Zgrzewanie, Lutowanie twarde i miękkie.

Treści zawarte w temacie „Spawanie elektryczne i gazowe” umożliwią Ci kształtowanie umiejętności wykonywania spawania elektrycznego, gazowego oraz cięcia gazowego.

Treści zawarte w temacie „Zgrzewanie” umożliwią Ci ukształtować umiejętności wykonywania operacji zgrzewania oporowego punktowego, liniowego i garbowego.

Treści zawarte w temacie „Lutowanie twarde i miękkie” umożliwią Ci ukształtowanie umiejętności lutowania lutami miękkimi oraz lutami twardymi.

Ponadto w każdym temacie znajdziesz podstawowe informacje na temat bezpieczeństwa i higieny pracy oraz ochrony środowiska naturalnego

Poradnik ten posiada następującą strukturę:

1. Wymagania wstępne, czyli wykaz niezbędnych umiejętności i wiadomości, które powinieneś mieć opanowane, aby przystąpić do realizacji tej jednostki modułowej.

2. Cele kształcenia. 3. Materiał nauczania (rozdział 4) umożliwia samodzielne przygotowanie się do wykonania

ćwiczeń. Materiał nauczania obejmuje: − informacje, opisy, tabele, rysunki dotyczące tematu, − pytania sprawdzające wiedzę potrzebną do wykonania ćwiczeń, − zestaw ćwiczeń, − sprawdzian postępów.

4. Sprawdzian osiągnięć zawierający zestaw zadań testowych z zakresu całej jednostki modułowej.

5. Zestaw literatury przydatnej do wykonywania ćwiczeń oraz uzupełniania wiadomości. Jeżeli będziesz miał trudności ze zrozumieniem tematu lub wykonaniem ćwiczenia, to

poproś nauczyciela lub instruktora o wyjaśnienie i ewentualne sprawdzenie, czy dobrze wykonujesz daną czynność. Po przerobieniu materiału nauczania spróbuj rozwiązać sprawdzian osiągnięć.

W czasie pobytu w pracowni musisz przestrzegać regulaminów, przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy oraz instrukcji przeciwpożarowych dotyczących wykonywanych prac. Wymagania te poznasz podczas trwania nauki.

Podczas wykonywania ćwiczeń musisz pamiętać o dokładnym, uważnym i spokojnym wykonywaniu pracy, gdyż będziesz narażony na różnego rodzaju urazy.


Schemat układu jednostek modułowych

722[03].Z2 Technologia wytwarzania

części maszyn

722[03].Z2.01 Wykonywanie typowych zabiegów na tokarkach

722[03].Z2.02 Wykonywanie typowych zabiegów na frezarkach

722[03].Z2.03 Wykonywanie typowych zabiegów na szlifierkach

722[03].Z2.05 Wykonywanie połączeń

spajanych

722[03].Z2.04 Wykonywanie obróbki cieplnej i plastycznej


2. WYMAGANIA WSTĘPNE

Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć: − korzystać z różnych źródeł informacji, − posługiwać się jednostkami układu SI, − odczytywać informacje z rysunków technicznych, − wykonywać szkice części maszyn, − wykonywać pomiary warsztatowe, − rozróżniać materiały metalowe, niemetalowe i pomocnicze stosowane w pracach

ślusarskich, − dobierać materiały do wykonywanych prac ślusarskich, − wykonywać trasowanie, − wykonywać cięcie i przecinanie materiału, − udzielać pierwszej pomocy osobom poszkodowanym w wypadkach przy pracy, − przestrzegać regulaminy obowiązujące w pracowniach.


3. CELE KSZTAŁCENIA

W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć: − scharakteryzować podstawowe procesy spawalnicze, − rozróżnić rodzaje złączy spawanych i rodzaje spoin, − określić wady i zalety połączeń spawanych, − rozróżnić urządzenia, przyrządy oraz materiały do spawania gazowego i elektrycznego, − przygotować elementy do spawania, − wykonać złącze za pomocą spawania gazowego i elektrycznego, − wykonać napawanie, − wykonać cięcie gazowe, − wyjaśnić istotę zgrzewania, − wykonać połączenia blach za pomocą zgrzewania punktowego, − scharakteryzować lutowanie, − dobrać narzędzia, urządzenia i materiały do lutowania, − wykonać połączenia lutowane lutem miękkim, − wykonać połączenia lutowane lutem twardym, − ocenić jakość wykonanych połączeń spajanych, − zastosować środki ochrony indywidualnej podczas spawania i zgrzewania, − zastosować przepisy bhp, ochrony ppoż. i ochrony środowiska podczas wykonywania

połączeń spajanych.


4. MATERIAŁ NAUCZANIA 4.1. Spawanie gazowe i elektryczne 4.1.1. Materiał nauczania Podstawy spawania

Połączenia spawane, obok lutowanych i zgrzewanych są połączeniami nierozłącznymi. Spawaniem nazywamy łączenie ze sobą metalu za pomocą złącza spawanego (rysunek 2), przy czy następuje nadtopienie brzegów łączonych części i ich zespolenie. Podczas spawania powstaje spoina, która powstaje z roztopienia brzegów łączonych metali lub przez dodanie spoiwa. Proces spawania polega na miejscowym nagrzaniu i nadtopieniu brzegów łączonych metali i spoiwa (np. z elektrody), a następnie następuje oziębienie złącza i trwałe połączenie. Wybrane metody spawania przedstawia rysunek 1.

Rys. 1. Wybrane metody spawania

Rys. 2. Złącze spawane [2, s. 203]

W konstrukcjach spawanych stosuje się różnego rodzaju złącza. Do podstawowych

rodzajów złącz należą złącza: doczołowe ze spoiną czołową, teowe, narożne, krzyżowe, zakładkowe, przylgowe ze spoiną grzbietową.

Wykonując złącze spawane można „położyć” różne rodzaje spoin. Do podstawowych należą spoiny: czołowe, pachwinowe i grzbietowe.


Rys. 3. Rodzaje spoin: a) czołowe, b) pachwinowe, c) otworowe, d) grzbietowe [2, s. 203]

Rys. 4. Rodzaje złącz spawanych: a) doczołowe ze spoina czołową, b) teowe, c) narożne,

d) krzyżowe, e) zakładkowe, f) przylgowe ze spoiną grzbietową [6, s. 331]

Wykonując złącza spawane spawacz musi to robić w różnych pozycjach, w zależności od miejsca położenia spoiny w spawanej konstrukcji. Podstawowe pozycje spawania przedstawia rysunek 5.

Rys. 5. Pozycje spawania


Spawanie metali posiada szereg zalet. Otrzymuje się połączenia o wytrzymałości porównywalnej z wytrzymałością łączonych części. Złącze jest trwałe, dość łatwe w wykonaniu, a przy dostępności sprzętu i materiałów do spawania, jest szybką metoda łączenia i stosunkowo tanią. Do wad należy zaliczyć wysoki koszt sprzętu do spawania.

Podczas spawania mogą powstać rożne wady spoin, które pogarszają jakość wykonanego złącza. W skrajnych przypadkach całe złącze należy wycinać i spawać na nowo. Do najczęstszych wad zaliczamy: pęcherze (zamknięte przestrzenie wewnątrz spoiny wypełnione gazem), wtrącenia (żużel lub cząstka obcego metali wewnątrz spoiny), przyklejenie (brak stopienia brzegów łączonych części), niewłaściwy przetop (brak wypełnienia grani spoiny – spodu spoiny), pęknięcia spoiny i metalu w pobliżu spoiny, nadmierny nadlew.

Rys. 6. Wady spoin: a) pęcherze, b) wtrącenia

Badanie spoin przeprowadza się przez oględziny oraz metodami wykorzystującymi

specjalne przyrządy (prześwietlenia spoin, badania ultradźwiękami). Ponadto, w przypadku zbiorników przeprowadza się próby szczelności. Przygotowanie do spawania

Przygotowanie spawania wymaga: przygotowania materiału do spawania oraz przygotowania stanowiska do spawania.

Przygotowanie materiału polega na takim przygotowaniu krawędzi łączonych części, aby spoina była mocna i wytrzymała.

Przygotowanie stanowiska do spawania polega na przygotowaniu urządzeń i narzędzi spawalniczych, materiałów spawalniczych (np. elektrod) oraz sprzętu i środków ochrony indywidualnej.

Przygotowanie materiału do spawania przedstawione jest na rysunku 7, przy czym nie zaznaczono sposobu przygotowania blach od 2 do 5 mm, gdyż blach o tych grubościach nie zawija się i nie ukosuje.

Rys. 7. Przygotowanie brzegów materiału do spawania (zawijanie i ukosowanie): a) cienkie blachy

o grubości do 2 mm, b) blach o różnej grubości, c) blach o grubości od 4 do 12 mm, d) blach o grubości ponad 12 mm [2, s. 208]

a) b)


Przygotowanie stanowiska do spawania elektrycznego polega na przygotowaniu agregatu spawalniczego (spawarki), nastawieniu odpowiednich parametrów, podłączeniu przewodów, dobraniu odpowiedniej elektrody, bądź drutu i gazów ochronnych oraz sprzętu ochrony indywidualnej i sprzętu ochronnego całego stanowiska pracy. Wykonywania tego zadania nauczysz się podczas ćwiczeń.

Przygotowanie stanowiska do spawania gazowego polega na przygotowaniu butli z tlenem i acetylenem, przygotowaniu drutu spawalniczego, przygotowaniu węży spawalniczych i palnika oraz sprzętu ochrony indywidualnej. Wykonywania tego zadania nauczysz się podczas ćwiczeń.

Przygotowanie stanowiska do cięcia gazowego jest podobne, jak w przypadku spawania gazowego. Różnica polega na tym, że konieczny jest inny palnik oraz można stosować inny gaz palny. Poza acetylenem może to być gaz propan butan. Wykonywania tego zadania nauczysz się podczas ćwiczeń.

Spawanie elektryczne

Do podstawowych metod spawania elektrycznego należą: spawanie elektroda otuloną, spawanie w osłonie gazów ochronnych nieaktywnych (argon) MIG, gazów aktywnych MAG (dwutlenek węgla) oraz ochronie gazów nieaktywnych elektrodą nietopliwą (TIG).

Spawanie elektrodą otuloną jest procesem, w którym trwałe połączenie uzyskuje się przez stopienie łukiem elektrycznym (łuk powstaje pomiędzy rdzeniem elektrody pokrytym otuliną, a łączonymi metalami) topliwej elektrody otulonej i materiału spawanego. Elektroda otulona przesuwana jest ręcznie przez spawacza wzdłuż linii spawania i ustawiona pod pewnym kątem. Do spawania elektrodą otuloną używa się spawarek na prąd stały i przemienny (przy czym na prąd przemienny wytwarza się spawarki małe, stosowane do prac pomocniczych i domowych). Obecnie powszechnie stosuje się agregaty spawalnicze na prąd stały, w których prąd przemienny z sieci przetwarzany jest na stały przez prostownik spawarki. Agregat spawalniczy posiada regulację natężenia prądu w zakresie od kilkudziesięciu do kilkuset amperów. W skład agregatu wchodzi spawarka, przewód podłączany do masy (do elementów łączonych) oraz przewód z rączką do mocowania elektrody. Jako sprzęt ochrony indywidualnej stosuje się ubranie ochronne, rękawice ochronne, buty ochronne oraz maskę spawalniczą chroniącą twarz i oczy.

Dobór rodzaju elektrod zależy od rodzaju łączonego materiału i wymaganych właściwości złącza.

Spawanie metodami MIG i MAG jest najczęściej stosowane w procesach spawalniczych. W metodzie MIG/MAG łuk jarzy się pomiędzy materiałem spawanym, a drutem spawalniczym automatycznie podawanym przez podajnik drutu. Miejsce spawania osłonięte jest gazem obojętnym (w MIG gaz oparty na argonie) lub aktywnym (w MAG dwutlenek węgla). Do spawania stosuje się agregat spawalniczy posiadający podajnik drutu spawalniczego, przewód z rączką, w którym znajduje się przewód podający drut spawalniczy i wąż podający gaz ochronny. Środki ochrony indywidualnej i zbiorowej są takie same jak w przypadku spawania elektrodą otuloną.

Spawanie metodą TIG pozwala na uzyskiwanie najwyższej jakości spoin w stalach niestopowych, niskostopowych, nierdzewnych oraz w aluminium, miedzi i ich stopach. W metodzie TIG łuk jarzy się pomiędzy materiałem spawanym, a nietopliwą elektrodą wolframową. Metodą tą spawa się bezpośrednio materiał bez dodatkowego drutu spawalniczego lub z dodawaniem drutu spawalniczego. Miejsce spawania jest osłaniane gazem obojętnym (najczęściej argonem).

Środki ochrony indywidualnej i zbiorowej są takie same jak w przypadku spawania elektrodą otuloną.


Spawanie i cięcie gazowe Spawanie gazowe jest metodą łączenia metali, w której nadtopienie brzegów łączonych

części i stopienie drutu spawalniczego dokonywane jest za pomocą płomienia wytwarzanego z tlenu i acetylenu przez palnik. Spawanie to jest stosowane do spawania rur i blach oraz w pracach remontowych i pracach w terenie, gdzie nie ma źródła prądu elektrycznego. Metoda ta jest przydatna również do spawania cienkościennych konstrukcji stalowych.

Cięcie gazowe jest szeroko stosowaną metodą cięcia stali niestopowych i niskostopowych o grubości od kilku milimetrów do kilkunastu centymetrów. Proces cięcia polega na spalaniu metalu w tlenie. Ciecie rozpoczyna się nagrzewając miejsce cięcia do wysokiej temperatury. Następnie odkręca się zawór dostarczający dodatkowy tlen, który powoduje zapalenie się metalu i wydmuchanie produktów spalania.

Do cięcia i spawania stosuje się tlen oraz gaz palny (do spawania acetylen, do cięcia acetylen lub propan butan). Gaz doprowadzany jest z butli, lub z instalacji przewodami o rożnej grubości i kolorze. Na butlach znajdują się reduktory do zredukowania ciśnienia gazów. Przewody zakończone są palnikami o rożnej wielkości. Palniki do ciecia posiadają dodatkowy zawór tlenowy, konieczny do zapalenia metalu i przedmuchania szczeliny cięcia.

Jako sprzęt ochrony indywidualnej stosuje się ubranie ochronne, rękawice ochronne, buty ochronne oraz okulary chroniące oczy.

Do procesów spawalniczych zaliczamy również napawanie. Napawanie jest to pokrywanie części maszyn warstwą metalu, np. w celu naprawienia uszkodzonego czopa wału maszynowego. Napawa się warstwą metalu wytarty czop i następnie przetacza się go na wymagany wymiar. Bezpieczeństwo i higiena pracy

Podczas wykonywania prac należy stosować się do zasad bezpieczeństwa i higieny pracy oraz ochrony środowiska.

Podczas pracy bardzo łatwo jest o wypadek lub uraz. Należy więc zachować ostrożność, prace wykonywać spokojnie i dokładnie, narzędzia stosować zgodnie z przeznaczeniem. Ponadto należy stosować środki ochrony indywidualnej. Są to rękawice ochronne, buty ochronne, ubranie ochronne oraz maska spawalnicza z filtrem (ciemne szkiełko). W przypadku cięcia i spawania gazowego stosuje się okulary ochronne z przyciemnionego szkła.

Bardzo ważne jest stosowanie wentylacji. Będzie to miejscowy odciąg (usuwający z miejsca spawania dymy i pyły spawalnicze) oraz wentylacja ogólna.

Przy pracach ślusarsko spawalniczych powstaje dużo odpadów metalowych i produktów powstających w procesie spawania (pyły, odpryski). W związku z tym należy przestrzegać zasad ochrony środowiska. Wszelkie odpady należy segregować i składać w odpowiednio oznakowane pojemniki.

4.1.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń. 1. Jakie są metody spawania? 2. Jakie są rodzaje spawania łukowego? 3. Jakie są rodzaje spoin? 4. Jakie są rodzaje złączy spawanych? 5. Jakie są pozycje spawania? 6. Jakie są zalety i wady spawania? 7. Jakie są główne rodzaje wad spawalniczych? 8. Jakimi metodami bada się spoiny?


9. Jakie czynności należy wykonać podczas przygotowania stanowiska do spawania? 10. Jak przygotowuje się brzegi blach do spawania? 11. Na czym polega spawanie elektrodą otuloną? 12. Na czym polega spawanie metodą MIG i MAG? 13. Ma czym polega spawanie metodą TIG? 14. Na czym polega spawanie gazowe? 15. Jaki sprzęt jest wymagany do spawania gazowego? 16. Jaki sprzęt jest wymagany do spawania łukiem elektrycznym? 17. Na czym polega cięcie gazowe? 18. Jaki sprzęt ochrony indywidualnej jest wymagany podczas spawania elektrycznego? 19. Jaki sprzęt ochrony indywidualnej jest wymagany podczas spawania gazowego?

4.1.3. Ćwiczenia Ćwiczenie 1

Korzystając z dokumentacji technicznej oraz instrukcji obsługi, wypisz parametry techniczne znajdującej się w pracowni spawarki do spawania elektrodą otuloną. Następnie zapoznaj się z instrukcją obsługi i przygotuj spawarkę do pracy.

Plan pracy Parametry techniczne spawarki

Główne czynności konieczne do wykonania przed uruchomieniem spawarki

Główne czynności konieczne do wykonania w czasie pracy spawarki oraz po zakończeniu pracy

Zasady i metody bezpiecznego wykonania pracy


Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przygotować dokumentację techniczną spawarki i instrukcję obsługi, 2) odczytać i wypisać parametry techniczne spawarki, 3) określić czynności konieczne przed rozpoczęciem pracy oraz po jej zakończeniu, 4) określić i wypisać zasady i metody bezpiecznego wykonania pracy.

Wyposażenie stanowiska pracy:

− dokumentacja techniczna, − instrukcja obsługi. Ćwiczenie 2

Połącz złączem czołowym blachy o grubości 10 mm i wymiarach 50x200 mm, tak aby powstała blacha o wymiarach 100x200 mm.


1) dobrać elektrody, spawarkę, 2) ustalić wstępnie parametry spawania, 3) dobrać sprzęt ochrony indywidualnej, 4) określić zagrożenia jakie mogą wystąpić podczas pracy, 5) określić sposób przygotowania materiału do spawania, 6) zorganizować stanowisko pracy, 7) przedstawić nauczycielowi wypełnioną tabelę oraz przygotowane stanowisko, 8) wykonać spawanie, 9) ocenić jakość wykonanego połączenia. Plan pracy Rodzaj elektrody Rodzaj spawarki Prąd spawania

Sprzęt ochrony indywidualnej

Zagrożenia, jakie mogą wystąpić podczas pracy

Zwymiarowany szkic ukosowanych blach

Oceń jakość wykonanego połączenia (wpisz wady jakie posiada spoina)


Wyposażenie stanowiska pracy: – sprzęt i środki ochrony indywidualnej i zbiorowej, – spawarka, – 2 blachy 50x200x10 ze stali niskostopowej, – elektrody, – instrukcja obsługi spawarki, – dokumentacja techniczna, – katalog elektrod, – literatura techniczna. Ćwiczenie 3

Wykonaj napawanie czopa wałka stalowego. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) dobrać elektrody, spawarkę, ustalić wstępnie parametry spawania, 2) dobrać sprzęt i środki ochrony indywidualnej i zbiorowej, 3) zorganizować stanowisko pracy, 4) przedstawić nauczycielowi wypełnioną tabelę oraz przygotowane stanowisko, 5) wykonać napawanie, 6) ocenić jakość wykonanego napawania. Plan pracy Rodzaj elektrody Rodzaj spawarki Prąd spawania


Oceń jakość wykonanego napawania


– sprzęt i środki ochrony indywidualnej i zbiorowej, – spawarka, – wałek do napawania, – elektrody, instrukcja obsługi spawarki, dokumentacja techniczna, – katalog elektrod, – literatura techniczna.


Ćwiczenie 4 Wykonaj metodą spawania gazowego połączenie dwóch odcinków rur stalowych. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) dobrać sprzęt do spawania, 2) dobrać sprzęt ochrony indywidualnej, 3) określić zagrożenia jakie mogą wystąpić podczas pracy, 4) określić sposób przygotowania materiału do spawania, 5) zorganizować stanowisko pracy, 6) przedstawić nauczycielowi wypełnioną tabelę oraz przygotowane stanowisko, 7) wykonać spawanie, 8) ocenić jakość wykonanego połączenia. Plan pracy Rodzaj sprzętu do spawania Rodzaj elektrody Rodzaj drutu do spawania



Oceń jakość wykonanego połączenia (wpisz wady jakie posiada spoina)


– sprzęt ochrony indywidualnej, – sprzęt do spawania gazowego, – rury stalowe o średnicy od Φ20 do Φ 40, – instrukcja obsługi sprzętu do spawania gazowego, – literatura techniczna.


Ćwiczenie 5 Przetnij blachę stalową o grubości od 10 do 20 mm metodą cięcia gazowego. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) dobrać sprzęt do spawania, 2) dobrać sprzęt ochrony indywidualnej, 3) określić zagrożenia jakie mogą wystąpić podczas pracy, 4) zorganizować stanowisko pracy, 5) przedstawić nauczycielowi wypełnioną tabelę oraz przygotowane stanowisko, 6) wykonać cięcie, 7) ocenić jakość wykonanego cięcia. Plan pracy Rodzaj sprzętu do cięcia



Oceń jakość wykonanego cięcia


– sprzęt ochrony indywidualnej potrzebny podczas spawania, – sprzęt do cięcia gazowego, – blacha stalowa do ciecia, – instrukcja obsługi sprzętu do spawania gazowego, – literatura techniczna.


4.1.4. Sprawdzian postępów Czy potrafisz: Tak Nie

1) przygotować sprzęt do spawania i napawania łukowego? 2) przygotować materiał do spawania? 3) dobrać elektrodę, drut spawalniczy? 4) pospawać blachy spoiną doczołową? 5) przygotować sprzęt do spawania i cięcia gazowego 6) pospawać rurę metodą spawania gazowego? 7) przeciąć blachę metodą cięcia gazowego? 8) dobrać sprzęt ochrony indywidualnej do spawania elektrycznego? 9) dobrać sprzęt ochrony indywidualnej do spawania gazowego?


4.2. Zgrzewanie 4.2.1. Materiał nauczania

Zgrzewanie jest metodą łączenia materiałów polegającą na wytworzeniu na powierzchni

styku łączonych części zgrzeiny, która powstaje przez nagrzewnie fragmentów metalu i ich dociśnięcie. Rozróżnia się różne metody zgrzewania, w zależności od tego, w jaki sposób następuje ogrzanie materiału. W zależności od sposobu nagrzewania łączonych części rozróżnia się zgrzewanie: gazowe (np. palnikiem acetylenowo-tlenowym), elektryczne (iskrowe lub oporowe), tarciowe (ciepło wytwarza się poprzez tarcie powierzchni styku przy zastosowaniu odpowiedniego docisku).

Do łączenia elementów maszyn najczęściej stosuje się zgrzewanie elektryczne oporowe. Podczas zgrzewania oporowego przedmioty łączone są dociskane przez cały czas trwania procesu elektrodami (zgrzewanie punktowe i liniowe) wykonanymi z miedzi. Zgrzewanie elektryczne wykonuje się na specjalnych maszynach (zgrzewarkach), dostosowanych do rodzaju zgrzewania i materiału łączonych części. Najłatwiej zgrzewa się metale o jednakowym lub zbliżonym składzie chemicznym, np. stale niestopowe (węglowe) oraz stale niestopowe ze stalami stopowymi lub narzędziowymi itp.

Zgrzewanie elektryczne oporowe można podzielić na doczołowe, punktowe, liniowe i garbowe. Szczegółowy podział znajduje się na rysunku 8.

Rys. 8. Klasyfikacja zgrzewania oporowego [6, s. 335]

Zgrzewanie punktowe jest najczęściej stosowane do łączenia cienkich blach oraz blach

z różnymi kształtownikami. Proces zgrzewania przebiega następująco. Złożone blachy wkłada się pomiędzy 2 miedziane elektrody, następnie włączony zostaje docisk i prąd elektryczny. Trwa to przez odpowiedni (nastawiony na zgrzewarce) czas. Następnie docisk i przepływ prądu ustępuje, a elementy trwale się łączą. Zgrzew powstaje w miejscu styku blach, gdyż na styku jest największy opór elektryczny i wydziela się bardzo dużo ciepła, które rozgrzewa i uplastycznia metal.


Odmianą zgrzewania punktowego jest zgrzewanie garbowe. Zgrzeina następuje wtedy w miejscu garbu (miejscowego wybrzuszenia blachy).

Przy zgrzewaniu liniowym elektrody wykonane są w postaci krążków, które obracają się (przy jednoczesnym przepływie prądu) i dociskają łączone elementy. Zgrzewanie to umożliwia wykonanie szczelnych połączeń (np. pojemników, rur blaszanych itp. Zgrzewanie punktowe, liniowe i garbowe przedstawione są na rysunku 9. Przykłady zastosowania zgrzewania garbowego przedstawia rysunek 10, punktowego 11, a liniowego 12.

Rys. 9. Rodzaje zgrzewania: a) punktowe, b) liniowe, c) garbowe [6, s. 336]

Rys. 10. Przykłady zastosowania zgrzewania garbowego [2, s.216]

Rys. 11. Przykłady zastosowania zgrzewania punktowego [5, s. 294]


Rys. 12. Przykłady zastosowania zgrzewania liniowego oraz sposób zgrzewania na zgrzewarce [5, s. 319]

Podczas wykonywania prac należy stosować się do zasad bezpieczeństwa i higieny pracy

oraz ochrony środowiska. Podczas pracy bardzo łatwo jest o wypadek lub uraz. Należy więc zachować ostrożność,

prace wykonywać spokojnie i dokładnie, narzędzia stosować zgodnie z przeznaczeniem. Ponadto należy stosować środki ochrony indywidualnej. Są to rękawice ochronne, buty ochronne, ubranie ochronne oraz przyłbica chroniąca oczy i twarz przed iskrami i odpryskami powstającymi podczas zgrzewania. Ponadto należy bardzo uważać na obchodzenie się z blachami, gdyż mogą one spowodować poważne skaleczenia.

4.2.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń. 1. Na czym polega zgrzewanie? 2. Jakie możemy wyróżnić metody zgrzewania? 3. Jakie są rodzaje zgrzewania oporowego? 4. Kiedy stosuje się zgrzewanie punktowe? 5. Kiedy stosuje się zgrzewanie garbowe? 6. Kiedy stosuje się zgrzewanie liniowe? 7. Na jakich urządzeniach przeprowadza się zgrzewanie oporowe? 8. Jakie zalecenia dotyczące bhp obowiązują podczas zgrzewania? 4.2.3. Ćwiczenia Ćwiczenie 1

Korzystając w dokumentacji technicznej oraz instrukcji obsługi, wypisz parametry techniczne znajdującej się w pracowni zgrzewarki. Następnie zapoznaj się z instrukcją obsługi i przygotuj zgrzewarkę do zgrzewania blach.


Plan pracy Parametry techniczne zgrzewarki

Główne czynności konieczne do wykonania przed uruchomieniem zgrzewarki

Główne czynności konieczne do wykonania w czasie pracy zgrzewarki oraz po zakończeniu pracy

Zasady i metody bezpiecznego wykonania pracy


1) przygotować dokumentację techniczną zgrzewarki i instrukcję obsługi, 2) odczytać i wypisać w tabeli parametry techniczne zgrzewarki, 3) określić i wypisać w tabeli czynności konieczne przed rozpoczęciem pracy oraz po jej

zakończeniu, 4) określić i wypisać w tabeli zasady i metody bezpiecznego wykonania pracy, 5) przygotować zgrzewarkę do pracy.


− instrukcja do ćwiczenia (tekst przewodni), − dokumentacja techniczna, − instrukcja obsługi. Ćwiczenie 2

Wykonaj z blachy o grubości 1 mm 8–mio litrowy, sześcienny pojemnik na materiał sypki. Zastosuj zgrzewanie punktowe.


1) zaprojektować pojemnik, 2) narysować i zwymiarować rozwinięcia blach, 3) przedstawić projekt nauczycielowi,


4) przygotować blachy na pojemnik, 5) przygotować zgrzewarkę, 6) dobrać sprzęt ochrony indywidualnej, 7) wykonać pojemnik z zastosowaniem zgrzewania punktowego, 8) ocenić jakość wykonanego połączenia. Plan pracy Projekt pojemnika i szkice blach na pojemnik

Sprzęt ochrony indywidualnej,


Oceń jakość wykonanego połączenia. Wykonaj szkic gotowego pojemnika i zwymiaruj go.


– sprzęt ochrony indywidualnej, – zgrzewarka punktowa, – blacha na pojemnik, – instrukcja obsługi zgrzewarki, dokumentacja techniczna, – literatura techniczna.

Ćwiczenie 3

Wykonaj szczelny pojemnik z blachy o grubości 1 mm. Pojemnik powinien posiadać kształt walca o średnicy około Φ200 mm, wysokość około 200 mm. Zastosuj zgrzewanie liniowe.


1) zaprojektować pojemnik, 2) narysować i zwymiarować rozwinięcia blach, 3) przedstawić projekt nauczycielowi,


4) przygotować blachy na pojemnik (zwinąć rurę, wyciąć krążek na dno z zawiniętymi brzegami),

5) przygotować zgrzewarkę, 6) dobrać sprzęt ochrony indywidualnej, 7) wykonać pojemnik z zastosowaniem zgrzewania liniowego, 8) ocenić jakość wykonanego połączenia. Plan pracy Projekt pojemnika i szkice blach na pojemnik



Oceń jakość wykonanego połączenia. Wykonaj szkic gotowego pojemnika i zwymiaruj go.


– sprzęt ochrony indywidualnej, – zgrzewarka liniowa, – blacha na pojemnik, – instrukcja obsługi zgrzewarki, dokumentacja techniczna, – literatura techniczna.

4.2.4. Sprawdzian postępów Czy potrafisz: Tak Nie

1) przygotować zgrzewarkę do pracy? 2) wykonać wyrób metodą zgrzewania punktowego? 3) wykonać wyrób metodą zgrzewania liniowego? 4) dobrać sprzęt ochrony indywidualnej do zgrzewania oporowego?


4.3. Lutowanie miękkie i twarde 4.3.1. Materiał nauczania

Lutowanie polega na łączeniu części metalowych za pomocą stopu metalowego, tzw. lutu. Prawidłowe złącze otrzymuje się, gdy powierzchnie przeznaczone do lutowania są starannie oczyszczone z rdzy, brudu, tłuszczu, farby i innych zanieczyszczeń. Powierzchnie oczyszcza się mechanicznie lub ręcznie pilnikiem, skrobakiem, szczotkami, płótnem ściernym i następnie chemicznie za pomocą topników, np. kwasu solnego, wody lutowniczej, past do lutowania. Zależnie od temperatury topnienia lutu użytego do lutowania rozróżnia się lutowanie miękkie (w temperaturze do 450oC) i twarde (w temperaturze ponad 450oC).

Przebieg lutowania jest następujący. Najpierw oczyszcza się mechanicznie części lutowane, następnie części układa się i ustala w pozycji, w jakiej mają być połączone. Po takim przygotowaniu nakłada się topnik i rozgrzewa się lutownicą miejsce lutowania, a po rozgrzaniu przykłada lut, który roztapia się w zetknięciu z gorącą powierzchnią i wypełnia szczeliny pomiędzy łączonymi częściami. Na koniec złącze należy oczyścić mechanicznie oraz chemicznie (aby pozostałości topnika nie powodowały korozji złącza).

Do lutowania miękkiego stosuje się lutownice elektryczne, gazowe, benzynowe. W lutowaniu miękkim materiały łączy się za pomocą lutów, których głównym składnikiem

jest cyna i ołów. Przykłady lutów i ich zastosowanie podano w tabeli 1. Natomiast na rysunku 13 przedstawiono szkic połączenia lutowanego. Tabela 1. Luty miękkie i ich zastosowanie (wg PN–76/M–694000)

Temperatura topnienia [°C] Cecha

spoiwa dolna górna

Metale łączone Przykłady

LC2 320 325 stal Lutowanie opakowań na produkty spożywcze LC30 183 260 miedź

mosiądz stal

Spoiwo powszechnego użytku, lutowanie blach stalowych, ocynowanych, ocynkowanych oraz cynku, pobielanie i lutowanie kąpielowe, lutowanie chłodnic

LC50 183 216 miedź mosiądz stal

Lutowanie i pobielanie drobnych elementów w budowie maszyn, pobielanie i lutowanie w przemyśle elektrotechnicznym

LC60 183 216 miedź stal mosiądz

Lutowanie i pobielanie w elektrotechnice

LC90 183 220 miedź mosiądz stal

Lutowanie i pobielanie wewnętrznych części opakowań oraz sprzętu na produkty spożywcze, lutowanie aparatury medycznej


Rys. 13. Połączenie lutowane i jego oznaczenie

Lutowanie lutami twardymi stosuje się przy znacznych naprężeniach w złączu i wysokiej

temperaturze pracy (ponad 150oC). Jest używane do połączeń ślusarskich, w budowie ram rowerowych, w kołnierzach połączeń rurociągów, do łączenia części mechanizmów precyzyjnych, w produkcji narzędzi skrawających. Jako topnik podczas lutowania ma zastosowanie boraks oraz inne topniki specjalne. Lutami twardymi są miedź lub stopy miedzi, stopy srebra z miedzią, cynkiem i inne.

Lutowanie odbywa się następująco: powierzchnie łączone dokładnie czyści się i dopasowuje do siebie. Następnie smaruje się je pędzlem zanurzonym w roztworze boraksu i kładzie się między te powierzchnie blaszkę lutu, a potem wiąże się obie części drutem. Po posypaniu boraksem związanych części nagrzewa się je palnikiem gazowym lub lampą lutowniczą tak długo, aż lut się roztopi i zwiąże części łączone.

Innym sposobem lutowania twardego (np. rur miedzianych) jest zastosowanie lutu ze stopu srebra, specjalnej pasty lutowniczej i palnika na gaz propan butan. Miejsce lutowania czyści się chemicznie (np. płótnem ściernym), nakłada pastę (topnik) i następnie rozgrzewa się palnikiem miejsce połączenia. Po rozgrzaniu przykłada się lut, który wypełnia szczeliny i łączy trwale części.

Podczas wykonywania prac należy stosować się do zasad bezpieczeństwa i higieny pracy oraz ochrony środowiska.

Podczas pracy bardzo łatwo jest o wypadek lub uraz. Należy więc zachować ostrożność, prace wykonywać spokojnie i dokładnie, narzędzia stosować zgodnie z przeznaczeniem. Ponadto należy stosować środki ochrony indywidualnej. Są to przede wszystkim rękawice ochronny, oraz okulary chroniące oczy. Ponadto należy bardzo uważać na obchodzenie się z topnikami, gdyż w większości są to substancje chemiczne mogące posiadać trujące właściwości. 4.3.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń. 1. W jakich temperaturach przebiega lutowanie miękkie i twarde? 2. Jakich topników używa się przy lutowaniu miękkim? 3. Jakich topników używa się przy lutowaniu twardym? 4. Jakich lutów używa się do lutowania miękkiego? 5. Jakich lutów używa się do lutowania twardego? 6. Jakie materiały i narzędzia są konieczne do wykonania połączenia lutowanego lutem

miękkim? 7. Jaka jest kolejność postępowania przy wykonaniu połączenia lutowanego lutem miękkim? 8. Jakie materiały i narzędzia są konieczne do wykonania połączenia lutowanego lutem

twardym? 9. Jaka jest kolejność postępowania przy wykonaniu połączenia lutowanego lutem twardym?


4.3.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1 Wykonaj 2 połączenia płytek z blachy stalowej zgodnie z zamieszczonym rysunkiem.

Najpierw połącz blachy lutem miękkim, a potem twardym.


1) zapoznać się ze sposobami wykonywania połączeń lutowanych lutem miękkim i twardym, 2) zapoznać się z narzędziami i materiałami stosowanymi do lutowania (skorzystać

z poradników), 3) opracować plan (wykaz kolejnych czynności) wykonania lutowania, 4) dobrać narzędzia i materiały do lutowania, 5) przedstawić nauczycielowi opracowane plany i zestawienia, 6) wykonać połączenia, 7) dokonać oceny jakości wykonanych połączeń. Plany pracy Połączenie blach stalowych lutem miękkim Połączenie blach stalowych lutem twardym

Narzędzia Połączenie blach stalowych lutem miękkim Połączenie blach stalowych lutem twardym

Materiały Połączenie blach stalowych lutem miękkim Połączenie blach stalowych lutem twardym

Uwagi o błędach, usterkach Połączenie blach stalowych lutem miękkim Połączenie blach stalowych lutem twardym


Wyposażenie stanowiska pracy: − płytki z blachy stalowej, − zestaw narzędzi do lutowania, − materiały do lutowania, − rękawice ochronne, okulary ochronne. 4.3.4. Sprawdzian postępów Czy potrafisz: Tak Nie

1) dobrać narzędzia i materiały do lutowania miękkiego? 2) dobrać narzędzia i materiały do lutowania twardego? 3) przedstawić kolejność czynności podczas wykonania połączenia lutem

miękkim? 4) przedstawić kolejność czynności podczas wykonania połączenia lutem

twardym? 5) wykonać połączenie lutem miękkim? 6) wykonać połączenie lutem twardym? 7) dobrać sprzęt ochrony indywidualnej do lutowania?


5. SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ INSTRUKCJA DLA UCZNIA 1. Przeczytaj uważnie instrukcję. 2. Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi. 3. Zapoznaj się z zestawem zadań testowych. 4. Test zawiera 20 zadań wielokrotnego wyboru. Tylko jedna odpowiedź jest prawidłowa. 5. Udzielaj odpowiedzi tylko na załączonej karcie odpowiedzi, stawiając w odpowiedniej

rubryce znak X. W przypadku pomyłki należy błędną odpowiedź zaznaczyć kółkiem, a następnie ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową.

6. Pracuj samodzielnie, bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania. 7. Kiedy udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność, wtedy odłóż jego rozwiązanie

zadania na później i wróć do niego, gdy zostanie Ci wolny czas. 8. Na rozwiązanie testu masz 60 min.

Powodzenia!


ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH 1. Do połączeń spajanych zaliczamy

a) spawanie, lutowanie zaklepywanie. b) lutowanie twarde, lutowanie miękkie, spajanie zgrzewalne. c) lutowanie, zgrzewanie, spawanie. d) spawanie elektryczne i spawanie gazowe.

2. Przedstawione na rysunku złącze nazywa się

a) doczołowe. b) teowe. c) narożne. d) przylgowe.

3. Przedstawiona na rysunku spoina nazywa się spoiną

a) czołową. b) grzbietową. c) pachwinową. d) teową.

4. Spawanie elektryczne lukowe dzieli się na

a) spawanie elektrodą otuloną, spawanie w osłonie gazu obojętnego, spawanie w osłonie gazu aktywnego, spawanie w osłonie gazu obojętnego elektrodą nietopliwą.

b) spawanie elektrodą otuloną, spawanie MIG, spawanie MAG, spawanie TAG. c) spawanie MIG, spawanie MAG, spawanie elektrodą węglową. d) spawanie elektrodą otuloną, spawanie gazowe acetylenem, spawanie gazowe gazem

propan butan. 5. Przedstawiona na rysunku pozycja spawania nosi nazwę

a) pogórnej. b) podolnej. c) nabocznej. d) podłogowej.

6. Spawanie elektrodą otuloną jest procesem, w którym

a) trwałe połączenie uzyskuje się przez stopienie łukiem elektrycznym topliwej elektrody otulonej i materiału spawanego.

b) spoina powstaje na skutek stopienia otuliny. c) elektroda topi się pod wpływem ciepła wydzielanego przez otulinę. d) trwałe połączenie uzyskuje się przez stopienie łukiem elektrycznym otuliny i materiału

spawanego.


7. Podczas spawania metodą MIG spoina chroniona przez a) dwutlenek węgla. b) otulinę. c) argon. d) łuk elektryczny wytwarzany w argonu.

8. Podczas spawania metodą MAG spoina chroniona przez

a) dwutlenek węgla. b) otulinę. c) argon. d) łuk elektryczny wytwarzany w argonu.

9. Do spawania metodą TIG zastosujemy elektrodę

a) stalową pokrytą otuliną chroniącą przed stopieniem się. b) wykonaną z wolframu. c) wykonaną z tytanu. d) wykonaną z miedzi.

10. Do spawania gazowego stosuje się następujące urządzenia i materiały. Konieczny zestaw z

wymienionych poniżej to A. Butla z tlenem. B. Butla z acetylenem. C. Butla z propanem butanem. B. Spawarka. E. Palnik do spawania. F. Palnik do cięcia. G. Węże. H. Elektrody otulone. I. Boraks.

a) A, C, D, E. b) A, B, E, G. c) A, C, E, H. d) A, B, E, G, I.

11. Do ciecia gazowego stosuje się następujące urządzenia i materiały. Dobierz konieczny

zestaw z wymienionych poniżej A. Butla z tlenem. B. Butla z acetylenem. C. Butla z propanem butanem. D. Spawarka. E. Palnik do spawania. F. Palnik do cięcia. G. Węże. H. Elektrody otulone. I. Boraks.

a) A, C, D, F. b) A, B, E, G. c) A, C, F, G. d) A, B, E, G, I.

12. Do spawania blach o grubości 1 mm należy zastosować sposób przygotowania a) b) c) d)


13. Do spawania blach o grubości 15 mm należy zastosować sposób przygotowania a) b) c) d)

14. Napawanie elektryczne można, miedzy innym zastosować do

a) wypełnienia szczeliny przy spawaniu blach grubych. b) wypełnienia szczeliny pomiędzy spawanymi kształtownikami. c) naprawy dziurawej rury stalowej. d) naprawy wytartego czopa wału maszynowego.

15. Przedstawiona na rysunku wada spawalnicza nazywa się

a) porowatość i zwęglenie. b) pęcherze i przyklejenia. c) wtrącenia i pęknięcia. d) pęcherze i wtrącenia.

16. Zgrzewanie jest procesem spajania polegającym na

a) nadtopieniu brzegów łączonych części i ich dosunięciu. b) sklejeniu na gorąco dwóch części i ich dociśnięciu. c) wytworzeniu na powierzchni styku łączonych części zgrzeiny, która powstaje przez

nagrzewnie fragmentów metalu i ich dociśniecie. d) uplastycznieniu materiałów łączonych.

17. Przedstawiony na rysunku sposób zgrzewania nazywa się

a) zgrzewaniem punktowym. b) zgrzewaniem krążkowym. c) zgrzewaniem liniowym. d) zgrzewaniem tocznym.

18. Proces lutowania miękkiego powinien być wykonany zgodnie z podaną kolejnością

a) oczyszczenie mechaniczne, rozgrzanie lutownicą miejsca połączenia, nałożenie warstwy lutu, ściśniecie elementów łączonych, oczyszczenie złącza.

b) oczyszczenie mechaniczne, oczyszczenie chemiczne, nałożenie warstwy lutu, ściśniecie elementów łączonych, oczyszczenie złącza.

c) oczyszczenie mechaniczne, nałożenie topnika, rozgrzanie miejsca lutowania, przyłożenie lutu do rozgrzanego miejsca, oczyszczenie złącza.

d) rozgrzanie lutownicą miejsca połączenia, nałożenie warstwy lutu, ściśniecie elementów łączonych, oczyszczenie chemiczne.


19. Do lutowania miękkiego rynny wykonanej z blachy ocynkowanej stosujemy lut a) LC2. b) LC30. c) LC50. d) LC90.

20. Topnik, który stosujemy do lutowanie twardego to

a) woda lutownicza b) boraks. c) kalafonia. d) kwas solny.


KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko.......................................................................................... Wykonywanie połączeń spajanych Zakreśl poprawną odpowiedź

Nr zadania Odpowiedź Punkty

1 a b c d 2 a b c d 3 a b c d 4 a b c d 5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8 a b c d 9 a b c d 10 a b c d 11 a b c d 12 a b c d 13 a b c d 14 a b c d 15 a b c d 16 a b c d 17 a b c d 18 a b c d 19 a b c d 20 a b c d

Razem:


6. LITERATURA 1. Czerwiński W., Czerwiński J.: Poradnik ślusarza. WNT, Warszawa 1989 2. Górecki A.: Technologia ogólna. Podstawy technologii mechanicznych. WSiP, Warszawa

2006 3. Kowerski A.: Bezpieczeństwo i higiena pracy w zakładach ślusarskich i budowy maszyn.

CIOP, Warszawa 1998 4. Mały poradnik mechanika. Praca zbiorowa: WNT, Warszawa 1999 5. Piwowar S.: Spawanie i zgrzewanie elektryczne. WSiP, Warszawa 1986 6. Zawora J.: Podstawy technologii maszyn. WSiP, Warszawa 2006

wykonywanie połączeń spajanych 722[03].z2 · 2020. 11. 4. · wykonywanie typowych zabiegów na...

Documents