Урок на тему: «Напряжения и деформации в сварных соединениях»

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ РЕСПУБЛИКИ КРЫМ

«ЕВПАТОРИЙСКИЙ ТЕХНИКУМ СТРОИТЕЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И СФЕРЫ ОБСЛУЖИВАНИЯ»

План-конспект

урока

ТЕМА: «Напряжения и деформации в сварных соединениях»

Профессия 08.01.14 Монтажник санитарно-технических, вентиляционных систем и оборудования

МДК 03.01 Технология электросварочных и газосварочных работ

Подготовила: преподаватель первой

квалификационной категории

Джемилева Л.К.

Евпатория, 2018

Тема урока: «Напряжения и деформации в сварных соединениях»

ХОД УРОКА

I.ОРГАНИЗАЦИОННЫЙ ЭТАП– 2 мин.

Проверка готовности студентов к уроку

II. ОБОБЩЕНИЕ И СИСТЕМАТИЗАЦИЯ РАНЕЕ ПОЛУЧЕННЫХ ЗНАНИЙ.

Обобщение материала

- Экспресс-опрос

- Просмотр видеоролика

III . Сообщение и усвоение новых знаний

- Заполнение опорного конспекта

ЗАКРЕПЛЕНИЕ МАТЕРИАЛА

Расчет на прочность сварных швов?

Прочность сварных соединений и конструкций?

- Заполнение опорного конспекта

ПОДВЕДЕНИЕ ИТОГОВ УРОКА

Анализ урока.

Объявление оценок за урок.

ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ – 1 мин.

Новая тема:

Информация преподавателя

Цели нашего урока, вспомнить типы сварных соединений и швов, виды сварочных напряжений и деформаций, рассмотреть способы предупреждения и уменьшения сварочных напряжений и деформаций и научиться рассчитывать на прочность сварные швы.

Сварной шов – это закристаллизовавшийся металл, который в процессе сварки находится в расплавленном состоянии. Сварное соединение – ограниченный участок конструкции, содержащий один или несколько сварных швов.

В зависимости от формы сечения сварные швы могут быть стыковыми, угловыми, прорезными.

Сварные швы классифицируют по следующим признакам:

- по назначению — прочные (обеспечивают передачу нагрузки с одно­го элемента на другой); прочно-плотные (обеспечивают передачу на­грузки герметичность соединения — непроницаемость для жидкостей и газов);

- по расположению сварного шва в пространстве — нижнее;вертикальное,горизонтальное;потолочное. При всех прочих равных условиях нижний шов самый прочный, потолоч­ный — наименее прочный.

В зависимости от характера сопряжения свариваемых деталей различают следующие виды сварных соединений стыковые соединения, угловые соединения, тавровые соединения, нахлесточные соединения, торцовые соединения.

На качественные показатели сварных соединений накладывает отпечаток множество факторов, к которым относятся свариваемость металлов, их чувствительность к термическим воздействиям, окисляемость и т.д. Поэтому для соответствия сварных соединений тем или иным эксплуатационным условиям следует эти критерии учитывать.

Давайте теперь попробуем ответить на вопросы.

1) Какие сварные швы вы видите? (Ответ: на данном изображении угловой и стыковой швы)

2) В каких соединениях используют угловой сварной шов? (Ответ: угловой шов – это сварной шов углового, таврового и нахлесточного соединения)

3) Что обозначает вспомогательный знак Z для условного обозначения сварных швов? (Ответ: данный знак обозначает шов прерывистый или точечный с шахматным расположением)

4) Перечислите основные параметры сварных швов? (Ответ: основными параметрами по ГОСТ 5264-80 стыкового шва являются ширина шва – е, выпуклость шва – q, глубина проплавления (провар) – Н; углового шва – величина катета - К)

5) Как можно устранить следующий дефект и в чем причина его возникновения в корне сварного шва? (Ответ: данный дефект является подрезом. Подрезы представляют собой углубления, образующиеся в основном металле вдоль края шва при завышенном сварочном токе и длинной дуге, они могут явиться причиной разрушения сварного соединения. Подрезы устраняются наплавкой тонких швов электродами малых диаметров)

Любое силовое воздействие на тело сопровождается возникновением в нем напряжений и развитием деформаций.

Что называют напряжением и деформацией?

Напряжением называют силу, отнесенную к единице площади сечения тела.

Различают сварочные напряжения трех родов. В сварных конструкциях из низкоуглеродистых и низколегированных сталей в основном развиваются сварочные напряжения первого рода. Они действуют и уравновешиваются в значительных, соизмеримых с размерами конструкции или отдельных ее деталей, объемах. При определенных условиях возможно возникновение сварочных напряжений второго и третьего родов — действующих и уравновешивающихся в пределах отдельных зерен металла.

Деформацией называют изменение размеров или формы тела под действием приложенных сил.

Сварочные напряжения, возникающие в процессе нагрева и остающиеся после охлаждения, не связаны с какими-либо внешними силовыми воздействиями на конструкцию. Они являются внутренними и могут быть названы «собственными». Собственные напряжения появляются не только при сварке, но и при многих других процессах обработки металла (прокатке, ковке, штамповке, литье).

Установить внутренние напряжения осмотром конструкции невозможно. При изучении напряжений, возникающих при сварке, приходится учитывать резкое

колебание температур, изменение механических характеристик и даже физических состояний металла от нагрева. Временные сварочные напряжения наблюдаются только в определенный момент сварки в процессе изменения температуры. Напряжения, существующие после окончания сварки конструкции и полного ее остывания, называют остаточными сварочными напряжениями. Они возникают в результате затруднений расширения и сжатия металла при его нагреве и остывании.

Деформации могут быть временные и остаточные, местные и общие, в плоскости и вне плоскости сварного соединения.

Временными называют деформации, которые образуются в определенный момент времени при нагреве или охлаждении и после сварки исчезают. Деформации, возникающие в изделии к моменту полного охлаждения металла до окружающей температуры, называютсяостаточными(конечными).

Местные деформации относятся к отдельным элементам изделия и выражаются в виде выпучины, хлопуна, волнистости или других искажений в плоскости изделия. Деформации, при которых изменяются размеры всего изделия, искривляются геометрические оси, называются общими деформациями.

Важное значение для практики имеют остаточные сварочные деформации. В зависимости от характера, формы и размеров свариваемых деталей различают деформацию в плоскости и деформацию из плоскости соединяемых элементов. Деформация в плоскости проявляется в уменьшении размеров конструкции, с чем необходимо считаться при заготовке деталей и сборке под сварку, предусматривая припуск на изменение размеров.

Величина и характер остаточных деформаций в значительной степени определяются толщиной и свойствами основного металла, режимом сварки, последовательностью наложения швов, конструктивными формами свариваемых деталей и формой шва. При увеличении толщины свариваемого металла деформации снижаются, что связано с большей жесткостью конструкции.

В: Посмотрите на экран и ответьте на вопрос какие остаточные деформации возникают в соединениях?

О:Под буквой А – остаточные деформации изгиба сварных тавровых балок, под буквой Б – остаточные деформации изгиба листов, под буквой В – остаточные деформации скручивания сварных двутавровых балок.

В: Как вы считаете, на что влияют сварочные деформации и сварочные напряжения?

О: Сварочные деформации вследствие изменения размеров и формы конструкций существенно затрудняют их сборку, ухудшают внешний вид и эксплуатационные качества.

О: Сварочные напряжения снижают сопротивляемость сварных конструкций разрушению, особенно при воздействии циклических нагрузок и агрессивных сред.

В: На какие виды делят способы уменьшения остаточных сварочных напряжений?

О: Способы уменьшения остаточных напряжений делят на термические, механические и термомеханические.

В: Наиболее эффективно снятие остаточных напряжений способами, осуществляемые после сварки. Вы согласны?

О: Да, я согласен, так как я знаю, что процессом отпуска конструкции снижается напряжение на 85-90% от исходных значений и одновременно улучшается пластические свойства сварных соединений.

В: Как его проводят?

О:Общий высокий отпуск состоит из нагрева, выдержки в течение 2-4 часов и медленного охлаждения, а при местном отпуске нагревают до заданной температуры лишь часть конструкции.

В: Как происходит проковка?

О: Металл проковывают непосредственно после сварки по горячему металлу и после его остывания. Основное преимущество этого метода заключается в простоте применяемого оборудования, универсальности и оперативности.

В: Что обеспечивает прокатка?

О: Прокатка обеспечивает более равномерную пластическую деформацию металла по сравнению с проковкой и в основном предназначена для устранения остаточных деформаций.

В: На чем основаны термомеханические способы уменьшения сварочных напряжений?

О: Термомеханические способы основаны на одновременном протекании тепловых и механических процессов.

Прочность сварных соединений — это свойство, не разрушаясь, воспринимать определенные нагрузки в тех или иных заданных условиях. При этом учитывают как рабочие, так и предельные нагрузки. Под рабочими нагрузками понимают суммарные напряжения, возникающие от собственного веса, внешних нагрузок, возникающих в процессе эксплуатации, и собственных напряжений, создающихся при сварке, сборке и т.д.

Предельными считаются нагрузки, когда наступает текучесть в основном сечении, возникшая под действием статических, повторно-переменных и динамических сил. При этом возникают максимально допустимые повреждения или деформации, за которыми следует потеря эксплуатационной способности конструкции.

Говоря о прочности сварочного соединения, не следует забывать о его пористости и трещинах, оказывающих значительное влияние на этот показатель. Поры в сварочном шве возникают при выделении газов в процессе кристаллизации металла. Как правило, это азот, водород или окись углерода, получаемые в результате химических реакций. Но поры в сварочном шве могут

возникать не только от газов. Это явление случается при повышенной тугоплавкости, вязкости и плотности шлаков, которые не покидают пределы сварочного шва.

ЗАКРЕПЛЕНИЕ МАТЕРИАЛА

Мероприятия для уменьшения остаточных напряжений и деформаций

Способы предупреждения и уменьшения сварочных напряжений и деформаций?

- Заполнение опорного конспекта

ПОДВЕДЕНИЕ ИТОГОВ УРОКА

Анализ урока.

Объявление оценок за урок.

ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ – 1 мин.

На основе опорного конспекта составить более полный конспект по теме «Напряжения и деформации в сварных швах»

Составить тестовое задание, программируемое задание, кроссворд или тест-сопоставление по теме «Напряжения и деформации в сварных соединениях»

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/468273-urok-na-temunaprjazhenija-i-deformacii-v-svar