Ацетиленовый генератор

Предмет: Спецтехнология сварочных работ Тема: Сварочная дуга Тип урока: комбинированный Цель занятия: Объяснить назначение и применение сварочной дуги. Техника безопасности при пользовании ею. Задачи: Обучающая: привить знания о сварочной дуге, а также правила пользования ею с позиции техники безопасности. Развивающая: развивать гибкость мышления учащихся. Воспитательная: научить быть внимательным во время урока. Приемы активизации познавательной деятельности: А) Мотивация – для чего нужна сварочная дуга? Б) Создание проблемной ситуации – какие различия можно увидеть среди сварочных дуг? Наглядности: Интерактивная доска, слайды, плакаты, электронный учебник I. Организационная часть. Проверка учащихся, подготовка к уроку II. Изложение нового материала 1.Значение новых понятий Анодное, катодное пятна. Анодная, катодная области. Столб дуги, объемная ионизация газа, короткое замыкание, прослойка 2. Слово учителя План изложения материала 1.Основные сведения 2. Виды дуг. 3. Строение дуги. 4. Объемная ионизация. 5. Возникновение дуги (зажигание). 6. Перенос металла в дуге. Сварочная дуга представляет собой мощный электрический разряд, происходящий при давлении, близком к атмосферному в газовом промежутке между двумя электродами, находящимися под напряжением. Если одним из электродов является свариваемый металл, то такая дуга называется дугой прямого действия. Если дуга горит между двумя отдельными электродами (угольными или вольфрамовыми), то это дуга косвенного действия. В технике сварки наибольшее применение имеет дуга прямого действия, обеспечивающая более глубокое проплавление металла и лучшее использование тепла дуги. Дуга комбинированного действия включается в цепь трехфазного тока и горит одновременно как между двумя электродами, так и между каждым из электродом и свариваемым металлом. В этом случае количество тепла увеличивается, и производительность сварки возрастает. Строение дуги прямого действия постоянного тока прямой полярности, т. е. горящей между электродом и свариваемым металлом при минусе на электроде. Дуга имеет три основные зоны: катодную, граничащую с катодным пятном на электроде, анодную, граничащую с анодным пятном на металле, и столб. При средних значениях тока (200 – 300А) диаметр анодного пятна в 1,5 – 2 раза больше катодного пятна. Столб дуги состоит из плазмы. Этим термином обозначается особое состояние вещества, находящееся в газообразном состоянии при очень высоких температурах и состоящего из электронов, положительных ионов и отрицательных ионов, перемещающихся с большими скоростями между полюсами горящей дуги. Зона наиболее высоких температур 5500 – 8000 ?С, находится в середине столба дуги. Процесс образования электрически заряженных частиц в среде газов и паров называется объемной ионизацией. Поверхность катода выпускает поток свободных электронов. Это явление носит название эмиссии электронов. Под действием электрического поля в катодной области движение электродов сильно ускоряется (быстрые электроны –Э1, - Э2 и др.). При столкновении с нейтральными (А, А '.и др ) газа быстрые электроны, обладая большим запасом энергии движения, выбивают из оболочек более тяжелых и поэтому менее подвижных атомов газа один или несколько электронов Э'2. Эти электроны уже с меньшей скоростью движутся к положительно заряженному аноду под действием его электрического поля. Атом же А', потерявший с выбитыми из его оболочки электронами часть отрицательного заряда, становится положительным ионом +И, который устремляется к катоду, заряженному отрицательным электричеством. При ударе о поверхность катода положительный ион +И выбивает из него электроны; часть из них он захватывает, превращаясь снова в электрически нейтральный атом, а остальные электроны через столб дуги устремляются к аноду, поддерживая его ионизацию. При касании концом электрода свариваемого металла происходит короткое замыкание сварочной цепи. Проходя через отдельные выступы, ток, имеющий в точках касания электрода и металла очень высокую плотность, мгновенно расплавляет их, вследствие чего между электродом и металлом образуется прослойка из жидкого металла. В следующий момент сварщик несколько отводит электрод, отчего в жидком металле образуется тонкая шейка, в которой плотность тока, а следовательно, и температура металла возрастают. Затем при испарении расплавленного металла, шейка разрывается, газы и пары, заполняющие образовавшийся промежуток, мгновенно ионизируется и между электродом и металлом возникает дуга. Дуга расплавляет электрод с довольно большой скоростью, например, стальной электрод длиной 450 мм расплавляется за 1,50 – 2 мин. Расплавленный электродный металл переносится в сварочную ванну в виде капель диаметром тысячных долей мм до 5 – 6 мм. При ручной дуговой сварке в виде капель переносится до 90% электродного металла, остальные 10% - это брызги и пары, значительная часть которых теряется. В зависимости от диаметра капли в секунду может переноситься: при диаметре 1 мм – до 150, при 2 мм – до 20, при 5 – 6 мм от 1 до 2 капель. Перенос металла в виде крупных капель характерен для сварки электродами с тонким покрытием и для сварки в защитных газах Перенос металла в виде мелких капель характерен для сварки толстопокрытыми электродами и сварки под флюсом. В момент прохождения через дуговой промежуток металл нагревается до 2100 – 2300 ?С. При этой температуре протекают металлургические процессы и химические реакции в капле. IV. Закрепление нового материала (На закрепление раздаю тестовые вопросы карточки-картинки ) . 1. Впервые дуга открыта: а) В 1802 г. б) В 1806 г. в) В 1812 г. 2. Дуга прямого действия горит: а) между двумя электродами б) между электродом и металлом в) между двумя электродами и металлом 3. Зона наиболее высоких температур находиться а) в анодной области б) в середине столба дуги в) в катодном пятне 4. Эмиссия электронов – это: а) поток свободных электронов б) поток нейтральных атомов в) поток отрицательных ионов 5. При касании концом электрода металла происходит: а) образование шейки б) возникновение дуги в) короткое замыкание Ключи к тестовому заданию № вопроса Правильный ответ 1 А 2 Б 3 Б 4 А 5 В Укажите дуги: 1. прямого действия – рис ? ответ - В 2. косвенного действия – рис ? ответ - А 3. комбинированного действия – рис ? ответ – Б V. Заключительная часть 1. Объявление оценок, отметить положительные и отрицательные стороны Сообщение домашнего задания: дописать конспект, усвоить новые понятия Литература: Основная – Д.Л. Глизманенко «Сварка и резка металла». Дополнительная – Н. Г. Носенко «Сварщик. Электрогазосварщик» Итоговая аттестация «Феникс» Ростов-на-Дону 2008 г. Л. А. Федотов «Газоэлектросварщик» Новый строительный справочник «Феникс» Ростов-на-Дону 2007 г.