Технології зварювання кронштейну

Размещено на http://www.allbest.ru/

ЗМІСТ

1. ЗАГАЛЬНА ЧАСТИНА

2. РОЗРАХУНКОВО - ТЕХНОЛОГІЧНА ЧАСТИНА

2.1 Коротка характеристика виробу, його призначення і матеріал

2.2 Оцінка зварюваності

2.3 Вибір зварювальних матеріалів

2.4 Вибір зварювального обладнання

2.5 Підготовка виробу під зварювання

2.6 Порядок виконання швів

2.7 Розрахунок режимів зварювання

2.8 Розрахунок витрати зварювальних матеріалів

2.9 Техніка виконання швів

2.10 Контроль якості виробу

3. БЕЗПЕЧНІ ПРИЙОМИ ПРАЦІ, ОХОРОНА ПРАЦІ НА РОБОЧОМУ МІСЦІ

3.1 Охорона праці на виробництві

3.2 Електробезпека

3.3 Пожежна безпека

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ



1. ЗАГАЛЬНА ЧАСТИНА

Зварювальна техніка й технологія займають одне із провідних місць у сучасному виробництві. Зварюються корпуси гігантських супертанкерів і сітківка людського ока, мініатюрні деталі напівпровідникових приладів і кістки людини при хірургічних операціях. Багато конструкцій сучасних машин і споруджень, наприклад космічні ракети, підводні човни, нафтопроводи, виготовити без допомоги зварювання неможливо. Розвиток техніки пред'являє всі нові вимоги до способів виробництва й, зокрема, до технології зварювання. Сьогодні зварюють матеріали, які ще відносно недавно вважалися екзотичними. Це титанові, й берилієві сплави, молібден, вольфрам, композиційні високоміцні матеріали, кераміка, а також усілякі сполучення різнорідних матеріалів. Зварюються деталі електроніки товщиною в трохи мікрон і деталі важкого встаткування товщиною в кілька метрів. Постійно ускладнюються умови, у яких виконуються зварювальні роботи: зварювати доводиться під водою, при високих температурах, у глибокому вакуумі, при підвищеній радіації, у невагомості.

Все це висуває підвищені вимоги до кваліфікації фахівців в області зварювання, особливо робітників-зварників, тому що саме вони безпосередньо освоюють нові способи й прийоми зварювання, нові зварювальні машини. Сьогодні робочому зварникові недостатньо вміти виконувати трохи нехай навіть складних, операцій освоєного їм способу зварювання. Він повинен розуміти фізичну сутність основних процесів, що відбуваються при зварюванні, знати особливості зварювання різних конструкційних матеріалів, а також зміст і технологічні можливості інших, як традиційних, так і нових, перспективних способів зварювання.



2. РОЗРАХУНКОВО - ТЕХНОЛОГІЧНА ЧАСТИНА

2.1 Коротка характеристика виробу, його призначення і матеріал

Об'єкт роботи - кронштейн, який може використовуватися як опора або елемент конструкції в найрізноманітніших умовах виробництва, сільського господарства або побутових умовах.

З урахуванням експлуатаційних характеристик виробу було обрано Сталь 3.

Характерна для низьковуглецевої сталі добра зварюваність і невелика схильність до концентрації напруг дозволяє використовувати будь-які типи зварних з'єднань,тому при використанні таких матеріалів головною задачею стає зниження трудоємності виготовлення таких конструкцій.

Складається кронштейн із таких частин:

– Скоба 1 - 1 шт;

– Косинка 2 - 1шт;

– Накладка 3 - 1 шт.

Товщина металу конструкції 4 мм.

При зварюванні кронштейну використані такі типи швів: напустковий Н2 та тавровий Т3.

Таблиця 2.1 - Геометричні параметри зварних з'єднань

Т3 3	Н2 3



2.2 Оцінка зварюваності

Якісне утворення зварного з'єднання визначається властивостями зварюваних металів, їх хімічним складом, вибором електродного й присаджувального металу, режимами зварювання, температурою нагрівання та ін. На зварюваність значно впливає хімічний склад сталі. Зварюваність сталі змінюється залежно від вмісту вуглецю та легуючих елементів. Вплив окремих елементів проявляється по-різному, особливо в поєднанні з вуглецем.

Основні ознаки, що характеризують зварюваність сталей, -- схильність до утворення тріщин і механічні властивості зварного з'єднання, які визначаються за допомогою зварювання контрольних зразків.

Добра зварюваність низьковуглецевих сталей характеризується міцним зварним з'єднанням з основним металом без зниження пластичності в біляшовній зоні і без тріщин у металі шва.

Зварюваність легованих сталей оцінюється можливістю одержання з'єднань, стійких проти утворення гартованих структур (і тріщин), зменшенням міцності, корозією та ін.

Однорідні метали легко зварюються, а різнорідні -- погано. За властивостями метал шва і метал зони термічного впливу є неоднорідними. Ознака поганої зварюваності -- це схильність до утворення тріщин, які недопустимі у зварних з'єднаннях. Зварюваність металів характеризує схильність до перегрівання, гартування, утворення тріщин та інших дефектів, що утворюються при зварюванні.

Характеристикою зварюваності термічно зміцнених сталей є схильність до втрати міцності, яка проходить у зоні термічного впливу при температурах 400-720°С залежно від температури відпуску сталі у процесі її виготовлення на заводі.

Для виготовлення міцної зварної конструкції необхідно детально вивчити зварюваність сталі.

Вуглець при вмісті в сталі до 0,25% зварюваність не погіршує.

При більшому вмісті зварюваність погіршується, бо в зонах термічного впливу утворюються гартовані структури, що призводять до тріщин. Підвищений вміст вуглецю в присаджувальному матеріалі викликає пористість шва.

Марганець (Г) міститься в межах 0,3-0,8% і зварюваність не погіршує. При вмісті від 1,8 до 2,5% і більше виникає небезпека появи тріщин, тому що марганець сприяє загартованості сталі.

Кремній (С) у межах від 0,02 до 0,35% труднощів при зварюванні не викликає. При вмісті від 0,8 до 1,5% зварювання утруднюється через високу рідкотекучість й утворення тугоплавких оксидів кремнію.

Ванадій (Ф) сприяє загартованості сталі, що утруднює зварювання. При зварюванні ванадій активно окиснюється і вигоряє.

Вольфрам (В) підвищує твердість сталі та утруднює процес зварювання через сильне окиснення.

Нікель (Н) підвищує пластичність, міцність і зварюваність не погіршує.

Молібден (М) при зварюванні сприяє утворенню тріщин, активно окиснюється і вигоряє.

Хром (X) утруднює зварювання, оскільки утворює тугоплавкі карбіди хрому.

Титан (Т) і ніобій (Б) при зварюванні з'єднуються з вуглецем і припиняють утворення карбіду хрому. При цьому зварюваність покращується.

Мідь(Д) покращує зварюваність, підвищує міцність, пластичність і корозієстійкість сталі.

Кисень погіршує зварюваність сталі, понижує міцність і пластичність.

Азот(А) утворює хімічні сполуки із залізом (нітриди), які підвищують міцність, твердість і значно знижують пластичність сталі.

Водень є шкідливою домішкою. Він накопичується у шві та викликає появу пор і дрібних тріщин.

Фосфор (П) -- це шкідлива домішка. Він підвищує твердість і крихкість сталі, викликає холодноламкість (холодні тріщини).

Сірка є шкідливою домішкою і сприяє утворенню гарячих тріщин. Зварюваність із підвищенням вмісту сірки різко погіршується.

Зварюваність є комплексною властивістю і визначається хімічним складом і фізичними властивостями металу.

Таблиця 2.2 - Хімічний склад Сталі 3. Масова частка елементів , %

C	Si	Mn	S	P	Cr	Ni	Cu	N
0,14-0,22	0,05-0,15	0,40-0,65	? 0,50	?0,040	? 0,30	? 0,30	?0,30	?0,01

Оцінити схильність сталі до утворення холодних тріщин можна за еквівалентним вмістом вуглецю:

Так як С _екв< 0,40% , то сталь не схильна до утворення холодних тріщин.

Оцінка схильності сталі до виникнення гарячих тріщин:

Якщо HCS ?4, то сталь не схильна до утворення гарячих тріщин.



2.3 Вибір зварювальних матеріалів

Обираючи спосіб зварювання необхідно проаналізувати багато факторів, таких як матеріал деталі, його механічні властивості, товщина, вимогова якість зварних з'єднань, умови подальшої експлуатації, просторове положення при зварюванні, можливості механізації процесів зварювання.

Таблиця 2. 3- Типові параметри режиму зварювання в С0₂

Діаметр дроту, мм	Зварювальний струм, А	Швидкість подачі дроту м/год	Напруга на дузі, В	Витрата газу, л/хв	Виліт дроту, мм
0,8	50--110	встановл. підбором під режим	18--20	5--7	6--12
1,0	70--150		19--21	7--9	7--13
1,2	90--230		21--25	12--15	8--15
1,6	150--300		23--28	12--17	13--20

Зварювання у вуглекислому газі роблять майже у всіх просторових положеннях, що дуже важливо при виробництві будівельно-монтажних робіт. Зварювання здійснюють при живленні дуги постійним струмом зворотної полярності. При зварюванні постійним струмом прямої полярності знижується стабільність горіння дуги, погіршується формування шва й збільшуються втрати електродного металу на вигар і розбризкування. Однак коефіцієнт наплавлення в 1,6...1,8 рази вище, ніж при зворотній полярності.

Іншим способом по універсальності є зварювання в середовищі СО2 і його сумішах з киснем дротом суцільного перетину.

Основні переваги зварювання у захисних газах:

- продуктивність у 2,5 рази вища,ніж при РДЗ;

- простота механізації та автоматизації;

- можливість зварювання в різних просторових положеннях;

- доступність процесу зварювання металу широкого діапазону товщин;

- можливість спостереження за утворенням шва;

- відсутність операцій засипання та прибирання флюсу.

Недоліки зварювання в захисних газах:

- відкрита дуга підвищує небезпеку ураження зору світловим випромінюванням;

- необхідний захист зони зварювання від протягів, що ускладнює використання способу в монтажних умовах і на відкритих ділянках:

- втрати металу на розбризкування;

- наявність додаткової газової апаратури.

Чимало переваг має спосіб дугового зварювання під флюсом, але його застосування неможливе через те, що конструкція зварюється із кантуванням, багато швів є короткими, чим автоматизація ускладнена.

Більш механізованим способом є зварювання в середовищі захисних газів дротом суцільного перетину. Цей спосіб за об'ємом застосування серед всіх способів зварювання плавленням займає перше місце.

Вуглекислий газ ефективно зв'язує в газовій фазі водень, тому при цьому способі ймовірність утворення пор мінімальна, можлива лише при погіршенні газового захисту або недбалій обробці поверхні металу та зварювальних матеріалів. Унаслідок більш концентрованого розподілу теплоти дуги шва, виконані в захисних газах плавкими електродами мають менше відношення ширини шва до його глибини в порівнянні з швами, виконаними ручним зварюванням і зварюванням під флюсом. Це дозволяє при зварюванні в захисних газах дещо економити присадковий матеріал та зменшувати зону термічного впливу дуги та зварювальних деформацій. Відсутність операцій по видаленню шлакової кірки зменшує трудомісткість робіт та покращує зовнішній вигляд зварного шва.

Зварювання у середовищі захисних газів виконується на постійному струмі зворотної полярності, тому що цей параметр забезпечує найбільшу стабільність горіння дуги .

Однак ця технологія має суттєвий недолік - підвищене розбризкування, внаслідок чого зростають витрати на операції по зачищенню шва та пришовної зони.

Для виконання зварного з'єднання мені необхідно підібрати зварювальний матеріал.

Матеріали для зварювання мають важливе значення при зварюванні конструкцій. Оскільки саме вони мають можливість отримати якісні та працездатні шви з необхідним хімічним складом і механічними властивостями.

Для забезпечення стійкості швів проти утворення тріщин і збереження високої пластичності металу шва, зварювальні матеріали повинні містити менше вуглецю, ніж основний метал, що компенсується додатковим легуванням шва кремнієм і марганцем. Механічні властивості металу біляшовної зони порівняно з основним металом можуть відрізнятися через незначне зміцнення металу в зоні перегріву. При зварюванні киплячих і напівспокійних (старіючих) сталей на ділянці рекристалізації біляшовної зони можливе зниження ударної в'язкості. Метал біляшовної зони багатошарових швів крихкіший від металу одношарових.

Зварювання низьковуглецевих сталей виконується без попереднього підігріву і наступної термообробки.

До зварювальних матеріалів при п/автоматичному зварюванню в захисних газах ставляться захисні гази й зварювальні дроти.

Сталевий зварювальний дріт, призначений для зварювання й наплавлення, виготовляється за ДСТ 2246-70.

Стандартом передбачається 77 марок зварювального дроту різного хімічного складу: 6 марок дроту, 30 марок легованого дроту й 41 марка високолегованого дроту.

У легованому дроті втримується від 2,5 до 10 % легуючих компонентів, у високолегованої - понад 10 %.

Тому що обрана конструкція виготовлена з сталі 09Г2С, зварюють її стандартним дротом марки Св08Г2С.

Зварювання у вуглекислому газі, завдяки його дешевині, набуло великого застосування при виготовленні й монтажі різних будівельних конструкцій низьколегованих сталей. Вуглекислий газ, що подається в зону дуги, не є нейтральним, тому що під дією високої температури він переходить на оксид вуглецю й вільний кисень. При цьому відбувається часткове окислювання розплавленого металу зварювальної ванни й, як наслідок, метал шва виходить пористим з низькими механічними властивостями. Для зменшення окисної дії вільного кисню застосовують електродний дріт з підвищеним змістом домішок (марганцю, кремнію). Шов виходить з гарними механічними властивостями.

Вуглекислий газ С0₂ (ДЕРЖСТАНДАРТ 8050--85) не має кольору й заходу. Одержують його з газоподібних продуктів згоряння антрациту або коксу, при випалі вапняку й т.д. Поставляється в зрідженому (рідкому) стані в балоні типу А місткістю 40 л, у який при максимальному тиску 7,5 МПа вміщається 25 кг вуглекислоти (при випарі утвориться близько 12 750 л газу). Для цілей зварювання використовують зварювальну вуглекислоту. Чистота вуглекислоти першого сорту повинна бути не менш 99,5 %, а вищого сорту -- 99,8 %. Балони з вуглекислотою офарблюють у чорний колір з жовтим написом «зварювальний». Застосовується при зварюванні деяких конструкційних і спеціальних сталей.

Для зниження вологості вуглекислого газу рекомендується встановити балон вентилем долілиць і після відстоювання протягом 10...15 хв обережно відкрити вентиль і випустити з балона вологу. Перед зварюванням необхідно з нормально встановленого балона випустити невелика кількість газу, щоб видалити повітря, що потрапило в балон. Частина вологи затримується у вуглекислоті у вигляді водяних пар, погіршуючи при зварюванні якість шва. Крім того, при виході з балона, від різкого розширення відбувається зниження температури вуглекислоти й волога, відкладаючи в редукторі, забиває канали й навіть повністю закриває вихід газу. Для попередження замерзання вологи між балоном і редуктором установлюють електричний підігрівник.

Остаточне видалення вологи після редуктора виробляється спеціальним осушувачем, наповненим прожареним мідним купоросом, хромистим кальцієм або іншою осушувальною речовиною.

2.4 Вибір зварювального обладнання

Головні вимоги до джерел живлення при зварюванні в захисних газах є надійне збудження, стабільний процес зварювання, мале розбризкування розплавленого металу.

До складу технологічного встаткування, необхідного для виконання зварювальних робіт при дуговому механізованому зварюванні в захисних газах входять:

· джерело живлення;

· складально-зварювальні пристосування;

· газова апаратура;

· прилади газової магістралі;

· зварювальний апарат (напівавтомат).

Джерело живлення

Джерелом живлення зварювальної дуги називають пристрій, що забезпечує необхідний рід і силу струму дуги.

Джерело живлення й зварювальна дуга утворять взаємозалежну енергетичну систему, у якій джерело живлення виконує наступні основні функції: забезпечує умови початкового порушення (запалювання) дуги, її стійке горіння в процесі зварювання й можливість робити настроювання (регулювання) параметрів режиму.

Важливою технічною характеристикою джерела живлення, що обумовлює можливості його роботи з тим або іншим різновидом дуги, є залежність напруги на "зварювальних" затискачах (клемах) джерела живлення від зварювального струму. Цю залежність називають зовнішньою вольт-амперною характеристикою (ВАХ) .

По роду струму у зварювальному ланцюзі розрізняють:

1) джерела змінного струму - зварювальні однофазні й трифазні трансформатори, спеціалізовані установки для зварювання алюмінієвих сплавів;

2) джерела постійного струму - зварювальні випрямлячі й генератори із приводами різних типів.

По кількості постів, що обслуговуються, можуть бути однопостові й багато постові, а по застосуванню - універсальні й спеціалізовані джерела живлення.

У цьому випадку ми використовуємо сучасний потужний 400-амперний інвертор для напівавтоматичного зварювання й наплавлення в середовищі захисних або активних газів марки DC 400.33.

Даний інвертор має:

· Дистанційне керування напругою зварювання.

· Цифровий індикатор струму й напруги зварювання.

· Функцію <<електронний дросель>>.

· Живлення як від стаціонарної мережі так і від дизель-генератора.

Рисунок 2.1- Джерело живлення ДС400.33 та панель керування

Таблиця 2.4 -Технічні характеристики інвертора DC 400.33

Напруга живлення, В	3 80,+10% -15 %
Споживана потужність, кВа, не більше	20
Напруга джерела, В	16-36
Зварювальний струм, А	_
Номінальний режим роботи ПН, % (при +40 С)	60
Максимальний струм при ПН= 100%, А	300
Діапазон робочих температур, 0С	Від - 40 до + 40
Маса, кг	44
Габаритні розміри, мм	610x280x535

Для джерела живлення марки DC 400.33 ми підібрали подаючий механізм марки ПМ-4.33. Він призначений для суцільним сталевим, алюмінієвим і порошковим дротом від 0.6 до 2.4 мм при роботі з апаратом ДС400.33, ДС400.33УКП або будь-яким іншим джерелом, що має жорстку вольт-амперну характеристику.

Даний ПМ має:

· Виконання з «відкритою» і «закритою котушкою»

· Цифрова індикація швидкості подачі дроту, зварювального струму й напруги

· Плавне регулювання швидкості подачі зварювального дроту й напруги на дузі

· Цифрове завдання всіх параметрів зварювання

· Плавне запалювання дуги, завдяки установці із дроту спочатку зварювання

· Установка часу продуву на початку зварювання й обдува газів після її закінчення

· Плавне гасіння дуги, завдяки установці із дроту при закінченні зварювання

· Механізм подачі дроту фірми COOPTIM Ltd., (профіль ролика залежить від діаметра й видів зварювального дроту)

· Зубчасте зачеплення що подають і притискних роликів

· Регульоване зусилля притиску

· Можлива експлуатація на видаленні до 50м від зварювального джерела

· Відсікач захисного газу

· «Тест газу» і «тест дроту» на лицьовій панелі

· Дистанційне керування швидкістю подачі дроту

Таблиця 2.5-Технічні характеристики ПМ-4.33

Напруга живлення, В	~36
Споживана потужність, кВт, не більше	0,2
Швидкість подачі дроту, м/сек	1-17
Діаметр дроту, мм
-Суцільний	0.6-1.6
- Порошкова стрічка	0.9-2.4
Діапазон робочих температур, °С	Від -40 до +40
Маса, кг	14
Габаритні розміри, мм	580x202x423

Рисунок 2.2-Виконання з «відкритою» і «закритою котушкою» подаючого механізму марки ПМ-4.33

Газобалонне встаткування

Газова магістраль складається з балона з газом, підігрівника й осушувача, які застосовують тільки при використанні вуглекислого газу, а також з редуктора, витратоміра, клапана й шланга, що з'єднує ці елементи зі зварювальним пальником.

Електричний підігрівник установлюють для того, щоб попередити замерзання вологи в каналах редуктора й закупорку їхнім льодом, між вентилем балона й редуктором.

Осушувачі призначені для поглинання вологи, що втримується у вуглекислому газі. Застосовують два види осушувачів: високого й низького тиску.

Редуктор служить для зниження мережного тиску або тиску, під яким газ перебуває в балоні, до робочої величини й автоматичної підтримки робочого тиску незмінним незалежно від тиску в балоні або в мережі. Витратоміри призначені для виміру витрати захисного газу. Застосовуються витратоміри двох типів: поплавкового й дросельного.

2.5 Підготовка виробу під зварювання

Метал, призначений для виготовлення зварних конструкцій, попередньо випрямляють, розмічають, розрізають на окремі деталі-заготовки й виконують, якщо це необхідно, оброблення крайок відповідно до рекомендацій ГОСТу. Підготовка крайок під зварювання складається в ретельному очищенні їх від іржі, окалини, бруду, масла й інших сторонніх включень. Очищають крайки сталевими обертовими щітками, гідропіскоструминним способом, абразивними колами, полум'ям зварювального пальника травленням у розчинах кислот або лугів.

Підготовлені деталі збирають під зварювання, використовуючи спеціальні складальні пристосування. При складанні важливо витримати необхідні зазори й сполучення крайок. Точність складання перевіряють шаблонами, вимірювальними лінійками й різним родом щупами.

Кромки та прилеглу зону (шириною 20-30 мм з кожного боку) очищують від іржі, фарби, окалини, масла та інших забруднень до металевого блиску щітками, полум`ям, а при відповідальних з`єднаннях використовують травлення, знежирення, піскоструменеву обробку.

Деталі з вм`ятинами, випинами, хвилястістю, жолобленнями та викривленнями обов`язково випрямляють. Листовий, сортовий прокат випрямляють у холодному стані ручним і машинним способом. Сильно деформований метал випрямляють у гарячому стані. Для випрямляння застосовують молотки, преси, правильні машини.

Для перенесення розмірів деталі з креслення на метал використовують розмічання. При цьому користуються інструментами: лінійкою, кутником, циркулем, рисувалкою, шаблонами. В процесі розмічання необхідно враховувати укорочення заготовок при зварюванні. Тому передбачають припуск з розрахунку 1 мм на кожний поперечний стик і 0,1-0,2 мм на 1 м поздовжнього шва.

Після розмічання застосовують термічне або механічне різання, при якому заготовкам надають необхідних розмірів. Кромки розчищають вручну напилками, зубилом або механічним способом на фрезерних, стругальних верстатах та ін. Кут розчищання кромок залежить від способу зварювання, хімічного складу й товщини металу. Його величину перевіряють шаблонами.
Під зварювання деталі складають за такими способами:
- повне складання виробу з наступним зварюванням усіх швів;
- почергове під`єднання деталей до вже звареної частини виробу;
- попереднє складання й зварювання виробу з окремих вузлів.

Точність, продуктивність та економічність виготовлення зварних виробів залежить від правильності вибору базових поверхонь (баз) для складання зварних конструкцій. За базові приймають поверхні з найбільшими розмірами; в якості напрямної бази -- найдовшу поверхню; опорною базою вважають поверхню будь-яких розмірів у нормальному стані й постійної форми (відсутність рубців, швів, задирок). Для циліндричних деталей вибирають подвійну напрямну базу -- призми. При виборі баз необхідно враховувати наявність складальних пристосувань, вид заготовок, жорсткість деталей і точність їх взаємного розташування, зазори в з`єднаннях, зварювальні деформації тощо. Базова деталь визначає розташування вузла у виробі та орієнтує інші деталі й вузли зварної конструкції.

Для складання та зварювання використовують різноманітні пристосування: скоби, упори, затискачі, струбцини, прихвати, хомути тощо .

Складені деталі з`єднують прихватками. Накладання прихваток необхідне для того, щоб положення деталей і зазор між ними були постійними в процесі зварювання. Прихватки повинні проварювати корінь шва, тому що при накладанні основного шва вони можуть повністю не переплавитись.

Висота підсилення прихваток повинна бути невеликою, краще якщо вона буде трохи увігнутою. Прихватки виконують на тих же режимах, що й зварювання.
Зварювальні прихватки -- це короткі шви з поперечним перерізом до 1/3 поперечного перерізу повного шва. Довжина прихваток від 20 до 120 мм залежно від товщини зварюваних деталей і довжини шва. Відстань між прихватами залежно від довжини шва становить 300-1000 мм. Інколи прихватки замінюють суцільним швом невеликого перерізу. Під час зварювання особливу увагу слід приділяти детальному проварюванню ділянок прихватки, щоб уникнути непровару в цих місцях.

Прихватки перешкоджають переміщенню деталей при нагріванні, що може викликати появу тріщин у прихватках під час охолодження. Чим більша товщина основного металу, тим більша розтягуюча усадка в прихватках і можлива поява тріщин. Тому прихватки застосовують для деталей невеликої товщини (до 6-8 мм). При більшій товщині листів рухливість деталей забезпечують за допомогою гребінок (еластичних прихваток) або складають виріб із гнучкими деталями (решітки, ферми тощо).

Щоб уникнути прилипання бризків, зварюваний метал покривають на відстані 100 мм з двох сторін шва захисним шаром типу MB (30-40% крейда, 60-70% вода), МЖС (30% крейда, 70% рідке скло) або ЦЖС (20-35% циркон, 65-80% рідке скло).

2.6 Порядок виконання швів

Схема розчленування конструкції на технологічні вузли тa окремі деталі дозволяє розробити такий порядок складання-зварювання вузлів виробу, при якому забезпечується пoтpiбна точність pозмірів виробу, якість з'єднань, найменші власні напруження при відносно невеликій вартості робіт;застосовувати найбільш прогресивні, механізовані способи складання та зварювання з мінімальною трудомісткістю; без ускладнень передавати вузол (не деформуючи його) з одного робочого місця на iншe; виконувати зварювання з мінімальною кількістю поворотів; легко та зручно складати конструкцію.

Тепер необхідно виконати складання деталей кронштейну. Я буду виконувати почергове з'єднання деталей. Встановивши на зварювальному стелажі косинку 2, необхідно її жорстко закріпити. До них прихвачуємо та приварюємо скобу 1, попередньо виконавши розмітку. Ці шви таврові Т3, у нижньому положенні. До цієї конструкції згідно креслення виконуємо розмітку, прихвачуємо та приварюємо накладку 3. Ці шви напусткові Н2 у вертикальному положенні.



2.7 Розрахунок параметрів режимів зварювання

До основних параметрів режиму дугового зварювання в захисних газах відносять діаметр електродного дроту і її марку, силу зварювального струму, напруга дуги, швидкість подачі електродного дроту, швидкість зварювання, виліт електрода, состав захисного газу і його витрата, нахил електрода уздовж осі шва, рід струму, а для постійного струму - і його полярність.

При зварюванні у вуглекислому газі зворотна полярність струму дозволяє одержувати більше високу якість шва, чим зварювання на прямої полярності.

Технологічні особливості зварювання різних сталей полягають насамперед у підборі марки зварювального дроту залежно від хімічного складу сталі. Низьколеговані сталі звичайно зварюються стандартним дротом марок Св 08Г2С, Св 08ГС, Св 12ГС і порошковими дротами.

Н/автоматичне зварювання в захисних газах моде виконуватись у всіх просторових положеннях шва, з яких найбільш зручним є нижнє. Зварювання в нижньому положенні виконується з нахилом пальника вперед або назад.

Сила струму в основному залежать від діаметру електрода, але також від довжини його робочої частини, складу покриття, положення зварного шва.

Відносно малий зварювальний струм веде до нестійкого горіння дуги, не провару і низький продуктивності праці.

Завеликий струм приводить до сильного нагріву електрода, підвищеному розбризкуванню і зниженню якості шва.

Таблиця 2.6- Основні параметри режиму зварювання згідно довідкової літератури:

Діаметр дроту, м	Зварювальний струм, А	Швидкість подачі дроту м/год	Напруга на дузі, В	Витрата газу, л/хв	Виліт дроту, мм
1,2	120…130А	33,3	22..24	12--15	8...10

2.8 Розрахунок розтрачання зварювальних матеріалів

Нормування технологічного процесу напівавтоматичного зварювання проводиться за алгоритмом для ручного зварювання.

1)Визначення часу зварювання:

t₀=M_н/ б_н*І_зв = 2300/8.5*90=3.006год.

б_н= б_р(1-ш) де ш- коефіцієнт втрат металу на вигоряння і розбрискування,при зварюванні в СО₂. ш-0.1 - 0.15. F-площа поперечного прерізу одного валу см² F=0.3-0.7см².

б_н=16.8(1-0.15)=14.28 г/А*год.

Маса наплавленого металу:

М_н=. F_шв*l*с

де : l- довжина шва(l=р*D); с- густина металу.

М_н=0.77*3.14*122*1.8=2300 грам=2.3 кг.

Визначимо повний час горіння дуги:

Т= t₀/к_?

де : к_?- коефіцієнт використання зварювалного посту для РДЗ к_?=0.5-0.55.

Т=2.57/0.55=4.68год.

Витрати електродного дроту :

М_м= М_н*к_е



де к_е -коефіцієнт який враховує витрати електродів на один кілограм наплавленого металу і для даного електроду. к_е=1.65.

М_м=2.3*1.65=3.795кг.

Витрати електроенергії:

А=(U_д* І_зв/?*1000)* t₀ +w_o (T- t₀), (кВт*год)

де : U_д- напруга 28В; ?-ККД джерела зварювання дуги (?=0.6); w_o- потужність ,що використовується джерелом живлення при холостому ході кВт;

А=(28*76/0.6*1000)*2.57+2(3.795-2.57)=11.56кВт * год.

2)Для зварювання в газах розрахуємо:

Час зварювання:

t₀=М_н/ б_н*І_зв=2300/14.28*345=0.46год

Повний час зварювання :

Т= t₀/ к_?; к_?=(0.6-0.65)

Т=0.46/0.6=0.778год.

Витрати електродного дроту:

М_др=М_н*(1+ш) де ш-коефіцієнт витрат. ш=(0.10-0.15)

М_др=2300*(1+0.15)=2645грам.?2.65кг.

Витрати газу:Для даної товщини з'єднання витрати газу складають 200л/хв. З цього випливає, що витрати газу складають : Q=200*28=5600л.



2.9 Техніка виконання швів

Доцільніше вести зварювання кутом назад, тому що при цьому забезпечується більше надійний захист розплавленого металу й кращий зовнішній вигляд шва. Пальник рекомендується нахиляти на 5...15° щодо вертикалі. При зварюванні металу товщиною 1...2 мм поперечні коливання пальника не роблять. Зварювання ведуть на максимально можливій довжині дуги з максимальною швидкістю зварювання, при якій забезпечується гарне формування зварного шва й задовільний газовий захист.

У процесі зварювання електроду надається рух у трьох напрямках:

1. поступальний - за напрямом осі електрода.

2. переміщення електрода вздовж осі валика.

3. переміщення електрода впоперек шва.

· Поступальний - за напрямом осі електрода;

Цим рухом підтримується така (у певних межах) довжина дуги, залежно від швидкості плавлення електродів.

· Переміщення електрода вздовж осі валика;

Переміщення цього руху встановлюється залежно від сили струму, діаметру електроду, швидкості його плавлення, виду шва та багатьох факторів.

· Переміщення електрода впоперек шва. Щоб дістати шов ширший, ніж нитковий валик, так званий розширений валик.

В моєму випадку усі шви короткі - тому їх виконують на прохід - від початку шва до його кінця.

Рисунок 3 - а)траєкторія руху кінця електрода;

б)зміна кута нахилу електрода;

в)зварювання «в човник»

2.10 Контроль якості виробу

Ультразвуковий метод контролю заснований на здатності ультразвукових хвиль відбиватися від границі розтягу двох пружних середовищ, що володіють різними акустичними властивостями.

Відбившись від нижньої поверхні виробу, ультразвук вернеться, буде прийнятий датчиком, перетворений в електричні коливання й поданий на екран електронно-променевої трубки. При наявності дефектів ультразвукові коливання спотворяться: це буде видно на екрані електронно-променевої трубки, де з'явиться сплеск - перекручування. По характеру й розмірам перекручувань визначають види й розміри дефектів.

Ультразвукові коливання - це механічні коливання пружного середовища,

частота яких лежить за порогом чутності людського вуха, тобто більше 2000 Гц. Для ультразвукового контролю застосовують коливання частотою 0,5-10 Мгц. «Ультра» (від латинського) означає «понад», «за межами». Частота коливань - це число коливань за 1 с.

Поширюються коливання в однорідних матеріалах по відносно прямих лініях, а на границі роздягнула двох різнорідних матеріалів (пори, тріщини й проч.) відбувається їхнє відбиття.

Випромінювання й прийом (реєстрація) ультразвукових коливань виробляються перетворювачами приладів, а самі прилади називаються ультразвуковими дефектоскопами. Така апаратура в нашій країні з'явилася лише в 1957 р., а сам спосіб використання ультразвукових коливань для дефектоскопії був уперше у світі запропонований нашим співвітчизником С.Я. Соколовим в 1928 р.

Основою перетворювачів звичайно є певний керамічний матеріал, що володіє п'єзоелектричним ефектом. «Пьезо» (грец.) у перекладі на українську мову означає «стискаю». П'єзоелектричний ефект проявляється в тім, що п'єзоелектрична пластина (з титанату барію, цирконат-титанату свинцю й ін.) під дією підведеного до неї змінного електричного потенціалу починає змінювати свою товщину й коливатися, механічно вібрувати й направляти пучок коливань перпендикулярно площини пластини, а під впливом механічних деформацій на протилежних поверхнях п'єзоелектричної пластини виникають електричні заряди - змінний електричний струм, що передається на відповідні прилади, що реєструють.

Проникнення ультразвукових коливань у контрольований виріб відбувається тоді, коли віддаляється повітря, що перебуває між контактуючими поверхнями випромінювача й виробу. Для цього між ними встановлюють акустичний контакт шляхом нанесення на поверхню контрольованого виробу шару мінерального масла, солідолу, технічного гліцерину, води й ін.

Процес поширення ультразвуку в тілі є хвильовим, він створює пружні коливання.

Випромінювачі й приймачі ультразвукових хвиль називаються пьезо перетворювачами. Пьезопластина може працювати і як випромінювач і як приймач. Для озвучування зварених виробів уживають в основному контроль. Луна-метод полягає в озвучуванні виробів короткими імпульсами ультразвуку й реєстрації луно-сигналів, відбитих до приймача. Ознакою дефекту є поява імпульсу на екрані. Луно-метод називають іноді ще методом Луно-локації.

Рисунок 2.3. -Схема луна-імпульсного методу

Недолік ультразвукового контролю - у складності розшифровки дефекту, обмеженні для застосування на виробах аустенітних сталей, чавуну, металів із крупним зерном, у неможливості контролю сталей малої товщини (до 4 мм).

Для роботи на ультразвуковому контролі персонал (інженери, техніки) проходять спеціальну підготовку із придбанням навичок і з атестацією.

У наш час перебуває в користуванні й випускається більше 20 різних моделей дефектоскопів, наприклад, ДУК-66ПТ (дефектоскоп ультразвукових коливань, модель 66, портативний, модернізований), ВУЗД-НИИМ5, УД-11ПУ й багато інших.

3. БЕЗПЕЧНІ ПРИЙОМИ ПРАЦІ. ОХОРОНА ПРАЦІ НА РОБОЧОМУ МІСЦІ

3.1 Охорона праці на виробництві

Виконання зварювальних робіт пов'язане з використанням електричних пристроїв, горючих і вибухонебезпечних газів, що випромінюють електричних дуг і плазми, з інтенсивним розплавлюванням, випаром металу й т.д. Це вимагає мір безпеки й захисту працюючих від виробничого травматизму. кронштейн зварювання з'єднання матеріал

При електрозварювальних роботах можливі наступні види виробничого травматизму: поразка електричним струмом; поразка зору й відкритої поверхні шкіри променями електричної дуги; опіки від крапель металу й шлаків; отруєння організму шкідливими газами, пилом і випарами, що виділяються при зварюванні; забиті місця, поранення й поразки від вибухів балонів стисненого газу й при зварюванні посудин з-під горючих речовин.

Для забезпечення умов, що попереджають зазначені види травматизму, варто виконувати наступні заходи.

Щоб уникнути поразки електричним струмом необхідно дотримувати наступних умов. Корпуса джерел живлення дуги, зварювального допоміжного устаткування й зварюються изделия, що, повинні бути надійно заземлені. Заземлення здійснюють мідним проведенням, один кінець якого закріплюють до корпуса джерела живлення дуги до спеціального болта з написом «Земля»; другий кінець приєднують до заземлювальної шини або до металевого штиря, убитому в землю.

Заземлення пересувних джерел живлення виробляється до їхнього включення в силову мережу, а зняття заземлення - тільки після відключення від силової мережі.

При зовнішніх роботах зварювальне встаткування повинне перебувати під навісом, у наметі або в будці для запобігання від дощу й снігу. При неможливості дотримання таких умов зварювальні роботи не роблять, а зварювальну апаратуру вкривають від впливу вологи.

Приєднувати й від'єднувати від мережі електрозварювальне встаткування, а також спостерігати за їхнім справним станом у процесі експлуатації зобов'язаний електротехнічний персонал. Зварникам забороняється виконувати ці роботи.

Всі зварювальні проведення повинні мати справну ізоляцію відповідати застосовуваним струмам. Застосування проводів: старою й розпатланою ізоляцією щоб уникнути нещасного випадку категорично забороняється.

При зварюванні швів резервуарів, казанів, труб і інших закритих і складних конструкцій необхідно користуватися гумовим килимком, шоломом і калошами. Для висвітлення варто користуватися переносною лампою напругою 12 У.

Для захисту зору й шкіри особи від світлових і невидимих променів дуги електрозварювачі і їх підручні повинні закривати особу щитком, маскою або шоломом, в оглядові отвори яких вставлене спеціальне скло - світлофільтр. Світлофільтр вибирають залежно від зварювального струму й виду зварювальних робіт.

Для захисту навколишніх осіб від впливу випромінювань у стаціонарних цехах установлюють закриті зварювальні кабіни, а при будівельних і монтажних роботах застосовуються переносні щити або ширми.

У процесі зварювання й при збиранні й оббивці шлаків краплі розплавленого металу й шлаків можуть потрапити в складки одягу, кишені, черевики, пропалити одяг і заподіяти опіки. Щоб уникнути опіків зварник повинен працювати в спецодязі із брезенту або щільного сукна, у рукавицях і головному уборі. Куртку не слід заправляти в штани. Кишені повинні бути щільно закриті клапанами. Штани треба носити поверх взуття. При зварюванні стельових, горизонтальних і вертикальних швів необхідно надягати брезентові нарукавники й щільно зав'язувати їх поверх рукавів у кистей рук. Зачищати шви від шлаків і флюсу треба лише після їхнього повного остигання й обов'язково в окулярах із простими стеклами.

Особливе забруднення повітря викликає зварювання електродами з якісними покриттями. Состав пилу й газів визначається змістом покриття й составом що зварюється й електродного (або присадочного) металу. При автоматичному зварюванні кількість газів і пилу значно менше, ніж при ручному зварюванні.

Видалення шкідливих газів і пилу із зони зварювання, а також подача чистого повітря здійснюється місцевою й загальною вентиляцією. При встаткуванні зварювальних кабін обов'язково передбачається місцева витяжна вентиляція з верхнім, бічним або нижнім відсмоктовачєм, що видаляє гази й пил безпосередньо із зони зварювання. Загальна вентиляція повинна бути витяжною, виробляючої вихід забрудненого повітря з робочих приміщень і подачу свіжого. У зимовий час повітря підігрівають до температури 20...22°С с допомогою спеціального нагрівача-калорифера.

При зварюванні в закритих резервуарах і замкнутих конструкціях необхідно забезпечити подачу свіжого повітря під невеликим тиском по шлангу безпосередньо в зону подиху зварника. Обсяг свіжого повітря повинен бути не менш 30 м³/м. Без вентиляції зварювання в закритих резервуарах і конструкціях не дозволяється.

Вентиляційні пристрої повинні забезпечити повітрообмін при ручному електродуговому зварюванні електродами з якісними покриттями 4000...6000м³ на 1 кг витрати електродів; при автоматичному зварюванні під флюсом -- близько 200м³ на 1кг проволоки,; при зварюванні у вуглекислому газі -- до 1000м³ на 1кг проволоки.

3.2 Електробезпека

Електробезпека - це система організаційних, технічних заходів і засобів, які забезпечують захист людей від шкідливого та небезпечного впливу електричного струму, електричної дуги, електромагнітного поля і статичної електрики .

Електробезпека забезпечується:

ь виконанням вимог електробезпеки електрозварювального обладнання, надійною ізоляцією, застосуванням захисних огорож, автоблокуванням, заземленням напруги холостого ходу джерел живлення;

ь індивідуальними засобами захисту (робота в сухому та міцному спецодязі та рукавицях, у черевиках без металевих шпильок та гвіздків);

ь додержання умов роботи - припинення роботи під час дощу та сильного снігопаду, коли немає укриття, користуватися гумовим килимком, колошами та гумовим шоломом при роботі в середині посудини, а також переносною лампою напругою не більше 12 В;

ь весь ремонт електрозварювального обладнання та апаратури повинні проводити спеціалісти - електрики.

Електричні травми - це ураження тканини і органів внаслідок проходження струму чи впливу променів електродуги на людину.

Ураження електричним струмом відбувається при дотику до струмоведучих частин електропроводки та зварювальної апаратури. Струми, що проходять через тіло людини, більш ніж 0,05А(при частоті 50 Гц) і можуть викликати важкі наслідки й навіть смерть (0,1А).

Опір людського організму залежно від стану його здоров'я (втомленість, вологість шкіри, стан здоров'я) зміцнюється в широких межах від 1000 до 20000 ОмЧН холостого ходу джерел живлення нормальної дуги досягає 90 В, а стиснутої дуги 200 В.

При ураженні електричним струмом треба: звільнити від електроприладів (з додержанням ТБ), забезпечити доступ свіжого повітря, при втраті потерпілим свідомості негайно викликати швидку медичну допомогу, до прибуття лікаря, в разі потреби робити штучне дихання.

Також створює загрозу для людини електрична зварювальна дуга.

Електрична зварювальна дуга створює три види випромінювання: світлове, ультрафіолетове, інфрачервоне.

Світлові промені діють засліплюючи, бо їх яскравість значно перевищує допустимі норми.

Ультрафіолетові випромінювання навіть при короткочасній дії протягом кількох секунд викликає захворювання, що називається електрофтальмією.

Воно супроводжується гострим болем, різзю в очах, слизотечею, спазмами повік.

Тривала дія для ультрафіолетового випромінювання призводить до опіків шкіри.

Інфрачервоне випромінювання може привести до послаблення і втрати зору, теплова дія цих променів викликає опіки шкіри.

Для захисту від випромінювання дуги в стаціонарних умовах встановлюють закриті кабіни, а при будівельних та монтажних роботах використовують переносні щити та ширми.

Для охорони тіла застосовують спецодяг із цупкого брезенту чи сукна, іноді з азбестової тканини.

Обов'язково треба дбати, щоб під час роботи, іскри та бризки не попали працюючому в кишені або за рукава.

3.3 Пожежна безпека

Характеристика виробництва щодо пожежної небезпеки

Причинами виникнення пожежі і вибухів у цеху і на ділянці є :

Ш іскри і бризки розплавленого металу, а так само шлаку;

Ш несправність електричного та зварювального устаткування;

Ш коротке замикання в кабельних і електрокомунікаціях;

Ш недотримання протипожежних норм при будівництві споруд;

Ш неправильна експлуатація устаткування і порушення технологічного процесу;

Ш порушення працюючими в цеху протипожежних норм;

Ш несправність захисту від блискавок;

Ш вибухи газу та таке інше.

За рівнем пожежної небезпеки цех згідно з ОНТП 24-86 відноситься до категорії Д з ЙЙІ рівнем вогнестійкості конструкцій за СНиП 2.01.02-85.

Пожежонебезпечним є ацетилен (НМВ 2,3 і ВМВ 82%), пропан (НМВ 2,0 і ВМВ 9,5%), окис вуглецю (НВП 12,5 і ВТТВ 78%), зварювальне і електроустаткування.

Причинами займання і пожежі може бути неправильне зберігання і використання горючих матеріалів, коротке замикання електричних ланцюгів і обладнання, наладка і ремонт обладнання, самозаймання легкозаймистих речовин, удар блискавки та інше.

Пожежна профілактика

З метою зниження пожежної небезпеки проводиться інструктаж робітників по веденню технологічного процесу і пожежної безпеки, своєчасно проводяться ланові і капітальні ремонти устаткування, комунікацій та таке інше. Зниження пожежної небезпеки досягається суворим додержанням інструк-цій по веденню технологічного процесу та пожежної безпеки, своєчасним вида-ленням пилу та стружки, ЗОР з систем вентиляції та цеху, проведення планових і капітальних ремонтів обладнання, ПТМ, вентиляторів, кондиціонерів, пристроїв для очищення від пилу та газу. На території підприємства повинні бути підземні резервуари із достатнім запасом води для гасіння пожеж.

Охорона навколишнього середовища

Захист повітряного басейну здійснюється шляхом встановлення на верстатах індивідуальних агрегатів для вловлювання пилу типу ЗИЛ-900 М, ВЦНИОТ, ПВМ-212 А, вловлювачів мастильного туману типу А-72-12, Н-2000 та інших.

Концентрація нафтопродуктів в стічних водах повинна відповідати вимогам санітарних норм, дрібна стружка, магнітний пил титану та його сплавів по мірі накопичування підлягають похованню на спеціальних майданах або спалюванню.

Заходи з цивільного захисту при надзвичайних ситуаціях

Найбільш ймовірна для існуючих умов виробництва надзвичайна ситуація техногенного характеру при складально - зварювальних роботах - пожежі та вибухи. Основні причини виникнення надзвичайних ситуацій можуть бути пов'язані з електричним струмом: розряди атмосферної електрики та перевантаження мережі, несправність обладнання та відсутність заземлення, поява іскор та статичної дуги. До інших причин появи надзвичайних ситуацій також відносять: самозаймання речовин, несправність зварювального або складального обладнання, неправильна будова систем вентиляції чи їх несправність, необережне поводження з відкритим полум'ям при зварюванні та різанні металу, порушення технологічного процесу виготовлення виробу, недотримання умов транспортування балонів із захисними газами (порушення герметизації), відсутність запобіжних та огороджувальних пристроїв під час зварювання.

На робочому місці балони слід зберігати у вертикальному положенні в спеціальних стійках або шафах, або в горизонтальному положенні. У всіх випадках балони обов'язково повинні бути закріплені. Транспортування балонів з киснем на місце зварювання забороняється проводити разом із балонами горючих газів. Балони з рідинами під тиском забороняється кидати та ударяти.

Слід також враховувати, що в процесі роботи відбувається випаровування зрідженої вуглекислоти. Тиск зрідженої вуглекислоти в балоні залежить від температури навколишнього повітря і з підвищенням її збільшується. Так, при зміні температури повітря від 0 до 20°С тиск в балоні змінюється від 35 до 55 ат., тому балони в приміщенні потрібно розташовувати так, щоб відстань від них до найближчого нагрівального приладу складала не менше 5 м.



СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

1. І.В.Гуменюк: «Технологія електродугового зварювання».-К.:Грамота,2006р.

2. О.Г.Биковський: «Довідник зварника »,К.:Техніка,2002р.

3. Алешин Н.П., Чернышев Г.Г., Акулов А.И., Братчук С.Д. “Сварка. Резка.Контроль” Москва “Машиностроение” 2004р

4. Козаков Ю.В. і ін. Зварювання й різання матеріалів: Навчальний посібник. - К., 2004

5. Виноградов В.С. Електричне дугове зварювання. - К., 2007

6. Виноградов В.С. Устаткування й технологія дугового автоматичного й механізованого зварювання. - К., 2006

7. Сварочные материалы для дуговой сварки. В 2-х т. Т.1. Защитные газы и сварочные флюсы/ Б.Н.Капищев, С.А.Курланов, Н.Н.Потапов, В.Д.Ходаков.- М.: Машиностроение, 1989.- 544 с

8. Геворкян В.Г. Основи зварювальної справи. - К., 2003

9. В.М. Рибаков: „Дуговая и газовая сварка.”

10. Ю.Г. Виноградов: „Материаловедение.”

11. Матеріали сайтуhttp://dieselmastera.ru, http://www.tiberis.ru/pages/vybor-regima-ruchnoi-dugovoi-svarki, weld.in.ua.

Размещено на Allbest.ru