План конспект открытого урока

преподавателя Ермолаева В.В.

Тема урока: Восстановление деталей сваркой и наплавкой

МДК 01.02 Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта

Специальность 23.02.03 Техническое обслуживание и ремонт

автомобильного транспорта

Тип урока: проблемная лекция

Вид занятия: формирование и совершенствование знаний

Метод урока: проект

Тип проекта- информационный

Цели урока:

Тема урока: «Восстановление деталей сваркой и наплавкой»

Тип учебного занятия: изучение нового материала.

Вид учебного занятия: лекция

Цель занятия: Рассмотреть виды сварки и наплавки, применяемые в

авторемонтном производстве. Процессы, происходящие в рабочей зоне

сварки (наплавки): металлургические процессы, структурные изменения,

внутренние напряжения и деформации.

Технологический процесс восстановления деталей сваркой и наплавкой.

Способы и технология механизированных способов сварки и наплавки: под

слоем флюса, в среде защитных газов, вибродуговой, не плавящимся

электродом в среде аргона, контактной.

Особенности

сварки

из

чугуна

и

цветных

металлов.

Средства

технологической оснащенности. Организация рабочих мест и охрана труда

при выполнении сварочных и наплавочных работ.

Задачи:

Дидактические: усвоение понятий о процессах происходящих в зоне сварки и

наплавки

Развивающие: развивать

пространственное

воображение,

активизировать

мышление, вовлекать обучающихся в диалог, дискуссию.

Воспитательные: возбудить интерес к изучаемой теме, воспитывать культуру

речи.

Методические: использование интерактивно-коммуникативных технологий

при изучении дисциплин общепрофессионального цикла.

Оборудование: мультимедиа,

презентация,

демонстрационные

детали

двигателей автомобилей, тетради, учебники, ручки.

Межпредметные связи: инженерная графика, ТО и ремонт автотранспорта.

Место проведения: кабинет: №33.

Продолжительность урока: 90 минут.

Формируемые компетенции:

Общие компетенции:

ОК

5.

Использовать

информационно-коммуникативные

технологии

в

профессиональной деятельности.

ОК 6. Работать в коллективе и команде, эффективно общаться с коллегами,

руководством, потребителями.

Профессиональные компетенции:

ПК 1.1 Организовывать и проводить работы по техническому обслуживанию

и ремонту автотранспорта.

ПК 1.2 Осуществлять технический контроль при хранении, эксплуатации,

техническом обслуживании и ремонте автотранспортных средств.

ПК 1.3 Разрабатывать технологические процессы ремонта узлов и деталей.

Формирование компетенций осуществляется через полученные знания и

приобретение умений и навыков по данной дисциплине и межпредметным

дисциплинам.

Литература:

1

Виноградов В.М. Техническое обслуживание и ремонт автотранспорта

учебник.- М.: Издательский центр «Академия», 2017, -336 с

2

Карагодин В.И., Митрохин Н.Н. Ремонт автомобилей – М: Академия,

М.:2018

3

Петросов В.В. Ремонт автомобилей и двигателей – М: Академия,

М.:2019.

Основные этапы занятия

№

Вид

деятельности и

содержание

задания

Цель

Деятельность

студентов

Ожидаемые

результаты

врем

я

1.

Организационн

ый момент

Создать

рабочую

обстановку

3

мин.

Первый этап: ВЫЗОВ

2.

Мотивация

(анализ задачи

домашнего

задания,

возможности

практического

1. Подготовить

к

восприятию

темы

2.Определить

цели и задачи

занятия

1. Слушание

2. Запись

Возникновен

ие

интереса

к

теме

занятия

10

мин.

2

применения

данного

решения),

постановка

целей и задач

урока

(запись

темы)

3.Активизиров

ать

внимание

на

теме

занятия

3.

Теоретическая

работа,

решение задач

и

построение

схем

полей

допусков

размеров

1.Обобщить

теоретические

знания по теме

2.Развить

навыки

совместной

работы

3.Развить

навыки

обсуждения

1Составление

конспекта лекции

2.Комментирован

ное

решение

задачи

Активизация

имеющихся

знаний

по

метрологии

и допускам

и посадкам

20

мин.

Второй этап: ОСМЫСЛЕНИЕ

4.

Работа с

конспектом

лекции, анализ

решенной

задачи.

1.Обобщить и

расширить

теоретические

знания по теме

2.Развить

навыки

составления

алгоритма

выполнения

действий для

решения

задачи.

1. Чтение и

разбор задания

2. Анализ задания

3. Запись

алгоритма

4.Устное

выступление

Дополнение,

конкретизац

ия и

обобщение

теоретическ

их знаний

10

мин.

Третий этап: РЕФЛЕКСИЯ

5.

Творческая

работа

(составление

кластера)

1.Обобщить

знания по теме

2. Развить

навыки

схематичного

изложения

материала

3.Развить

навыки

выявления

причинно-

следственных

Запись

Разработка

кластера

20

мин.

3

связей

6.

Практическая

работа

(решение

задач)

1. Развить

навыки

самостоятельн

ой работы

2. Развить

навыки

графического

изображения

схем полей

допусков

размеров и

чтения всех

обозначений

1.Запись решения

задачи.

Выполнение

практически

х

упражнений

с

применение

м

теоретическ

их знаний

20

мин.

7.

Подведение

итогов (вывод

по теме,

объявление

результатов,

д/з)

Обобщить

полученные

знания

Беседа

Составление

вывода по

теме

7

мин.

4

Содержание занятия

1.Организационный момент.

2. Мотивация и объявление темы.

ТЕМА УРОКА: ВОССТАНОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ СВАРКОЙ И

НАПЛАВКОЙ

1

Сущность процессов сварки и наплавки

Наиболее распространенными способами восстановления деталей

являются сварка и наплавка.

Сварка – это

процесс

получения

неразъемного

соединения

посредством установления межатомных связей между соединяемыми

частями при их нагревании или пластическом деформировании.

Сваркой

устраняют

трещины,

приваривают

отломанные

и

дополнительные детали, заваривают изношенные отверстия и др.

Наплавка – это процесс нанесения на поверхность детали слоя

металла посредством сварки плавлением. Наплавкой восстанавливают

изношенные поверхности деталей.

Технологические процессы восстановления деталей сваркой и

наплавкой включают в себя подготовку поверхностей деталей к

сварке или наплавке, выполнение сварочных или наплавочных работ,

обработку поверхностей деталей после сварки или наплавки.

2

Ручная сварка плавящими электродами

При восстановлении деталей используют три вида сварочных

дуг. Они отличаются количеством электродов и способом их

включения и свариваемого металла в электрическую цепь. Когда дуга

горит между электродом и изделием, ее называют дуговой прямого

действия, когда дуга горит между двумя электродами, а свариваемое

изделие не включено в электрическую цепь, ее называют дугой

косвенного

действия,

когда

дуга

возбуждается

между

двумя

электродами, а также между каждым электродом и основным

металлом , ее называют комбинированной (трехфазной).

По роду

тока

различают

электрические

дуги,

питаемые

переменным и постоянным током, при использовании постоянного

тока различают сварку прямой и обратной полярности. Если «плюс»

подключен к детали, а «минус» - электроду будет прямая полярность

или наоборот (обратная полярность). При сварке для плавления

свариваемого металла необходимо затратить больше тепла, чем для

расплавления

самого

электрода,

поэтому

применяют

прямую

5

полярность. Обратную полярность применяют только в тех случаях,

когда необходимо получить меньший нагрев детали. Например при

сварке тонколистового изделия, легированных сталей, чугуна, которые

очень чувствительны к перегреву.

Более экономичны источники питания переменным током. Так

при ручной сварке на переменном токе расход электроэнергии

составляет – 3…4 кВт * ч на 1 кг наплавленного металла, а при сварке

на постоянном токе – 6…8 кВт * ч. Однако при постоянном токе

электрическая дуга получается более стабильной и устойчивой.

Основными реакциями, происходящими в зоне сварки, являются

реакции окисления и раскисления металла, поэтому при сварке

применяют электроды с электродной обмазкой. Диаметр электрода

зависит от толщины свариваемой детали.

3 Газовая сварка и наплавка

Сущность

процесса – это

расплавление

свариваемого

и

присадочного металла пламенем, которое образуется при сгорании

горючего газа в смеси с кислородом. В качестве горючего газа

используют ацетилен, что позволяет обеспечить температуру пламени

3100…3300

о

С.

Ацетилен

получают

с

помощью

ацетиленовых

генераторов,

а

кислород

сохраняют

в

стальных

баллонах

вместимостью 40 л под давлением 15 МПа.

Сварку и наплавку осуществляют сварочными горелками.

При ручной сварке пламя направляют на свариваемые кромки,

чтобы они находились в восстановительной зоне на расстоянии 2…6

мм от конца ядра. Конец присадочной проволоки также держат в

сварочной зоне.

Существуют два основных способа газовой сварки.

Правый процесс ведется слева направо, горелка перемещается

впереди

присадочного

прутка,

а

пламя

направлено

на

формирующийся шов.

Левый процесс ведется справа налево, горелка перемещается за

присадочным прутком, а пламя направляется на несваренные кромки

и подогревают их, подготавливая к сварке. Способ позволяет

получить внешний вид шва лучше, так как сварщик отчетливо видит

шов и может получить его равномерным по высоте и ширине, что

особенно важно при сварке тонких листов.

4

Автоматическая наплавка под флюсом

Сущность наплавки заключается в защите электрической дуги и

расплавленного

металла

от

вредного

воздействия

атмосферного

воздуха слоем сварочного флюса. Наплавка осуществляется при

горении электрической дуги между электродной проволокой и

6

деталью под толстым слоем сухого зернистого флюса, покрывающего

наплавляемый

участок

поверхности

детали.

Электрическая

дуга

плавит основной металл детали, электродную проволоку и флюс,

часть флюса плавится, образуя вокруг дуги эластичную оболочку из

жидкого

флюса,

которая

защищает

расплавленный

металл

от

окисления, уменьшает разбрызгивание и угар.

Преимущества:

получения покрытия заданного состава, т.е легирования металла

через проволоку и флюс. Защита сварочной дуги и ванны жидкого

металла от вредного влияния кислорода и азота воздуха.

Недостатки:

значительный нагрев детали, невозможность наплавки в верхнем

положении шва и деталей диаметром менее 40мм. из за стекания

наплавленного

металла

и

трудности

удержания

флюса

на

поверхности.

Для

наплавки

используют

электродную

проволоку:

для

низкоуглеродистых

и

низколегированных

стилей

-

из

малоуглеродистых ( Cв – 08, Cв – 08A ), кремний марганцевых ( Св –

08ГС, Св – 08Г2С, Св – 12ГС ) с большим содержанием углерода – Нп

– 65Г, Нп – 80, Нп – 30ХГСА.

Плавленые флюсы: АН – 348А, АН – 60, АН – 20.

Керамические флюсы: АНК – 18, АНК – 19, АНК – 30, КС – Х14Р.

Флюсы – смеси, которые состоят из плавленого флюса с

порошками феррохрома, графита, а также жидкого стекла.

5 Наплавка в среде углекислого газа

Этот способ восстановления деталей отличается от наплавки под

флюсом тем, что в качестве защитной среды используют углекислый

газ. Сущность способа наплавки заключается в том, что электродная

проволока из кассеты непрерывно подается в зону сварки. При

наплавке металл электрода и детали перемешиваются. В зону горения

дуги под давлением 0,05 – 0,2Мпа по трубке подается углекислый

газ, который, вытесняя воздух, замещает расплавленный металл от

кислорода и азота.

При наплавке используют электродную проволоку Св – 12ГС, Св

– 0,8ГС, Св – 0,8Г2С.

6 Электродуговая наплавка неплавящимся электродом

(вольфрамовым ) в среде аргона.

Этот

способ

широко

применяют

для

восстановления

алюминиевых сплавов и титана. Сущность способа – электрическая

дуга

горит между

неплавящимся вольфрамовым электродом и

деталью.

В

зону

сварки

подается

защитный

газ – аргон,

а

7

присадочный материал – проволока (как при газовой сварке). Аргон

защищает расплавленный металл от окисления кислородом.

Для наплавки в среде защитных газов применяют специальные

автоматы и установки АГП – 2, АДСП – 2, УДАР – 300, полуавтоматы

А – 547Р, Л – 537.

Вольфрамовый электрод марки ВА – 1А или ВП – 1 диаметром 4

– 5мм. присадочный пруток из проволоки АЛ – 4 диаметром 4 – 4мм

давление газа 0,02 – 0,04мПа полярность обратная.

7

Вибро – дуговая наплавка

Этот способ наплавки является разновидностью дуговой наплавки

металлическим электродом. Процесс наплавки осуществляется при

вибрации

электрода

с

подачей

охлаждающей

жидкости

на

наплавленную поверхность.

8

Плазменно – дуговая сварка и наплавка.

Плазменная струя представляет собой частично или полностью

ионизированный газ, обладающая свойствами электропроводности и

имеющая высокую температуру. Она создается дуговым разрядом,

размещенным в узком канале специального устройства при обдуве

электрической дуги потоком плазмообразующего газа.

Температура струи достигает 10000 – 30000

0

С. А скорости в 2 – 3

раза превышает скорость звука.

9 Лазерная наплавка

Это способ наплавки представляет собой технологический метод

получения покрытий с заданными физико – механическими свойствами

путем нанесения наплавочного материала (порошок, фольга, проволока

) с последующим оплавлением его лазерным лучом.

10 Контактная сварка

Сущность контактной сварки заключается в нагреве места

соединения деталей до расплавления и пластической деформации их

с целью получения неразъемного соединения. В зависимости от

характера соединения различают следующие виды контактной сварки.

Стыковая

сварка.

При

стыковой

сварке

с

непрерывным

оплавлением соединяемые детали сваривают встык по всей плоскости

их касания. Для этого свариваемые детали устанавливают в зажимах

машины,

прижимают

небольшим

усилием

одну к

другой

и

пропускают по ним электрический ток. В результате большого

8

сопротивления, которое встречает проходящий через детали ток,

происходит нагрев и оплавление деталей в местах их стыка.

Точечная сварка.

Применяется для соединения деталей из

тонколистового

материала.

Заготовки

устанавливают

и

плотно

прижимают между торцами медных электродов контактной машины.

Затем через электроды и детали пропускают электрический ток

большой силы. В месте контакта деталей из – за повышенного

электрического сопротивления выделяется теплота, под действием

которой центральная часть деталей нагревается до расплавления,

образуя расплавленное ядро металла.

Шовная сварка. Также как и точечная сварка, этот вид сварка

предназначена для соединения деталей из тонколистового материала.

Заготовки устанавливают между вращающимися токопроводящими

дисковыми электродами, на которые действует усилие механизма

сжатия, в результате чего получают сплошной сварной шов. Шовную

сварку применяют при необходимости получения сплошного шва,

обеспечивающего плотность и герметичность соединения, например

при ремонте кузовов, кабин, топливных баков.

11 Особенности сварки чугуна

Наличие в чугуне значительного содержания углерода и низкая

его вязкость вызывают трудности при восстановлении деталей.

Быстрое охлаждение чугуна приводит к образованию в околошовной

зоне твердых закалочных структур. Местный переход графита в

цементит приводит к образованию структуры белого чугуна. Разница

в коэффициентах линейного расширения белого и серого чугуна

приводит к внутренним напряжениям, что приводит к появлению

трещин.

При восстановлении чугунных деталей можно применить горячий

и холодный способы сварки.

Горячая сварка – предусматривает нагрев детали в печи до

температуры 650…680

о

С, температура детали во время сварки должна

быть не ниже 500

о

С. Сварку выполнять на постоянном токе обратной

полярности. Затем деталь помещают снова в печь до полного

остывания ( 10

о

в час ).

Холодную сварку выполняют при помощи газовой горелки и

цветных металлов без подогрева детали. Присадочный материал –

латунь. Температура плавления латуни 880…950

о

С, ниже плавления

чугуна, поэтому ее можно применить для сварки, не доводя чугун до

кипения.

9

12 Особенности сварки алюминия

Очень плохая сплавляемость алюминия (температура плавления

650

о

С ) из за образования на его поверхности тугоплавкой окисной

пленки (температура плавления 2050

о

С ). Для удаления окислов

применяют металлические скребки или флюсы АФ – 4А при газовой

сварке. В качестве присадочного материала используют сварочную

алюминиевую проволоку Св – АК5, Св – АК10.

При аргонно – дуговой сварке соединяемые кромки детали и

присадочный

материал

нагревают

теплом

электрической

дуги,

образующейся между вольфрамовым электродом и деталью. Сварку

производят без флюса, так как из сопла горелки непрерывно

подается аргон, который предохраняет расплавленный металл шва от

окисления воздухом. В качестве присадочного материала используют

прутки того же состава, что и основной металл, и проволоку ту же,

что и при газовой сварке. Для восстановления деталей применяют

установки УДАР – 300, УДАР – 500, УДГ – 301, УДГ – 501.

13 Техника безопасности

При сварке, резке, наплавке и пайке воздушная среда зоны дыхания

может загрязняться сварочным аэрозолем, содержащим пыль, вредные

газы и пары, например, газообразные и втористые соединения, окись

углерода, двуокись марганца, окись азота и многие другие вредные

вещества.

Наличие вредных веществ в рабочей зоне дыхания может привести

к

возникновению

у

персонала

профессиональных

заболеваний

(пневмокопиоз, интоксикаций).

На работающих могут воздействовать интенсивные ультразвуки,

например при ультразвуковой сварке или при плазменной обработке

металлов.

Неправильная эксплуатация электрического оборудования способна

создать опасность поражения электрическим током. При контактной

сварке рабочие могут подвергаться воздействию переменных магнитных

полей. Некоторые виды оборудования создают в производственных

помещениях мощные высокочастотные электромагнитные поля.

Работа электронно-лучевых установок связана с образованием

мягкого рентгеновского излучения.

Источником вредных ионизирующих излучений могут оказаться

торированные вольфрамовые электроды, применяемые при сварке в среде

защитных газов, и радиоактивные препараты, используемые при гамма -

дефектоскопии сварочных соединений.

10

Мощное ультрафиолетовое и световое излучение сварочной дуги и

плазмы

при

воздействии

на

глаза

работающего

может

вызвать

электроофтальмию,

а

при

длительном

воздействии

инфракрасного

излучения вызвать помутнение хрусталика - катаракту. Опасность создает

использование в сварочном производстве горючих газов и кислорода, а

также эксплуатация сосудов, работающих под давлением.

Применение открытого газового пламени, открытых дуг и струй

плазмы, наличие брызг жидкого металла и шлака при сварке и резке не

только делают реальными ожиги, но и повышают угрозу возникновения

пожаров,

особенно,

когда

применяются

электродержатели,

не

соответствующие ГОСТ.

При организации и выполнении различных работ в сварочном

производстве необходимо исключать опасные факторы, а если это

оказывается невозможным, затрудненным технически, то нужны меры по

их нейтрализации и защите от них. В сварочном производстве опасны

вредные вещества, находящиеся в воздухе рабочей зоны. Но степень

воздействия на организм человека их делят на четыре плана: 1 -

чрезвычайно опасные; 2 -высокоопасные; 3 -умеренно опасные; 4 -

малоопасные.

Но предельно допустимой комплекции аэрозолей или паров

вредных веществ оценивать опасность для здоровья человека.

Особенную опасность представляет наплавка или сварка латуни,

при которой выделяются пары цинка. Без надежного индивидуального

дымоотсоса в зоне сварки или наплавки работы выполнять нельзя.

Сварщики получают отравления в основном по причине халатности

или незнания.

Все сварочное оборудование должно соответствовать «Правилам

устройство электроустановок» и действующим ГОСТ на него.

Присоединение

и

отсоединение

от

сети

электросварочных

установок должно производиться электротехническим персоналом.

Конструкция

электрододержателя

должна

соответствовать

требования

ГОСТ.

Применять

самодельные

электрододержатели

запрещается.

Корпус

любого

источника

питания

сварочной

установки

необходимо надежно заземлять.

Помимо

заземления

сварочного

оборудования

нужно

непосредственно заземлять тот зажим вторичной обмотки сварочного

трансформатора, к которому присоединяется проводник, идущий к

изделию.

11

На органах управления сварочным оборудованием должны быть

четкие надписи или условные знаки, указывающие их функциональное

назначение.

Все электросварочные установки и источники переменного и

постоянного тока, предназначены для сварки в особо опасных условиях,

должны быть снабжены устройствами автоматического отключения

напряжения холостого хода или ограничения его напряжения 12В с

выдержкой во времени не более 0,5с.

При эксплуатации газосварочных установок безопасности может

быть

обеспечена

соблюдением

правил,

обусловленных

физико-

химическими свойствами применяемых газов, таких, например, как

способности кислорода вызвать самовоспламенение некоторых материалов

или склонность ацетилена к самопроизвольному взрывчатому распаду,

образованию взрывчатых ацетиленидов.

Эксплуатация газосварочного оборудования должна происходить в

строгом

соответствии

с

«Правилами

техники

безопасности

и

производственной санитарии при производстве ацетилена, кислорода и

газопламенной обработке металла».

Запрещается эксплуатировать баллоны, у которых истек срок

периодического освидетельствования; отсутствуют установленные клейма;

неисправные вентили, поврежденный корпус; несоответствующая окраска

и надпись. Хранение баллонов с кислородом и горючими газами в одном

помещении не допускается.

Для защиты тела рабочего от тепловых и других воздействий

применяется специальная одежда и специальная обувь.

Защита органов дыхания в необходимых случаях осуществляется

применением различных респираторов и даже, иногда, противогазов.

В последние годы передовые предприятия стали применять маски

сварщика с подачи в них чистоты воздуха.

При дуговой сварке и плазменной резке применяют щитки, маски

сварщика, которые изготавливают по ГОСТ 9411075, оптическую

плотность которого подбирают в зависимости от величины сварочного

тока. Для предохранения от загрязнения и брызг металла светофильтр

закрывают обычным прозрачным сменным стеклом.

Газосварщики и газорезчики используют защитные очки закрытого

типа, но со светофильтрами, менее прочными.

При индивидуальной защите от шума применяют вкладыши,

наушники, шлемы.

12

Особо следует остановиться на приточно вытяжных вентиляциях

сварочных постов в цехах.

Традиционно в России применяется вытяжка из цеха и выброс в

атмосферу

загрязненного

цехового

воздуха.

Но

в

зимний

период

выбрасываемый воздух уже прошел стадию отопительного подогрева и

практически выбрасывается тепловая энергия. вновь поданный в цех

проточный воздух снова подогревается.

За последние 20 лет начала широко применяются в Европе система

местного дымоотсоса с химической, механической нейтрализацией всех

аэрозольных вредных веществ внутри небольшого устройства. Схема

очень

проста,

в корпусе

дымоотсоса

устанавливаются фильтры

и

химические

активные

сменные

пластины

–

блоки.

В

фильтрах

задерживается вся пыль, а химически вредные вещества нейтрализуются,

проходя блок - пластины, и на выходе воздух очень чистый и слегка

озонирован.

13