ĆWICZENIE Nr SP-1 - Katedra Inżynierii Materiałowej - Politechnika ...

Akceptował:
Kierownik Katedry
prof. dr hab. B. Surowska
POLITECHNIKA LUBELSKA
WYDZIAŁ MECHANICZNY
KATEDRA INŻYNIERII
MATERIAŁOWEJ
Laboratorium
Spajalnictwa
ĆWICZENIE Nr SP-1
Opracowali:
dr inż. Leszek Gardyński
mgr inż. Mirosław Szala
I. Temat ćwiczenia: Spawanie gazowe (acetylenowo - tlenowe) i cięcie tlenem.
II. Cel ćwiczenia: Praktyczne zapoznanie się z urządzeniami i materiałami stosowanymi do
spawania gazowego i cięcia tlenem. Własnoręczne wykonanie złącza
spawanego.
III. Ważniejsze pytania kontrolne:
1. Przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy przy spawaniu gazowym.
2. Sposoby otrzymywania tlenu i acetylenu.
3. Własności fizyczne i chemiczne tlenu i acetylenu oraz ich zastosowanie w spawalnictwie.
4. Budowa i oznakowanie butli.
5. Przeznaczenie i zasada działania reduktorów gazowych jedno- i dwustopniowych.
6. Budowa i obsługa palnika smoczkowego (uniwersalnego).
7. Rodzaje płomienia acetylenowo - tlenowego
8. Struktura płomienia normalnego i rozkład temperatur w płomieniu
9. Reakcje chemiczne zachodzące w poszczególnych strefach płomienia.
10. Zasada zapalania i gaszenia płomienia acetylenowo - tlenowego.
IV. Literatura:
1. Mistur L.: Spawanie gazowe, elektryczne i w osłonie gazów ochronnych, Wydaw.
"KaBe", Krosno, 1999.
2. Klimpel A., Spawanie, zgrzewanie i cięcie metali: technologie, WNT, Warszawa,
2009.
3. Kurpisz B., Procesy spawania metali, Wydawnictwo i Handel Książkami "KaBe",
Krosno, 2008.
4. Dobrowolski Z.: Podręcznik spawalnictwa. WNT, Warszawa, 1978.
5. Marcolla K.: Zarys spawalnictwa. PWN, Warszawa - Poznań, 1979.
6. Lisowski Z., Rudowski S.: Spawalnictwo. PWSz, Warszawa 1974.
7. Piwowar S.: Spawalnictwo. PWN, Warszawa 1978.
8. Poradnik Inżyniera. Spawalnictwo. WNT, Warszawa, 2005.
9. PN-75/M-69703. Wady złącz spawanych. Nazwy i określenia.
10. PN-64/M-69751. Próba twardości złączy spawanych i zgrzewanych.
Politechnika Lubelska, Katedra Inżynierii Materiałowej, http://kim.pollub.pl

V. Przebieg ćwiczenia
1. Zapoznanie z przepisami bhp obowiązującymi przy spawaniu gazowym oraz przepisami
dotyczącymi butli z gazami oraz ich osprzętu.
2. Zapoznanie się ze stanowiskiem spawalniczym.
2.1. Butla tlenowa i acetylenowa.
Stare
1- korpus
2- szyjka z pierścieniem
3- kołpak ochronny zaworu
4- stopa
5- masa porowata nasączona acetonem
Nowe
2.2. Reduktor jednostopniowy.
1- Grzybek zaworu redukcyjnego
2- Górna sprężyna
3- Manometr ciśnienia w butli
4- Przepona
5- Pokrętło regulacyjne
6- Popychacz
7- Manometr ciśnienia roboczego
8- Zawór bezpieczeństwa
© Copyright by L. Gardyński, M. Szala, Lublin University of Technology, 2011 2

2.3. Palnik uniwersalny (smoczkowy) niskiego ciśnienia, w skład którego wchodzą:
• komplet nasadek do spawania o numerach od 1 do 7,
• nasadka do cięcia z kompletem łusek podgrzewających i dysz tnących,
• wózek do nasadki do cięcia,
• cyrkiel do wózka,
2.4. Stół spawalniczy z wentylatorem wyciągowym.
2.5. Odzież ochronna
• wyposażenie laboratorium: fartuchy i rękawice skórzane, okulary z ciemnymi szkłami,
• wyposażenie osobiste: płaszcz roboczy, beret lub inne nakrycie głowy.
© Copyright by L. Gardyński, M. Szala, Lublin University of Technology, 2011 3

2.6. Wyposażenie dodatkowe
• szczotka stalowa,
• suwmiarka, przymiar liniowy,
• twardościomierz Vickersa,
• pirometr optyczny.
3. Czynności wykonywane podczas ćwiczenia
1) Instruktor zapoznaje studentów ze sprzętem do spawania gazowego oraz szczegółowo
opisuje budowę palnika uniwersalnego. Następnie, po ustawianiu ciśnień roboczych gazów
na reduktorach, demonstruje wykonanie złącza, podając gatunek blachy, nazwę złącza
i spoiny, wymiary złącza i gatunek spoiwa.
2) Przygotowanie elementów do połączenia - oczyszczenie i wyprostowanie blach.
3) Indywidualne wykonanie złącz przez studentów pod nadzorem instruktora.
4) Po wykonaniu połączenia i ostudzeniu elementy oczyścić szczotką stalową i dokonać
pomiaru odkształcenia (strzałka ugięcia). Obliczyć naprężenia powodujące takie odkształcenie.
5) Dokonać pomiaru twardości blachy nie spawanej i elementów po spawaniu w kilku
punktach w celu wyznaczenia przemian strukturalnych w strefie wpływu ciepła.
6) Instruktor zapoznaje studentów ze sprzętem do cięcia tlenowego oraz szczegółowo opisuje
budowę palnika uniwersalnego. Następnie, po ustawianiu ciśnień roboczych gazów na
reduktorach, demonstruje przebieg procesu cięcia, podając gatunek blachy. Studenci oceniają
jakość procesu cięcia i określają szerokość szczeliny. przed i w czasie procesu cięcia
dokonują pomiaru temperatury płomienia pirometrem optycznym.
© Copyright by L. Gardyński, M. Szala, Lublin University of Technology, 2011 4

Wygląd powierzchni otrzymywanej w różnych warunkach cięcia:
a) za słaby (krótki) płomień podgrzewający, silne bruzdy w dolnej części;
b) za silny (długi) płomień podgrzewający, cięcie nierówne, krawędź górna nadtopiona, za
dużo żużla przyczepionego u dołu;
c) za niskie ciśnienie tlenu tnącego, stąd zwolniony posuw, a dla tej szybkości za duży płomień
podgrzewający, stąd nadtopiona górna krawędź;
d) zbyt silne ciśnienie tlenu tnącego;
e) zbyt powolny i nieregularny posuw daje miejscami prążki zbyt głębokie, gdyż do tej
szybkości ciśnienie tlenu jest za wysokie;
f) zbyt szybki posuw, charakteryzujący się dużym odchyleniem prążków u dołu, złe usuwanie
żużla;
g) cięcie niewprawną ręką, posuw nieregularny i odchylenia na boki;
h) widoczne miejsca początku i końca cięcia (cięcie przerywane);
i) wygląd zadowalającego cięcia ręcznego na blasze o grubości 25 mm, górna krawędź
ostra, prążki proste i regularne, niegłębokie.
© Copyright by L. Gardyński, M. Szala, Lublin University of Technology, 2011 5

4. Wytyczne do sprawozdania
• Opis, w oparciu o schemat ideowy, zasady spawania gazowego z użyciem spoiwa.
W schemacie należy wyszczególnić: butle z zaworami, reduktory, przewody gazowe,
palnik, płomień, spoiwo i elementy spawane.
• Schemat płomienia acetylenowo - tlenowego normalnego z zaznaczeniem stref.
• Opis czynności przygotowawczych (sprzętu i materiałów) do spawania.
• Parametry spawania: ciśnienia gazów, numer nasadki do spawania, średnicę i gatunek
drutu spoiwa.
• Rysunek w dwóch rzutach prostokątnych złącza spawanego, z podaniem wymiarów i gatunku
materiału oraz nazwy złącza i spoiny. Podać metodę (technikę) wykonania spoiny.
Zaklasyfikować i podać spawalnicze wady zewnętrzne wg PN 75/M- 69703.
• Obliczenie naprężeń cieplnych powodujących odkształcenie elementów.
• Wykres zmian twardości (wg PN-64/M-69751) w funkcji odległości od osi spoiny wraz
z rysunkiem stref zmian strukturalnych w materiale.
• Parametry procesu cięcia: ciśnienia gazów, numery łuski i dyszy oraz gatunek i grubość
przecinanego materiału, temperatura płomienia przed i w czasie procesu cięcia.
• Wykonać szkic powierzchni cięcia, ocenić jakość powierzchni.
• Wnioski.
© Copyright by L. Gardyński, M. Szala, Lublin University of Technology, 2011 6