Arkusz MEC.10-01-25.06-SG: płaskownik 8×100 mm ze stali S355JR pękł pod stałą siłą rozciągającą i zastąpiono go płaskownikiem 16×100 mm zespawanym z dwóch odcinków po 3249 mm spoiną czołową X (11 ściegów, metoda 135, pozycja PA, poziom jakości B, badania VT i RT). Zdający rysuje w programie CAD płaskownik i schemat kolejności ściegów, liczy w karcie parametrów wytrzymałościowych, czy nowy płaskownik wytrzyma siłę, która zerwała stary, i wypełnia WPS. To jedno z możliwych rozwiązań - rysunki można rozplanować inaczej.
Jak liczą się punkty. Klucz ma 49 kryteriów w sześciu rezultatach, każde za 1 punkt. Próg zdania części praktycznej to 75%, czyli 37 punktów - można stracić 12 kryteriów i nadal zdać. Wyniki obliczeń są policzone w skrypcie ze wzorów tabeli 1 i danych tabel 2-3, a wpisy WPS - porównane z tekstem kryteriów.
Model „dk”, czyli dokumentacja przy komputerze. Rysunki zdający wykonuje w programie CAD na szablonie z pulpitu i oddaje jako wydruk; tabele obliczeń i instrukcje spawania wypełnia ręcznie w arkuszu. W podglądzie rysunek CAD jest wydrukiem A4 (linie i tekst komputerowe), a tabele arkusza mają tło ze strony arkusza i granatowe, odręczne wpisy. Elementy dodane w bieżącym kroku są podświetlone na żółto.
Oznaczenia rowka. Arkusz nazywa wysokość progu literą b, a odstęp literą c. W normie PN-EN ISO 9692-1 jest odwrotnie (b - odstęp, c - próg); obie wartości wynoszą tu 2 mm, więc na wynik to nie wpływa. Na rysunku stosuję oznaczenia normowe. Kąt 50° z treści zadania traktuję jako kąt rowka (każdy brzeg ukosowany pod 25°) - klucz kąta nie ocenia.
Szablon rysunku. Plik szablonu (ramka i tabelka rysunkowa) leży na pulpicie stanowiska egzaminacyjnego i nie jest publikowany razem z arkuszem, dlatego w podglądzie ramka i tabelka mają prosty, przykładowy układ (nazwa, materiał, liczba sztuk, skala, numer rysunku, autor). W szablonie egzaminacyjnym pola mogą być ułożone inaczej - wpisuje się w nie te same informacje. Zamiast numeru PESEL w polu autora podaję imię i nazwisko.
Normy. Rysunek wykonawczy i oznaczenia spoin opieram na zasadach rysunku technicznego i normie PN-EN ISO 2553 (umowne przedstawianie spoin), a oznaczenia procesów, pozycji i gazów - na normach przywołanych w arkuszu (PN-EN ISO 4063, PN-EN ISO 6947, PN-EN ISO 14175). To wiedza normowa, której arkusz nie powtarza - w krokach jest to zaznaczone.
Kroki 1-14 · po tym etapie masz 10 z 49 kryteriów (pkt)
Wykonaj rysunek konstrukcji płaskownika spawanego w widoku i przekroju poprzecznym w sposób uproszczony.
Na szablonie RYSUNEK rysuję płaskownik w widoku z góry w skali 1:2: szerokość 100 mm, a długość 6500 mm skracam przerwaniem. Kontury - linią ciągłą grubą.
Wykonując rysunek długich elementów, zastosuj przerwanie rysunkowe.
Każdy odcinek ma 3249 mm, a na całej długości nic się nie zmienia, więc przerywam widok dwa razy: po obu stronach spoiny zostają krótkie fragmenty. Linie przerwania - faliste cienkie.
Spoinę opisz w sposób umowny.
Spoina biegnie w poprzek płaskownika, w połowie długości. W widoku pokazuję jej lico jako pas z cienkimi łukami - tak samo umownie, jak rysuje się lico na rysunkach złączy.
Wykonaj rysunek konstrukcji płaskownika spawanego w widoku i przekroju poprzecznym w sposób uproszczony.
Przekrój poprzeczny spoiny prowadzę płaszczyzną wzdłuż osi płaskownika (prostopadle do spoiny). Zaznaczam ją krótkimi grubymi kreskami poza zarysem, strzałkami kierunku patrzenia i literami A.
Wykonaj rysunek konstrukcji płaskownika spawanego w widoku i przekroju poprzecznym w sposób uproszczony.
Przekrój rysuję w skali 2:1 (grubość 16 mm, rowek X z progiem). Odcinki płaskownika to dwie części, więc kreskuję je w przeciwnych kierunkach linią cienką pod 45°.
Wykonaj rysunek konstrukcji płaskownika spawanego w widoku i przekroju poprzecznym w sposób uproszczony.
Spoinę w przekroju zaczerniam - całe pole rowka z niewielkim nadlewem lica i grani po obu stronach. Widać kształt X: ukosy, próg i odstęp.
Wykonaj rysunek konstrukcji płaskownika spawanego w widoku i przekroju poprzecznym w sposób uproszczony.
Szerokość 100 wymiaruję z lewej strony widoku. Linie wymiarowe i pomocnicze - linią ciągłą cienką.
Wykonaj rysunek konstrukcji płaskownika spawanego w widoku i przekroju poprzecznym w sposób uproszczony.
Pod widokiem wymiaruję długość całkowitą 6500. Linia wymiarowa przechodzi przez przerwania, a liczba podaje prawdziwą długość.
Płaskownik wykonano jako zespawany z dwóch odcinków, każdy o tej samej długości równej 3249 mm.
Bliżej widoku wymiaruję jeden odcinek 3249. Drugiego odcinka i odstępu nie wymiaruję - łańcuch wymiarowy zostaje otwarty (6500 = 3249 + 2 + 3249 wynika z pozostałych wymiarów).
Wymiarowanie obu odcinków, odstępu i całości - zamknięty łańcuch wymiarowy.
Wykonaj rysunek konstrukcji płaskownika spawanego w widoku i przekroju poprzecznym w sposób uproszczony.
Grubość 16 wymiaruję z lewej strony przekroju A-A. Wymiary widoku są pod nim i z boku, przekroju - przy przekroju, więc linie wymiarowe się nie przecinają.
Spoinę opisz w sposób umowny.
Od lica spoiny w widoku prowadzę strzałkę do linii odniesienia. Rowek X z progiem to dwa znaki Y - nad i pod linią (spoina dwustronna, symetryczna, więc bez linii identyfikacyjnej; PN-EN ISO 2553 - wiedza normowa).
W oznaczeniu spoiny uwzględnij grubość spoiny, sposób ukosowania, odstęp technologiczny, wysokość progu, metodę spawania i pozycję spawania, poziom jakości złącza oraz rodzaj badań nieniszczących.
Przy znaku wpisuję: z lewej grubość spoiny 16, nad znakiem kąt rowka 50°, w znaku odstęp 2, z prawej próg c2. Klucz tych wymiarów nie ocenia osobno, ale polecenie ich wymaga.
W oznaczeniu spoiny uwzględnij grubość spoiny, sposób ukosowania, odstęp technologiczny, wysokość progu, metodę spawania i pozycję spawania, poziom jakości złącza oraz rodzaj badań nieniszczących.
W ogonie wpisuję metodę 135, pozycję PA, poziom jakości B wg PN-EN ISO 5817 i badania VT, RT. Klucz wymaga co najmniej dwóch z tych oznaczeń - wpisuję wszystkie, bo każe tak polecenie.
Obydwa rysunki wykonaj z wykorzystaniem szablonu rysunku zamieszczonego na pulpicie komputera w katalogu EGZAMIN_MEC.10.
Uzupełniam tabelkę: nazwa, materiał S355JR, liczba sztuk, skale widoku i przekroju, numer rysunku, autor. Klucz ocenia tabelkę dopiero na schemacie ściegów, ale wydruk powinien być kompletny.
Kroki 15-20 · po tym etapie masz 15 z 49 kryteriów (pkt)
Wykonaj schemat kolejności układania ściegów podczas spawania.
Na drugim wydruku rysuję przekrój złącza w skali 5:1: dwa odcinki 16 mm z rowkiem X (ukosy 25°, próg i odstęp po 2 mm). Strona A to lico, strona B - grań.
Łączna liczba ułożonych ściegów: 11.
Rozmieszczam 11 ściegów: po stronie A sześć (grań, wypełnienie, dwa ściegi w trzeciej warstwie, dwa licowe), po stronie B pięć. Kształt ściegów jest umowny - schemat pokazuje ich położenie i kolejność.
Wykonaj schemat kolejności układania ściegów podczas spawania.
Ściegi numeruję od 1 do 11 w kolejności układania.
Spawanie przeprowadzono metodą 135 w pozycji podolnej (PA) w sposób naprzemienny.
Spawanie naprzemienne oznacza zmianę strony po każdym ściegu: nieparzyste po stronie A, parzyste po stronie B (płaskownik obraca się, żeby obie strony spawać w PA). Dzięki temu skurcz z obu stron się równoważy i płaskownik się nie wygina (wiedza technologiczna). Opisuję to na schemacie.
Wykonaj schemat kolejności układania ściegów podczas spawania.
W tabelce wpisuję nazwę wyrobu - płaskownik spawany (z dopiskiem, że to schemat ściegów).
Uszkodzony płaskownik zastąpiono płaskownikiem spawanym o wymiarach 16×100 mm i długości 6500 mm, wykonanym ze stali S355JR - grupa materiałowa 1.2.
W polu materiału wpisuję S355JR.
Kroki 21-27 · po tym etapie masz 22 z 49 kryteriów (pkt)
W trakcie przeglądu konstrukcji zaobserwowano pęknięcie płaskownika o wymiarach 8×100 mm o długości 6500 mm wykonanego ze stali S355JR.
Gatunek z treści zadania: S355JR.
Wyniki obliczeń zapisz w karcie parametrów wytrzymałościowych (Tabela A).
Z tabeli 2, wiersz S355JR: Rm = 490 MPa.
Wyniki obliczeń zapisz w karcie parametrów wytrzymałościowych (Tabela A).
Z tej samej tabeli: Re = 355 MPa (liczba w nazwie stali S355 to właśnie minimalna granica plastyczności).
W trakcie przeglądu konstrukcji zaobserwowano pęknięcie płaskownika o wymiarach 8×100 mm o długości 6500 mm wykonanego ze stali S355JR.
Płaskownik 8×100 mm: szerokość 100 mm.
W trakcie przeglądu konstrukcji zaobserwowano pęknięcie płaskownika o wymiarach 8×100 mm o długości 6500 mm wykonanego ze stali S355JR.
Grubość 8 mm.
Wyniki obliczeń zapisz w karcie parametrów wytrzymałościowych (Tabela A).
S = 100 · 8 = 800 mm².
Korzystając ze wzorów zamieszczonych w tabeli 1 oraz danych materiałowych w tabelach 2 i 3, oblicz minimalną siłę powodującą zniszczenie płaskownika.
Płaskownik pęka, gdy naprężenie osiąga wytrzymałość na rozciąganie. Ze wzoru σ = F/S: F = Rm · S = 490 · 800 = 392 000 N (MPa = N/mm²).
Mnożenie przez Re albo kr zamiast Rm - to nie jest siła zniszczenia.
Kroki 28-37 · po tym etapie masz 32 z 49 kryteriów (pkt)
Uszkodzony płaskownik zastąpiono płaskownikiem spawanym o wymiarach 16×100 mm i długości 6500 mm, wykonanym ze stali S355JR - grupa materiałowa 1.2.
Nowy płaskownik jest z tej samej stali: S355JR.
Stwierdzono, że pęknięcie nastąpiło w wyniku przekroczenia wytrzymałości materiału na działanie stałej siły rozciągającej.
Siła jest stała, więc z tabeli 2 biorę kolumnę kr (rozciąganie stałe): kr = 230 MPa.
Kolumna krj albo krc - to obciążenia tętniące, a w zadaniu siła jest stała.
Odcinki płaskownika połączono spoiną czołową dwustronną z ukosowaniem X.
Tabela 3: spoina czołowa, obciążenie rozciąganie - z0 = 0,8.
Złącze spełnia wymagania poziomu jakości B wg PN-EN ISO 5817, stwierdzone w badaniach wizualnych (VT) i radiograficznych (RT).
Spoina jest sprawdzona badaniem radiograficznym i ma najwyższy poziom jakości B, czyli to spoina mocna (kontrolowana): z = 1.
Korzystając ze wzorów zamieszczonych w tabeli 1 oraz danych materiałowych w tabelach 2 i 3, oblicz naprężenie dopuszczalne dla spoiny w płaskowniku spawanym.
kr' = z · z0 · kr = 1 · 0,8 · 230 = 184 MPa.
Uszkodzony płaskownik zastąpiono płaskownikiem spawanym o wymiarach 16×100 mm.
Szerokość 100 mm.
Uszkodzony płaskownik zastąpiono płaskownikiem spawanym o wymiarach 16×100 mm.
Grubość 16 mm.
Wyniki obliczeń zapisz w karcie parametrów wytrzymałościowych (Tabela A).
S = 100 · 16 = 1 600 mm² - spoina z pełnym przetopem ma przekrój całego płaskownika.
Korzystając ze wzorów zamieszczonych w tabeli 1 oraz danych materiałowych w tabelach 2 i 3, oblicz maksymalne naprężenia rozciągające dla spoiny w płaskowniku spawanym.
Nowy płaskownik ma przenieść tę samą siłę, która zniszczyła stary: σ = F/S = 392 000 / 1 600 = 245 MPa.
Dokonaj oceny, czy zastosowanie płaskownika spawanego spełnia warunki naprężeń dopuszczalnych dla konstrukcji.
Warunek z tabeli 1: σ ≤ kr'. 245 MPa > 184 MPa, więc warunek nie jest spełniony - wpisuję NIE. Naprężenie 245 MPa przekracza nawet dopuszczalne naprężenie samego materiału (kr = 230 MPa), a spoina ma ich tylko 80%.
Kroki 38-46 · po tym etapie masz 41 z 49 kryteriów (pkt)
Uzupełnij WPS (Tabela B) o numerze MEC/10-1. Niezbędne informacje pobierz z tabel o numerach od 4 do 7.
W polu numeru wpisuję MEC/10-1 z polecenia.
Uzupełnij WPS (Tabela B) o numerze MEC/10-1. Niezbędne informacje pobierz z tabel o numerach od 4 do 7.
Brzegi ukosuje się i czyści mechanicznie - wpisuję mechaniczny (szlifowanie). Arkusz tego nie podaje; to typowe przygotowanie złączy ze stali niestopowej (wiedza technologiczna), klucz przyjmuje taki zapis.
Uzupełnij WPS (Tabela B) o numerze MEC/10-1. Niezbędne informacje pobierz z tabel o numerach od 4 do 7.
Wpisuję gatunek S355JR. Klucz wymaga oznaczenia S355 - pełny gatunek je zawiera. Zgodność z WPQR: protokół obejmuje grupę 1.2, a S355JR to właśnie grupa 1.2.
Uzupełnij WPS (Tabela B) o numerze MEC/10-1. Niezbędne informacje pobierz z tabel o numerach od 4 do 7.
Grubość nowego płaskownika: 16 mm (WPQR kwalifikuje od 3 do 25 mm).
Spawanie przeprowadzono metodą 135.
Wpisuję 135 (MAG).
Uzupełnij WPS (Tabela B) o numerze MEC/10-1. Niezbędne informacje pobierz z tabel o numerach od 4 do 7.
Numer protokołu kwalifikowania technologii z tabeli 7: 1/135/15.
Uzupełnij WPS (Tabela B) o numerze MEC/10-1. Niezbędne informacje pobierz z tabel o numerach od 4 do 7.
WPQR obejmuje złącze doczołowe ze spoiną czołową, oznaczenie BW.
Uzupełnij WPS (Tabela B) o numerze MEC/10-1. Niezbędne informacje pobierz z tabel o numerach od 4 do 7.
Odcinki leżą w jednej płaszczyźnie i stykają się czołami: złącze doczołowe.
Spawanie przeprowadzono metodą 135 w pozycji podolnej (PA).
Wpisuję PA.
Kroki 47-54 · po tym etapie masz 49 z 49 kryteriów (pkt)
Uzupełnij WPS (Tabela B) o numerze MEC/10-1. Niezbędne informacje pobierz z tabel o numerach od 4 do 7.
WPQR podaje drut G3Si1 (EN ISO 14341-A) - jest też w tabeli 4 (pozycja 1). Wpisuję G3Si1.
Uzupełnij WPS (Tabela B) o numerze MEC/10-1. Niezbędne informacje pobierz z tabel o numerach od 4 do 7.
Z WPQR: M21 (tabela 5: 18% CO₂, reszta Ar).
Uzupełnij WPS (Tabela B) o numerze MEC/10-1. Niezbędne informacje pobierz z tabel o numerach od 4 do 7.
Z WPQR i tabeli 4: 1,2 mm.
Uzupełnij WPS (Tabela B) o numerze MEC/10-1. Niezbędne informacje pobierz z tabel o numerach od 4 do 7.
MAG spawa się prądem stałym z biegunem dodatnim na drucie: DC (+). W tabeli 4 pole „Prąd spawania” dla G3Si1 jest puste - to wiedza technologiczna o metodzie 135.
Uzupełnij WPS (Tabela B) o numerze MEC/10-1. Niezbędne informacje pobierz z tabel o numerach od 4 do 7.
Z WPQR: minimum 10 °C.
Uzupełnij WPS (Tabela B) o numerze MEC/10-1. Niezbędne informacje pobierz z tabel o numerach od 4 do 7.
Z WPQR: maksimum 250 °C.
Uzupełnij WPS (Tabela B) o numerze MEC/10-1. Niezbędne informacje pobierz z tabel o numerach od 4 do 7.
Z tabeli 6 wybieram spawacza z uprawnieniami do 135, blach (P), spoin czołowych (BW), grupy FM1, grubości do 16 mm, pozycji PA i spawania dwustronnego wielowarstwowego (bs ml): SP4. SP1 i SP2 mają inne metody (111, 141), SP3 - grupę FM5 (stale odporne na korozję) i tylko s5.5. Zakresy grubości wg PN-EN ISO 9606-1 (wiedza normowa).
Uzupełnij WPS (Tabela B) o numerze MEC/10-1. Niezbędne informacje pobierz z tabel o numerach od 4 do 7.
Przepisuję oznaczenie uprawnień SP4: 135 P BW FM1 S s12.0 PA bs ml.
Symulacja ekranu w przeglądarce - w Android Studio / Visual Studio wygląd może się nieco różnić.
To jedno z możliwych rozwiązań. Egzaminator ocenia spełnienie kryteriów z klucza odpowiedzi, a nie zgodność z tym rozwiązaniem - inna, poprawna droga też daje punkty.
Autor rozwiązania: Bartosz Bryniarski. Licencja CC BY-NC 4.0 - kopiowanie i przeróbki do celów niekomercyjnych, z podaniem autora i źródła (link do tej strony) (zasady wykorzystania). Treść arkusza i klucza oceniania pochodzi z CKE.