Науково-методичний центр професійно-технічної освіти у Сумській області Державний професійно-технічний навчальний заклад
| Вид материала | Документы |
- Методичні рекомендації Рекомендовано до друку рішенням Науково-методичної ради Науково-методичного, 419.99kb.
- Міністерство освіти І науки україни навчально-методичний центр професійно-технічної, 565.22kb.
- Методичні рекомендації Рекомендовано до друку рішенням Науково-методичної, 614.64kb.
- Під керівництвом та загальною редакцією Л.І. Шевчук Хмельницький, 2009 Зміст, 191.14kb.
- Державний стандарт професійно-технічної освіти, 2357.13kb.
- Психолого-педагогічні аспекти формування громадянського самовизначення учнів професійно-технічних, 185.14kb.
- Міністерство освіти І науки, молоді та спорту України державний стандарт професійно-технічної, 2671.48kb.
- Про удосконалення методичної роботи в системі професійно-технічної освіти, 178.01kb.
- Про удосконалення методичної роботи в системі професійно-технічної освіти, 178.25kb.
- Навчально-методичний центр професійно-технічної освіти, 1466.42kb.
Мета: Дати поняття про зварювальне полум'я, вивчити структуру ацетилено-кисневого полум'я, види полум'я.
Акцентувати увагу на схеми утворення полум'я і розподіл температури, вибір номеру наконечника в залежності від розходу газу.
Виховувати економне відношення до використання полум’я .
Розвивати здібності вміння, навички по регулюванню полум'я.
Очікувані результати:
1. Ознайомити з видами зварювального полум'я, будовою полум'я.
- Аналізувати і коментувати кожний вид полум'я.
- Осмислити металургійні процеси, які виникають при виконання зварювальних робіт.
- Висловити своє ставлення до регулювання полум'я.
- Ознайомитись з характерними ознаками кожного полум'я.
- Методи: „Шумова група". .Дзеркало", „Древо мудрості".
Варіанти організації діяльності та методи проведення уроку
| № з/п | Метод проведення | Час |
| 1. | Мотивація навчальної діяльності „Шумова група. | 10 хв. |
| 2. | Представлення теми, очікуваних результатів. | 5 хв. |
| 3. | Надання учням необхідної інформації викладачем. | 10 хв. |
| 4. | Інтерактивна вправа «Дзеркало» | 35 хв. |
| 5. | Узагальнення та систематизація знань (Древо мудрості). | 15 хв. |
| 6. | Підбиття підсумків уроку. | 10 хв. |
| 7. | Самооцінювання результатів уроку. | 5 хв. |
Девіз уроку
„Не махай на все рукою, не лінуйся, а учись,
Бо, чого навчивсь в ліцеї, знадобиться ще колись"
I. Перевірка наявності учнів та підготовка до уроку.
II. Мотивація навчальної діяльності.
Викладач: Перед вами зварювальний пост. » А навіщо вам необхідно його знати?
Що собою уявляє пересувний та стаціонарний зварювальний пост? „Шумова група".
Учні розбиваються на 2 групи (парні і непарні номери) і проводять коротке обговорення для продукування ідей, пошуку відповіді на запитання.
III. Представлення теми, очікуванні: результатів.
- Утворення зварювального полум'я.
- Будова полум'я.
- Види зварювального полум'я.
- Вплив нагрівання зварним полум'ям на структуру зварювального шва і зону термічного впливу.
Надання учням необхідно інформації викладачем (опорний конспект).
IV. Інтерактивна вправа „Дзеркало", (робота в малих групах).
Вправу виконують в два етапи, що потребує чіткої організації й інструктажу.
Викладач об'єднує учнів у 4 групи, використавши позначки різного кольору.
1-й етап:
Викладач пропонує учням опрацювати запропоновану інформацію й опанувати її на рівні, достатньому для обміну нею з іншими.
Завдання групам:
Група № І.
Нормальне полум'я. Тезисно записати основні вимоги до нормального полум'я.Група № 2.
Навуглецювальне полум'я. Тезисно записати вимоги до навуглецювального полум'я.
Група № 3.
Окислювальне полум'я. Тезисно записати вимоги до окислювального полум'я.
Група № 4.
Прочитати про регулювання зварювального полум'я, записати вимоги до полум'я в залежності від зварювального матеріалу.
2-й етап:
Після завершення роботи половині учнів першої групи пропонується перейти у другу, а половині учнів другої - у першу.
Аналогічно обмінюються учасниками третя і четверта групи. У новоутворених групах учні обмінюються своїми знаннями з опрацьованого тексту.
3-й етап:
Учням пропонується повернутися у свої групи і поділитися інформацією, отриманою в інших групах. Під час обговорення учні дають колективну відповідь на завдання.
Завдання групам:
Який вплив нагрівання зварним полум'ям на структуру зварювального шва і зону термічного впливу? Коли учні опрацюють завдання, їм пропонується по черзі озвучити лише одну спільну ознаку.
Вчитель на дошці записує тези, що пропонують групи, доки вони не вичерпаються.
V. Узагальнення та систематизація знань.
«Древо мудрості»
Гравцям роздаються „листочки". Кожен пише на ньому проблемне запитання з теми. .Потім листочок прикріпляють до макету дерева. Кожен гравець підходить до дерева і „зриває" листочок. Як можна більш повно відповідає на запитання вголос.
Оцінюється як запитання, так і відповідь.
VI. Підбиття підсумків.
- Що нового дізналися на уроці?
- Чи досягли ми поставленої мети?
- Над якими навичками, вміннями ще треба працювати?
- Побажання викладачу.
VII. Домашнє завдання.
Опрацювати § 3,4 стор. 57 - 59. Скласти порівняльну таблицю зварювального полум'я.
Самооцінювання результатів уроку
| П.І.Б. учня | Метод проведення | Бали | Отримали |
| | Мотивація навчальної діяльності „Шумова група" | 2 | |
| | Інтерактивна вправа .Дзеркало" | 6 | |
| | „Древо мудрості". | 2 | |
| | Додаткові бали | 2 | |
| | Всього | 12 | |
Додатки Полум’я складається з трьох зон:
1. Ядро має різко окреслену форму з яскраво-світлою оболонкою і зовнішнім шаром, де згоряють розжарені частинки вуглецю при розпаді ацетилену. Діаметр каналу мундштука визначає діаметр ядра, а швидкість витікання суміші — його довжину (близько 17 мм).
Полум'я не повинно бути надто «м'яким» або «жорстким». «М'яке» — схильне до зворотних ударів і хлопків, «жорстке» — здатне видувати розплавлений метал із зварювальної ванни.
Види зварювального полум'я:
а — окиснювальне; б — нормальне; в — навуглецювальне; 1 — ядро;
2 — відновна зона; 3 — факел
При збільшенні номера мундштука, розміри ядра збільшуються. Температура ядра становить 1000°С.
2. Відновна зона розташована за ядром і має більш темний відтінок, її довжина дорівнює 20 мм. Зона складається з продуктів згоряння ацетилену — оксиду вуглецю і водню. Вона називається відновною тому, що оксид вуглецю і водню розкиснюють розплавлений метал, віднімаючи кисень від його оксидів. Якщо при зварюванні метал знаходиться в середній зоні, то шов виходить без пор, газових і шлакових включень. Цією зоною полум'я виконують зварювання. Відновна зона мас найвищу температуру (3150°С) на відстані 3-6 мм від кінця ядра.
3. Зона повного згоряння (факел) розташована за відновною зоною. Вона складається з вуглекислого газу, парів води і азоту, що утворюються при згоранні оксиду вуглецю і водню відновної зони за рахунок кисню зовнішнього середовища. Температура факела становить від 1200 до 2500°С.
Залежно від співвідношення між киснем і ацетиленом одержують три основних види полум'я.
1. Нормальне полум'я теоретично утворюється, коли в пальник на один об'єм кисню надходить один об'єм ацетилену. Практично кисню надходить трохи більше — від 1,1 до 1,3 об'єму ацетилену. Нормальне полум'я характеризується відсутністю вільного кисню і вуглецю в його відновній зоні. Кисню подається більше через його забрудненість і витрати на згоряння водню. У такому полум'ї яскраво виражені всі три зони. Нормальне полум'я використовують для зварювання сталі.
2. Окислювальне полум'я утворюється при надлишку кисню, коли в
пальник на один об'єм ацетилену подається більше 1,3 об'єму кисню. При цьому ядро набирає конусоподібної форми, значно скорочується за довжиною, стає з менш чіткими обрисами і набирає більш блідого відтінку. Скорочується відновна зона і факел. Полум'я набирає синьо-фіолетового відтінку. Горить з шумом. Температура вища від температури нормального полум'я, але зварювати ним сталі не можна через наявність надлишку кисню, який призводить до окиснення металу
шва, пористості і крихкості. Окислювальне полум'я використовують при зварюванні латуні і паянні твердими припоями.3. Навуглецювальне полум'я утворюється при надлишку ацетилену, коли в пальник на один об'єм ацетилену подається 0,95 і менше об'єму кисню. Ядро втрачає чіткість своїх обрисів, на кінці його з'являється зелений вінчик, за яким роблять висновок про надлишок ацетилену. Відновна зона значно яскравіша і майже зливається з ядром, а факел набирає жовтуватого відтінку. При великому надлишку ацетилену полум'я починає коптити, тому що в ньому не вистачає кисню для повного згоряння ацетилену. Надлишковий ацетилен легко поглинається розплавленим металом і погіршує якість шва. Температура полум'я нижча від нормального і окислювального. Використовують для зварювання чавуну і при наплавленні твердими сплавами.
Зварювальник визначає характер полум'я на око за його формою і відтінком. При регулюванні полум'я слід звергати увагу на правильний підбір витрат горючого газу і кисню.
Горюча суміш має механічний вплив на розплавлений метал і формує валик шва. Рідкий метал відтискається до країв ванни. Характер формоутворення металу шва залежить від кута нахилу мундштука до поверхні зварюваного металу.
Тиск газів переміщує рідкий метал до задньої стінки ванни і утворює луску шва.
При великому тиску кисню полум'я стає «жорстким» і видуває розплавлений метал з ванни, ускладнюючи зварювання.
Характер полум'я підбирають залежно від зварюваного металу та його властивостей.
МЕТАЛУРГІЙНІ ПРОЦЕСИ ПРИ ГАЗОВОМУ ЗВАРЮВАННІ
У процесі зварювання розплавлений метал ванни взаємодіє з полум'ям. Ця взаємодія залежить від властивостей металу і складу полум'я. Ванна характеризується малим об'ємом, високою температурою і великою швидкістю охолодження.
Розплавлений метал взаємодіє з газами полум'я, в результаті чого проходять окисно-відновні реакції.
Окиснення призводить до погіршення механічних властивостей шва. Тому для уникнення окислювальних процесів у присаджувальні матеріали та флюси вводять спеціальні розкислювачі, які мають більшу спорідненість 3 киснем, ніж метал. При зварюванні сталі розкислювачами є вуглець, кремній, марганець. Тому вуглецеві сталі можна зварювати без флюсів.
Утворений у процесі реакції оксид вуглецю викликає кипіння і розбризкування металу. Якщо метал кипить до початку кристалізації, то це сприяє виділенню сторонніх неметалевих включень. А якщо метал кипить під час кристалізації, то утворюються бульбашки оксиду вуглецю, які не встигають виділитись і залишаються у вигляді пор. Оксид кремнію і марганцю зменшують вміст оксиду вуглецю. Утворені оксиди кремнію і марганцю не розчиняються в металі, а спливають і переходять у шлаки.
Розкиснення ванни частково здійснюється вуглецем, оксидом вуглецю і воднем, що є в полум'ї При цьому полум'я не тільки відновлює оксиди, але й захищає розплавлений метал від кисню та азоту повітря.
Відновлювачем заліза із його оксиду є водень, який при зниженні температури намагається виділитись з ванни. Якщо кристалізація проходить швидко, то водень у вигляді бульбашок може залишитись у зварювальному шві. Водень захищає метал від окиснення, відновлює його від оксидів, а також є причиною утворення пористості й тріщин.
При газозварюванні охолодження відносно повільне, тому водень та інші гази встигають виділитися з ванни і шов виходить без пор. Азот, який проникає з повітря, знижує пластичні властивості металу і викликає пористість.
ВПЛИВ ЗВАРЮВАЛЬНОГО ПОЛУМ'Я НА СТРУКТУРУ ШВА І ЗОНУ ТЕРМІЧНОГО ВПЛИВУ
Зварне з'єднання поділяють на три зони:
- основного металу;
- термічного впливу;
- наплавленого металу шва.
При газозварюванні внаслідок повільнішого нагрівання зона термічного впливу (біляшовна зона) більша, ніж при дуговому зварюванні і становить від 8 до 28 мм. Зона термічного впливу має декілька структурних ділянок, які відрізняються за формою і будовою зерен .
1. Ділянка неповного розплавлений знаходиться в твердо рідкому стані і визначає якість зварного з'єднання. В цій зоні проходить сплавлення кристалів металу шва із зернами основного металу, температура в ній вища за температуру плавлення металу.
2. Ділянка перегріву — це область основного, сильно нагрітого (1І00-1500°С) металу з крупнозернистою структурою і зниженими механічними властивостями. В цій зоні можливе утворення гартованих структур.
3. Ділянка нормалізації — область основного металу (930-110СГС), набирає дрібнозернистої структури з найвищими механічними властивостями.
- Ділянка неповної перекристалізації — область основного металу (720-930°С), в якій навколо крупних зерен розташовуються дрібні, утворені в результаті перекристалізації.
- Ділянка рекристалізації — частина основного металу (450 720°С), для якої є характерним відновлювання форми і розмірів
- Ділянка синьоламкості — видимих структурних змін не має (200-450°С), але характеризується зниженням пластичних властивостей.
Для покращення структури і властивостей металу шва і біля-шовної зони використовують гаряче проковування металу шва, термообробку пальником, загальну термообробку в печах та повільне охолодження.
Будова зони термічного впливу зварного з'єднання зруйнованих зерен металу, який раніше піддавався обробці тиском.
ЗМІСТ
| Вступ | 2-3 |
| 1. Ненасичені вуглеводи та обладнання і апаратура для газової зварки | 4-20 |
| 2. Основи технології газового зварювання | 21-35 |
| 3. Зварювальне полум’я | 36-43 |