Politechnika Lubelska, Katedra Inżynierii Materiałowej, http://kim.pollub.pl

POLITECHNIKA LUBELSKA WYDZIAŁ MECHANICZNY

KATEDRA IN ŻYNIERII MATERIAŁOWEJ

Laboratorium Spajalnictwa

ĆWICZENIE Nr SP-5 Akceptował: Kierownik Katedry prof. dr hab. B. Surowska

Opracowali: dr inż. Leszek Gardyński mgr inż. Mirosław Szala

I. Temat ćwiczenia: Spawanie łukowe elektrodą nietopliwą GTA oraz napawanie plazmowe.

II. Cel ćwiczenia: Zapoznanie się praktyczne z urządzeniem do spawania w osłonie argo-nu (metoda GTA), oraz własnoręczne spawanie i napawanie blachy aluminiowej lub ze stali kwasoodpornej

III. Pytania kontrolne:

1. Istota spawania metodą GTA (TIG)

2. Budowa stanowiska laboratoryjnego

3. Gazy osłonowe (mieszanki) do spawania met. GTA wg PN-EN

4. Parametry spawania, biegunowość, charakterystyki statyczne

5. Charakterystyka i właściwości plazmy;

6. Sposoby otrzymywania plazmy niskotemperaturowej;

7. Rodzaje plazmotronów do napawania plazmowego;

8. Zasady napawania plazmowego z zastosowaniem proszków metalicznych;

9. Zalety i zastosowanie napawania plazmowego;

10. Przepisy bhp przy napawaniu plazmotronem NP. 1-250

IV. Literatura:

1. Dobrowolski Z.: Podręcznik spawalnictwa. WNT, Warszawa, 1978. 2. Marcolla K.: Zarys spawalnictwa. PWN, Warszawa - Poznań, 1979. 3. Lisowski Z., Rudowski S.: Spawalnictwo. PWSz, Warszawa 1976. 4. Poradnik Inżyniera. Spawalnictwo. WNT, Warszawa, 2005. 5. Dziubiński J., Klimpel A.: Napawanie i natryskiwanie cieplne. WNT, Warszawa 1985. 6. Weroński A., Gardyński L.: „Nakładanie powłok metodą plazmową na części samocho-dowe”. Przegląd Spawalnictwa nr 1-2, 1996, Warszawa 1996, str. 14÷16. 7. Dobaj E., Maszyny i urządzenia spawalnicze, WNT, Warszawa, 2005.

© Copyright by L. Gardyński, M. Szala, Lublin University of Technology, 2011 2

8. Internet

V. Przebieg ćwiczenia

1. Sprawdzenie przygotowania teoretycznego studentów i dopuszczenie do ćwiczeń

2. Zapoznanie się z przepisami bhp

3. Zapoznanie się ze stanowiskiem spawalniczym

3.1. Urządzenie do spawania w osłonie gazowej elektrodą nietopliwą, typ TIG/MMA ESAB

CADDY TIG 2200i AC/DC TA33

3.2. Butla z argonem i przytwierdzonym do niej reduktorem,

3.3. Stół spawalniczy z wentylatorem wyciągowym

3.4. Odzież ochronna

• wyposażenie laboratorium: fartuchy i rękawice skórzane, przyłbica ochronna,

• wyposażenie osobiste: płaszcz roboczy, beret lub inne nakrycie głowy.

3.5. Szczotka stalowa do czyszczenia blachy i spoin.

3.5. Urządzenie typu NP1-250 do napawania plazmowego proszkami metalowymi. Urządzenie typu NP1-250 przeznaczone jest przede wszystkim do napawania ele-mentów maszyn pracujących przy dużych obciążeniach mechanicznych, w warunkach in-tensywnego ścierania, erozji i korozji, w normalnych i podwyższonych temperaturach, jak również do napawania prewencyjnego i regeneracyjnego szerokiego asortymentu części dla energetyki, chemii, górnictwa, wiertnictwa, maszyn rolniczych, np. grzybki i gniazda zawo-rów silników spalinowych, elementy zaworów energetycznych i chemicznych, noże kom-bajnów węglowych, końcówki rur wiertniczych, lemiesze i inne części maszyn rolniczych, regeneracja powierzchni podłożyskowych różnego rodzaju wałków itp. Urządzenie NP1-250 umożliwia nakładanie wysokiej jakości warstw o grubościach od ok. 1mm, równomiernych z niewielkim wymieszaniem i nagrzaniem materiału rodzime-

© Copyright by L. Gardyński, M. Szala, Lublin University of Technology, 2011 3

go. Napoiny o wymaganych właściwościach uzyskuje się przez dobór proszku o odpowied-nim składzie chemicznym.

Rozkład temperatury w łuku plazmowym

Urządzenie typu NP1-250 przeznaczone jest do wykonywania napoin liniowych a przy współpracy z manipulatorem spawalniczym można także wykonywać napoiny kołowe. Charakterystyka techniczna urządzenia. Natężenie prądu napawania 60 ÷ 250 A Zużycie argonu łuku pomocniczego 2 ÷ 6 dm

3/min

Zużycie argonu łuku głównego 2 ÷ 6 dm3/min

Zużycie wody chłodzącej 60 dm3/h

Napięcie zasilania 3×380 V + N Zapotrzebowanie mocy ok. 1 kVA Elektroda φ 4 mm, wolframowa - torowana Wymiary (d×s×w) 2,05×0,62×1,78 m Masa 360 kg Mechanizm wahadłowy Częstotliwość wahań 30 ÷ 150 1/min Regulacja częstotliwości autotransformatorowa Dozownik proszku Pojemność zbiornika 2 dm

3

Zużycie proszku max 6 cm3/min

Regulacja dozowania autotransformatorowa Wysięgnik Skok wysięgnika max 0.5 m Napęd wysięgnika elektromechaniczny Prędkość wysięgnika 30 ÷ 300 mm/min Regulacja prędkości autotransformatorowa Skok suportu pionowego max 0,2 m Skok suportu poprzecznego max 0,1 m Przechylenie palnika od pionu ± 30°

© Copyright by L. Gardyński, M. Szala, Lublin University of Technology, 2011 4

Rys. Urządzenie do napawania plazmowego NP1-250 z obrotnikiem.

3.6. Prostownik spawalniczy tyrystorowy typu SPE-400. Posiada opadającą charakterystykę statyczną. Zakres regulacji prądu spawania zawie-ra się w przedziale 10 ÷ 400A. Wielkość prądu spawania jest uzależniona od względnego czasu pracy. Dane techniczne: napięcie zasilania 3×380 V moc pobierana z sieci przy obciążeniu znamionowym 17,8 kVA znamionowy prąd spawania 315 A napięcie stanu jałowego 69 V

3.7. Układ chłodzenia wody typu UChW-3. Układ chłodzenia wody UChW-3 przeznaczony jest do współpracy z urządzeniami spawalniczymi wymagającymi chłodzenia wodą. Dane techniczne: napięcie zasilania 220 V moc silnika 0,55 kW obroty 2900 obr/min temperatura otoczenia 293 K strumień ciepła oddawanego 4 kW przepływ 10 dm3/min ciśnienie 0,16 MPa temperatura na dopływie 318 K pojemność 15 dm

3

wymiary 0,5×0,4×0,5 m masa 35 kg

© Copyright by L. Gardyński, M. Szala, Lublin University of Technology, 2011 5

3.8. Manipulator spawalniczy (obrotnik). Urządzenie umożliwiające napawanie elementów obrotowych i płaskich. W przypadku ele-mentów obrotowych mocowane są one w uchwycie o płynnie regulowanej prędkości. Prąd do zacisku masowego prostownika spawalniczego płynie poprzez układ czterech szczotek węglowych współpracujących z mosiężnym pierścieniem osadzonym na wale uchwytu.

3.9. Butle z argonem.

4. Czynności wykonywane podczas części praktycznej ćwiczenia.

4.1. Instruktor /spawalnik/ po omówieniu budowy i działania urządzenia podaje parame-

try spawania /natężenie prądu, napięcie łuku, ciśnienie gazu/

i demonstruje wykonanie złącza. Podaje również gatunek blachy i jej grubość.

4.2. Studenci wykonują indywidualnie złącza wg. zaleceń instruktora.

4.3. Instruktor po omówieniu budowy i działania urządzenia NP1-250 podaje parametry

napawania (natężenie prądu, ilość podawanego proszku, natężenie przepływu ga-

zów) i demonstruje wykonanie napoiny.

5. Opracowanie sprawozdania

5.1. Podział metod spawania łukowego w osłonach gazowych w zależności od rodzaju

elektrody i gazu ochronnego oraz ich zastosowanie.

5.2. Schemat zestawu spawalniczego do spawania w osłonie argonu.

5.3. Opis czynności wykonywanych osobiście, parametry spawania, rysunki złącza (z

wymiarami), nazwę złącza i spoiny, rysunek w przekroju, pionowym napoiny z

wymiarami, gatunek blachy.

5.4. Opis czynności wykonywanych podczas części praktycznej napawania plazmowego,

parametry napawania, gatunek proszku.

5.5. Rysunek napoiny wykonanej podczas ćwiczenia.

5.6. Schemat i opis napawania plazmowego proszkami metalowymi.

5.7. Wnioski.

6. Zaliczenie ćwiczenia.