Анализ технологического процесса сварки настила палубы судна

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

Сварка широко применяется в основных отраслях производства, потребляющих металлопрокат, так как резко сокращает расход металла, сроки выполнения работ и трудоемкость процессов. Выпуск сварных конструкций и уровень механизации постоянно растет. Применение сварки широко способствует развитию машиностроения, атомной энергетики, ракетостроения и других отраслей народного хозяйства.

Сваркой называется технологический процесс получения неразъемных соединений посредством установления необходимых связей между свариваемыми частями при их местном или общем нагреве, пластической деформации или совместными действиями того и другого. Сварочное соединение металлов характеризуется непрерывностью структуры. Для получения сварочного соединения необходимо межмолекулярное сцепление между собой свариваемых деталей, приводящее к установлению атомарной связи в пограничном слое.

Развитие сварки имеет яркую историю. В 1802 году русский ученый В.В. Петров открыл электрический дуговой разряд и указа л на возможность его использования для расплавления металлов. Своим открытием Петров положил начало новых технологических знаний, получивших впоследствии практическое применение.

В 1882 году талантливый русский изобретатель Н.Н. Бенардос впервые предложил способ соединения металлов непосредственным действием электрического тока с применением угольной дуги. Способ дуговой сварки получил дальнейшее развитие в работах русского инженера Н.Г. Славянова, предложившего в 1888 году производить сварку плавящимся электродом из металла. С именем Славянова связано развитие металлургических основ электрической дуговой сварки, создание первого регулятора длины дуги, первого сварочного генератора. Им были предложены флюсы, позволяющие получить высококачественные соединения сварных швов.

1939 год характеризуется началом внедрения автоматической и механизированной сварки под слоем флюса, разработанной под руководством академика Е.О. Патона. Сварка под флюсом за счет увеличения мощности сварочной дуги и надежной защиты сварочной ванны от окружающей среды позволяет значительно (в 85-100 раз) увеличить производительность процесса, обеспечить хорошее качество сварного соединения, улучшить условия труда, повысить экономию материалов.

С 1948 года получили промышленное применение способы дуговой сварки в инертных газах: ручная - плавящимся электродом, автоматизированная - плавящимся и неплавящимся электродами.

В 1955 году была разработана сварка низкоуглеродистых и низколегированных сталей в среде углекислого газа. Для соединения тугоплавких, химически активных металлов и сплавов, ряда специальных сталей в конце пятидесятых годов французскими учеными был создан новый вид сварки, который получил название - электронно-лучевая сварка.

По сегодняшний день продолжаются работы по улучшению имеющихся и созданию новых видов сварки, для получения еще более качественных сварных соединений.

1. Общая часть

1.1 Описание конструкции

Секция нижней палубы расположена в районе 79…91 шп, является составной частью корпуса судна, состоит из настила и подкрепляющего его набора. Секция имеет следующие габаритные размеры: длина - 13000мм, ширина - 9000 мм.

Настил палубы выполнен из листового материала толщиной 9мм. Система набора палубы - поперечная. Балками главного направления являются бимсы, выполненные из несимметричного полособульба 16б. Бимсы опираются на продольные балки, выполненные из сварного тавра: размеры стенки -10х321, размеры пояска - 14х140. Поперечная шпация - 750 мм.

Настил палубы выполнен из материала Д32, набор из материала А32.

В процессе эксплуатации секция испытывает следующие нагрузки от общего продольного изгиба судна; веса грузов и механизмов, расположенных на палубе.

Секция не имеет погиби и собирается на стенде.

1.2 Характеристика основного металла

В качестве материала основного корпуса применяется судостроительная сталь марки РСД 32 ГОСТ 5521-86 для листов палубного настила и марки РСА 32 ГОСТ 5521-86 для набора палубы Стали данной марки являются малоуглеродистыми низколегированными судостроительными сталями повышенной прочности. Выплавка стали производится в мартеновских или электрических печах, либо в кислородном конвекторе с продувкой чистого кислорода сверху.

Химический состав стали отражен в таблице 1.

Таблица 1 - Химический состав стали

Марка стали	Массовое содержание элементов, %
	C	Mn	Si	P	S	Cu	Cr	Ni	Mo	Al
Д 32	0,18	0,6-1,4	0,15-0,3	0,035	0,035	0,35	0,2	0,4	0,08	0,015
А 32	0,18	0,9	0,5	0,04	0,04	0,35	0,2	0,4	0,08	0,40

Углерод - один из наиболее важных примесей, определяющих прочность, вязкость, закаливаемость и, особенно, свариваемость стали. Так как содержание углерода лежит в пределах (0,2-0,35)%, то данная сталь относится к первой группе по свариваемости.

Для улучшения качества стали в нее вводят легирующие добавки, к которым относят хром, никель, ванадий, вольфрам, а так же титан, марганец, кремний, при определенном их содержании.

Марганец вводят в сталь для раскисления, то есть для устранения вредных примесей закиси железа. Он повышает прочность, мало влияет на пластичность.

Кремний раскисляет сталь. Он структурно не обнаруживается, так как полностью растворяется в феррите, кроме той части кремния, которая в виде окиси кремния не успела всплыть в шлак и осталась в стали. Кремний повышает предел прочности и вязкость.

Хром усиливает закаливаемость, в небольших количествах увеличивает ударную вязкость.

Молибден увеличивает несущую способность стали при ударных нагрузках и высоких температурах.

Никель увеличивает пластические и прочностные свойства стали, измельчает зерна, не ухудшая свариваемость.

Медь повышает коррозионную стойкость, пластичность.

Фосфор, растворяясь в феррите, повышает температуру перехода в хрупкое состояние и приводит к появлению холодных трещин.

Сера делает сталь хрупкой, приводит к образованию горячих трещин.

Механические и теплофизические свойства стали в таблицах 2, 3.

По данным таблицы 2 видим, что сталь является достаточно прочной и пластичной.

Таблица 2 - Механические свойства стали РСД 32

Предел прочности Rm, МПа	Предел текучести Rсн, МПа	Остаточное относительное удлинениеА5, %	Испытания на ударный изгиб КV при температуре испытания , Т ,
			+20	-20
450	315	22	26	27

Таблица 3 - Теплофизические свойства стали РСД 32

Параметр	Значение
Удельное электросопротивление, Ом м 10-6 Теплопроводность, ДЖ/м с Температуропроводность, мм2/с 10-6 Удельная теплоемкость, ж 103/кг с Плотность, кг/м3 Температура плавления, 0 С Интервал температуры кристаллизации, 0 С	0,22 41,7 7,1-9 0,67 7830 1480 до 150

2. Технологическая часть

2.1 Изменение технологического процесса

По заводскому технологическому процессу сварка настила палубы производится автоматической сваркой с подваркой корня шва полуавтоматом в среде углекислого газа. В связи с увеличением годовой программы выпуска считаю целесообразным заменить данную сварку на одностороннюю автоматическую сварку под флюсом на флюсовой подушке с обратным формированием шва.

2.2 Выбор и обоснование способов сварки

Для прихватки конструкции палубы выбираю ручную дуговую сварку, так как для данного вида работ применение этой сварки считаю более целесообразным.

Сущность данного процесса заключается в том, что металл плавится за счет тепла электрической дуги, горящей между электродом и изделием. Защита расплавленного металла от окружающей среды производится за счет обмазки электрода. Ручная сварка относится к достаточно трудоемким способам, так как при ее осуществлении на поверхности жидкой ванны всегда находится определенный объем шлака, наличие которого усложняет получение постоянной по длине соединения глубины проплавления основного металла и получение хорошего шва. По этим причинам ручная сварка штучными электродами всегда производится рабочими более высокой квалификации.

Преимуществом данного способа сварки является его простота в обращении, отличительной особенностью является универсальность и маневренность, относительно низкие капитальные затраты. Ручная сварка удобна в монтажных условиях различных металлоконструкций. Со сваркой со штучными электродами сложно конкурировать при выполнении ее в труднодоступных местах конструкций, при единичном изготовлении конструкций с небольшими объемами сварки.

Основной недостаток ручной сварки - низкая производительность. повышение производительности может достигаться при выполнении сварки так называемой погружной дугой на пониженном напряжении и опирании электрода на изделие.

Коэффициент плавления 8,5-9,5 г/ А час.

Коэффициент наплавки -8,59,5 г/ А час.

Для приварки продольных балок к настилу палубы, сварки набора между собой выбираю механизированную сварку в среде СО2. она относится к способам, которые наиболее интенсивно вытесняют ручную сварку. Сущность способа заключается в том, что металл плавится за счет тепла электрической дуги, горящей между автоматически подающейся проволокой и изделием. При этой сварке можно выполнять сварные швы без перерывов, которые при ручной сварке возникают из-за замены электрода. Такая техника сварки сокращает количество остановок, что с меньшими трудовыми затратами позволяет получать соединения с большей производительностью и меньшим расходом сварочной проволоки. Защита расплавленного металла от окружающей среды производится защитным газом, который подается к месту сварки рабочим давлением 10-15 МПа. Защитные газы обеспечивают высокое качество сварных соединений. Сварка может производиться во всех пространственных положениях и применима практически к любому сплаву, из которого созданы сварные конструкции.

Коэффициент плавления 12-15 г/ А час.

Коэффициент наплавки 1012 г/ А час.

Недостатком данного способа сварки является выгорание легирующих элементов в результате диссоциации газа СО2 на газ СО и атомарный кислород, который способствует выгоранию.

Для сварки стыковых швов листов палубы и приварки поперечного набора к палубе выбираю автоматическую сварку под слоем флюса. Сущность данного способа заключается в том, что металл плавится за счет тепла электрической дуги, горящей между автоматически подающейся проволокой и изделием. Защита расплавленного металла от окружающей среды производится за счет свободно сыплющегося флюса из бункера, скорость сварки регулируется автоматически. Данная сварка более производительна, чем ручная и механизированная сварка.

Высокая производительность этого способа достигается благодаря возможности ее выполнения на более повышенных режимах сварки. Обеспечение качества соединений при автоматической сварки достигается вследствие автоматического выполнения плавления и формирования свариваемого соединения.

Несмотря на высокую производительность и обеспечение стабильного качества сварных соединений, автоматическая сварка под флюсом при производстве сварных конструкций применяется пока мало. Это обосновывается следующими причинами:

- недостаточная универсальность и технологичность создаваемых конструкций;

- невозможность выполнения швов в труднодоступных местах;

- сложность сварки криволинейных швов и швов, располагающихся в различных пространственных положениях;

- необходимость создания специализированных рабочих мест для осуществления автоматических способов сварки и оснащение их соответствующим оборудованием;

- относительно высокие дополнительные затраты на оборудование.

Коэффициент наплавки =1416г А час.

Коэффициент плавления - 15-20 г/ А час.

2.3 Выбор и обоснование рода тока и полярности

Сварка плавлением представляет собой комплекс металлургических и физико-химических процессов, протекающих в условиях высокой температуры, значительной концентрации металла в небольшом объеме, быстрого нагрева и охлаждения расплавленного металла при наличии близлежащего холодного металла. В зависимости от рода тока различают дугу постоянного и переменного токов. Дуга постоянного тока может быть прямой и обратной полярности.

Сварочной дугой называют длительный разряд электрического тока в газовой среде между находящимися под напряжением твердыми или жидкими проводниками (электродами), которые являются концентрированным источником тепла, используемым для плавления металла при сварке.

При горении сварочной дуги у активных пятен катода и анода возникают потоки ионизированного газа, называемого плазменным. Причина их возникновения - испарение металла электрода и изделия. Плазменные потоки, обладая значительной тепловой мощностью, влияю на баланс энергии всех областей сварочной дуги. Во время горения сварочной дуги активные пятна хаотично перемещают в пространстве плазменные потоки. Это увеличивает анизотропию дугового промежутка. При горении сварочной дуги происходит взаимодействие электрического и магнитных полей, в результате чего возникают электромагнитные силы. Эти силы направлены от наружной поверхности дуги к ее оси и оказывают сжатие столба дуги. Ручная дуговая сварка применяется исключительно для прихваток, поэтому лучше применять постоянный ток обратной полярности. Ток обратной полярности применяют для выделения меньшего количества теплоты в свариваемой заготовке и большего в электроде.

При обратной полярности уменьшается разбрызгивание металла. По сравнению со сваркой на переменном токе дуга горит более устойчиво, так как при сварке на переменном токе анодное и катодное пятно меняется местами сто раз в секунду, при этом ионизация дугового промежутка нарушается и дуга горит менее устойчиво, а значит качество сварного соединения ниже.

Стабильность горения дуги для прихваток будет зависеть от правильного выбора источника питания, марки электрода, оптимальных режимов сварки. Под действием теплоты сварочной дуги электрод плавиться, а расплавленный металл в виде капель переходит в сварочную ванну на поверхности заготовки. За одну секунду от электрода выделяется 20-25 капель металла примерно одинакового размера. Отрыв и перенос капель в дуге происходит под действием электромагнитных сил, сил тяжести, от поверхностного натяжения газовых потоков. У недостатков этого рода и полярности тока можно отнести увеличенный расход энергии.

Для механизированной сварки в среде СО2 и автоматической сварки под флюсом выбор рода тока и полярности остается таким же, как и для ручной сварки, так как сварка на прямой полярности отличается большой длиной дуги, сильным излучением, а в ряде случаев большим разбрызгиванием , чем на обратной полярности. Хотя коэффициент плавления электродной проволоки при сварке обратной полярности в 1,5…1,8 раза меньше, чем при сварке на прямой полярности, это преимущество в большинстве случаев не удается использовать, так как при сварке на прямой полярности ширина шва значительно меньше, а высота выпуклости значительно больше, чем при сварке на обратной полярности. Кроме того сварка на прямой полярности характеризуется увеличением окисления элементов и повышением склонности сварного шва к образованию пор.

2.4 Выбор и обоснование сварочных материалов

Для ручной дуговой сварки, выбираю электроды марки УОНИИ 1345А по ГОСТ 9467-75.

Электрод представляет собой металлический стержень, на поверхности которого окунанием наносится обмазка - смесь веществ для усиления ионизации, защиты от вредного воздействия воздуха и металлической обработки сварочной ванны. Электроды подвергаются прокалке при температуре 360-400 градусов и выдержке один час. Режим второй прокалки - 350-400 градусов в течении 1,2 часа.

Электроды УОНИИ 13/45А используются для сварки углеродистых и низколегированных и конструкционных сталей с временным сопротивлением разрыву до 500 МПа, когда к металлу предъявляются повышенные требования по пластичности и ударной вязкости. Дуга легко возбуждается и горит стабильно, покрытие плавится равномерно, без чрезмерного разбрызгивания. Электроды УОНИИ 13/45А по своему химическому составу и механическим свойствам близки к основному металлу.

Таблица 4 - Химический состав электродного стержня

Марка электрода	Массовое содержание элементов, %
	C	Si	Mn	Cr	Ni	S	P
Уонии 13/45А	до 0,01	до 0,03	0,035…0,6	до 0,15	до 0,03	до 0,04	до 0,04

На электрод наносится покрытие, которое обеспечивает устойчивое горение дуги, защиту от вредного воздействия воздуха и металлургическую обработку сварочной ванны.

Покрытие содержит газообразующие, ионизирующие, стабилизирующие, шлакообразующие, легирующие и связующие компаненты.

Химический состав электродного покрытия отражен в таблице 5.

Электроды с таким покрытием меньше всего содержат кислород и азот, обладают хорошей стойкостью против образования кристаллизационных трещин и старения, имеют высокие показатели ударной вязкости как при плюсовой так и при минусовой температуре.

Таблица 5 - Химический состав электродного покрытия УОНИИ 13/45А

Элемент	Содержание в процентах
Бетонит Мрамор Кварцевый песок Ферромарганец Ферротитан Ферросилиций	1 53 9 2 14 3

Механические свойства электродов отражены в таблице 6

Таблица 6 - Механические свойства электродного стержня

Марка электрода	Предел прочности, МПа/мм	Относительное удлинение, %	Ударная вязкость, МПа/мм
Уонии 13/45А	460	22	140

Для механизированной сварки в среде СО2 выбираю сварочную проволоку марки СВ - 08Г2С по ГОСТ 2246 - 70. проволока легированная, стальная, поставляется в бухтах 80…90кг. Сварочная проволока берется более легированной, чем основной металл, так как при данной сварки происходит выгорание легирующих элементов. Механические свойства проволоки отражены в таблице 7, химический состав проволоки - в таблице 8.

Таблица 7 - Механические свойства сварочной проволоки СВ-08Г2С.

Металл шва и наплавленный металл	Сварочное соединение, выполненное сварочной проволокой
Не менее	Не менее
ув, МПа	Д,%	Ан, кДж/мІ	ут, МПа	Угол загиба
460	22	140	380	150

Таблица 8 - Химический состав сварочной проволоки СВ-08Г2С

Массовое содержание элементов, %
C	Si	Mn	Cr	Ni
0,05 - 0,11	0,70 - 0,95	1,80 - 2,10	?0,2	?0,2 5

Углекислый газ, предназначенный для сварки должен соответствовать ГОСТ 8050-76. углекислый газ, или двуокись углерода, высший оксид углерода может находиться в газообразном, сжижженом и твердом в виде сухого льда состояниях. Газ бесцветен и не ядовит, имеет слабый кисловатый запах и вкус, хорошо растворяется в воде и придает ей кислый вкус, тяжелее воздуха в 1,6 раза.

Двуокись углерода определяют и продают по массе. Она хорошо растворяет машинное масло. Жидкая двуокись углерода превращается в газ при подводе к ней теплоты.

Назначение его состоит в защите расплавленного металла от азота воздуха.

Характеристики углекислого газа отражены в таблице 9

Таблица 9 - Характеристики углекислого газа

Параметры	Значение
Марка газа Молекулярный вес Плотность, кг/м3 Нормальная температура кипения, 0 С Теплопроводность, Кал Удельная теплоемкость, Кал/ч Наименьший потенциал ионизации, В	СО2 44,2 1,977 78,9 0,38 0,328 41,3

Для автоматической сварки под флюсом выбираю сварочную проволоку марки СВ - 08А по ГОСТ 2246-70 улучшенного качества, так как она по своим механическим свойствам и химическому составу лучше подходит к основному металлу. Проволока СВ-08А изготавливается из низкоуглеродистой стали, содержит минимальное количество серы и фосфора, имеет дополнительные легирующие элементы. Механические свойства проволоки отражены в таблице 10, химический состав проволоки - в таблице 11.

Таблица 10 - Механические свойства сварочной проволоки СВ-08А

Металл шва и наплавленного металла	Сварочное соединение, выполненное сварочной проволокой
Не менее	Не менее
ув, МПа	д,%	КСЧ, кДж/мІ	ув, МПа	Угол загиба
460	22	140	460	180

Таблица 11 - Химический состав сварочной проволоки СВ-08А

С,%	Si, %	Mn, %	Cr, %	Ni, %	S, %	P, %	Al, %
?0,10	?0,03	0,35 - 0,60	?0,12	?0,25	0,03	0,03	?0,01

Флюсы, применяемые при автоматической сварке, должны обеспечить зону сварки от атмосферного воздуха, обеспечить устойчивость горения дуги, хорошее формирование металла шва, легкую отделяемость шлаковой корки после остывания, наименьшее выделение пыли и вредных для здоровья газов. Для автоматической сварки выбираю флюс ОСЦ-45 по ГОСТ 9087-69. Этот флюс наиболее широко распространен, дешев и надежен.

Перед тем как его пустить в производство флюс гранулируют мокрым способом. Мокрый способ-это когда расплавленный флюс сливают тонкой струйкой в бак с водой, при этом получаются гранулы размером от 0,35 до 3,0 мм. Химический состав флюса отражен в таблице 12.

Таблица 12 - Химический состав флюса марки ОСЦ-45

SiO2	MnO	CaF2	MgO	CaO	Al2O3	FeO3	S	P
38,0 - 44,0	38,0 - 44,0	6,0 - 9,0	До 2,5	До 6,5	До 5,0	До 2,0	До 0,15	До 0,15

Флюс малочувствительный к ржавчине, даёт плотные швы стойкие против горячих трещин. Недостаток флюса является большое выделение вредных фтористых газов.

2.5 Выбор и расчет режимов сварки

Режимом сварки называют совокупность характеристик сварочного процесса, обеспечивающих получение сварных соединений заданных размеров, формы и качества.

Для ручной дуговой сварки диаметр электрода определяется в зависимости от толщины металла. Толщина металла 9 мм, следовательно диаметр электрода равен 4 мм.

Сила сварочного тока , А определяется по формуле:

, (1)

где - коэффициент пропорциональности, зависящий от диаметра электрода и его типа, А/ мм; d- диаметр электрода, мм.

Напряжение на дуге при ручной сварке изменяется в пределах от 22 до 36 В.

Скорость перемещения дуги задается сварщиком и зависит от множества параметров. Характеристики режима ручной дуговой сварки заносим в таблицу 13.

Таблица 13 - Режимы ручной дуговой сварки

Толщина металла, мм	Зазор, мм	Число проходов	Диаметр электрода, мм	Напряжение на дуге, в	Сила тока, А
7,0		1	4	22…36	160

Расчет режимов автоматической сварки под слоем флюса.

Сила сварочного тока , А определяется по формуле

, (2)

где h - глубина провара, мм. Так как автоматическая сварка под слоем флюса с обратным формированием шва, то принимаю глубину провара равной толщине металла, то есть 9 мм. к -коэффициент пропорциональности

Зная, что напряжение на дуге меняется в пределах 32…40В, принимаем .

Определяем коэффициент формы провара

=2,2.

Ширина шва l , мм определяется по формуле:

(3)

Задавшись оптимальным значением формы выпуклости, находим высоту выпуклости q , мм по формуле:

(4)

Площадь наплавленного металла F, определяем по формуле:

(5)

Коэффициент наплавки , определяем по формуле:

, (6)

где А и В - коэффициенты, значения которых применяется в зависимости от флюса

Скорость перемещения дуги , м/ч определяем по формуле:

(7)

Действительный коэффициент наплавки , определяется по формуле:

,(8)

где - увеличение коэффициента наплавки.

Скорость подачи сварочной проволоки , определяется по формуле:

(9)

Полученные результаты сводятся в таблицу 14.

Таблица 14 - Режимы автоматической сварки под слоем флюса

А	В							м/ч	м/ч
818	35	2,8	20	37,5	8	15,2	17,7	42,5	148

2.6 Выбор и описание сварочного оборудования

Для ручной дуговой сварки выбираю многопостовой выпрямитель ВДМ-1001, который рассчитан на 7 постов. Сварочные выпрямители этого типа имеют жесткую внешнюю вольтамперную характеристику. Получение подающей внешней характеристики и регулирование сварочного тока поста осуществляют балластным реостатом РБ-302, поставляемый комплектом с выпрямителем. Многопостовая система имеет ряд преимуществ: меньшую по сравнению с однопостовыми выпрямителями стоимость ухода, ремонта, обслуживания; возможность вести сварку большими токами; меньшую рабочую площадь. Недостатком являются большие потери в балластном реостате.

Выпрямительный блок ВДМ-1001 состоит из шести вентилей Д161-400. каждый пост подключается к источнику последовательно через балластный реостат, обеспечивающий получение подающих внешних характеристик и регулирование сварочного тока. Технические характеристики ВДМ-1001 и реостата РБ-302 сведены в таблицы 15, 16.

Таблица 15 - Характеристики многопостового выпрямителя ВДМ-1001

Параметры	ВДМ - 1001
Номинальный сварочный ток выпрямителя, А Номинальный сварочный ток поста, А Напряжение, В: холостого хода номинальное рабочее Число сварочных постов Потребляемая мощность, кВ х А Габаритные размеры, мм Масса, кг	1000 315 70 60 7 74 1100 х 700 х 900 420

Таблица 16 - Характеристики балластного реостата РБ-302

Параметры	ВДМ - 1001
Номинальный сварочный ток выпрямителя, А Наименьшее сопротивление, Ом не более Наибольшее сопротивление ,Ом не более Предел регулирования тока при падении напряжения на зажимах реостата 30В, А Разница между токами соседних ступеней, А Потребляемая мощность, кВ х А Габаритные размеры, мм Масса, кг	315 0,095 5 6 - 315 6 74 610 х370 х 500 29,5

Для механизированной сварки в среде углекислого газа выбираю сварочный полуавтомат ПДГ-502, комплектуемый выпрямителем ВДУ-506, который используется в режиме жестких внешних характеристик, подающим устройством с кассетой на 12 или 20 кг электродной проволоки, горелками ГДПГ-504-1 и ГДПГ -30-, редуктором-расходомером У-30, соединительными проводами и щитком сварщика. Полуавтомат ПДГ-502 имеет унифицированное подающее устройство и блок управления. Включение автомата осуществляется выключателем, установленным на рукоятке горелки. Блок управления обеспечивает постоянство скорости подачи проволоки. Горелка ПДПГ-301-8 предназначена для сварки электродной проволоки диаметром 1,2-1,4 мм и током до 315 А. Горелка ПДПГ-504-1 рассчитана на сварку электродной проволокой диаметром до 2 мм и током до 500 А и имеет водяное охлаждение.

Универсальный сварочный выпрямитель ВДУ-506 состоит из силового сварочного трансформатора стержневого типа. В зависимости от режима сварки первичная обмотка может включаться «звездой» и «треугольником». Выпрямительный блок состоит из шести терристоров. Технические характеристики ПДГ-502 и ВДУ-506 указаны в таблицах 17, 18.

Таблица 17 - Технические характеристики сварочного полуавтомата ПДГ-502

Наименование характеристик	Значения
Номинальный сварочный ток, А Диаметр электродной проволоки, мм Скорость подачи проволоки, м/ч Масса подающего устройства, кг Расход защитного газа, л/ч Габаритные размеры, мм	500 1,2-2,0 120-1200 13 1200 470 х 290 х 260

Таблица 18 - Технические характеристики сварочного выпрямителя ВДУ-506

Наименование характеристик	Значения
Номинальный сварочный ток, А Режим работы ПВ. % Напряжение холостого хода, В не более Номинальное рабочее напряжение, В Пределы регулирования сварочного тока, А при работе на характеристиках - жестких -подающих Пределы регулирования рабочего напряжения, В при работе на характеристиках -жестких -подающих КПД, % не менее Габаритные размеры, мм Масса, кг	500 60 80 46-50 60-500 50-500 18-50 22-46 79 820 х 620 х 1100 300

Для автоматической сварки под слоем флюса выбираю сварочный автомат марки АДФ-1004. он обеспечивает плавное регулирование сварочного тока, скорости подачи электродной проволоки и скорости сварки, а также стабилизацию этих скоростей. Конструкция автомата состоит из унифицированных узлов: кассеты для электродной проволоки массой 12 , 14 и 20 кг, самоходной тележки, подающих механизмов, флюсовой аппаратуры, сварочной головки, пульта управления. Мощность самоходной тележки 60ВА, подающего механизма - 90ВА. Конструкция автомата позволяет регулировать положение сварочной головки в поперечном направлении относительно сварного шва в пределах 60 мм, а также поворот относительно оси в пределах 90 градусов в ту или иную сторону.

В комплект автомата входит выпрямитель ВДУ-1001. Он предназначен для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения и уменьшение разбрызгивания металла при сварке. Технические характеристики АДФ-1004 и ВДУ-1001 указаны в таблицах 19, 20.

Таблица 19 - Технические характеристики сварочного автомата АДФ-1004

Наименование характеристик	Значения
Номинальный сварочный ток, А Диаметр электродной проволоки, мм Скорость подачи проволоки, м/ч Скорость сварки, м/ч Емкость бункера, дм3 Габаритные размеры, мм Масса, кг	1000 2,0-5,0 20-360 12-120 6 1050 х 365 х 655 60

Таблица 20 -Технические характеристики выпрямителя ВДУ-1001

Наименование характеристик	Значения
Номинальный сварочный ток, А Напряжение сети, В не Номинальное рабочее напряжение, В Напряжение холостого хода, В Пределы регулирования сварочного тока, А Рабочее напряжение, В КПД, % Масса, кг	1000 380 66 66 300-1000 24-66 82 50-500

2.7 Описание сборочно-сварочного приспособления

Для сборки и сварки секции использую электромагнитный стенд. Он состоит из девяти продольных катучих балок длиной 12 м каждая и семи таких же поперечных балок. Балки перемещаются по рельсам, забетонированным в пол. Две крайние балки, как в продольном, так и в поперечном направлении без флюсомагнитного устройства и служат лишь как площадка для поддержания полотен от провисания. Каждая подвижная балка может перемещаться на 1-1,5 м в обе стороны от места присоединения к центральному трубопроводу воздуха и общему кабелю электропитания магнитов.

Для облегчения транспортировки полотнищ на стенде и установки свариваемых пазов и стыков над магнитно-флюсовыми ручьями на всех балках имеются подъемные ролики, которые своим основанием опираются на прорезиненные шланги. Подъем этих роликов осуществляется подачей воздуха их цеховой магистрали в шланг при повороте рукоятки проходного штуцерного крана на 900.Настил балок, уровень подъемных роликов и верхняя поверхность всех электромагнитов делается в горизонтальной плоскости. Плоскость зеркала электромагнитов делается выше плоскости балок на 1,5-2 мм.

Магнитофлюсовый ручей катучей балки смонтирован на семи тележках и состоит из 24 пар отдельных магнитов по 500 мм и флюсовой подушки. Флюсовая подушка имеет шток и два прорезиненных шланга. Верхний шланг предназначен для подъема флюсового лотка и поджатия находящегося в нем флюса к свариваемым кромкам листов. Нижний шланг предназначен для принудительного опускания лотка с флюсом. Ширина флюсового лотка составляет 80 мм. Для того, чтобы исключить возможность подачи воздуха под давлением одновременно в верхний и нижний шланг, имеется трехходовой кран, который обеспечивает нахождение воздуха в одном шланге и выпуск воздуха из другого.

2.8 Основные положения на сборку и сварку

Зачистка деталей под сварку производится перед сборкой до чистого металла. Качество зачистки под сварку и качество сборки предъявляются ОТК. Начинать сварку конструкций, не принятых ОТК категорически запрещается.

Закрепление деталей при сборке конструкции под сварку должно выполняться при помощи электроприхваток. Длина прихваток для толщины 7мм должна быть 15…20мм, расстояние между электроприхватками - 150…250мм. По концам стыкуемых листов следует ставить по 2-3 усиленные прихватки длиной 50…70мм при расстоянии между ними 100…150 мм.

Прихватки должны защищаться от шлака и брызг и тщательно проверяться внешним осмотром. Не допускается на прихватке наличия пор, трещин, подрезов металла и других дефектов. Некачественно выполненные прихватки подлежат обязательному удалению.

Зазоры под сварку должны соответствовать требованиям, предъявляемым нормативными документами. Несовпадение вершин разделок кромок допускается не более 2 мм или 3 мм на длине не более 300 мм. Элементы подготовки кромок под сварку указаны на рисунках 2,3.

Сварочные материалы, поступающие на сварку, должны быть проверены ОТК. Сроки годности материалов указаны в таблице 21.

По истечению срока годности ферритные электроды прокаливаются вновь и проверяются на водород, аустенитные - прокаливаются и проверяются на технологическую пробу.

К сварке конструкций допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие медицинское освидетельствование и имеющие допуск на сварку сталей данного типа.

Таблица 21 - Сроки годности сварочных материалов

Сварочные материалы	Режим прокалки	Срок годности, сутки
	Температура прокалки, 0 С	Время выдержки, ч	В электрической кладовой	В сушильных шкафах	В термотаре
Ферритные электроды Аустенитные электроды Флюс		3 2 4	15 15 7	10 60 -	45 60 -

2.9 Методы контроля

Методы контроля включают в себя три этапа:

- предварительный контроль;

- пооперационный или контроль в процессе сборки и сварки;

- окончательный контроль или контроль готовой продукции.

Предварительный контроль.

До запуск в производство на все материалы должны иметься сертификаты заводов-поставщиков. Данные сертификаты или результаты заводских испытаний заносятся в паспорт изделия. Основной металл и все сварочные материалы подвергаются внешнему осмотру для выявления наружных дефектов. Кроме того, контролю подвергается квалификация сварщиков, оборудование и оснастка.

Контроль в процессе производства.

Проверяется изготовление детали в соответствии с чертежом, изготовление изделий в соответствии с технологическим процессом. Собранные под сварку узлы предъявляются ОТК, проверяется зачистка кромок под сварку. На все отступления в условиях производства должны быть оформлены соответствующие документы по установленной форме.

Контроль готовой продукции.

Готовое изделие проверяется в соответствии с техническими условиями и чертежами, а также проводятся предусмотренные испытания. Заваренные швы могут подвергаться следующим видам испытаний:

- внешний осмотр и измерение;

- испытание на плотность (пневматические, гидравлические, керосином на меловой экран);

- рентгено- и гаммаграфированием;

- контроль ультразвуком;

- металлографичесие;

- химический анализ и механические испытания.

Испытание керосином на меловой экран.

До начала сварки конструкции производственный мастер обязан провести водоэмульсионной краской (мелом) разметку сварных швов, которые должны подвергнуться испытанию. Испытание проводится после окончания сварки до проведения окрасочных работ.

Подготовка к испытанию:

- очистить конструкцию и сварочное соединение от мусора, ветоши;

- возобновить разметку испытываемых сварных швов;

- при необходимости просушить контролируемую поверхность газовым пламенем;

-подготовить необходимое количество мелового раствора;

- подготовить тару для мелового раствора, керосина и малярные кисти;

- перед испытаниями провести инструктаж по технике безопасности и производственной санитарии.

Проведение испытаний:

- покрыть равномерно поверхность контролируемых сварных швов меловым раствором;

- при необходимости просушить меловой экран газовой горелкой;

- малярной кистью равномерно нанести на другую сторону экрана керосин малярной кистью керосин и дать выдержку;

- по истечении времени выдержки осмотреть меловой экран на наличие пятен керосина.

Положительным испытание считается в том случае, если на контролируемой поверхности за время установленной выдержки не образовались пятна керосина. При наличии дефектов, они устраняются путем вырубки или запилки с последующей заваркой. После странения дефектов производится повторное испытание мест дефектов. Время выдержки при испытании определяется в зависимости от толщины свариваемого металла или катета шва и положения шва в пространстве.

Список использованных источников

сварочный электродный дуговой судостроительный

1. Браткова О.Н. Источники питания сварочной дуги. - М.: Высшая школа, 1982.

2. Гуляев А.И. Технология и оборудование контактной сварки. - М.: Судостроение, 1975.

3. Голота Г.Ф. Техническое нормирование в судостроении. - М.: Судостроение, 1975.

4. Гитлевич А.Д. Механизация и автоматизация сварочного производства. - М.: Машиностроение, 1980.

5. Думов С.И. Технология электрической сварки плавлением. - Л.: Машиностроение, 1987.

6. Козьяков А.Ф. Охрана труда в машиностроении, - М.: Машиностроение, 1982.

7. Куркин С.А., Николаев Р.А. Технология изготовления сварочных конструкций. - М.: Высшая школа, 1991.

8. Назаров С.Г. Методы контроля качества сварных соединений. - М.: Машиностроение, 1964.

9. Прох Л.Ц. и др. Справочник по сварочному оборудованию. - К.: Техника, 1987.

10. Юрьев В.П. Справочное пособие по нормированию материалов и электроэнергии для сварочной техники. - М.: Машиностроение, 1972.

Размещено на Allbest.ru