СВАРОЧНОЕ ПРОИЗВОДСТВО
презентация к уроку

Слайд 1

Урок с использованием электронных образовательных ресурсов: «СВАРОЧНОЕ ПРОИЗВОДСТВО» Мастер производственного обучения: Булычев Кирилл Александрович САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ « АВТОМЕХАНИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ» Общие сведения о сталях

Слайд 2

Введение ХАРАКТЕРИСТИКИ СТАЛЕЙ 2 СОДЕРЖАНИЕ:

Слайд 3

ВВЕДЕНИЕ Пассивная безопасность = новые виды сталей = новые методы ремонта, которые требуют обучения дилеров и пользователей Автомобильный мир меняется, и корпуса новых автомобилей все сложнее и сложнее осуществить . К тому же, соперничество в сфере пассивной безопасности побуждает автомобилестроителей тесно сотрудничать с изготовителями стал и , которые в свою очередь вынуждены создавать новые виды сталей . Э то при в о д и т к появлению новых методов работы для специалистов по ремонту автомобилей. Настоящий документ был разработан в следстви е все возрастающего спроса пользователей, сталкивающихся с проблемами сварки новых сталей. Мы рассмотрим тему полуавтоматической сварки и электрической контактной сварки (сварки сопротивлением ) . Возрастающее применение сталей « HLE / THLE / UHLE и USIBOR » не позволяет больше использовать «традиционные» аппараты контактной сварки. Только аппараты «инверторного» типа обеспечивают надежное соединение двух сталей нового поколения . Чтобы соответствовать новым требованиям как, например, снижение массы и повышение прочности в случае аварии, производители используют новые виды сталей типа DP ( Dual Phase ), TRIP или USIBOR . 3

Слайд 4

Сталь (от нем. Stahl )— сплав железа с углеродом (и другими элементами), содержащий не менее 45 % железа, и в котором содержание углерода находится в диапазоне от 0,02 до 2,14 % , причём содержанию от 0,6 % до 2,14 % соответствует высокоуглеродистая сталь . Если содержание углерода в сплаве превышает 2,14 %, то такой сплав называется чугуном . Углерод придаёт сплавам прочность и твёрдость , снижая пластичность и вязкость . Стали с высокими упругими свойствами находят широкое применение в машино - и приборостроении. В машиностроении их используют для изготовления рессор , амортизаторов , силовых пружин различного назначения, в приборостроении — для многочисленных упругих элементов: мембран, пружин, пластин реле , сильфонов , растяжек, подвесок . 4 ХАРАКТЕРИСТИКИ СТАЛЕЙ Основные сведения о стали

Слайд 5

ХАРАКТЕРИСТИКИ СТАЛЕЙ 5 Изготовление стали Постоянно развивающиеся технологии... Впервые в 1786 году сталь была получена из железа, которое, в свою очередь, являлась результатом выплавки чугуна в мартеновской печи. Сталь тверже железа и менее хрупкая, чем чугун. Сегодня сталь получают двумя способами: из железной руды и кокса в доменной печи; в электропечи из стального лома : в этом случае говорят о переработанной стали или электростали

Слайд 6

6 ХАРАКТЕРИСТИКИ СТАЛЕЙ Успех, который обязан внутренним свойствам... Мировое производство сырой стали имело колоссальное развитие в 20-м веке. В 2005 году был произведен 1 миллиард тонн сырой стали. Почему сталь имеет такой успех? Потому что она заключает в себе высокие характеристики основных механических свойств (упругость, твердость, прочность) и умеренную стоимость производства. Мировое производство сырой стали ( млн тонн ) Рынок стали в Европе

Слайд 7

Свойства стали Свойства стали делятся на три основные категории: механические свойства химические свойства физические свойства ОПРЕДЕЛЕНИЯ: - Ковкость - способность металла быть обработанным до состояния тонкого листа, который можно гнуть, штамповать в холодном или горячем состоянии. Горячая штамповка используется при ковке и прокате, а холодная штамповка – при штамповке и протяжке. - Упругость - способность металла деформироваться под воздействием силы и снова принимать первоначальную форму, когда воздействие прекращается. Упругие стали обладают упругой деформацией, в то время как стали с низким коэффициентом упругости, такие как свинец или олово, обладают остаточной деформацией. - Растяжение - это остаточная деформация при растяжении стали. При длительном растяжении возможен разрыв стали - Вязкость - это свойство стали растягиваться без разрыва. Например: из 1 г серебра можно вытянуть проволоку в 2 км длиной. 7

Слайд 8

Прочность: это предел прочности металла. Воздействие может быть растяжением, сжатием, кручением или сдвигом. Твердость: это сопротивление металла вдавливанию внешнего элемента. Плавкость стали: свойство стали переходить из твердого состояния в жидкое. Чем ниже температура плавления металла, тем более он плавкий. Коррозийная стойкость: это сопротивление металла химическому воздействию. 8 Свойства стали

Слайд 9

9 Свойства стали Тип металла Классификация Окисление Платина Золото Серебро Драгоценный металл Не окисля е тся Медь Олово Никель Полудрагоценный металл Медленное окисление Сталь Хром Цинк Алюминий Магний Окисляющийся металл Быстрое окисление

Слайд 10

Новые материалы для автомобильной промышленности 10 Автомобилестроители предъявляют свои требования... Используемые виды сталей все более и более прочные. Инженеры конструкторских бюро автомобильной промышленности работают в двух направлениях: - увеличение жесткости кузова автомобилей, чтобы иметь лучшие показатели при аварийных испытаниях - облегчение конструкции автомобиля с целью уменьшения потребления горючего, и, следовательно, уменьшения выбросов углекислого газа ( CO 2). Высокопрочные стали раньше использовались только в автомобилях высшего класса, а теперь и в автомобилях среднего класса (С1...). Из-за увеличения механической прочности стали некоторые части автомобиля становятся тоньше, в то время как сама структура прочнее.

Слайд 11

11 Стремительное развитие рынка связанно с использованием новых материалов. Распределение видов материалов на автомобиле в 2004 г. Распределение видов материалов на автомобиле в 2008 г.

Слайд 12

Сталь и стальные сплавы Все чаще для повышения прочности используют нелегированные стали. Сплав - это результат соединения двух или нескольких металлов. Из чего можно выявить два вида сталей: - Нелегированные стали - Легированные стали Нелегированные стали: стали с содержанием углерода от 0% до 1,5 %. Чем больше в ней содержится углерода, тем прочнее сталь. 12

Слайд 13

13 Сталь и стальные сплавы

Слайд 14

Легированная сталь: свойства основного металла адаптируются добавлением одного или двух металлов, называемых добавками. Примеры некоторых добавок: Углерод : позволяет увеличить вязкость и твердость основного металла. Тем не менее эта операция усложняет ковку, резку и сварку . Никель : позволяет увеличить вязкость и пластичность до определенного предела. За пределом 5% вязкость и твердость увеличиваются при уменьшении пластичности . Хром : позволяет увеличить вязкость без уменьшения пластичности. Если металл содержит 12% хрома, то на его поверхности образуется слой окиси хрома. Этот слой увеличивает коррозийную стойкость . Другие : можно отметить также добавки магния, кремния, марганца... различные виды термической обработки: феррит, аустенит, мартенсит, бейнит . 14

Слайд 15

Применение в автомобильной промышленности 15 Виды сталей Применение Мягкие стали Мягкие стали с обработанной поверхностью ( электрооцинковка или гальванизация) Обшивочные листы Мягкие стали с добавками Стали dual phase (DP) Структура кузова Многофазная сталь и USIBOR UHLE / TRIP / USIBOR Сталь противоударная

Слайд 16

СОВРЕМЕННЫЕ МАТЕРИАЛЫ 16

Слайд 17

Виды сталей Мягкая сталь: широко используемый в автомобильной промышленности, этот вид стали представляет лишь 20% автомобиля в 2007 году. Эти стали служат в основном для облицовки, называемых «кожей». Механическая прочность порядка 200 M П a . Используется при традиционных способах сварки . Сталь HLE ( Haute Li m ite Elastique – Высокая степень Упругости) или DP ( Dual Phase ) : эти стали являются основой всех новых высокопрочных сталей, которые используются в современной автомобильной промышленности. Они отличаются в зависимости от способа производства, применения и деформации. Их механическая прочность между 200 и 600 M П a . Они часто используются для изготовления структуры кузова автомобилей . Стали USIBOR , TRIP или многофазные: эти стали последнего поколения были дообработаны с целью увеличения прочности до 1600 M П a . Они в основном применяются для создания противоударных зон в кузове автомобиля. Например: Porsche 997, Opel Corsa 07. 17

Слайд 18

Диаграмма сталей 18 0 100 1500 50 25 300 1100 Сопротивление Mpa ) 500 Usibor Mehrphasige Weicher Stahl mit Zusatzstoff Многофазовая сталь Мягкая низколегированная сталь HLE Мягкая сталь THLE/DP Rm представляет порог, за пределами которого происходит разрыв. Его также называют пределом прочности. Re представляет порог, за пределами которого сталь после растяжения не возвращается в свое прежнее состояние. Его также называют пределом упругости. Упругость EI (%) Нужно иметь ввиду, что чем тверже материал, тем меньше максимальное растяжение. Наиболее прочные стали наименее упруги (или штампуемы).

Слайд 19

Диаграмма сталей и их применение 19 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 Сопротивление R m (Mpa) 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Упругость (El%) Закаленная сталь Usibor 1500-P Dual Phase Arcelor DP TRIP /THLE HSLA Бейнитовая ** Arcelor M Arcelor FB Элементы облицовки: крыша, двери, грязевики … Гибкие элементы: днище, крыло... Элементы структуры кузова Укрепление дверей, бампера, центральной стойки и проема лобового стекла HSLA : High Strength Low Alloy Низколегированная сталь

Слайд 20

Наиболее прочные стали Наиболее прочные стали: - Феррит , Аустенит : твердый раствор углерода в железе. - Мартенсит: структура закалки образованная во время разложения аустенита - Бейнит : структура закалки Комбинирование феррита и мартенсита является хорошим компромиссом между прочностью и деформируемостью . Очень часто используется в сталях Dual Phase. Многофазные стали TRIP или USIBOR это соединение бейнита , аустенита и феррита . Эти стали обеспечивают высокую прочность и хорошую деформируемость . Их используют при производстве сложных деталей, которые важны для устойчивости автомобиля при аварийных испытаниях. На поверхность стали USIBOR наносится тонкий слой алюминия горячей закалки, что объясняет ее особенную прочность более 1500 МПа. 20 Сталь Usibor

Слайд 21

Преимущества и недостатки сталей HR ПРЕИМУЩЕСТВА: Создание более легких автомобилей Автомобили более устойчивы к сильным ударам Снижение числа элементов прочности в автомобиле Для элементов оболочки : лучшая устойчивость к городским авариям Улучшение управляемости автомобиля благодаря повышению жесткости кузова и устойчивости к кручению НЕДОСТАТКИ : Процесс производства стали HR более сложен Уменьшение коэффициента прочности при сильном нагреве Необходимость использования для СТО соответствующего оборудования и применения современных методов работы Обязательная замена элементов структуры кузова в случае повреждения Выправление элементов структуры кузова запрещено Использование полуавтоматического сварочного аппарата со стальной проволокой строго запрещено 21

Слайд 22

Последствия нагрева 22 Температура (° C) Сварка способствует нагреву металлов... Когда сталь подвергается слишком высокой температуре в течение определенного времени, то его механическая прочность снижается более чем на 50%. Эти явления распространяются на контактную и полуавтоматическую сварку . Эти явления распространяются на контактную и полуавтоматическую сварку.

Слайд 23

Нагрев при сварке сопротивлением 23 Неправильная сварная точка Правильная сварная точка Слишком много энергии: трещины вокруг точки Несмотря на неплохой внешний вид, эта сварная точка не совсем приемлема. Параметры сварки не были соблюдены и из-за излишка энергии образовались трещины вокруг точки. Фотография показывает то, что может произойти во время удара. Как видно на этом образце стали Usibor толщиной 2,75 мм лист металла порвался, но сварная точка сыграла свою роль. В данном случае диаметр точки достигает более 10 мм диаметра.

Слайд 24

Меры предосторожности Учитывая развитие технических характеристик используемых материалов, сейчас, как никогда, важно соблюдать указания автомобилестроителей. Ремонт, не учитывающий эти указания, вызовет ослабление структуры кузова и салона, и безопасность пассажиров не будет обеспечена. 24

Слайд 25

Работа по сталям 25

Слайд 26

Защита сталей Способы антикоррозийной защиты Для того, чтобы защитить кузовы автомобилей от коррозии, автомобилестроители используют различные способы защиты. Основные из них: Электрооцинковка ( EZ ): нанесение слоя цинка электролизом. Слои наносят с каждой стороны. Гальванизация ( G ): это покрытие наносится с двух сторон путем погружения в расплавленный цинк при температуре 450-465° C . Это самый распространенный метод в автомобильном секторе. Примечание: слои цинка измеряются в  m. На машине этот слой составляет приблизительно 10  m, что защищает автомобиль от коррозии в течении 10 лет. 1  m на 1 год защиты от коррозии 26

Слайд 27

Самые последние достижения 27

Слайд 28

Аварийные испытания Peugeot 406 и 407 28 Развитие свойств сталей в автомобильной промышленности способствует, главным образом, увеличению безопасности. Peugeot 406 модель 2000

Слайд 29

Аварийные испытания Peugeot 406 и 407 29 Визуальное сравнение Peugeot 406 и 407 демонстрирует достижения автомобилестроителя в аварийных испытаниях при лобовом ударе (источник: EuroNCAP ) Peugeot 407 модель 2004

Слайд 30

Аварийные испытания Peugeot 508 2009 год 30 Peugeot 508 модель 200 9