Технологические особенности изготовления вешалки для одежды при помощи сварки

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

1. История и перспективы развития сварки

Сваркой называется процесс получения неразъёмных соединений посредством установления межатомных связей между соединяемыми частями при их нагревании и пластическом деформировании.

Дуговая сварка. Источником нагрева при сварке является электрическая дуга, открытые которой принадлежит русскому профессору бывшей Санкт-Петербургской медико-хирургической академии Василию Владимировичу Петрову. Он первым в мировой литературе описал электрическую дугу, ее свойства, в частности плавление ею электродного металла.

Долгое время ни в одной стране мира дуга Петрова не применялась из-за отсутствия практически пригодных источников электрического тока.

Для металлических деталей его пользуются с 1881 года. Сохранившиеся в архиве нашего соотечественника Н.Н. Бернадоса описания, чертежи и рисунки указывают на то, что по существу все виды ручной и автоматической дуговой сварки, применяющиеся ныне, предложены им. В ряде стран мира Н.Н. Бернадосу выданы соответствующие документы на изобретения по дуговой сварке угольным электродом.

Николай Гаврилович Славянов разработал оборудование и технологию дуговой сварки металлов стальными электродами, организовал на Пермском заводе электросварочный цех, применял автоматы собственной конструкции и опубликовал несколько научных работ по сварке. Первый патент по дуговой сварке был выдан Н.Г Славянову первоначального во Франции в 1890г., позднее в других станах мира включая Россию.

Принципы, разработанные Николаем Николаевичем, используются во многих современных способах дуговой сварки. Изобретатель разработал ряд конструкций сварочных автоматов, способы дуговой сварки разными электродами, дугового резания, подводной сварки и резания, сварки на вертикальной поверхности, оригинальные методы точечной и шовной контактной электросварки.

2. Назначение и устройство конструкции

Вешалка предназначена для размещения верхней одежды, она устанавливается в учебных классах, библиотеках, офисах, конференц-залах и т.д. Она состоит из двух стоек основания нижней продольной перемычке, двух верхней перемычек больших и малых крючков и детали узора.

Стойки, основания и нижнее перемычка сделаны из квадратной трубы сечением 25х25, верхнее перемычка изготовлены из прутка диаметром 14мм, крючки вешалки изготовлены из прутка диаметром 10 мм, детали узоры изготовлены из колес диаметром 76мм.

3. Марка стали и её химический состав

Для изготовления вешалки для одежды применяют сталь, изготовленные из стали марки Вст3сп. Это сталь группы «В» поставляется с гарантированным химическим составом и механическими свойствами. Сталь низкоуглеродистая, марки3, полуспокойная по раскислению. Сталь марки Вст3сп поставляется, по ГОСТ 380-88 выплавляется только мартеновским и кислородно-конверторным способами.

По нормируемым показателям прокатная сталь толщиной 4мм и более, разделена на категории поставки, для группы «В» допустимые отклонения в химическом составе следующее:

· углерод - 0,3 %,

· марганец - 0,03-0,04%,

· кремний - 0,025-0,3%,

· фосфор - 0,005%,

· сера - 0,005%.

Сталь имеет повышенную чистоту от металлических включений. Колебания в содержании углерода в пределах марки должны быть не более 0,07%.

Таблица 1. Металлические включения

Таблица 2. Механические свойства стали

4. Выбор сборочно-сварочного оборудовани\

Сборку и сварку вешалки для одежды произвожу на сварочном столе с помощью прижимных и фиксирующих приспособлений (тисков, струбцин). Заготовки размечаю пользуясь универсальным инструментам: металлическая линейка, угольных, чертилка. Для правки и гибки детали применяю слесарный молоток, слесарные тиски. Резку квадратных труб выполняю угловой шлифовальной машиной. Зачистку металла от ржавчины произвожу металлической щеткой. Брызги и шлак удаляю молотком-шлакоотделителем или зубилом.

Для сварки электродом выбираю сварочный инвертор «Строитель-300 Р».

Технические характеристики.

Номинальный сварочный ток при температуре воздуха от минус 25 до +40С?:

- при ПВ равном 60%, А 300,

- при ПВ равном 100%, А 250.

Пределы регулирования сварочного тока, А 30-320.

Напряжение холостого хода, В 85±5 Напряжение питающей сети 3 фразы (без нейтралы), В 300-450.

Частота питающей сети, Гц 50-60.

Номинальная мощность, потребляемая от сети, кВН 12.

Степень защиты по ГОСТ 14254-80 IP23.

Климатическое исполнение по ГОСТ 15150-69 X3.

Коэффициент полезного действия, %, не менее 92.

Габаритные размеры (ДхШхВ), мм:

- без ограждения 480х200х360,

- с ограждением 550х255х390.

Масса, кг:

- без ограждения - 17,

- с ограждением 18,6.

Средний срок службы, лет 7.

Некоторые элементы вешалки свариваю с помощью газовой сварки. Для газовой сварки применяю газовую горелку средней мощности ГЗ-03.

Таблица 3. Технические характеристики универсальной сварочной горелки

Для подвода газов от баллонов к горелки применяются рукава шланги. Для кислорода применяю шланги III типа, для ацетилена- I типа. Выбираю шланги с одной тканевой прослойкой, внутренним диаметром 9 мм.

Для газового поста выбираю кислородный и ацетиленовый баллон.

Кислородные баллоны.

Кислородные баллоны имеет стальной цельнотянутый, цилиндрический корпус. Высота баллона 1370 мм, диаметром 219мм, толщина стенки 7 мм, вместительность 40 дм/3, масса без газа 67 кг. Баллоны рассчитан на рабочее давление 15 МПА (150 кгс/см/2); испытательное давление составляет 22,5 МПА (225 кгс/см/2). В полной баллоне объем кислорода, соответствующий атмосферному давлению и температуре 20 градусов, равен 6 м/3.

Ацетиленовые баллоны.

Баллоны для ацетилена отличаются от кислородных своим корпусом и вентилям, но имеет же такие же размеры, вместимостью 40 дм/3, масса без газа 83 кг, рабочее давление ацетилена 1,9 МПА (19 кгс/см/2), максимальная давление 3,0 МПА (30 кгс/см/2). Ацетиленовый баллон заполняют пористой массой из активированного древесного угля, которую пропитывают ацетоном из расчета 225…..30 кг. на 1 дм/3 вместимость баллона. Цвет баллона белый, надпись красная.

Для понижения давления газа поступающего из баллона и автоматического поддержания заданного рабочего давления, а также регулирования давления и защиту баллона от обратного удара пламени применяют газовые редукторы. Кислородный редуктор присоединяется к баллону накидной гайкой, а ацетиленовый с помощью хомута.

Таблица 4. Технические характеристики редуктора

5. Выбор сварочных материалов

Вешалка для одежды изготовлена из низкоуглеродистой стали, поэтому для сварки применяю типовые сварочные материалы, электроды марки УОНИИ 13/45.

Э46А - тип электрода;

УОНИИ - 13/45- марки электрода;

3,0 - диаметр электрода, мм

У - для сварки углеродистых и низколегированных сталей;

Д - с толстым покрытием;

2 - группа качество изготовления;

Е43 2(5) - группа индексов, характеризующих наплавленный металл;

Б - электроды предназначены для сварки во всех пространственных положениях;

О - для сварки на постоянном токе обратной полярности.

Для швов выполненных газовой сваркой выполняю сварочную проволоку марки СВ-08А. проволока низкоуглеродистая с пониженным содержанием серы и фосфора и повышенной вязкостью и пластичностью.

Таблица 5. Химический состав сварочной проволоки

Для газовой сварки в качестве горючего газа применяю ацетилен. Газообразный ацетилен (С2Н2)- бесцветный газ, имеющий специфический чесночный запах из-за присутствия примесей фосфористого водорода, сероводорода и других. Ацетилен легче воздуха; при атмосферном давлении и температуре 20С? его плотность равна 1,09 кг/м. куб.

Ацетилен хорошо растворяется в жидкостях, особенно в ацетоне, становясь более безопасным.

Таблица 6. Характеристика и свойства ацетилена

Для поддержания горения ацетилена использую кислород.

Газообразный кислород ( бесцветен, не имеет запаха и вкуса, немного тяжелее воздуха. Он не относится к горючим газам, но активно поддерживает горение. Газообразный технический кислород по ГОСТ 5583-78 выпускают трех сортов с разной степенью чистоты процентов 1 сорт - 99,7%; 2 сорт- 99,5%; 3 сорт- 99,2 %.

6. Выбор режима сварки

К основным показателям режима сварки относятся: диаметр электрода или сварочной проволоки, сварочный ток, напряжения на дуге и скорость сварки.

Дополнительные показатели режима сварки: род и полярность тока, тип и марка покрытого электрода, угол наклона электрода, температура предварительного нагрева металла.

Выбор режима дуговой сварки часто сводится к определению диаметра электрода и сварного тока. Скорость сварки и напряжение на дуге устанавливаются самим сварщиком в зависимости от вида (типа) сварного соединения, марки стали и электрода, положения шва в пространстве и так далее.

Диаметр электрода выбирается в зависимости от толщины свариваемого металла, типа сварного соединения, типа шва и других. Ток выбирают в зависимости от диаметра электрода. Для выбора тока можно пользоваться зависимостью: ?=kd, где k=35 /60А/мм; d- диаметр электрода, мм. Относительно малый сварочный ток ведет к неустойчивому горению дугу, не провару, повышенному разбрызгиванию электродного материала и коэффициента К влияет состав электродного покрытия: для газообразующих покрытий.

Прихватку сварку выполняю электродами диаметром 3мм.

Таблица 7. Для газовой сварки выбираю мундштук горелки №3

Таблица 8. Расход ацетилена при сварке углеродистых сталей

сварочный пластический деформирование горелка

Таблица 9. Определение угла наклона мундштука

Диаметр присадочной проволоки:

dп=S/2,

dп=1,6.

Для сварки применяю нормальное пламя.

Мощность - М=300-390 дм /3/ч.

Расход присадочного материала.

Р=Кг хS/2 (кг)

Р=12 х3/16= 12х1.6=19.2 кг.

7. Технология сборки и сварки конструкции

Сначала собираю стойку и основания, проверяю между ними угол 90С? и прихватываю соединение прихваток стыковое длина 5 мм, ширина прихватки 3-4 мм. Произвожу кантовку узла на 180С? и делаю такую же прихватку с другой стороны. Зачищаю шлак с прихваток и проверяю швы, с двух сторон соединение стыковые, ширина шва 8 мм, с двух других сторон соединение тавровые катет шва 4 мм, точно также привариваю основание другой стойке. После этого с помощью газовой сварки привариваю декоративные детали. После этого ставлю стойки вертикально и прихватываю к ним нижнюю и две верхнее перемычки. С помощью рулетки проверяю диагонали, если геометрические размеры соответствуют после зачистки шлака провариваю швы, на нижней перемычке соединения тавровые и стыковые, на двух верхних- тавровые. К верхнем перемычкам прихватываю и привариваю крючки соединение тавровые, шов двусторонний катет шва 4мм. После сварки вешалки удаляю шлак и брызги металла, после этого осматриваю изделие чтобы убедится в отсутствии дефектов.

8. Дефекты сварных соединений и их исправления

Дефекты сварных соединений снижают прочность сварных конструкций и при неблагоприятных условиях могут привести к разрушению отдельных швов или всей конструкции.

В сварочном производстве выделяют дефекты следующих типов: подготовки и сборки изделий под сварку; формы шва; наружные и внутренние.

Различают дефекты допускаемые, на которые установлены нормы по величине и количеству и не допускаемые подлежащие обязательному исправлению. К наружным дефектом относятся: трещина сварочного соединения; микротрещина сварочного соединения (трещина, обнаруживаемая при увеличении более чем в 50 раз);усадочная раковина сварочного шва (углубление в шве); учтяжина сварного соединения (углубление на поверхности обратной стороны сварочного соединения в не полностью проплавленном основном металле; вогнутость корня(углубление на поверхности обратной стороны сварочного одностороннего шва);свищ сварочного шва (несквозные углубление сварочного шва); порча сварочного шва (поверхностная, цепочка пор); брызги металла; поверхностное окисление сварочного соединения (окалина, пленка оксидов и или цветов побежалости); подрез зоны сплавления (продольное углубление вдоль линии сплавления сварочного шва с основным металлом); наплыв на сварное соединение; превышение усиления сварного шва; превышение проплава; неплавное сопряжение сварочного шва; смещение сваренных кромок (несовпадение сваренных кромок по высоте из-за некачественной сварки сварного соединения). Подрезы, поверхностные поры малой глубины вогнутость шва и занижение размеров сечения сварочного шва нагревают 10 мм, если диаметр поры не превышает 1 мм (не менее 25 мм при диаметре пор 2 мм).

Кратеры швов завариваются, при сварке не закаливающихся сталей можно выводить их в сторону от оси шва на расстоянии 20 мм. Прожоги и в швах наблюдаются редко, их надо зачищать и заваривать. Брызги металла удаляют механическим способом. Наплыв трудно определяется поверхностным осмотром, он выделяется металлографическим исследованием. Свищ расчищается, и место дефекта завариваются.

9. Контроль качества продукции

Изготовленную конструкция проверяю внешним осмотром и измерениям. При этом контроле качество продукции определяют невооруженным газом (разрешается пользоваться лупой). С использованием инструмента(шаблонов, щупов и измерителей). Контроль подвергаться все исходные материалы и оборудование, загонки собранные под сварку, узлы и сами готовые сварные изделия независимого от их назначения.

В собранном узле или изделий проверяю.

· Соответствие геометрических и основных размеров рабочим, чертежом, соблюдения допусков.

· Зазоры между деталями, отсутствие смещение свариваемых кромок, величину нахлестки в соединении.

· Чистоту металла в зоне сварки, отсутствие ржавчины, масла и других загрязнений.

Контроль процесса сварки и готовых сварных соединений.

· Порядок выполнения швов в соответствии с утвержденными технологическим процессом.

· Зачистку предыдущих слоев шва перед наложением последующего слоя шва.

· Режимы сварки.

По признаку этапа изготовления сварных изделий различают контроль: входной, технологический стадочный. По длительности, повседневный, периодический, летучий, пооперационной профилактический.

По месту расположения: стационарны: на рабочих местах, По исполнителям: контролерами, рабочим с самоконтролем. По объему сплоченной: выборочный.

10. Охрана труда

Техника безопасности при сварочных работах.

К сварочным работам допускаются лица не моложе 18 лет после сдачи техминимума по правилам техники безопасности.

Организация каждого рабочего места должна обеспечивать безопасное выполнение робот. Рабочее места должны быть оборудованы различного рода ограждениями, защитными и предохранительными устройствами и приспособленными.

Для создания безопасных условий робот сварщиков необходимо учитывать кроме общих положений техники безопасности на производстве и особенности выполнение различных сварочных работ. Такими особенностями являются возможные поражения электрическим током, отравления вредными газами и парами, ожоги излучением сварочной дуги и расплавленным металлом, поражения от взрывов баллонов со сжатыми и сжиженными газами.

Электрическая сварочная дуга излучает яркие видимые световые лучи и невидимые ультрафиолетовые и инфракрасные. Световые лучи оказывают ослепляющие действия. Ультрафиолетовые лучи вызывают заболевания глаз, а при продолжительном действии приводят ожогам кожи.

Для защиты зрения и кожи лица применяют щитки, маски или шлемы, в смотровые отверстия вставляют светофильтры, задерживающие и поглощающие лучи. Для предохранения рук сварщиков от ожогов и брызг расплавленного металла необходимо использовать защитные рукавицы, а на тело надевать брезентовую спец. Одежду. В процессе сварки выделяется значительное количество аэрозоля, которое приводит к отравлению организма. Наиболее высока концентрация пыли и вредных газов в облаке дыма, поднимающегося из зоны сварки, поэтому сварщик должен следить за тем, чтобы поток не падал за щиток. Для удаления вредных газов пыли из зоны сварки необходимо устройство местной вентиляции, вытяжной и обще объёмной приточной - вытяжкой. В зимнее время приточная вентиляция должна подавать в помещение подогретый воздух. При отравлении пострадавшего необходимо вынести на свежей воздух, освободить от стесненной одежды и предоставить ему покой до прибытия врача, а при необходимости следует применить искусственное дыхание

Электробезопасность.

При электросварочных работах проходы между однопостовыми источниками сварочного тока для сварки плавлением, резки, наплавки должны иметь ширину не менее 0,8 м., между многопостовыми источниками - не менее 1,5 м., расстояние от одно- и многопостовых источников сварочного тока до стены должно быть не менее 0,5 м. Регулятор сварочного тока может размещаться рядом со сварочным трансформатором или над ним. Запрещается установка сварочного трансформатора над регулятором тока. Запрещается производство электросварочных работ во время дождя и снегопада при отсутствии навесов над электросварочным оборудованием и рабочим местом. При электросварочных работах в производственных помещениях рабочие места сварщиков должны быть отделены от смежных рабочих мест и проходов несгораемыми экранами (ширмами, щитами) высотой не менее 1,8 м. При электросварочных работах в сырых местах сварщик должен находиться на настиле из сухих досок или на диэлектрическом ковре. При электросварочных работах сварщик и его подручные должны пользоваться индивидуальными средствами защиты: защитной каской из тока непроводящих материалов, которая должна удобно сочетаться со щитком, служащим для защиты лица и глаз: защитными очками с бесцветными стеклами для предохранения глаз от осколков и горячего шлака при зачистках сварочных швов молотком или зубилом; рукавицами с крагами или перчатками, специальной одеждой из искростойких материалов с низкой электропроводностью, кожаными ботинками.

Пожарная безопасность.

Причинами пожара при сварочных работах могут быть искры и капли расплавленного металла и шлака, неосторожное обращение с пламенем горелки при наличии горючих материалов вблизи рабочего места сварщика. Для предупреждения пожаров необходимо соблюдать следующие противопожарные меры: нельзя хранить вблизи от места сварки огнеопасные или легковоспламеняющиеся материалы, а также производить сварочные работы в помещениях, загрязненных промасленной ветошью, бумагой, древесными отходами; Запрещается пользоваться одеждой и рукавицами со следами масел, жиров, бензина, керосина и других горючих жидкостей; нельзя выполнять сварку и резку свежевыкрашенных масляными красками конструкций до полного их высыхания; з апрещается выполнять сварку аппаратов, находящихся под электрическим напряжением, и сосудов, находящихся под давлением. Нужно постоянно иметь противопожарные средства - огнетушители, ящики с песком, лопаты, ведра, пожарные рукава и следить за их исправным состоянием, а также содержать в исправности пожарную сигнализацию; после окончания сварочных работ необходимо выключить сварочный аппарат, а также убедиться в отсутствии горящих или тлеющих предметов.

Литература

1 ГОСТ 5266-80. Ручная дуговая сварка. Соединения сварные.

2 ГОСТ 9466-75. Электроды для сварки углеродистых и низколегированных сталей.

3 ГОСТ 380-94-сталь углеродистая обыкновенного качество.

4 Чернышев Г.Г. Сварочное дело: «сварка и резка металлов» Учебник для начального профессионального образования. Второе издание, Издательский стер «Академия», 2004 г. - 496с.

5 Виноградов В.С «Электрическая дуговая сварка» учебник для начального профессионального образования. 4 Изделия Стер. М. Издательский центр «Академия» 2010 год. - 320с.

6 Маслов Б.Т «Производство сварных конструкций» учебник для студентов учреждений среднего профессионального образования. Стер. М. Издательский центр «Академия» 2007 год. - 288с.

7 Свечников В.В «Дефекты сварных соединений» учебное пособие. Стер. М. Издательский центр «Академия» 2008 год - 64с.

Размещено на Allbest.ru