Технологические основы сварки плавлением и давлением

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
НЕФТИ И ГАЗА (Национальный Исследовательский Университет)
имени И.М. ГУБКИНА
УТВЕРЖДАЮ
Проректор по учебной работе
_____________________ Кошелев В.Н.
«____» _____________ 2016г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СВАРКИ ПЛАВЛЕНИЕМ И
ДАВЛЕНИЕМ
Направление подготовки
15.03.01 МАШИНОСТРОЕНИЕ
Профили подготовки
«Оборудование и технология сварочного производства»
«Оборудование и технология повышения износостойкости и восстановления деталей
машин и аппаратов»
Квалификация выпускника
Бакалавр
Форма обучения
Очная
Москва 2016
1. ЦЕЛИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Целью дисциплины является овладение бакалаврами знаниями о понятиях в
области сварочных материалов, которыми располагает в настоящее время наука и
практика, и знаниями о плавлении с учетом показателей свариваемости
конструкционных материалов и условий эксплуатации изделий.
Полученные
знания
и
понятия
обеспечат
возможность
будущим
специалистам сварочного производства грамотно подходить к выбору и
назначению сварочных материалов; особенностями аттестации материалов и
технологий
сварки
при
производстве,
монтаже
и
ремонте
конструкций
нефтегазового комплекса.
2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВО
Дисциплина «Технологические основы сварки плавлением и давлением»
входит в блок профессионального цикла дисциплин по выбору студента
по
направлению «Машиностроение».
Дисциплина базируется на курсах комплекса общетехнических дисциплин:
Химии (химические реакции окисления и восстановления), Физики (основы
нагрева вещества), а также специальных курсов: Металловедения (физикохимические свойства металлов), Теории сварочных процессов (процессов,
происходящих при сварке).
3.
КОМПЕТЕНЦИИ
ОБУЧАЮЩЕГОСЯ,
ФОРМИРУЕМЫЕ
В
РЕЗУЛЬТАТЕ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
В
процессе
освоения
данной
дисциплины
студент
формирует
и
демонстрирует следующие общекультурные (ОК), общепрофессиональные(ОПК) и
профессиональные (ПК) компетенции при освоении ООП ВО, реализующей ФГОС
ВО:
-
способностью
использовать
основы
философских
знаний
для
формирования мировоззренческой позиции (ОК-1);
- способностью к самоорганизации и самообразованию (ОК-7);
- осознанием сущности и значения информации в развитии современного
общества (ОПК-2);
2
- владением основными методами, способами и средствами получения,
хранения, переработки информации (ОПК-3);
- способностью решать стандартные задачи профессиональной деятельности
на основе информационной и библиографической культуры с применением
информационно-коммуникационных технологий и с учетом основных требований
информационной безопасности (ОПК-5).
-
способностью
к
систематическому
изучению
научно-технической
информации, отечественного и зарубежного опыта по соответствующему профилю
подготовки (ПК-1);
- способностью оформлять законченные проектно-конструкторские работы с
проверкой соответствия разрабатываемых проектов и технической документации
стандартам, техническим условиям и другим нормативным документам (ПК-7);
- умением применять методы контроля качества изделий и объектов в сфере
профессиональной
деятельности,
проводить
анализ
причин
нарушений
технологических процессов в машиностроении и разрабатывать мероприятия по их
предупреждению (ПК-10);
- способностью обеспечивать технологичность изделий и процессов их
изготовления; умением контролировать соблюдение технологической дисциплины
при изготовлении изделий (ПК-11);
- способностью разрабатывать технологическую и производственную
документацию с использованием современных инструментальных средств (ПК-12);
- умением выбирать основные и вспомогательные материалы и способы
реализации основных технологических процессов и применять прогрессивные
методы эксплуатации технологического оборудования при изготовлении изделий
машиностроения (ПК-17);
- умением применять методы стандартных испытаний по определению
физико-механических свойств и технологических показателей используемых
материалов и готовых изделий (ПК-18);
-
умением
составлять
техническую
документацию
(графики
работ,
инструкции, сметы, планы, заявки на материалы и оборудование) и подготавливать
отчетность по установленным формам, подготавливать документацию для создания
системы менеджмента качества на предприятии (ПК-21);
3
-
готовностью
выполнять
работы
по
стандартизации,
технической
подготовке к сертификации технических средств, систем, процессов, оборудования
и материалов, организовывать метрологическое обеспечение технологических
процессов с использованием типовых методов контроля качества выпускаемой
продукции (ПК-23).
В результате освоения дисциплины обучающийся должен демонстрировать
следующие результаты образования.
Студент должен знать:

назначение и классификацию сварочных материалов и основные
положения нормативно-технической документации (ПК-11);

основные положения взаимозаменяемости сварочных материалов (ПК-2,
ПК-4, ПК-17);

основные виды технологии и основные типы оборудования для сварки
плавлением (ПК-4, ПК-11).
Студент должен уметь:

выбрать метод сварки основных сварных соединений и подобрать
сварочные материалы (ПК-2, ПК-3, ПК-13,)

обосновать выбор сварочных материалов с учётом показателей
свариваемости и требований к свариваемой конструкции (ОК-4, ПК-3, ПК-4,ПК-11,
ПК-13,);

использовать полученные знания при дальнейшем освоении отдельных
специальных дисциплин указанного направления (ОК-4,, ПК-2, ПК-3, ПК-4,ПК-11,
ПК-13, ПК-17).
Студент должен владеть:

знаниями по классификационным признакам сварочных материалов и
основам технологической подготовки средств выполнения сварки (ОК – 1);

знаниями по основным способам сварки и типам сварочной аппаратуры
(установок) для изготовления сварных изделий различного назначения (ОК – 1, ПК –
7,12);

знаниями по основным видам и номенклатуре сварочного оборудования
(ОК – 1, ПК – 7,12);
4

навыками
подбора
оборудования
российского
и
зарубежного
производства (ПК-17).
4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Технологические основы
сварки плавлением и
давлением
1
2
3
4
5
6
Типы сварных соединений
и швов, выполняемых
сваркой плавлением.
Конструктивные элементы
сварных соединений и их
классификация. ГОСТы на
подготовку кромок.
Сущность и техника
различных способов
электрической сварки
плавлением.
Сварочные материалы,
виды и их назначение при
дуговой сварке
плавлением. Стальная
проволока для дуговой
сварки и наплавки.
Порошковая проволока,
классификация.
Ручная дуговая сварка
металлическими
электродами с покрытием.
Сущность способа и
техника выполнения.
Обозначения сталей,
сплавов и сварочных
материалов.
Классификация
электродов.
Технологические
характеристики плавления
электродов.
Защитные газы; сущность
способов сварки и
Неделя семестра
№
Раздел (темы) дисциплины
п/п
Семестр
Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетных единицы, 108 часов.
Виды учебной
работы, включая
самостоятельную
работу студентов
и трудоемкость (в
часах)
ПЗ
Л ЛР
СР
(С)
Коды
компетенций
Формы текущего
контроля
успеваемости
(по неделям
семестра)
Форма
промежуточной
аттестации
(по семестрам)
54
(ОК – 1, 7;
ПК –
1,10,14)
ЭКЗАМЕН
ЛР1
5
118
18
36
5
1-3 3
6
0
9
(ОК – 1, 7;
ПК –
1,10,14)
0
3
(ОК – 1, 7;
ПК –
1,10,14)
3
(ОК – 1, 7;
ПК –
1,10,14)
5
4
1
2
5
5
1
2
5
6
1
2
0
0
(ОК – 1, 7;
ПК –
1,10,14)
0
3
5
7
1
2
0
3
5
8
1
2
0
3
(ОК – 1, 7;
ПК –
1,10,14)
(ОК – 1, 7;
5
преимущества. Газовые
смеси.
7
8
9
10
11
12
Неплавящиеся электроды;
материал основы и
активирующие присадки.
Общая характеристика
сварочной дуги с
неплавящимся электродом.
Основные требования к
неплавящимся электродам
и их конструкции.
Особенности подготовки
(заточки) и их применения.
Рациональные области и
варианты применения.
Технологические свойства.
Ресурс работы и пути его
увеличения.
Флюсы; классификация,
достоинства и недостатки.
Обозначения; система
выбора флюса и сварочной
проволоки.
Общая характеристика
материалов для наплавки и
напыления ремонтновосстановительных
работах.
Аттестация сварочных
материалов. Цель
аттестации. Нормативная
документация.
Варианты применения
сварочных материалов при
дуговой сварке стальных
металлоконструкций и
трубопроводов; техникоэкономические показатели.
5
9
1
2
0
ПК –
1,10,14)
(ОК – 1, 7;
ПК –
1,10,14)
3
(ОК – 1, 7;
ПК –
1,10,14)
5
5
5
10
11
5
1
123
14
15-
5
1
16
2
172
18
2
2
6
4
4
0
0
0
0
0
3
(ОК – 1, 7;
ПК –
1,10,14)
3
(ОК – 1, 7;
ПК –
1,10,14)
9
ЛР2
(ОК – 1, 7;
ПК –
1,10,14)
6
ЛР3
(ОК – 1, 7;
ПК –
1,10,14)
6
4.1 Содержание разделов дисциплины
1.
Типы сварных соединений и швов, выполняемых сваркой
плавлением.
Конструктивные
элементы
сварных
соединений
и
их
классификация. ГОСТы на подготовку кромок.
2.
Сущность и техника различных способов электрической сварки
плавлением.
3.
Сварочные материалы, виды и их назначение при дуговой сварке
плавлением.
Стальная
проволока
для
дуговой
сварки
и
наплавки.
Порошковая проволока, классификация.
6
4.
Ручная
дуговая
сварка
металлическими
электродами
с
покрытием. Сущность способа и техника выполнения. Обозначения сталей,
сплавов и сварочных материалов.
5.
Классификация электродов. Технологические характеристики
плавления электродов.
6.
Защитные газы; сущность способов сварки и преимущества.
Газовые смеси.
7.
Неплавящиеся электроды; материал основы и активирующие
присадки.
Общая
характеристика
сварочной
дуги
с
неплавящимся
электродом.
8.
Основные требования к неплавящимся электродам и
конструкции.
Особенности
подготовки
(заточки)
и
их
их
применения.
Рациональные области и варианты применения. Технологические свойства.
Ресурс работы и пути его увеличения.
9.
Флюсы; классификация, достоинства и недостатки. Обозначения;
система выбора флюса и сварочной проволоки.
10.
Общая характеристика материалов для наплавки и напыления
ремонтно-восстановительных работах.
11.
Аттестация
сварочных
материалов.
Цель
аттестации.
Нормативная документация.
12.
Варианты применения сварочных материалов при дуговой сварке
стальных металлоконструкций и трубопроводов; технико-экономические
показатели.
Сущность
и
техника
различных
способов
контактной
сварки.
Формирование соединений, выбор режимов и марок электродов.
4.2 Основные темы лабораторных работ:
1.
Контроль качества сварных соединений в соответствии с нормативно-
технической документацией. (ОК- 3, ОПК-1; ПК- 2,11, 17, 22, 24).
2.
Сравнительная
оценка
сварных
соединений,
выполненных
различными сварочными материалами. (ОК-3; ОПК-1,3,5, ПК-2,3,4,5,6,11, 14, 17).
7
Подбор сварочных материалов для сварки металлов различных марок.
3.
(ОПК- 1, 3; ПК- 5,6,7).
5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
При реализации программы дисциплины «Технологические основы сварки
плавлением и давлением» используются различные образовательные технологии –
во время аудиторных занятий занятия проводятся в виде лекций с использованием
ПК и компьютерного проектора, лабораторных занятий в лабораториях кафедры
сварки
и
мониторинга
автоматизированных
нефтегазовых
рабочих
местах.
сооружений
Самостоятельная
на
компьютерных
работа
студентов
предусматривает работу под руководством преподавателей (консультации и помощь
подготовке к экзамену).
6.
ОЦЕНОЧНЫЕ
УСПЕВАЕМОСТИ,
ОСВОЕНИЯ
СРЕДСТВА
ДЛЯ
ПРОМЕЖУТОЧНОЙ
ДИСЦИПЛИНЫ
И
ТЕКУЩЕГО
АТТЕСТАЦИИ
КОНТРОЛЯ
ПО
ИТОГАМ
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ
ОБЕСПЕЧЕНИЕ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ
Оценочными средствами являются:
- для текущего контроля является выполнение и защита лабораторных
работ;
- для промежуточной аттестации – экзамен, а также средством контроля
является введенная в университете рейтинговая системы оценки успеваемости
студентов.
Примерные вопросы к экзамену: (ОК-3; ОПК-1,3,5, ПК-2,3,4,5,6,11, 14, 17).
1. Каким признаком определяется вид сварки по ГОСТ 19521?
2. Какими признаками классифицируется сварка металлов по ГОСТ
19521?
3. Перечислите основные технологические признаки для дуговой сварки?
4. Какими технологическими свойствами характеризуется сварочная
дуга?
5. Перечислите способы борьбы с магнитным дутьем?
8
6. Какие факторы влияют на коэффициент расплавления электрода?
7. Почему на прямой полярности больше коэффициент расплавления по
сравнению с обратной?
8. На какие параметры процесса влияет характер переноса?
9. Укажите назначение импульсов при сварке плавящимся электродом?
10.Укажите марку сварочной проволоки и ее условное обозначение?
11.На что указывает буква «А» в обозначении марки проволоки?
12.Что обозначают цифры и буквы в марке проволоки?
13.Укажите марку наплавочной проволоки и ее условное обозначение?
14.Указать назначение электродного покрытия?
15.Перечислить признаки, по которым производится классификация
электродов по ГОСТ 9466?
16.Указать виды покрытий электродов?
17.Указать, что обозначает класс, тип и марка электродов?
18.Перечислить характеристики металла шва в условном обозначении
электродов для углеродистых и легированных конструкционных сталей?
19.Указать основное отличие в условном обозначении электродов для
сварки углеродистых сталей по ГОСТ 9466 и по европейскому стандарту
(ЕN)?
20. В чем преимущество электродов из цветных сплавов для сварки чугуна
по сравнению с электродами для сварки углеродистых сталей?
21.Укажите
назначение
компонентов
наполнителя
(сердечника)
порошковых проволок?
22.Какая конструкция порошковой проволоки обеспечивает лучшую
защиту?
23.Какие типы сердечников являются самозащитными?
24.Укажите марку и условное обозначение порошковой проволоки?
25.Сформулируйте требования к неплавящимся электродам?
26.Укажите марки вольфрамовых электродов и их условное обозначение?
9
27.Какие
электроды
применяются
при
плазменной
резке
в
кислородосодержащих смесях?
28.При каком давлении содержатся в баллонах аргон, углекислых газ и
каков объем газа в баллоне?
29.Какие промышленные газовые смеси применяются для сварки
углеродистых сталей и каков их состав?
30.Назовите признаки, по которым классифицируются флюсы?
31.Укажите основные компоненты плавленых флюсов?
32.Укажите условное обозначение флюса по ГОСТ 9087?
33.По каким компонентам отличаются флюсы для сварки легированных
сталей от флюсов для титана?
34.Перечислите системы «флюс + проволока» для сварки углеродистых
сталей?
35.Какая полярность обычно применяется при сварке плавящимся и
почему?
36.Назовите основные параметры режима РДС?
37.Когда целесообразно применять сварку углом назад и углом вперед?
38.Когда применяется сварка обратноступенчатым способом?
39.Назовите механизированные способы сварки покрытыми электродами?
40.Указать сущность способов сварки ТИГ, МИГ и МАГ?
41.Указать целевое назначение схем подачи защитных газов?
42.Указать чем регулируется и измеряется расход защитного газа?
43.Указать причины появления постоянной составляющей в сварочной
цепи при сварке на переменном токе неплавящимся электродом?
44.Описать особенности возбуждения дуги при сварке неплавящимся
электродом?
45.Перечислить
параметры
режима
ручной
сварки
неплавящимся
электродом?
46.Перечислить разновидности сварки неплавящимся электродом?
10
47.Указать
назначение
импульсно-дуговой
сварки
при
сварке
неплавящимся электродом?
48.Привести реакции раскисления при сварке в СО2 с указанием зоны
протекания этих реакций?
49.Какие элементы используются в качестве раскислителей при сварке в
СО2 и почему?
50.Указать преимущество способа сварки STT по сравнению с обычным
способом сварки в СО2?
51.Перечислить
преимущества
и
недостатки
сварки
порошковой
проволокой?
52.Указать технические характеристики подающих механизмов?
53.За счет чего планетарные подающие механизмы обеспечивают меньшее
усилие проталкивания проволоки?
54.Перечислить основные узлы сварочного автомата?
55.Перечислить
операции
в
последовательности,
которые
должен
выполнять автомат?
56.Укажите формулу для расчета химсостава металла шва при сварке под
флюсом?
57.Назвать
технологические
приемы,
позволяющие
получить
проплавление металла на всю толщину без вытекания металла?
58.Указать возможные схемы транспортировки флюса в автоматах?
59.Описать сущность электрошлаковой сварки и преимущества процесса?
60.Перечислить основные параметры режима и указать их влияние на
параметры шва?
61.Сформулировать требования к сварочным флюсам и привести расчет
химсостава металла шва.
62.Описать
сущность
электроннолучевой
сварки
и
преимущество
процесса.
63.Указать основные параметры режима сварки лазером.
64.Описать сущность газовой сварки, строение и разновидности пламени.
11
65.Сравните левый и правый способы сварки.
66.Указать основные параметры газовой сварки и методику их выбора.
67.Какие факторы являются определяющими при выборе способа сварки?
68.Перечислите классификацию дефектов в сварных соединениях.
69.Указать отличие наплавки от сварки и ее целевое назначение.
70.Указать классификацию наплавочных материалов и принцип их
составления.
71.Указать особенности технологии наплавки.
7.
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ
И
ИНФОРМАЦИОННОЕ
ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
а) основная литература:
1.
Жизняков С. Н., Сиулин З. А. Ручная дуговая сварка. Материалы.
Оборудование. Технология / -М.: ЦТТ ИЭС им. Е. О. Патона, 2007. – 360с.
б) дополнительная литература:
1.
Чебан В.А. Сварочные работы. - Ростов н/д: Феникс, 2003. - 416с.
2.
Сварка под флюсом. Соединения сварные, размеры. ГОСТ 8713-79.
3.
Швы сварных соединений. Электродуговая сварка в защитных газах.
Основные типы и конструктивные элементы. ГОСТ 5264-69.
4.
Акулов А. И. и др. Технология и оборудование сварки плавлением. М.,
Машиностроение, 1977.
5.
Потапов Н. Н. и др. Сварочные материалы для дуговой сварки.
Справочник, 2т. – М., Машиностроение, 1993.
6.
Лихачев В. А. Электродуговая сварка. Пособие для сварщиков и
специалистов сварочного производства. – М.: Солон-Пресс, 2006.
7.
Технология и оборудование контактной сварки. Под. ред. Б.А.Орлова.
- М.: Машиностроение, 1986. - 352с.
в) программное обеспечение и Интернет-ресурсы
Специальные
вычислительные
и
контролирующие
компьютерные
программы, созданные сотрудниками и преподавателями кафедры «Сварка и
мониторинг нефтегазовых сооружений» РГУ нефти и газа имени И.М.Губкина.
12
8.
МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ
ОБЕСПЕЧЕНИЕ
ДИСЦИПЛИНЫ
Лаборатории кафедры «Сварка и мониторинг нефтегазовых сооружений»,
оснащенные соответствующим оборудованием и дисплейный класс.
Компьютерные программы расчета механических свойств, расчета тепловых
полей процессов сварки, полей сварочных напряжений и деформаций, выбора
параметров термического цикла, расчета параметров сварочного контура, расчета
дефектности сварных соединений.
Мультимедийный
курс
лекций;
видеофильмы,
макеты
и
плакаты.
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВО по
направлению 15.03.01 «Машиностроение» и профилю «Оборудование и технология
сварочного
производства»
и
«Оборудование
и
технология
повышения
износостойкости и восстановления деталей машин и аппаратов».
Автор:
Сорокин В.Н.
Заведующий кафедрой:
Капустин О.Е.
Председатель учебно-методической комиссии
факультета ФИМ
Гантимиров Б.М.
Начальник УМУ
Душин А.В.
13