Экзаменационные вопросы по отдельным дисциплинам «Машиностроение» профиль «Оборудование и технология сварочного производства»

1. Физическая сущность процесса сварки. Три основные особенности сварочных процессов.

Сварка — это процесс получения монолитного соединения материалов за счет термодинамически необратимого превращения тепловой и механической энергии и вещества в стыке.
Физическая сущность процесса сварки состоит в том, чтобы получить со-единение металлов через установление молекулярных связей между свариваемыми металлами. И достигается это воздействием высоких температур, когда металлы совместно расплавляются в месте соединения, или воздействием высокого давления, когда металлы свариваются в твёрдом состоянии при совместной пла-стической деформации.
Особенности сварочных процессов:
• Монолитность сварного соединения - обеспечивается появлением атомно-молекулярных связей между элементарными частицами твёрдых тел,
• Преобразование энергии,
• Преобразование вещества.
.....................

2.1. Теория сварочных процессов
1. Физическая сущность процесса сварки. Три основные особенности сварочных процессов.
2. Энергетические характеристики источников тепла для сварки.
3. Три стадии распространения тепла при сварке. Их практическое зна-чение.
4. Схематизация источников тепла и нагреваемых тел, применяемая для расчета температур при сварке.
5. Влияние параметров процесса сварки на температурное поле.
6. Образование первичных кристаллитов при сварке плавлением. Скоро-сти затвердевания и кристаллизации.
7. Механизм образования горячих трещин в сварных соединениях и спо-собы их предупреждения.
8. Механизм образования холодных трещин в сварных соединениях и способы их предупреждения.
9. Свариваемость металлов и сплавов и методы ее оценки.
10. Механизмы образования пор при сварке плавлением и способы их предупреждения.
11. Раскисление металла сварочной ванны при сварке плавлением.
12. Легирование металла сварочной ванны при сварке плавлением.
13. Рафинирование и модифицирование металла сварочной ванны при сварке плавлением.

Рекомендуемая литература
1. Теория сварочных процессов / Под ред. В.Н. Неровного .- М.: изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2007. 754 с.
2. Теория сварочных процессов / Под ред. В.В.Фролова. – М.: Высшая шко-ла,1988. 596 с.
3. Ерохин, А.А. Основы сварки плавлением. Физико-химические закономер-ности. - М.: Машиностроение, 1973. 448 с.
4. Сварка и свариваемые материалы. В 3-х томах. Т-1. Свариваемость мате-риалов. Спр. изд. / Под ред. Э.Л. Макарова. - М. :Металлургия, 1991. 528с.
6. Сварка в машиностроении.: Справочник в 4-х томах. Т-1./ Под ред. Н.Л.Ольшанского. – М.: Машиностроение, 1978. 504с.
7. Сидоров, В.П. Теория и технология сварочных процессов : сборник задач. 2- изд. Исправл / В.П. Сидоров.- Тольятти : ТГУ, 2009.- 228 с.
8. Сидоров, В.П. Математическое моделирование проплавления металла при сварке / В.П. Сидоров, Д.А. Семистенов // Тольятти: Изд-во ТГУ, 2012. - 40 с.
9. Сидоров, В.П. Электронно-лучевая сварка. Технологические особенности и оборудование / В.П. Сидоров, А.В. Мельзитдинова // Тольятти: Изд-во ТГУ, 2013. - 103 с.
10. Сидоров, В.П. Компьютерное проектирование режимов аргонодуговой сварки / В.П. Сидоров, Д.А. Семистенов // Учебно-методическое пособие по выпол-нению учебно-исследовательской работы. Тольятти: ТГУ, 2008.- 64 с.
11. Сидоров, В.П. Математическое моделирование геометрии шва при сварке кон-струкционных сплавов и биметаллов / В.П. Сидоров, Д.А. Семистенов. – Тольятти: ТГУ, 2009.- 175 с.
12. Ефименко, Л.А., Металловедение и термическая обработка сварных соедине-ний : Учебн. пособие / Л.А. Ефименко, А.К. Прыгаев, О.Ю. Елагина. - М.: Ло-гос, 2007.- 456 с.

2.2. Технология сварки плавлением

1. Сущность и параметры основных способов дуговой сварки плавящимся элек-тродом. Разделение параметров на условия и режимы сварки.
2. Сущность и параметры основных способов дуговой сварки неплавящимся электродом. Разделение параметров на условия и режимы сварки.
3. Стальные сварочные проволоки отечественного производства. Маркировка, на-значение.
4. Классификация и структура условного обозначения электродов отечественного производства.
5.Сущность, энергетические и технологические характеристики автоматической дуговой сварки под флюсом, основные способы . Классификация флюсов для сварки.
6. Сущность, технологические и энергетические характеристики сварки в защит-ных газах, основные способы. Защитные газы для сварки.
7.Сущность, технологические и энергетические характеристики электрошлаковой сварки.
8. Особенности сварки чугуна. Способы сварки.
9. Сущность, технологические и энергетические характеристики дуговой сварки порошковой проволоки. Порошковые проволоки для сварки. Маркировка, назна-чение.
10.Особенности сварки плавлением алюминиевых сплавов. Сущность, технологи-ческие и энергетические характеристики основных способов сварки.
11. Сварка плавлением теплоустойчивых сталей.
12. Способы дуговой сварки высоколегированных сталей.
Рекомендуемая литература
1. Технология сварки плавлением и термической резки металлов : учеб. пособие для студ. вузов, обуч. по спец. "Металлургия сварочного пр-ва" / В. А. Фролов [и др.] ; под ред. В. А. Фролова. - Гриф УМО. - М. : Альфа-М : ИНФРА-М, 2011. - 445 с. : ил. - Библиогр.: с. 441-442.
2. Технология и оборудование сварки плавлением и термической резки : учеб. для вузов / А. И. Акулов [и др.] ; под ред. А. И. Акулова. - 2-е изд., испр. и доп. ; Гриф УМО. - М. : Машиностроение, 2003. - 559 с. : ил. - Библиогр.: с. 559.
3. Технология и оборудование сварки плавлением : лабораторный практикум / В. П. Сидоров [и др.] ; ТГУ; каф. "Оборудование и технология сварочного производ-ства"; [под. ред. В. П. Сидорова и др.]. - ТГУ. - Тольятти : ТГУ, 2007. - 363 с. : ил. - Библиогр. в конце глав. - Прил.: с. 348-359.
4. Сварка плавлением металлических конструкционных материалов / В.В. Ельцов.- Тольятти: ТГУ, 2005.- 86 с.
5. Чернышов, Г.Г. Технология электрической сварки плавлением/ Г.Г. Чернышов. – М.: Академия, 2006.- 447 с.
6. Ельцов В.В. Сварка плавлением металлических конструкционных материалов. [Изд. 2-е, испр. И доп.] - Тольятти: ТГУ – 2007 – 195 с.
7. Сидоров, В.П. Теория и технология сварочных процессов : сборник задач. 2- изд. Исправл / В.П. Сидоров.- Тольятти : ТГУ, 2009.- 228 с.
8. Технология и оборудование сварки плавлением : лабораторный практикум / В. П. Сидоров [и др.] ; ТГУ; каф. "Оборудование и технология сварочного производ-ства"; [под. ред. В. П. Сидорова и др.]. - ТГУ. - Тольятти : ТГУ, 2007. - 363 с. : ил. - Библиогр. в конце глав. - Прил.: с. 348-359.
9. Сварка и резка материалов. Учебное пособие. Под ред. Казакова Ю.В. М.:ИЦ «Академия», 2009.- 480 с.
10. Масаков, В.В. Сварка нержавеющих сталей. Учебное пособие / В.В. Масаков, Н. И. Масакова, А.В. Мельзитдинова / Тольятти : ТГУ, 2010. – 120 с.
2.3. Технология контактной сварки
1. Формирование соединения при контактной точечной, шовной и рельефной сварке. Основные и сопутствующие процессы.
2. Шунтирование тока при контактной точечной, шовной, рельефной и стыковой сварке. Схема протекания процесса, способы уменьшения и компенсации.
3. Основные параметры контактной точечной сварки. Разделение параметров на условия и режимы. Циклограммы сварки для различных материалов, зависимость режимов сварки от свойств и толщины свариваемого металла.
4 .Требования к точечным соединениям в соответствии с ГОСТ 15878-79. Зави-симости диаметра ядра от свариваемой толщины. Методика определения допус-тимых отклонений параметров сварки.
5. Определение контактной шовной сварки, область применения, форма соедине-ния. Разновидности контактной шовной сварки (непрерывная, прерывистая, шаго-вая).
6 .Контактная рельефная сварка, разновидности, область применения, особенно-сти.
7. Сущность стыковой сварки сопротивлением. Параметры режима. Сущность стыковой сварки оплавлением. Контроль стабильности оплавлением при помощи снятия осциллограммы сварки. Параметры режима.
8. Области применения контактной стыковой сварки сопротивлением и оплавле-нием. Способы интенсификации нагрева при стыковой сварке оплавлением.
9. Электрические параметры контактных сварочных машин по ГОСТ 297-73 и ГОСТ 297-80 «Машины контактные. Общие технические условия» (понятие о продолжительности включения, наибольший вторичный ток, номинальный вто-ричный ток, Номинальный длительный вторичный ток, номинальное вторичное напряжение и коэффициент трансформации).
10. Полное сопротивление контактной машины в режиме сварки и короткого за-мыкания (составляющие, векторная диаграмма). От чего зависит величина каждого составляющего комплексного сопротивления.
11. Вторичный контур контактной сварочной машины (назначение, составные элементы, типовые конструкции, требования по ГОСТ 297-80 «Машины контакт-ные. Общие технические условия», расчёт сечений элементов).
12. Работа силовых элементов пневматического привода сжатия машин контактной точечной, шовной и рельефной сварки (мембранные, поршневые с двумя ка-мерами, поршневые трёхкамерные).
13. Сущность и устройства для фазовой регулировки сварочного тока контактных машин (диаграммы мгновенных значений тока и напряжения, фазовая регулировка как переходной процесс в электрической цепи контактной машины).
14. Возмущения, действующие при контактной сварке, их природа и влияние на стабильность качества сварки.
15. Управление контактной сваркой по величине тока (схема, сущность, аппара-тура, преимущества и недостатки).


Рекомендуемая литература
1. Климов, А. С. Технология и оборудование контактной сварки УМКД [Элек-тронный ресурс] / А. С. Климов ; ТГУ; Автомех. ин-т; каф. "Оборудование и тех-нология сварочного пр-ва" . - ТГУ. - Тольятти : ТГУ, 2007. - CD.
2. Климов, А. С. Основы технологии и построения оборудования для контактной сварки : учеб. пособие для студ., обуч. по спец. 150200 "Машиностроительные технологии и оборудование", спец. 150202 "Оборудование и технология свароч-ного производства" / А. С. Климов [и др.] ; ТГУ; Автомех. ин-т; каф. "Оборудова-ние и технология сварочного пр-ва и пайки" . - Гриф УМО; ТГУ. - Тольятти : ТГУ, 2008. - 313 с.
3. Гладков, Э.А. Управление процессами и оборудованием при сварке : учеб. по-собие для вузов / Э. А. Гладков. - Гриф УМО. - М. : Академия, 2006. - 430 с.
4. Чуларис, А. А. Технология сварки давлением : учеб. пособие для вузов / А. А. Чуларис, Д. В. Рогозин. - Гриф УМО. - Ростов н/Д : Феникс, 2006. - 222 с.
5. Климов, А. С. Контактная сварка : вопросы управления и повышения стабиль-ности качества : [монография] / А. С. Климов. - М. : Физматлит, 2011. - 216 с.
6. Сидоров, В.П. Теория и технология сварочных процессов : сборник задач. 2- изд. исправл. / В.П. Сидоров.- Тольятти : ТГУ, 2009.- 228 с.

2.4. Источники питания для сварки
1. Виды вольтамперных характеристик сварочных дуг. Причины нелинейности ВАХ. Внешняя вольтамперная характеристика источника питания. Взаимодействие ВАХ ИП и дуги. Рабочая точка характеристик. Зависимость ВХ ИП от вида сварочной дуги.
2. Устойчивость системы «источник питания – дуга с неплавящимся электродом » при возмущениях по току и длине дуги.
3. Устойчивость системы «источник питания – дуга с плавящимся электродом » при возмущениях по току, длине дуги и скорости подачи электродной проволоки.
4. Сварочные трансформаторы с увеличенными потоками рассея¬ния (с подвиж-ными об¬мотками, магнитными шунтами, электромагнитными шунтами). Конст-рукция. Уравнение внешней вольтамперной характери¬стики сварочного транс-форматора. Режимы работы: холостой ход, нагрузка, короткое замыкание.
5. Сварочные выпрямители с жесткими и падающими внешними вольтамперными характери¬стиками. Основные уравнения. Режимы работы.
6. Многопостовые сварочные выпрямители. Основные уравнения. Схема.
7. Сварочные генераторы с жесткой и падающей внешней вольтамперной харак-тери¬стикой. Основные уравнения. Схемы генераторов. Способы формирования внешних вольтамперных характери¬стик сварочных генераторов.
8. Инверторы постоянного тока. Функциональная схема. Принцип работы.
Современные универсальные источники питания сварочной дуги.
9. Определение к.п.д. источника питания переменного тока, коэффициента транс-формации сварочного трансформатора, кратности регулирования тока.
10. Установки для сварки алюминиевых сплавов.

Рекомендуемая литература
1. Милютин В. С. Источники питания для сварки : учеб. для вузов / В. С. Милю-тин, М. П. Шалимов, С. М. Шанчуров. - Гриф УМО. - М. : Айрис Пресс, 2007. - 379 с. :
2. Технология и оборудование сварки плавлением : лабораторный практикум / В. П. Сидоров [и др.] ; ТГУ; каф. "Оборудование и технология сварочного производ-ства"; [под. ред. В. П. Сидорова и др.]. - ТГУ. - Тольятти : ТГУ, 2007. - 363 с.
3. Сварка и резка материалов. Учебное пособие. Под ред. Казакова Ю.В. М.:ИЦ «Академия», 2009.- 480 с.
4. Короткова Г.М. Источники питания технологических установок. Уч. пособие. - Тольятти: АНО ГАЦ СВР, 2001.-58 с.
2.5. Автоматизация сварочных процессов
1. Автоматическое регулирование в сварочных процессах. Виды регулирования.
2. Назначение, состав и структура систем автоматического управления.

3. Понятие, назначение и правила построения диаграммы взаимодействия.
4. Программное управление.
5. Выбор способов автоматизации. Автоматическая стабилизация параметров шва.

6. Саморегулирование технологических процессов при сварке плавящимся элек-тродом.
7. Классификация автоматических регуляторов для дуговой сварки.
8. Способы автоматического регулирования положения электрода.
9. Стабилизация напряжения дуги и установочной длины дуги. АРНД.
10. Автоматические регуляторы тока сварки и стабилизации скорости электро-приводов.
Рекомендуемая литература
1. Цепенев Р. А. Автоматизация сварочных процессов : учеб. пособие / ТГУ; Каф. "Оборудование и технология сварочного производства и пайки"; [науч. ред. Г.М. Короткова]. - 2-е изд., стер. - Тольятти : ТГУ, 2007. - 105 с.
2. Технология и оборудование сварки плавлением : лабораторный практикум / В. П. Сидоров [и др.] ; ТГУ; каф. "Оборудование и технология сварочного производ-ства"; [под. ред. В. П. Сидорова и др.]. - ТГУ. - Тольятти : ТГУ, 2007. - 363 с.
3. Моторин К. В., Цепенев Р.А. Автоматизация сварочных процессов : лаборатор-ный практикум / К.В. Моторин, Р.А.Цепенев // ТГУ; – Тольятти: ТГУ, 2006. - 70с
4.Управление процессами и оборудованием при сварке: учеб. Пособие для вузов. Э. А. Гладков.- М.: Академия, 2006.- 430с.
5. Семистенов, Д.А. Микропроцессорное управление сварочными системами: учеб. пособие/ Д.А. Семистенов.- Тольятти: ТГУ, 2013.- 116с.
6. Сидоров, В.П. Математическое моделирование проплавления металла при сварке / В.П. Сидоров, Д.А. Семистенов // Тольятти: Изд-во ТГУ, 2012. - 40 с.


2.6. Проектирование сварных конструкций

1. Основные особенности сварных конструкций. Особенности работы сварных уз-лов при нагрузках.
2. Требования к проектируемым конструкциям. Предельные состояния конструк-ций.
3. Виды расчетов на прочность.
4. Основные типы сварных соединений, их характеристика.
5. Влияние остаточных сварочных напряжений на прочность и устойчивость кон-струкций.
6. Особенности явления концентрации напряжений. Причины концентрации на-пряжений в сварных конструкциях.
7. Характеристика балочных конструкций, требования к проектированию балок. Подбор размеров сечения балки.
8. Классификация колонн. Последовательность подбора сечения стержня сплош-ной сварной колонны.
9. Классификация листовых конструкций по назначению и характеру работы.
10. Особенности проектирования и изготовления оболочковых конструкций.

Рекомендуемая литература
1. Лучкин Р. С. Проектирование сварных конструкций : учеб.-метод. пособие / ТГУ; каф. "Оборудование и технология сварочного производства и пайки". - ТГУ. - Тольятти : ТГУ, 2008. - 173 с.
2. Лучкин Р. С. Лабораторный практикум по дисциплине "Работоспособность сварных конструкций" : метод. пособие / Р. С. Лучкин ; ТГУ; каф. "Оборудование и технология сварочного производства и пайки". - ТГУ. - Тольятти : ТГУ, 2007. - 32 с.
3. Сварка и резка материалов. Учебное пособие. Под ред. Казакова Ю.В. М.:ИЦ «Академия», 2009.- 480 с.
4. Овчинников В. В. Расчет и проектирование сварных конструкций : учебник / В. В. Овчинников. - М. : Академия, 2010. - 252 с.
5. Компьютерное проектирование и подготовка производства сварных конструк-ций : учеб. пособие для вузов / С. А. Куркин [и др.] ; под ред. С. А. Куркина [и др.]. - Гриф УМО. - М. : Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002. - 463 с.
6. Николаев Г. А. Сварные конструкции : Технология изготовления: автоматиза-ция пр-ва и проектирование сварных конструкций: [учеб. пособие для вузов по спец. "Технология свароч. пр-ва"] / Г. А. Николаев, С. А. Куркин, В. А. Винокуров. - М. : Высш. шк., 1983. - 344 с.
7. Технология и оборудование сварки плавлением: лабораторный практикум / В. П. Сидоров [и др.] ; ТГУ; каф. "Оборудование и технология сварочного производ-ства"; [под. ред. В. П. Сидорова и др.]. - ТГУ. - Тольятти : ТГУ, 2007. - 363 с.

2.7. Контроль качества сварных соединений

1. Общие термины и определения в области дефектоскопии. Этапы контроля качества сварных соединений.
2. Классификация дефектов сварных соединений. Влияние дефектов на качество сварных соединений.
3. Понятие о допустимом уровне дефектности сварных соединений. Зависимость допустимого уровня дефектности от условий эксплуатации конструкции.
4. Классификация методов контроля сварных соединений. Методы и оборудо-вание разрушающего контроля. Образцы для разрушающего контроля. Выбор ко-личества образцов и требования к их качеству. Требования к выбору зон отбора образцов.
5. Визуально –измерительный контроль сварных соединений.
6. Методы радиационного контроля сварных соединений. Стандарт на методики контроля.
7. Методика выбора чувствительности средств контроля.
8. Методы ультразвукового контроля сварных соединений. Стандарт на мето-дики контроля.
9. Магнитные методы контроля сварных соединений.
10. Капиллярные методы контроля. Общий принцип и основные этапы контроля. Стандарт на методики контроля.
11. Методы течеискания при контроле сварных соединений . Стандарт на мето-дики контроля.
12. Система аттестации специалистов сварочного производства, сварочного обо-рудования, сварочных материалов и сварочных технологий.

Экзаменационные вопросы составлены с учётом требований Федерального государственного образовательного стандарта высшего образования при подго-товке бакалавров по направлению 15.03.01 «Машиностроение» по профилю «Оборудование и технология сварочного производства».
Вопросы включают в себя основной объем учебного материала по основ-ным специальным дисциплинам профиля «Оборудование и технология свароч-ного производства» и сгруппированы по тематике этих дисциплин. Кроме того, в содержании экзаменационных вопросов учтены результаты научно – исследова-тельских работ кафедры «Сварка, обработка металлов давлением и родственные процессы» Тольяттинского государственного университета.