Урок виробничого навчання

Тема уроку:  Плазмове різання складних деталей з різних сталей 

Мета: навчальна – навчити учнів основним правилам та прийомам плазмового різання складних деталей з різних сталей у горизонтальному положенні.

• виховна - виховати у учнів працелюбність та уважність, виховувати культуру поведінки та любов до праці, бережне ставлення до інструментів та обладнання.
• розвиваюча – розвивати вміння в користуванням обладнанням, розвивати в учнів просторове уявлення, інтерес  до майбутньої  професії,  уважність, сприяти розвитку уваги мислення та  пам’яті.

Міжпредметні зв'язки: матеріалознавство, електротехніка, фізика, обладнання та технології зварювальних робіт

 Пояснення нового матеріалу:

1. Застосування плазмового різання.
2. Будова та принцип дії плазмотрону.
3. Необхідні матеріали.
4. Режими плазмового різання металів.
5. Інструктаж з охорони праці під час плазмового різання складних деталей з різних сталей

Конспект вступного інструктажу
ПЛАЗМОВО-ДУГОВЕ РІЗАННЯ

    Плазмова дуга може бути подібною зварювальній дузі прямої і непрямої дії. У першому випадку одним з електродів є оброблюваний метал (рис. б), в іншому — дуга збуджується між незалежними від металу електродами (рис. а). Дугу прямої дії називають плазмовою, непрямої — плазмовим струменем. Для роздільного різання металів доцільно використовувати плазмову дугу, яка має вищий к.к.д., а плазмовий різак менше піддається спрацюванню.

    Плазмово-дугове різання застосовують при обробці металів, які не піддаються кисневому різанню: високолеговані сталі, алюміній, титан, мідь і їх сплави. Плазмовим струменем ріжуть тонкі метали.

    Плазмово-дугове різання полягає в проплавленні металу на вузькій ділянці по лінії різа і видаленні розплавленого металу струменем плазми, утвореним у дузі. Дуга збуджується між металом і вольфрамовим електродом, розташованим у головці різака. При різанні плазмовим струменем метал не вмикається в електричне коло дуги, яка горить між кінцем вольфрамового електрода і внутрішньою стінкою охолоджуваного водою наконечника різака.     Живлення дуги виконують від джерела постійного струму, «мінус» підводиться до вольфрамового електрода, а «плюс» до мідної насадки, охолоджуваної водою. У якості плазмоутворюючих газів і для захисту вольфрамового електрода застосовують аргон, азот, суміші аргону з азотом, воднем і повітрям, стиснене повітря.

 

    До комплекту обладнання для плазмово-дугового різання вхо дять: різак (плазмотрон), пульт керування, джерело живлення дуги, балони з плазмо утворюючими газами, механізм для переміщення плазмотрона вздовж лінії різання (рис. 2 в).

    Різак складається з електродного та соплового вузлів. Плазмотрони бувають з осьовою і вихровою подачею газів для стискання ду ги. Осьова подача плазмо утворюючого газу використовується в ши роких соплах. При вихровій подачі газ вводять у зону катода і стовпа дуги по каналах, розташованих по дотичній до стінок дугової камери плазмотрона. При цьому в камері створюється вихровий потік газу із спіральним рухом. Вихрова подача газу забезпечує його перемішу вання в стовпі дуги й рівномірність газової оболонки навколо стовпа.

     При осьовій подачі газу кінець вольфрамового електрода діаме тром від 2 до 6 мм і довжиною до 100-150 мм загострюють під ку том 20-30°, а при вихровій подачі газу — на кінці електрода є змінні газові катоди.

    Для охолодження плазмотронів використовують воду, а в плазмотронах невеликої потужності — стиснене повітря. Використовують також ріжучі плазмотрони з плівковими катодами. Здатність утворювати плівку на катоді мають цирконій і гафній. Такий катод може тривалий час працювати в окиснювальному середовищі, на приклад, у стисненому повітрі.

   Інтенсивність спрацювання катодних вставок та електродів зале жить від сили робочого струму. Тривалість роботи катода не переви щує 4-6 год. Велике значення має конструкція сопла. Чим менший діаметр сопла і більша його довжина, тим вища концентрація енергії. Але діаметр і довжина сопла зумовлені силою робочого струму і витратами газів. Якщо діаметр сопла дуже малий або довжина його дуже велика, то можливе виникнення подвійної дуги, при якій ріжу ча дуга розпадається на дві частини. Одна дуга горить між катодом і внутрішньою поверхні сопла, а друга — між зовнішньою поверх нею сопла і розрізуваним металом.            Подвійна дуга може горіти одно часно з ріжучою (не тривалий час) і поза зоною захисного газу від чо го метал кромок забруднюється і підплавлюється. Щоб уникнути подвійної дуги необхідно плавно збільшити робочий струм. Це дося гається магнітними, тиристорними та іншими пристроями.

    Для плазмово-дугового різання використовують джерела живлен ня дуги постійного струму з крутоспадаючими вольт-амперними ха рактеристиками. Для різання металів великої товщини (понад 80 мм) використовують тільки спеціальні джерела живлення з підвищеною напругою холостого ходу. Апаратура для плазмово-дугового різання повинна відповідати ГОСТу 12221-71: Илр — для ручного різання; Плрм — для ручного і машинного різання; Плм — для машинного різання; Плмт — для машинного точкового різання. Технічні дані апаратів для плазмово-дугового різання наведено в табл. 1

Таблиця 1. Технічні дані апаратів плазмово-дугового різання

    Початок різання визначається моментом збудження ріжучої дуги. Відстань від торця наконечника до поверхні розрізуваного металу повинна бути в межах 3—10 мм. При різанні вуглецевих сталей товщиною до 40-50 мм використовують стиснене повітря, для не ржавіючих сталей товщиною до 20 мм — чистий азот, більше 20 мм і до 50 мм — суміш із 50% азоту і 50% водню. Різання алюмінію тов щиною 5-20 мм виконують в азоті, а товщиною 20-150 мм — у суміші з 65% азоту і 35% водню або 68% азоту і 32% водню. При збільшенні кількості водню поверхня різа насичується ним. Для ручного різання вміст водню зменшують до 20%, що забезпечує стійкість горіння дуги при зміні її довжини. При зварюванні міді використовують аргоно-водневу суміш, азот або повітря, а потуж ність дуги збільшують через високу теплопровідність міді. Швид кість різання латуні збільшують на 20-25% порівняно з різанням міді. При цьому використовують ті ж гази, що й для різання міді.

Режими плазмового різання металів вказані в табл. 2 і 3

Таблиця 2

Параметри режиму плазмового різання вуглецевих, легованих сталей і міді у середовищі повітря з водою

Таблиця 3

Режими механізованого мікроплазмового різання металів

Домашнє завдання:  Прочитати конспект лекції в зошиті та Плазмово-дугове різання металу,  параграфи з підручника  І.В. Гуменюк «Обладнання і технологія зварювальних робіт», підручник, Київ., 2005р. 270 ст.

Контрольні завдання:

Суть і способи процесів різання. Різаки для кисневого різання

Запитання:

1.У чому полягає суть різання окисненням?

2.У чому полягає суть різання плавленням?

3.Які є види різання окисненням?

4.Які є види різання плавленням?

5.Чим відрізняється різак від паяльника?

6.Які бувають мундштуки різаків?

7.Які є типи інжекторних різаків?

8.Яка товщина розрізувальної сталі різаками середньої потужності?

9.Чим відрізняється гасоріз від різака?

10.Що використовують для зберігання і подачі гасу(бензину)?

Варіанти відповідей:

1.Суцільні нерозбірні, багато соплові і складові.

2.Нагрівання до температури плавлення присадки.

3.АСП-10, ГВР-1,25М.

4.До300 мм.

5.Плазмоводугове, газолазерне, газодугове.

6.Нагрівання місця різання сильним концентрованим джерелом до температури, вищої за температуру плавлення металу з місця різу дугою або газами.

7.До 200 мм.

8.Наявністю випаровувала і підігрівного сопла.

9.Г1,Г2,Г3,Г4.

10.Наявністю запобіжного затвору

11.Кисневе, киснево-флюсове, киснево-дугове.

12.Бачок обладнаний ручним насосом і запобіжним клапаном 

13.Прямої і зворотної дії 

14.Р1, РВ1, Р2, РВ2, Р3

15.Інжекторні і без інжекторні

16.Нагрівання місця різання до температури спалаху металу, згорання його в кисні і видалення  продуктів горіння із зони різу струменем кисню

17.Наявністю окремого каналу для подачі ріжучого кисню і спеціальної головки з двох змінних мундштуків

18.До 100 мм

19.Ножівкою, ножицями

20.Газові балони

Правила користування різаками

Запитання:

1.Що необхідно зробити перед початком роботи?

2.Як запалюють різак?

3.Як починають різання?

4.Що необхідно зробити, щоб погасити полум′я?

5.Чим прочищають забруднені канали мундштука?

6.Як розбирають різак?

7.Що є причиною відсутності підсмоктування в газовому каналі різака?

8.Що необхідно зробити при сильному нагріванні наконечника?

9.Як запобігти попаданню води в канали різака?

10.Як усувають витікання газу  в різбових з′єднаннях?

Варіанти відповідей:

1.Мідною або алюмінієвою горілкою

2.Охолодити водою

3.Нарізають нову різьбу

4.Перевірити правильність під′єднання шлангів, інжекцію, герметичність з′єднань

5.Відкривають вентиль ріжучого кисню, нагрівають метал до солом′яного кольору і починають різання

6.Перекрити кисневий вентиль, а потім вентиль горючого газу

7.Відкривають вентиль горючого газу, потім кисневий  і запалюють горючу суміш

8.Нагрівають метал до солом′яного кольору, відкривають вентиль ріжучого кисню

9.Закрити канали мундштука

10.Сталевим дротом

11.Від′єднують ствол від корпусу, потім з корпусу відкручують кисневий і газовий вентилі, інжектор і знімають зовнішній і внутрішній мундштуки

12.Замінити новим

13.Відкривають вентиль кисню і створюють розрідження, потім відкривають вентиль горючого газу  і запалюють суміш

14.Перекрити вентиль горючого газу, а потім – кисневий

15.Забруднення інжектора, змішувальної камери, каналів мундштука, погане затягування інжектора і накидної гайки

16.Закрити тільки вентиль горючого газу, залишаючи кисневий відкритим

17.Підтягують, а гумові сальники вентилів змащують гліцерином або мастилом ЦІАТІН-221

18.Вказати неможливо

Умови різання, показники й технологія кисневого різання

Запитання:

1.Чому температура горіння металу повинна бути нижча температури його плавлення?

2.Чому алюмiній не пiддається кисневому рiзанню?

3.Чому температура плавлення оксидiв i шлакiв повинна бути нижчою температури плавлення металу?

4.Якi оксиди не можуть бути видаленi з рiза при кисневому рiзаннi?

5.Чому метали повиннi мати низьку теплопровiднiсть?

6.Полегшує чи погiршує шорсткiсть поверхнi метал його загорання?

7.Знижує чи пiдвищує температуру спалаху пухкiсть металiв?

8.Яке полум’я застосовують при рiзаннi сталi товщiною до

300 мм?

9.Вiд чого залежить тиск рiжучого кисню?

10.Чому повинна вiдповiдати швидкiсть рiзання?

Варiанти вiдповiдей:

1.Оксиди алюмiнiю, хрому, нiкелю, мiдi.

2.Полегшує.

3.Окиснювальне.

4.Швидкостi окиснення металу по товщинi.

5.Справностi рiзака.

6.Щоб метал горiв у рідкому станi.

7.Температура спалаху його вища за температуру плавлення.

8.Знижує.

9.Навуглецьоване.

10.Товщини металу, форми сопла, чистоти кисню.

11.Щоб метал горiв у твердому станi.

12.Оксиди залiза.

13.Щоб зменшити тепловiдвiд i метал нагрiвався до температури спалаху по всiй товщинi рiза.

14.Погiршує.

15.Вказати неможливо.

16.Температура спалаху його нижча за температуру плавления.

17.Щоб вони стали рiдкотекучими i безперешкодно видалялися з рiза кисневим струменем.

18.Пiдвищує.

19.Нормальне.

20.Правильностi  встановлення металу.