РЕГІОНАЛЬНИЙ КОМПОНЕНТ

РЕГІОНАЛЬНИЙ КОМПОНЕНТ -Методична розробка уроку з теми:

«ВИКОРИСТАННЯ НОВІТНІХ ТЕХНОЛОГІЙ ТА СУЧАСНИХ ЗВАРЮВАЛЬНИХ МАТЕРІАЛІВ НА ПІДПРИЄМСТВАХ МІСТА - РЕГІОНАЛЬНИЙ КОМПОНЕНТ»

__________________________________________

Предмет

«Обладнання і технологія автоматичного та механізованого зварювання»

Професія

«Електрозварник на автоматичних та напівавтоматичних машинах»

Актуальність :

-  формування творчого освітнього, виховного та професійно спрямованого середовища;

-  використання регіонального аспекту.

 Структура уроку:

І. Повідомлення  теми, мети,  розкриття її актуальності, ознайомлення з питаннями уроку;

II. Відтворення й узагальнення понять і засвоєння відповідної системи знань проходить у формі учнівських презентації, повідомлень, рольової гри і коментарів викладача з паралельною демонстрацією слайдів;

III. Контроль знань проводиться за комп'ютерами за спеціальною тестовою програмою;

VI. Підведення підсумку уроку (досягнення мети уроку, визначення ступеня активності учнів, їх оцінювання);

V. Повідомлення домашнього завдання.

 Мета уроку:

навчальна:  узагальнити та систематизувати знання учнів з призначення,    класифікації та застосування сучасних зварювальних матеріалів для автоматичного та механізованого зварювання;

виховна: виховання професійної свідомості, конкурентоспроможності, впевненості в собі  та відповідальності;

розвиваюча: сприяти розвитку і активізації розумової діяльності учнів при застосуванні інформаційних технологій.

методична: використання учнівських презентацій на уроках спец технології

Міжпредметний зв'язок: матеріалознавство, екологія, економіка        

Тип уроку: урок узагальнення і систематизації знань

Метод проведення уроку: урок - комплекс на інтегрованій основі

Обладнання: мультимедійне устаткування, комп'ютери, тестові завдання, опорні конспекти

                                     Хід  уроку:

 1. Організаційна частина ( взаємне вітання, перевірка відсутніх, організація уваги учнів);

2. Повідомлення теми, мети й завдань уроку;

3. Актуалізація та  мотивація теми:

 Викладач:

    В Cтарокостянтинівському промисловому регіоні практично на кожному підприємстві широко застосовуються механізоване та автоматичне зварювання , а це значить, що кожний кваліфікований робітник  повинен знати призначення, будову та принцип роботи спеціалізованого обладнання, чітко орієнтуватися в технологічному процесі, сучасних  зварювальних матеріалах, правилами їх вибору та застосування. А головне - вміти застосовувати теоретичні знання на практиці!

   Ми закінчили вивчати тему: « зварювальні матеріали» і сьогодні на уроці ми систематизуємо та узагальнимо знання з даної теми.

 4. Узагальнення та систематизація  основних теоретичних положень

     ( кожний пункт має певний слайд в учнівській презентації, що  

       додається)

       Для  дугового автоматичного та механізованого зварювання  в якості зварювальних матеріалів використовують:

     - зварювальний дріт

    -  порошкоподібні сплави та прутки

    - захисні гази

    - зварювальні флюси

  4.1 Призначення зварювального електродного дроту:

Зварювальний електродний дріт використовують для виготовлення штучних плавких електродів, що використовують для ручного дугового зварювання, для різних видів напівавтоматичного, аргонодугового, автоматичного та інших видів зварювання плавленням.

 4.2   Основна вимога до зварювального дроту:

Хімічний склад дроту для зварки повинен відповідати складу металу, з якого зроблені зварювані деталі або елементи, зварювальний дріт повинен плавитися при температурі, практично рівній температурі металу, плавлення повинне бути рівномірним, а сам зварювальний дріт не повинен бути брудним або окисленим.

4.3 Сталевий зварювальний дріт - призначений для всіх видів зварювання плавленням і виготовлення електродів.

   Класифікація зварювального дроту

   Зварювальний дріт по групах і марках сталі класифікується на три групи:

  - зварювальний дріт низько вуглецевий - 6 марок

  - зварювальний легований дріт  - 30 марок

 - зварювальний високолегований дріт - 41 марок

  За видом поверхні низько вуглецевий і легований дріт випускають обміднений або не обміднений.

 Обміднений дріт захищає від іржі, покращує електричний контакт, забезпечує максимальну якість зварного шва , що здатен витримувати досить високі температурні та ударні навантаження. Застосовується такий зварювальний дріт для конструкційної і суднобудівельної сталі,  труб великого діаметру, а також для судин і ємностей, що знаходяться під високим  тиском.

 Діаметр зварювального не обмідненого дроту  від 0,8-6 мм, а обмідненого 0,8-1,6 мм.

 4.3.1 Позначення зварювального дроту:

складається із букв і цифр. Перші дві букви "Cв" означають, що це зварювальний дріт. Потім дві цифри указують вміст вуглецю в сотих частках відсотка. Потім слідують буквені позначення елементів, що входять до складу дроту. При вмісті легуючих елементів у дроті до 1-го відсотка ставиться тільки буква цього елементу, а якщо зміст легуючих елементів більш 1-го відсотка, то після букви указується процентний вміст цього елементу в цілих одиницях.

    Наприклад, умовне позначення дроту 4Св-08Х20Н9Г7Т означає:

   4 - діаметр дроту 4мм;

   Св - зварювальний дріт;

   08 - 0,08 % вуглецю;

   Х20 - 20% хрому;

   Н9 - 9% нікелю;

   Г7 - 7% марганцю;

   Т - титану до 1%.

 4.4 Порошковий дріт

Порошковий дріт - це металева оболонка, що наповнена запресованим порошком.

Порошковий зварювальний дріт - виготовляється шляхом завальцовки металевої смуги, а потім розкочування її в стрічку і додаванням флюсу.

-   кільцевий переріз                       

-   з однією загнутою кромкою         

-   з двома загнутими кромками       

-   двошарова                                   

   Найчастіше використовують дріт кільцевого перерізу, дріт з однією або двома загнутими кромками збільшують коефіцієнт наплавлення.

 Кращий захист зварної ванни, високі механічні властивості  та підвищений коефіцієнт наплавлення отримують при зварюванні двошаровим порошковим дротом.

 Використовують порошковий  дріт для зварювання та наплавлення.

 4.5 Самозахисний дріт

    При звичайному зварюванні відкритою дугою вигоряють легуючі елементи й шов насичується повітрям. У самозахисному дроті вигоряння компенсується за рахунок підвищеного вмісту елементів, які більше споріднені з киснем, ніж ті, що вигоряють. Такими елементами є алюміній, титан, церій, цирконій, селен та інші.

  За їх допомогою кисень й азот зв'язуються у стійкі неметалеві сполуки, що майже не впливають на зниження пластичності та в'язкості шва.

Наприклад, для механізованого зварювання використовують самозахисні дроти таких  марок:

Св-20ГСТЮА - для зварювання вуглецевих сталей ( додають церій);

Св-15ГСТЮЦА - для зварювання вуглецевих і легованих сталей ( додають церій і цирконій);

   Самозахисним дротом можна зварювати метали, покриті іржею, маслом, окалиною.

 4.6 Дріт для наплавлення

    Наплавлювальні дроти використовують для для відновлення спрацьованих поверхонь, щоб відновити форму, розміри і властивості деталей.

    Наплавлювальні дроти виготовляють із:

 - вуглецевої сталі ( Нп-30, Нп-40 та ін.),

 - легованої сталі ( Нп-40Г, Нп-30ХГСА та ін.),

 - високолегованої сталі( Нп-20Н14, Нп-Х20Н8Т та ін.)

 Обираючи марку дроту для наплавлення, керуються необхідними механічними властивостями і хімічним складом наплавленого металу.

  4.6.1 Порошковий дріт для наплавлення під флюсом - широко приміняється на

підприємствах міста для відновлення спрацьованих поверхонь, наприклад

ПП-АН120 -для наплавлення кранових коліс, валів, роликів конвеєрів.

 4.6.2 Самозахисний порошковий дріт для наплавлення - використовується в умовах,

коли неможливе використання захисних газів, в нашому промисловому регіоні в основному для ремонту зубів й ковшів екскаваторів ПП-АН135

4.7 Захисні гази

        Призначення - захищає зону зварювання від проникнення шкідливих речовин з зовнішнього середовища, а в деяких випадках дозволяє виводити шкідливі речовини із зварювальної ванни.

4.7.1 Види захисних газів:                                                      

ІНЕРТНІ - НЕ ВСТУПАЮТЬ В ХІМІЧНУ РЕАКЦІЮ З МЕТАЛОМ ШВА                  

(АРГОН, ГЕЛІЙ)

 АКТИВНІ ГАЗИ - ВСТУПАЮТЬ В ХІМІЧНУ РЕАКЦІЮ З МЕТАЛОМ ШВА і розчиняються в ньому

( ВУГЛЕКИСЛИЙ ГАЗ, АЗОТ, ВОДЕНЬ )

 СУМІШІ ГАЗІВ

( АРГОНО-АЗОТНА СУМІШ, АРГОНО-КИСНЕВАСУМІШ)

 ВИБІРКОВОЇ АКТИВНОСТІ-АЗОТ-ІНЕРТНИЙ ДО МІДІ                                                                                                  

 4.7.2  Характеристика захисних газів

ІНЕРТНІ ГАЗИ

  Аргон - без кольору і запаху, важчий за повітря, чим забезпечує надійний захист зварної ванни.

Використання аргону:

- вищого сорту використовується для зварювання титанових сплавів, цирконію, молібдену та інших активних металів і сплавів, а також для зварювання особливо відповідальних виробів із нержавіючих сталей.

- першого сорту призначений для зварювання алюмінієвих і магнієвих сплавів;

- для зварювання виробів із чистого алюмінію, нержавіючих та жароміцних   сплавів;

Транспортують і зберігають аргон у сталевих суцільнотягнутих балонах у газоподібному стані під тиском 15МПа.

Колір балона сірий, а напис - зелений.             

Гелій - інертний газ без кольору і запаху, значно легший за повітря і в 10 разів - від аргону. Одержують гелій шляхом стиснення і  охолодження природних газів до температур конденсації з наступним відокремленням домішок.

    Дуга , що горить у гелію, виділяє більше тепла, ніж в аргоні, чим забезпечує глибоке проплавлення металу, але знову ж ,  у порівнянні з аргоном погіршується захист зварної ванни і в 1,5 - 2 рази збільшуються витрати.

   Залежно від вмісту домішок ( азот, кисень, вуглекислий газ) гелій газоподібний за Держстандартом поділяється на сорти:

-   особливої чистоти ( не менше 99,995% Не);

 -  високої чистоти ( 99,9985% Не)

 - технічний ( 99,8% Не).

Використання гелію :

При зварюванні кольорових металів і сплавів, нержавіючих сталей.

   Зберігають і транспортують так само як і аргон.

   Колір балона коричневий, а напис - білий.

АКТИВНІ ЗАХИСНІ ГАЗИ

 Водень - газ без кольору , запаху й смаку, в 1,4 рази легший за повітря. Використовують в якості домішки до захисних газів .

   Марки технічного водню

-    А ( вміст водню не менше 99,99% Н );

-    Б - сорт вищий ( 99,95%Н), сорт 1 ( 99.8% Н);

-    В - сорт вищий ( 98.5% Н ), сорт 1 ( 97,5% Н), сорт 2 ( 95% Н).  

Колір балону темно - зелений, напис - червоний.

  Азот - газ без кольору і запаху. Одержують азот із атмосферного повітря в якості побічного продукту.

  По відношенню до міді є інертним газом, тому зварювання міді під захистом азоту дає добрі показники.

Колір балона чорний, а напис - жовтий.

Суміші газів :

-  суміш гелію з аргоном (70% Не і  30% Аr) - збільшує продуктивність зварювання   алюмінію, покращує формування шва, дозволяє наплавлю вати більший шар металу;

-  аргоно - киснева суміш ( 79-77% Аr) - сприяє кращому зварюванню сплавів у сильно окислювальній атмосфері;

-  суміш аргону 90% і водню 10% використовується при зварюванні тонкого металу, забезпечує збільшення швидкості зварювання, зменшення зони термічного впливу і залишкових деформацій.

Вуглекислий газ ( СО2 ) - хімічно активний, безколірний з незначним запахом, в 1.5 рази важчий за повітря,  що забезпечує надійний захист зварної ванни при незначних витратах. 

    Для зварювання випускають ( СО2 )  за Держстандартом таких серій:

 - зварювальний ( не менше 99,5 %  СО2 )

 - зварювальний підвищеної якості (  не менше 99,8 %  СО2 ).

Використовують вуглекислоту до тиску в балоні не менше 0.4 МПа.

Підвищений вміст водяної пари у вуглекислому газі призводить до утворення пор і зниження пластичності зварного з'єднання.

   Під час використання вуглекислоти можуть виникнути перепади тиску, що призводить до утворення « сухого льоду». Для запобігання цьому явищу між балоном і редуктором установлюють підігрівач.

Колір балона чорний, а напис - жовтий                      

Повідомлення учня про роль вуглекислого газу у повітрі.

Джерело  життя:

У 1774 році французький учений А. Лавуазьє довів, що повітря - це суміш газів - азоту, кисню і вуглекислого газу.

Вуглекислий газ у великих кількостях шкідливий для людини і тварин, спричиняє запаморочення голови, може спричинити задуху, тому приміщення треба часто провітрювати.

У повітрі є ще пил, водяна пара і домішки різних газів: оксиду сірки, метану, аміаку, оксиду вуглецю. Вони шкідливі для навколишнього середовища і здоров'я людини, забруднюють атмосферне повітря.

Забруднене повітря спричиняється як природними факторами (виверження вулканів, пилові бурі, рознесення крапель морської води та пилку рослин тощо), так і господарською діяльністю людини (видобуток руд і будівельних матеріалів, спалювання палива, робота автотранспорту тощо).

Викладач:

На сьогодні Старокостянтинів є територією, де конфлікт між людиною і природою досягає певного балансу.

Тому так важливо не втратити унікальні куточки  природи Старокостянтинівщини, покращити стан довкілля у нашому місті.

Сьогодні проблемою екологічного стану займаються робітники регіону, руками працівників якого створені зелені насадження на промислових майданчиках, бортах кар'єрів та на схилах відвалів.

4.8 Зварювальні флюси   

Призначення:

 - для захисту зварної ванни від навколишнього середовища;

 - легування металу шва.

    Використовуються при напівавтоматичному та автоматичному зварюванні під флюсом, а також при електрошлакових процесах.

   Функції флюсів для дугового зварювання:

 - захист зони зварювання від повітря;

 - стійкість горіння дуги;

 - якість формування металу шва;

 - щільність шва;

 - стійкість проти утворення тріщин;

 - відокремлювання шлаку після застигання;

 - розкислення металу шва;

 - легування металу шва;

 - зменшення витрат електродного металу на вигоряння і розбризкування.

   Класифікація зварювальних флюсів:

За призначенням флюси поділяють на такі групи:

 - для дугового зварювання вуглецевих і низьколегованих сталей (АН-348А, АН-348АМ, АН-348В, АН-20С, ОСЦ-45 та ін.);

- для дугового зварювання середньо і високолегованих сталей (АН-20П, АН-20С, АВ-4, ОФ-10, та ін.);

- для електрошлакового зварювання (АН-8, АН-22, АНФ-1, АНФ-6, С-1 та ін.);

- для зварювання кольорових металів і сплавів(АНН-348-А, ОСЦ-45, АН-М1, АН-26С та ін.);

 - для наплавлення ( АН-70, АН-28, АН-20П та ін);

    Викладач:

        Паралельно з вивченням зварювальних матеріалів Ви отримали завдання провести моніторинг сучасних зварювальних матеріалів які використовують на підприємствах нашого міста.

    За вашими результатами визначилася трійка лідерів виробників зварювальних матеріалів, що найбільше застосовують на підприємствах Криворізького регіону.

    І сьогодні ми запросили представників підприємств - виробників зварювальних матеріалів для більш  детального знайомства з їх продукцією та загальною політикою.

     Рольова  гра:

Учні в якості представників підприємств - лідерів:

-  Старокостянтинівський завод   Залізобетонних і стальних шпал                                      

-  Старокостянтинівський завод "Колбі "          

 знайомлять з продукцією,  загальною та екологічною політикою представлених підприємств.

 5. Контроль знань проводиться за  комп'ютерами за спеціальною  тестовою програмою;

4. Підведення підсумків (чи досягнута мета , визначення рівня засвоєння теми, оцінювання учнів за роботу на уроці).

5. Домашнє завдання: Підручник І.В. Гуменюк, О.Ф. Іваськів, О.В. Гуменюк «Технологія електродугового зварювання»,  розділ 6.

Предмет: Обладнання і технологія механізованого  та автоматичного зварювання 

Тестові питання з темі: Зварювальні матеріали

1. Для дугового автоматичного та механізованого зварювання в якості зварювальних матеріалів використовують:

а) штучні електроди

б) зварювальні флюси  

в) горючі гази

г) захисні гази                

д) зварювальний дріт     

 2.Захисні гази використовують для:

А) захисту зони зварювання  

Б) легування зварного шва

в)  виведення шкідливих речовин із зварювальної ванни  

г) підвищують температуру в зоні зварювання

 3. Хімічний склад зварного дроту до  складу зварювального металу, повинен бути:

А) однаковим     

Б)  частково однаковим

В) різним

Г) немає принципової різниці

4. При позначенні зварювального дроту, перші дві цифри після букв « Св « вказують:

А) вміст вуглецю в сотих частках відсотка   

Б) вміст легуючих елементів

В) процентний вміст вуглецю в цілих одиницях

Г) ) вміст вуглецю десятих  частках відсотка

5. Склад флюсу обирають в залежності від :

А) ступеню механізації зварювання

Б) властивостей зварювального металу   

В) товщини металу

Г) діаметру зварювального дроту

6. До активних захисних газів відносять:

А ) азот  

Б) гелій

В) водень 

Г) вуглекислий газ 

Д) аргон

 7.  За способом виготовлення флюси поділяють на

 А) смажені

Б) плавлені    

В) неплавлені   

Г) варені

 8. Підвищений вміст водяної пари у вуглекислому газі призводить до:

А) утворення пор  

Б) зниження пластичності зварного з'єднання   

В) нестабільного горіння дуги

Г) розбризкування металу

 9. Інертний газ гелій використовують для зварювання :

А) чавуну

Б) кольорових металів та їх сплавів  

В) низько вуглецевих сталей

Г) нержавіючих сталей  

10. Кращий захист зварної ванни, високі механічні властивості  та підвищений коефіцієнт наплавлення отримують при зварюванні  порошковим дротом з конструкцією оболонки:

А) з однією загнутою кромкою

Б) з двома загнутими кромками

В) кільцевого перерізу

Г) двошарову  

11. Самозахисним дротом можна зварювати метали, які покриті:

А)  іржею  

Б)  маслом  

В) наплавленим шаром

Г) окалиною  

12. Наплавлювальні дроти використовують для:

А) для захисту зони зварювання  

Б) відновлення спрацьованих поверхонь  

В) відновлення форми і розмірів деталей  

Г) змінення хімічного складу наплавленої поверхні

13. Газ, що є інертним по відношенню до міді:

А) аргон

Б) вуглекислий газ

В) гелій

Г) водень

Д) азот  

14. Яку марку флюсу використовують як для зварювання вуглецевих і низьколегованих сталей , так і для середньо - і високолегованих сталей:

А) ОСЦ - 45

Б) АН - 20П

В) АН - 20С  

Г) АН - 26С

Д) АВ - 4

15. За хімічним складом флюси поділяють на:

 а) кислотні

Б) оксидні  

В) солеві    

В) солеоксидні  

Г) щелочні

 16. Як позначається марганець в марці зварного дроту:

А) Mn

Б) Г  

В) Св

Г)  Н

17. Якого кольору балон і напис, в якому зберігається і транспортується  азот:

А) Колір балона коричневий, а напис - білий

Б)  Колір балону темно - зелений, напис - червоний

В) Колір балона чорний, а напис - жовтий  

Г) Колір балона сірий, а напис - зелений

18. Захисний газ використовують при:

 А) при ручному дуговому   зварюванні

  Б) напівавтоматичному  

  в)  автоматичному           

    Г) електрошлаковому           

19. За видом поверхні низько вуглецевий і легований дріт може бути:

А) порошковий

Б) самозахисний

В) обміднений  

Г) не обміднений 

20. Якого сорту використовують аргон для зварювання титанових сплавів та особливо відповідальних виробів з нержавіючих сталей:

А) вищого  

Б) першого

В) другого

Г) третього