      Дата________________
Тема уроку: Дефекти зварних швів, причини їх виникнення та способи усунення.
Мета: навчальна: дати поняття учням про основні дефекти зварних швів, розширити їх знання про основні причини їх виникнення та способи усунення;
розвивальна: розвивати в учнів технічну уяву, логічне мислення, навички дослідницької роботи, вміння працювати з додатковою літературою, аргументувати свої думки та відстоювати свою точку зору;
виховна: виховувати переконаність в необхідності вдосконалювати свої теоретичні знання і уміння та використовувати їх на практиці, а також повагу та любов до обраної професії.
Тип уроку: урок засвоєння нових знань.
Матеріально-технічне забезпечення: мультимедійний проектор, комп’ютер, зразок зварного з’єднання, картки із завданнями.
Навчально-методичне забезпечення: презентація «Дефекти зварних швів», картка із фрагментом, фрагмент відеофільму «Дефекти зварних швів».
План уроку
-
Організаційний момент.
-
Актуалізація опорних знань учнів.
-
Повідомлення теми та мети уроку.
-
Мотивація навчальної діяльності.
-
Сприймання й усвідомлення учнями навчального матеріалу.
-
Повідомлення викладача про значення якості зварних виробів у сучасному виробництві.
-
Аналіз дефектів зварного шва.
-
Характеристика причин дефектів зварних з’єднань.
-
Повідомлення про основні способи усунення дефектів зварних швів.
-
Узагальнення та систематизація знань.
-
Виконання завдання на картках.
-
Підбиття підсумків уроку.
-
Вправа "Мої враження від уроку"
-
Домашнє завдання.
Хід уроку
-
привітання з учнями та перевірка їх присутності на уроці.
-
Актуалізація опорних знань учнів (бліц-опитування):
-
Що таке зварне з’єднання?
-
Охарактеризуйте поняття «зварний шов»?
-
Що таке зварювальна ванна?
-
Який метал називають основним?
-
Який метал називають наплавленим?
-
Що називають кромкою?
-
Дайте визначення поняттю «зазор».
-
За якими ознаками класифікуються зварні шви?
-
Які бувають шви за типом з’єднань?
-
Які бувають шви за протяжністю?
-
Які бувають шви за кількістю шарів?
-
Які бувають шви за довжиною?
-
Повідомлення теми та мети уроку (запис у конспекти).
Викладач. Тема уроку "Дефекти зварних швів, причини їх виникнення та способи усунення". Сьогодні на уроці ми визначимо основні види дефектів, їх причини та допустимість, ознайомимося із способами усунення дефектів зварних з’єднань, а також переконаємося в необхідності вдосконалювати свої теоретичні знання та уміння, використовувати їх на практиці.
-
Мотивація навчальної діяльності.
Я думаю, що кожен із вас хоче стати гідною людиною, справжнім майстром обраної професії, умілим електрозварником, який зможе якісно виконати найскладніші зварювальні роботи. І тому кожен із вас у стінах нашого ліцею повинен здобути якомога більше знань з технології зварювальних робіт.
-
Сприймання й усвідомлення учнями навчального матеріалу.
-
Повідомлення викладача про значення якості зварних виробів у сучасному виробництві.
Викладач. Однією з основних задач на сучасному етапі розвитку зварювального виробництва є підвищення якості зварних з’єднань.
(Робота з підручником с. 425-426)
Якість продукції – це сукупність властивостей продукції, які зумовлюють їх придатність задовільняти визначені потреби відповідно до їх призначення.
Показники якості характеризуються такими властивостями: міцністю, надійністю, структурою металу шва і біляшовної зони, корозійною стійкістю, кількістю і характером випрямлень, а головне – відсутністю дефектів.
Дефект – це кожна окрема невідповідність продукції вимогам, установленим нормативною документацією. У зварювальному виробництві прийнято розділяти дефекти підготовки та складання виробів під зварювання та зварювальні дефекти.
Як відомо, працездатність зварних з'єднань і зварних конструкцій у цілому багато в чому визначається якістю зварних швів: характером їх макро- і мікроструктури, однорідністю хімічного складу, наявністю в них дефектів. Зі збільшенням числа способів зварювання, видів використовуваних конструкційних і зварювальних матеріалів зростає кількість факторів, що впливають на виникнення дефектів, ускладнюються процеси їхнього утворення.
У даний час питання надійності роботи зварних конструкцій здобувають усе більшого значення. Пов’язано це зі складними умовами роботи конструкцій, обумовленими підвищенням робочих напруг, розширенням температурного інтервалу експлуатації, роботою конструкцій у різних агресивних середовищах, застосуванням зварювання для виготовлення конструкцій, конфігурація і розміри яких створюють можливість виникнення небезпечних концентрацій напруг тощо. Усі частіше зварникам приходиться мати справу з високоміцними матеріалами і матеріалами, що володіють високою хімічною активністю і температурою плавлення. Це вимагає знання факторів, що впливають на зміну міцності металу в процесі зварювання, і ступеня впливу різних дефектів на процес руйнування металу.
Руйнування конструкцій найчастіше починається з дефектів, що виникають у зварному з'єднанні чи основному металі. Вплив дефектів на властивості зварних з'єднань визначається їх величиною і формою, частотою їхнього повторення, матеріалом конструкцій, умовами експлуатації і характером навантаження. Небезпека дефектів залежить від безлічі конструктивних і експлуатаційних факторів.
Викладач. Давайте розглянемо класифікацію дефектів зварних з’єднань (слайд + підручник с.427).
-
Аналіз дефектів зварного шва.
(Робота з підручником с. 427-432)
Аналіз матеріалу підручника та запис основного матеріалу у конспект.
-
Характеристика причин дефектів зварних з’єднань.
Викладач. Далі ми розглянемо, охарактеризуємо та визначимо причини виникнення найпоширеніших та найнебезпечніших дефектів зварного шва. Під час чого, кожен з вас працюватиме над продовженням створення опорного конспекту за наступною схемою (додаток 1).
1. Не дивлячись на високий рівень техніки і технології сучасного зварювального виробництва, забезпечуючий можливість виготовлення зварних конструкцій високої якості, вірогідність утворення дефектів в зварних швах не виключена. Тому дуже важливо уміти виявити дефекти в готовому зварному виробі, оцінити їх вплив на працездатність зварної конструкції, встановити причину їх освіти і попередити можливість їх подальшої появи.
2. Причини дефектів:
а) порушення встановлених розмірів і форми шва – ці дефекти при ручній зварці є результатом низької кваліфікації зварювача, поганої підготовки зварюваних кромок, неправильного вибору зварювального струму, низької якості збірки під зварку;
б) тріщини, зовнішні і внутрішні, є небезпечними і неприпустимими дефектами зварних швів. Вони утворюються унаслідок напруг, що виникають в металі від нерівномірного нагріву, охолоджування і усадки. Причина виникнення тріщин – підвищений вміст в сталі шкідливих домішок;
в) підріз зони (вузькі поглиблення в основному металі уздовж краю зварного шва) утворюються при зварці великим струмом або подовженою дугою, при завищеній потужності пальника, неправильному положенні пальника або електроду;
г) кратери, є слідством недостатньої кваліфікації зварювача;
д) напливи – результат натікання наплавленого металу на непрогріту поверхню основного металу, це може бути результатом низької кваліфікації зварювача, недоброякісних електродів і невідповідності швидкості зварки і зварювального струму обробленню шва;
е) пори виникають унаслідок попадання в метал шва газів, що утворилися при зварці. Н – утворюється з вологи, масла і компонентів покриття електродів. N – потрапляє в метал шва з атмосферного повітря при недостатньо якісному захисті металу шва. З – утворюється в процесі зварки стали при вигорянні вуглецю, що міститься в металі. Тому пористість є результатом поганої підготовки зварюваних кромок (забрудненість, іржа, замаслена), застосування електродів з сирим покриттям, вологого флюсу, недоліку розкислювачів, великих швидкостей зварки;
ж) шлакові включення утворюються при зварці малим зварювальним струмом, при застосуванні недоброякісних електродів, зварювального дроту, флюсу, забруднених кромок. При неправильно вибраному режимі зварки шлаки і оксиди не встигають спливти на поверхню і залишаються в металі шва у вигляді неметалічних включень;
з) непровар (місцевий несплав зварюваних кромок основного і наплавленого металу) – слідство низької кваліфікації зварювача, неякісної підготовки зварюваних кромок, зсув електроду до однієї з кромок, швидкого переміщення електроду по шву.
-
Повідомлення про основні способи усунення дефектів зварних швів.
Викладач. Методи усунення дефектів:
а) неповномірність швів усувається наплавленням додаткового шару металу.(поверхню, що наплавляється, ретельно очищають до металевого блиску);
б) тріщини зовнішні усуваються обробленням і подальшою заваркою, для попередження розповсюдження тріщини по кінцях її свердлять отвори, місце тріщини вирубують і заварюють. Шви з внутрішніми тріщинами вирубують і заварюють наново. За наявності сітки тріщин дефектну ділянку вирізують і натомість зваркою накладають латочку. Існують тріщини двох типів - гарячі і холодні. Стінки гарячих тріщин звичайно сильно окислені, а холодних - блискучі, чисті. Гарячі тріщини мають міжкристалічну будову, у той час, як холодні тріщини, в основному, проходять через тіло кристалів. Гарячі тріщини звичайно розташовані в металі шва і можуть утворитися в процесі кристалізації металу під дією розтягуючих напруг, які виникають у процесі охолодження зварного з'єднання. Холодні тріщини найчастіше виникають в навколошовній зоні і рідше в металі шва. В основному вони утворюються при зварюванні виробів із середньо- і високолегованих сталей, інколи – у з'єднаннях з низьколегованих і високолегованих сталей класу.
в) підрізи заварюють тонкими валиковими швами;
г) напливи усуваються обробкою абразивним інструментом або за допомогою пневматичного зубила;
д) непровар, кратери, пористість і неметалічні включення усувають шляхом вирубки і подальшою заваркою всієї дефектної ділянки.
Викладач. Отже, в опорному конспекті зафіксуйте основні відомості про дефект зварного шва, який ми щойно розглянули, - тріщини.
Закінчимо роботу над опорним конспектом. У вас залишились незаповненими до кожного дефекту 2 розділи: "Допустимість" і "Спосіб усунення". Використовуючи витяг із ГОСТ 23118 – 99 "Допустимі дефекти зварних швів" (додаток 2), самостійно з’ясуйте допустиму величину та спосіб усунення дефектів зварного шва. Отриману інформацію зафіксуйте в 2 останніх колонках вашого опорного конспекту.
-
Узагальнення та систематизація знань.
-
Виконання завдання на картках.
Викладач. Узагальнимо наші знання, виконавши завдання на картках. Вам необхідно до кожного питання знайти правильний варіант відповіді і результат подати у вигляді таблиці (додаток 3).
-
Підбиття підсумків уроку.
-
Вправа "Мої враження від уроку"
Викладач. Поділіться своїми враженнями від уроку, закінчивши речення:
на уроці я:
-
дізнався…
-
зрозумів…
-
навчився…
-
змінив своє ставлення.
Опрацювати опорний конспект та проаналізувати який різновид тріщин у зварних з’єднаннях знаходять при зовнішньому огляді; які дефекти не допускаються.
ДОДАТОК 2
ДОПУСТИМІ ДЕФЕКТИ ЗВАРНИХ ШВІВ
ГОСТ 23118-99
Вимоги ГОСТ 23118-99 по виправленню дефектів зварних швів
12.30 Зварні з'єднання, що не відповідають вимогам до їхньої якості, необхідно виправляти. Дефектні шви можуть бути виправлені одним з наступних способів:
-
шляхом механічного зачищення;
-
шляхом переварювання дефектних ділянок;
-
шляхом часткового чи повного їхнього видалення з наступним заварюванням.
12.31 Напливи і неприпустиме посилення швів обробляють абразивним інструментом. Неповномірні шви, неприпустимі підрізи, незаплавлені кратери, не провари і несплавленння по кромкам підварюють з наступним зачищенням. Ділянки швів з неприпустимою кількістю пор і шлакових включень повністю видаляють і заварюють знову.
12.32 У виявлених у металі зварних з'єднань тріщин необхідно встановити довжину і глибину. Кінці тріщини повинні бути засвердлені (діаметр отвору 5-8 мм) із припуском по 15 мм із кожного кінця. Потім виконується підготовка ділянки під заварювання шляхом створення V-ного оброблення крайок (кут розкриття 60-70 °).Аналогічно проводиться підготовка ділянок при виправленні швів з неприпустимими порами, жужільними включеннями і несплавленням.
12.33 Заварювання підготовленої до ремонту дефектної ділянки необхідно здійснювати, як правило, тим же способом зварювання, яким виконаний шов. Короткі дефектні ділянки і дефектні ділянки будь-якої довжини без оброблення чи з незначним обробленням шва допускається виправляти ручним дуговим зварюванням електродами діаметром 3-4 мм. Підрізи глибиною не більш 0,5 мм при товщині прокату до 20 мм і не більш 1 мм при товщині прокату понад 20 мм, а також місцеві підрізи (довжиною до 20 % довжини шва) дозволяється виправляти зачищенням без наступного заварювання.
Найменування дефекту
|
Характеристика дефектів за розташуванням, формою і розмірами
|
Допустимі дефекти за рівнями якості
|
високий
|
середній
|
низький
|
Тріщини
|
Тріщини всіх розмірів, видів і розташування
|
Не допускаються
|
Пори і пористість
|
Максимальна сумарна площа пор
Максимальний розмір одиночної пори:
-
стиковий шов
-
кутовий шов
-
але не більше
|
1%
d<= 0,2 S
d=<0,2 K
3 мм
|
2%
d=<0,25 S
d=<0,25 K
4 мм
|
4%
d=<0,3 S
d=<0,3 K
5 мм
|
Скупчення пор
|
Максимальна сумарна площа пор
Максимальний розмір одиночної пори:
-
стиковий шов
-
кутовий шов
-
але не більше
Відстань між скупченнями
|
4%
d<=0,2 S
d<=0,2 K
2 мм
L 12 t
|
8%
d<=0,25 S
d<=0,25 K
3 мм
L 12 t
|
16%
d<=0,3 S
d<= 0,3 K
4 мм
L 12 t
|
Газові полоси та свищі
|
Довгі дефекти
|
Не дозволяється
|
Короткі дефекти
Максимальний розмір газової полоси та свища
|
h<=0,2 S
h<=0,2 K
2 мм
|
h<=0,25 S
h<=0,25 K
3 мм
|
h<=0,3 S
h<=0,3 K
4 мм
|
Шлакові включення
|
Довгі дефекти
|
Не дозволяється
|
Короткі дефекти
Максимальний розмір включення
|
h=<0,2 S
h=<0,2 K
2 мм
|
h=<0,25 S
h=<0,25 K
3 мм
|
h=<0,3 S
h=<0,3 K
4 мм
|
Непровари і несплавлення
|
Довгі дефекти
|
Не дозволяється
|
Короткі непровари
Відстань між дефектами
|
Не дозволяється
|
h=<0,1 S
h 0,1 K
Макс. 2 мм
L 12 t
|
Несплавлення
|
Не дозволяється
|
Підрізи
|
Перехід від шва до основного метала повинен бути плавним.
Обриси підрізів повинні бути плавними.
|
h=<0,5 мм
|
h=<1,0 мм
|
h=<1,5 мм
|
Перевищення випуклості:
стикового шва
кутового шва
|
Перехід від шва до основного метала повинен бути плавним.
|
h =<1 мм +
0,1 в
Мах. 5 мм
Мах. 3 мм
|
h=< 1 мм +
0,15 в
Мах. 7 мм
Мах. 4 мм
|
h=< 1 мм +
0,25 в
Мах. 10 мм
Мах. 5 мм
|
Перевищення випуклості кореня шва
|
Надмірне проплавлення кореня шва
|
h =< 1 мм +
0,3 в
Макс. 3 мм
|
=<1 мм +
0,6 в
Макс. 4 мм
|
h =<1 мм +
1,2 в
Макс. 5 мм
|
Неповне заповнення розробки кромок (ввігнутість шва)
|
Перехід від шва до основного метала повинен бути плавним.
|
Довгі дефекти не дозволяються
|
Короткі дефекти
|
h =< 0,05 t
Мах. 0,5 мм
|
h =< 0,1 t
Мах. 1 мм
|
h=< 0,2 t
Мах. 2 мм
|
Ввігнутість кореня шва
|
Перехід від шва до основного метала повинен бути плавним.
|
h =< 0,5 мм
|
h =< 1 мм
|
h =< 1,5 мм
|
Напливи
|
|
Не дозволяються
|
Примітка:
1. Довгі дефекти - це один або декілька дефектів сумарною довжиною більше 25 мм на кожних 100 мм шва або мінімум 25% довжин шва менш 100мм.
2. Короткі дефекти - це один або декілька дефектів сумарною довжиною не більше 25 мм на кожних 100 мм шва або максимум 25% довжин шва менш 100мм.
Kф – номінальна величина катета кутового шва, мм;
в – фактична товщина стикового шва, мм;
K – фактична величина катета кутового шва,мм;
t – товщина металу, мм;
d – діаметр пори, мм;
h – розмір (висота або ширина) дефекту, мм;
L – відстань між дефектами або дефектними ділянками, мм
ДОДАТОК 1
Назва та ескіз дефекту
|
Визначення
|
Причина утворення
|
Допустимість
|
Спосіб усунення
|
НЕПРОВАР
|
|
|
|
|
ПОРИ
|
|
|
|
|
ПІДРІЗИ
|
|
|
|
|
КРАТЕРИ
|
|
|
|
|
ПРОПАЛ
|
|
|
|
|
ТРІЩИНИ
|
|
|
|
|
ОПОРНИЙ КОНСПЕКТ
1. ПОРИ
2. ШЛАКОВІ
ВКЛЮЧЕННЯ
3. НЕПРОВАР
4. ТРІЩИНИ
1. Відхилення по ширині і висоті швів
2. Напливи
3. Підрізи
4. Непровар
5. Тріщини
6. Поверхневе окислення
7. Кратери
8. Пропал
9. Поверхневі пори
1>1>1>
Поділіться з Вашими друзьями: |