Технология изготовления фермы

метки: Сварка, Работа, Сборка, Технология, Мостовая, Дипломный, Изготовление, Ферма

Решетчатые конструкции представляют собой систему стержней, соединенных в узлах таким образом, что стержни испытывают, главным образом, растяжение или сжатие. К ним относятся фермы, мачты, арматурные сетки и каркасы.

Фермы классифицируют по различным признакам:

• ь по назначению — фермы мостов, покрытий (стропильные и подстропильные), транспортных эстакад, гидротехнических затворов, грузоподъемных кранов;

• ь по профилю очертания поясов — фермы с параллельными поясами, полигональные, арочные и треугольные. Очертание поясов фермы определяется назначением фермы и принятой конструктивной схемой всего сооружения.

Рис. 1. Сварная ферма

Чаще всего используют в сечениях элементов фермы спаренные уголки. Комбинируя сечения из равнобоких и неравнобоких уголков, соединяя их малыми и большими полками, можно получить сечение, равно устойчивое в обеих плоскостях, которое хорошо работает на продольную силу.

Фермы, как и балки, работают на поперечный изгиб. Конструктивные формы балок проще, однако, при достаточно больших пролетах применение ферм оказывается более экономичным. Характерные схемы решеток ферм показаны на рис. 2, а-е. Треугольная (рис. 2, а) и раскосная (рис. 2, б) схемы являются основными. Фермы, воспринимающие нагрузки по верхнему или нижнему поясу. С целью уменьшения длины панели изготовляют по схемам (рис. 2, в, г).

Иногда применяют без раскосной фермы с жесткими узлами (рис. 2, д).

По очертанию поясов фермы могут быть с параллельными поясами или с поясами, образованными ломаной линией (рис. 2, е).

Рис.2. Схемы решеток ферм

1.2 Материалы, применяемые для изготовления конструкции

Для сварки фермы был выбран прокат профильной трубы из стали 09Г2С.

Сталь 09Г2С относится к низколегированным сталям, общее количество легирующих добавок в которых не превышает 2,5% (в отличие от высоколегированных, где этот показатель — свыше 10%).

Основное предназначение этой стали — использование ее для сварных конструкций. Сварка возможна как при подогреве до 100-120°С, с последующей термической обработкой, так и без подогрева и обработки. Хорошая свариваемость стали обеспечивается благодаря низкому (меньше 0,25%) содержанию углерода. Если углерода больше, то в сварном шве могут образовываться микропоры при выгорании углерода и возникать закалочные структуры, что ухудшает качество шва. Еще одно достоинство этой марки состоит в том, что сталь 09Г2С не склонна к отпускной хрупкости, то есть ее вязкость не снижается после процедуры отпуска. Она также устойчива к перегреву и образованию трещин.

Технико-экономическая характеристика отдельных способов производства стали

... сталей приходится до 90% всего объема производства стали. Тип стали Содержание углерода, % Применения Низкоуглеродистая 0,2 Общее машиностроение: корпуса автомашин, проволока, трубы, болты и гайки Среднеуглеродистая 0,3-0,6 Балки и фермы, ...

Широкое распространение и популярность стали 09Г2С объясняется тем, что ее высокие механические свойства позволяют экономить при изготовлении строительных конструкций. Более того, такие конструкции имеют меньший вес. Области применения этой марки стали весьма разнообразны. Из нее изготавливаются элементы и детали сварных металлических конструкций, которые могут работать при температурах от -70 °С до +450°С.

Химический состав и механические свойства стали 09Г2С приведены в таблицах 1 и 2.

Таблица 1. Химический состав в % стали 09Г2С по ГОСТ 19281 — 89

C	Si	Mn	Ni	S	P	Cr	N	Cu	As
до 0.12	0.5 — 0.8	1.3 — 1.7	до 0.3	до 0.04	до 0.035	до 0.3	до 0.008	до 0.3	до 0.08

Таблица 2. Механические свойства при t=20 ^o С материала 09Г2С

Предел кратковременной прочности, МПа	Предел текучести, МПа	Относительное удлинение при разрыве, %
490	343	20

Заводские сварные швы выполняют по ГОСТ 14771-76 механизированной сваркой (способ сварки ИП, УП) сварочной проволокой сплошного сечения марки Св-08Г2С диаметром 1,2 — 1,6 мм.

Сварочная проволока марки Св-08Г2С используется для производства высококачественных сварочных работ в среде защитных газов при условии применения токов до 500А.

Сварочная проволока предоставляет возможность получать отличные качественные и долговечные соединения металлов.

Преимущества проволоки Св-08Г2С:

• невысокая стоимость;
• положительные механические качества, включая вязкость, высокие пределы прочности и т. д.;
• стабильный химический состав минимизированное разбрызгивание металла в процессе осуществления сварки посредством применения защитных газов;
• стабильность горения дуги;
• широкий диапазон режимов работы при использовании оборудования всяческих классов сложности;
• отличное повторное разжигание электричкой дуги;
• незначительный расход медных наконечников.

Применение:

• для соединения низкоуглеродистых, также углеродистых сталей;
• для сварки конструкций ответственного, а также общественного назначения;
• для сварки конструкционных, судостроительных сталей;
• для сварки сосудов.

Химический состав проволоки приведен в таблице 3

Таблица 3. Химический состав проволоки Св-08Г2С, %

Марка проволоки	Суглерод	Mnмарганец	Siкремний	Sсера	Pфосфор
Св-08Г2С	0.060	1.80	0.88	0.012	0.010

Механические свойства проволоки даны в таблице 4.

Таблица 4. Механические свойства проволоки Св-08Г2С

Ударная вязкость, Дж/см2	Предел текучести, МПа	Прочность на разрыв, МПа	Относительное удлинение, %
100	450	540	25

Сварка производится в смеси углекислого газа с аргоном.

Использование данной смеси (зачастую 18-25%) эффективно при работе по соединению низколегированных и низкоуглеродных сталей. Если сравнивать со сваркой в чистом аргоне или углекислом газе, то можно понять, что рассматриваемая смесь позволяет достигнуть более легкий струйный перенос электродного металла. Швы получаются более пластичные, нежели при работе в чистой углекислоте. Уменьшается вероятность образования пор.

Сварочная смесь является выгодным помощником на пути к созданию долговечных, качественных и неразъемных соединений. Внимания засуживают достоинства, которыми располагают смеси на основе аргона с добавлением углекислоты:

• снижение количества прилипания металлических брызг в области соединения и, как следствие, уменьшение трудоемкости по удалению брызг до 95%;
• увеличение массы наплавляемого материала за единицу времени, уменьшение потерь электродного материала на разбрызгивание во время производства соединений;
• значительное повышение пластичности и плотности металлического скрепления деталей;
• существенное повышение прочности сварочного соединения;
• улучшение гигиенических условий труда на рабочем месте, получаемое за счет существенного снижения количества выделяемых дымов и сварочных аэрозолей;

— стабильность сварочного процесса, даже при условии неравномерной подачи проволоки в зону соединения. Также стабильность работы наблюдается при наличии следов ржавчины и технологической смазки на ее поверхности.

Качественная сторона:

Сварочный кислородный газ не обеспечивает стабильность и качество соединений так, как это обеспечивает аргон. Таким образом, смесь на основе аргона способна уменьшить количество оксидных включений, к тому же способствует измельчению зерна, при этом улучшая микроструктуру металла. Также увеличивается глубина провара соединения и шва, повышение плотности, за счет чего, в конце концов, увеличивается прочность конструкций, соединяемых посредством сварки.

Производительность:

Скорость сварки в сравнении с традиционной кислородной сваркой значительно увеличивается (фактически в два раза).

Подобное происходит из-за меньшего натяжения расплавляемого металла на поверхности, после чего происходит снижение разбрызгивания и набрызгивания металла электрода на 70-80%. В большинстве случаев несущественное число брызг, поверхностного шлака исключает, направленные на зачистку сварочных элементов.

Характеристики аргона указаны в таблице 5.

Таблица 5. Характеристики аргона

Объемная доля аргона, в %	99.998
Объемная доля кислорода, в %	0.0002
Объемная доля азота, в %	0.001
Объемная доля водяного пара, в %	0.0003
Объемная доля двуокиси углерода, в %	0.00002
Объемная доля метана, в %	0.0001
Объемная доля водорода, в %	0.0002

Характеристики углекислого газа указаны в таблице 6.

Таблица 6. Технические требования к углекислому газу

Показатель	Сорт
	1	2
Содержание СО2, не менее	99%	99,5%
Содержание влаги, не более	0,18%	0,51%

1.3 Технология изготовления заготовок

Технологический процесс сварки металлической фермы начинается с изготовления ее элементов — уголков, швеллеров, косынок и т.п. по заданным чертежам.

Правка угловой стали производится на углоправильных вальцах. На загрузочный стол укладывают партию уголков. Правщик с помощью металлической вилки сбрасывает один уголок на роликовый стол и подкатывает его к вращающимся роликам вальцов. Силой трения о первые ролики уголок втягивается между роликами и прокатывается между ними. В зависимости от площади сечения и степени искривления уголка его пропускают между роликами от 3 до 5 раз. Качество правки проверяют путем выборочного промера двух-трех уголков от каждой партии в десять штук. Иногда вдоль проверяемого уголка натягивают шнур или струну и метром измеряют зазор между струной и уголком в местах наибольших просветов.

Проверку прямоугольности угла у обушка производят слесарным угольником. Угольник одной полкой прикладывают к проверяемому уголку. Зазор между второй полкой угольника и плоскостью уголка не должен превышать 1 мм на 100 мм ширины полки уголка.

Рис. 3. Правка угловой стали

Выправленный уголок поступает на приемный стол, откуда правщик сбрасывает его на стеллаж. При отсутствии углоправильных вальцов или при недостаточной их мощности правка углового металла производится на правильно-гибочном прессе.

В том случае, когда величина деформаций выходит за пределы допустимой, необходимо выправлять элементы или изделия механическим, термическим или термомеханическим способом.

Для механической правки применяют домкраты, винтовые прессы, молоты и другие устройства, создающие ударную или статическую нагрузку, которая прилагается со стороны наибольшего выгиба изделия Данный способ правки довольно трудоемкий. Неправильное его выполнение может привести к образованию трещин и разрывов в сварных швах, а иногда и в основном металле.

Деформированные изделия из тонколистового металла выправляют прокатыванием их между валками (рис. 4), предварительно установив накладки на сварные швы. В процессе прокатки сварной шов растягивается, в нем возникают пластические деформации, снимающие напряжения и вызванные ими коробления.

Разметка. При разметке на поверхность тонколистового металла наносят заметочные линии (риски) с помощью разметочных инструментов и приспособлений, таких как: чертилка, разметочный циркуль. Разметку можно выполнить с помощью шаблона — плоской детали образца. Шаблон прижимают к поверхности заготовки и обводят контуры шаблона чертилкой, плотно прижимая острие чертилки к кроме шаблона. Разметку прямоугольных деталей по чертежу начинают с определения базовой кромки, заготовки и нанесения базовой риски самая ровная кромка заготовки выбирается как базовая для разметки. От нее ведут разметку: проводят базовую риски по линейке, по угольнику проводят вторую риску под углом 90`, откладывают по линейке размер A, по угольнику проводят третью риску, откладывают размер B и по угольнику проводят четвертую риску. Чертилка должна быть наклонена в сторону движения. Наносить риску надо один раз.

Рис. 4. Схема исправления деформированных изделий из тонколистового металла: а — листы после сварки до прокатки, б — схема процесса прокатки, 1 — сварной шов, 2 — накладка, 3 — прокатные валки

Резка угловой стали обычно производится ножницами, которые имеют одну или две пары ножей. Резка обеих полок уголка на ножницах производится при движении верхнего подвижного ножа под углом 45° к горизонту (рис. 5, а).

Верхний подвижный 1 и нижний неподвижный 2 ножи имеют по две режущие кромки, расположенные одна к другой под углом 90°, которые обеспечивают одновременный рез обеих полок уголка 3.

Рис. 5. Резка угловой стали

Тонколистовой металл разрезают ручными слесарными ножницами. Для удобства работы нижнюю рукоятку ножниц прочно зажимают в слесарных тисках. Заготовку слегка поднимают и подают на себя, а лезвие направляют точно по риске. После резания заготовку выправляют, снимают с кромок заусенцы, притупляют острые углы, проверяют линейкой и угольником качество резания.

Слесарные ножницы должны быть надежно закреплены в тисках. На руку, удерживающую заготовку, должна быть одета рукавица. Нельзя касаться голыми руками отрезанных кромок изделия.

1.4 Технология сборки и сварки

Изготовленные элементы фермы собирают на стеллаже или в стапелях и скрепляют короткими сварными швами. Последовательность наложения сварных швов при сварке фермы, собранной на прихватках, должна выполняться в соответствии с технологией, предусматривающей получение минимальных короблений, допустимых без последующей рихтовки фермы.

При сборке ферм особое внимание уделяют правильному центрированию стержней в узлах во избежание появления изгибающих моментов, неучтенных расчетом. Разнообразие типов и размеров ферм иногда не позволяют использовать преимущества их сборки в инвентарных кондукторах. В этих случаях нередко применяют метод копирования. Это объясняется малой повторяемостью ферм, изготовляемых на заводах, которые имеют различные пролеты, уклоны верхних поясов, схемы решетки, сечения уголков, конструкции узлов и расположение монтажных отверстий. Разнообразие типов ферм затрудняет применение инвентарных кондукторов.

Сборка стропильных и подстропильных ферм состоит из:

v сборки копира,

v сборки полуфермы по копиру,

v сборки фермы.

Копиром называется сборочный кондуктор (шаблон) представляющий собой ферму, у которой поставлены все листовые детали и уголки с одной стороны.

Первую собранную по разметке ферму (рис. 6, а) закрепляют на стеллаже — она служит копиром. При сборке детали каждой очередной фермы 2 (рис. 6, б) раскладывают и совмещают с деталями 1 копирной фермы. После скрепления деталей 2 прихватками собранную ферму (пока с односторонними уголками) снимают с копира, укладывают на стеллаже отдельно и ставят на нее недостающие парные уголки 3 (рис. 6, в).

Когда сборка требуемого количества ферм закончена, копирную ферму также дособирают и отправляют на сварку.

Рис. 6. Схема сборки фермы по копиру

Такой способ прост и эффективен, но не обеспечивает необходимой точности размеров ферм и правильного расположения монтажных отверстий, например, для крепления ферм к колоннам. Для увеличения точности сборки на концах копира укрепляют специальные съемные фиксаторы, которые определяют положение с монтажными отверстиями и ограничивают геометрические размеры конструкции в пределах заданных допусков.

Сборка ферм по копиру с фиксаторами производится в следующем порядке. Сначала устанавливают концевые планки 2, предварительно сваренные с фасовками 1. Их правильное положение обеспечивают совмещением монтажных отверстий концевых планок с отверстиями в стойке фиксатора IV. Затем на копире раскладывают все остальные элементы, производят прихватку, ферму снимают с копира, кантуют и дособирают, как описано выше.

Рис. 7. Схема устройства для сборки и сварки ферм

При достаточно большом количестве выпускаемых ферм одного типоразмера становится экономически целесообразным использование кондукторов и кантователей. На рис. 8 показан кондуктор, смонтированный на базе плиты с Т-образными пазами, состоящей из отдельных секций и оснащенной элементами универсальных сборных сборочных приспособлений. Номера на схеме фермы соответствуют номерам под рисунками приспособлений. Регулируемые опоры обеспечивают фиксацию деталей в горизонтальной плоскости; регулировка по высоте осуществляется при помощи резьбы; фиксация — через отверстия в детали с использованием пробки. Детали, не имеющие отверстий, устанавливают по упорам и перед прихваткой зажимают их при помощи сборочных приспособлений: эксцентриковых зажимов, струбцин, вилок или при помощи переносной пневмогидравлической струбцины.

В кондукторе фермы собирают без кантовки. Для поворота их при сборке нередко используют устройство, дополняющее сборочный кондуктор 1 (рис. 8).

С помощью рамки 2 собранную ферму сначала ставят в вертикальное положение, а затем передают на стенд 3, причем в каждом из этих положений выполняют соответствующие швы. В это время на кондукторе производят сборку следующей фермы.

Рис. 8. Кондуктор для ферм с применением универсальных сборочных приспособлений (УССП)

Стыки собирают в сборочных приспособлениях или с помощью прихваток. Их ставят с применением присадочных проволок той же марки, какой будет выполнена сварка.

Высота прихватки должна быть равна 0,6 — 0,7 толщины свариваемых деталей, но не менее 3 мм, при толщине стенки до 10 мм или 5-8 мм при толщине стенки более 10 мм.

Прихватки необходимо выполнять с полным проваром. Их поверхность должны быть тщательно зачищена. Прихватки, имеющие недопустимые дефекты следует удалить механическим способом.

Для фиксации отдельных изделий на стеллаже применяют дополнительные устройства: магнитные фиксаторы, зажимы, прихваты и прочее. С их помощью конструкция фермы приобретает необходимую геометрическую форму. После сборки и фиксации ее снимают со стеллажа вместе с магнитными фиксаторами и прихватами. Окончательную проварку швов производят вне стеллажа, который уже используют для сборки следующей фермы.

Необходимо внимательно относится к технологии процесса. Сварку фермы обязательно необходимо производить в четком соответствии с утвержденным порядком и согласно чертежам. Это позволит избежать нежелательных короблений, а, следовательно, и повреждений всей конструкции и значительного снижения ее обще прочности.

Любой процесс складывается из нескольких основных этапов. Сварка не является исключением. Ее можно разделить на три главные части, которые являются необходимыми к исполнению: подготовка материала и сварочного аппарата, непосредственно сварка и, в конце, проверка на качество. Для каждого этапа характерны свои задачи, качественное выполнение которых гарантирует надежность всего итогового изделия.

Пространственные решетчатые конструкции также собирают в кондукторах-кантователях (рис. 9).

Конструкции с параллельными поясами собирают, начиная с поясных уголков, которые укрепляют фиксаторами в планшайбы кондуктора, затем с помощью подъемного копира укладывают элементы решетки и закрепляют их прихватками. Конструкции пирамидальной формы обычно собирают в два приема. Сначала на копире монтируют две боковые плоскости (фермы), а затем в специальный кондуктор-кантователь укладывают собранные плоскости и соединяют их решеткой. Собранные на прихватках конструкции подают на сварочный стеллаж для сварки в углекислом газе.

1.5 Параметры режима сварки

Качество сварки в значительной мере зависит от правильности выбора режимов работы сварочного полуавтомата, а также от правильности выбора сварочных материалов.

Рис. 9. Кондуктор-кантователь для сборки пространственных решетчатых конструкций: 1 — опора с редуктором; 2 — планшайба; 3 — стойка; 4 — передаточный вал; 5 — станина; 6 — подвижная опора; 7 — электропривод; 8 — копир; 9 — фиксатор; 10 — воздушный цилиндр.

К параметрам режима сварки в углекислом газе относятся: род тока и полярность, диаметр электродной проволоки, сила сварочного тока, напряжение дуги, скорость подачи проволоки, вылет электрода, расход углекислого газа, наклон электрода относительно шва и скорость сварки. При сварке в углекислом газе обычно применяют постоянный ток обратной полярности, так как сварка током прямой полярности приводит к неустойчивому горению дуги. Переменный ток можно применять только с осциллятором, однако в большинстве случаев рекомендуется применять постоянный ток. Сварочный ток устанавливается в зависимости от выбранного диаметра электродной проволоки.

Диаметр электродной проволоки следует выбирать в зависимости от толщины свариваемого металла.

Режимы полуавтоматической сварки в углекислом газе низкоуглеродистой стали приведены в таблице 7.

Таблица 7. Режимы полуавтоматической сварки в углекислом газе низкоуглеродистой стали

Катет шва, мм	Диаметр проволоки, мм	Режим сварки	Вылет электрода, мм	Производительность, г/c
		Сила тока, А	Напряжение на дуге, В	Расход газа, л/мин
4,0	1,2 1,4	200 270	22-23 24-25	10-12	12-15 15-18	0,99 1,09
5,0-6,0	1,4 1,6	320 280	27-28 27-29	12-15	18-20	1,36 1,44

С увеличением силы сварочного тока увеличивается глубина провара и повышается производительность процесса сварки. Напряжение дуги зависит от длины дуги. Чем длиннее дуга, тем больше напряжения на ней. С увеличением напряжения дуги увеличивается ширина шва и уменьшается глубина его провара. Устанавливается напряжение дуги в зависимости от выбранной силы сварочного тока. Скорость подачи электродной проволоки подбирают с таким расчётом, чтобы обеспечивалось устойчивое горение дуги при выбранном напряжении на ней. Вылетом электрода называется длина отрезка электрода между его концом и выходом его из мундштука. Величина вылета оказывает большое влияние на устойчивость процесса сварки и качества сварного шва. С увеличением вылета ухудшается устойчивость горения дуги и формирования шва, а также увеличивается разбрызгивание. При сварке с очень малым вылетом затрудняется наблюдение за процессом сварки и часто подгорает контактный наконечник. Величину вылета рекомендуется выбирать в зависимости от диаметра электродной проволоки. Кроме вылета электрода, необходимо выдерживать определённое расстояние от сопла горелки до изделия (табл.8.), так как с увеличением этого расстояния возможно попадание кислорода и азота воздуха в наплавленный металл и образования пор в шве. Величину расстояния от сопла горелки до изделия следует выдерживать в приведенных значениях.

Таблица 8. Рекомендуемые расстояния от сопла до изделия, мм

Рекомендуемые расстояния от сопла горелки до изделия
Диаметр электродной проволоки, мм	0,5-0,8	1,0-1,2	1,6-2,0	2,5-3,0
Расстояние от сопла горелки до изделия, мм	5-15	8-18	15-25	20-40

Расход углекислого газа определяют в зависимости от силы тока, скорости сварки, типа соединения и вылета электрода. В среднем газа расходуется от 5 до 20 л/мин.

Наклон электрода относительно шва оказывает большое влияние на глубину провара и качество шва. В зависимости от угла наклона сварку можно производить углом назад и углом вперёд. При сварке углом назад в пределах 5 — 10 град улучшается видимость зоны сварки, повышается глубина провара и наплавленный металл получается более плотным.

При сварке углом вперёд труднее наблюдать за формированием шва, но лучше наблюдать за свариваемыми кромками и направлять электрод точно по зазорам. Ширина валика при этом возрастает, а глубина провара уменьшается. Скорость сварки устанавливается самим сварщиком в зависимости от толщины металла и необходимой площади поперечного сечения шва. При слишком большой скорости сварки конец электрода может выйти из-под зоны защиты газом и окислиться на воздухе.

Для регулировки расхода защитного газа используют газовый редуктор. Защитный газ, который подается в зону сварки через газовое сопло, защищает дугу и сварочную ванну с расплавленным металлом. Металл в расплавленном состоянии химически активен и может взаимодействовать с защитным газом.

1.6 Контроль качества

Сварные конструкции контролируют на всех этапах их изготовления. Входному контролю подвергают сырье, исходные материалы, полуфабрикаты, комплектующие изделия, техническую документацию и т. д. Контроль производится по ряду параметров, среди которых: визуальный и инструментальный контроль геометрии продукции, соответствие отгрузочным документам, наличие дефектов и др. С входного контроля начинается формирование качества изделия при производстве на данном предприятии.

Кроме того, систематически проверяют приспособления и оборудование. При предварительном контроле подвергаются проверке основные и вспомогательные материалы, устанавливается их соответствие чертежу и техническим условиям.

Сварочную проволоку в течение 1,2 — 2 ч прокаливают при температуре 150 — 250єС. Ржавчина на проволоке резко ухудшает стабильность процесса сварки.

После заготовительных работ детали подвергают чаще всего наружному осмотру, т.е. проверяют внешний вид детали, качество поверхности, наличие заусенцев, трещин, забоин и т.п., а также измеряют универсальными и специальными инструментами, шаблонами, с помощью контрольных приспособлений. Особенно тщательно контролируют участки, подвергающиеся сварке. Профиль кромок, подготовленных под сварку плавлением, проверяют специальными шаблонами, а качество подготовки поверхности — с помощью оптических приборов или специальными микрометрами.

Во время сборки и прихватки проверяют расположение деталей друг относительно друга, величину зазоров, расположение и размер прихваток, отсутствие трещин, прожогов и других дефектов в местах прихваток и т.д. Качество сборки и прихватки определяют главным образом наружным осмотром и обмером.

Наиболее ответственным моментом является текущий контроль выполнения сварки. Организация контроля сварочных работ может производиться в двух направлениях: контролируют сами процессы сварки либо полученные изделия. Операционный контроль или межоперационный контроль проводится на различных стадиях производственного процесса изготовления изделия. Назначение и порядок его проведения определяется технологической документацией — маршрутными и операционными картами.

Контроль процессов позволяет предотвратить, появление систематических дефектов и особенно эффективен при автоматизированной сварке (автоматическая и механизированная дуговая сварка).

Контроль качества сварных соединений стальных конструкций производится:

• внешним осмотром с проверкой геометрических размеров и формы швов в объеме 100 %;
• Контроль размеров сварного шва и определение величины выявленных дефектов следует производить измерительным инструментом, имеющим точность измерения ±0,1 мм, или специальными шаблонами для проверки геометрических размеров швов. При внешнем осмотре рекомендуется применять лупу с 5-10-кратным увеличением;
• неразрушающими методами (радиографированием или ультразвуковой дефектоскопией) в объеме не менее 0,5 % длины швов.

Рис. 10. Схема ультразвукового контроля

Контроль швов сварных соединений конструкций неразрушающими методами следует проводить после исправления недопустимых дефектов, обнаруженных внешним осмотром.

Трещины всех видов и размеров в швах сварных соединений конструкций не допускаются и должны быть устранены с последующей заваркой и контролем.

2. Оборудование, инструменты, приспособления

Для сварки фермы применяют полуавтоматическую сварку в углекислом газе. Дуговая сварка в среде защитных газов — инертных (MIG) или активных (MAG) является наиболее применяемым методом. Сварку данным методом производят с помощью сварочных полуавтоматов.

Конструктивно сварочный полуавтомат состоит из источника тока (выпрямителя) и механизма подачи сварочной проволоки, выполненных в одном корпусе или раздельно и комплектуется сварочной горелкой. Исходя из конструктивных особенностей оборудования для полуавтоматической сварки в углекислом газе, сварку производят сварочным полуавтоматом «Спутник».

Технические характеристики полуавтомата «Спутник» указаны в таблице 9.

ферма сварка сталь металлический

Таблица 9. Технические характеристики полуавтомата «Спутник»

Показатель	Величина
Напряжение питания сети, В	380
Максимальный сварочный ток полуавтомата, А	175
Номинальное рабочее напряжение полуавтомата, В	32
Максимальный режим работы ПВ, %	60
Частота питающей сети, Гц	50
Диаметр используемой проволоки, мм	0,8-1,2
Скорость вылета электрода, м/мин	0-11
Потребляемая мощность, кВт не более	3,5
Масса полуавтомата, кг	85
Размеры, мм	1000х815х355

В состав сварочного оборудования входят источник сварочного тока и сварочный аппарат. Составные части сварочного оборудования и их функции определяются уровнем механизации и автоматизации процесса, параметрами режима сварки, необходимостью их установки и регулировки в режиме наладки и сварки. Принцип дуговой сварки в защитных газах определяет основные функции оборудования:

• подвод к дуге электрической энергии и её регулирование;
• перемещение горелки со скоростью сварки и её регулирование;
• подача электродной проволоки в зону сварки и регулирование её скорости;
• подача защитного газа в зону сварки и регулирование его расхода;
• установка вылета электродной проволоки и корректирующие перемещения горелки;
• возбуждение дуги и заварка кратера;
• автоматическое слежение по линии сварки и др.

При пуске сварочного аппарата схема управления должна обеспечивать такую последовательность включения частей и механизмов оборудования: 1) подачу защитного газа, предварительную продувку системы подачи газа; 2) включение источника питания дуги; 3) подачу электродной проволоки; 4) возбуждение дуги; 5) перемещение аппарата со скоростью сварки. Установка для механизированной дуговой сварки плавящимся электродом в защитных газах обычно включает:

• источник постоянного тока (выпрямитель);
• механизм подачи электродной проволоки с кассетой для проволоки;
• комплект специальных гибких шлангов с горелкой;
• встроенный в источник блок управления или отдельный шкаф управления;
• — систему подачи защитного газа (баллон, подогреватель газа (для СО ₂ ), газовый редуктор, смеситель газов, газовые шланги, электроклапан);

• кабели цепей управления;
• сварочные кабели с зажимами;
• приспособление для сборки и кантовки сварного узла (механическое оборудование).

Компоновка установки без механического оборудования, которую традиционно называют сварочным полуавтоматом, показана (рис. 11).

Оборудование, применяемое при сборке и сварке фермы:

• сварочный полуавтомат;
• чертилка;
• разметочный циркуль;
• углоправильные вальцы;
• слесарный угольник;
• слесарные тиски;
• молоток;
• зубило.

Рис. 11. Установка для дуговой механизированной сварки в СО2: 1 — изделие; 2 — кнопка «Пуск»-«Стоп»; 3 — горелка; 4 — гибкий шланг; 5 — механизм подачи электродной проволоки; 6 — пульт управления; 7 — катушка; 8 — кабель цепей управления; 9 — блок управления полуавтоматом; 10 — шланг для подачи защитного газа; 11 — газовый редуктор; 12 — подогреватель СО2; 13 — баллон с СО2; 14 — сварочный выпрямитель

3. Безопасность труда

К электросварочным работам допускаются лица обоего пола не моложе 18 лет, прошедшие специальное обучение и имеющие удостоверение на право производства работ. Сварщики, мастера, электромонтеры и наладчики могут быть допущены к самостоятельной работе по обслуживанию электросварочных установок после медицинского осмотра и сдачи экзамена на знание требований инструкций по технике безопасности при эксплуатации закрепленного за ними электросварочного оборудования.

Все электросварщики допускаются к самостоятельной работе только по получению 2 квалификационной группы по электробезопасности. По этим же требованиям лица женского пола могут допускаться к ручной электродуговой сварке только на открытых площадках, вне помещений.

Проверка знаний электросварщиками правил электробезопасности при эксплуатации электросварочных установок проводится ежегодно. Для этой цели в каждой монтажной организации создается специальная комиссия во главе с главным инженером. В состав комиссии для проверки знаний рабочих и продления им на год удостоверения, подтверждающего II квалификационную группу по электробезопасности, должен входить энергетик с квалификационной группой по электробезопасности не ниже V.

Внеочередные повторные испытания электросварщика проводятся перед возобновлением им работы при перерывах в работе более трех месяцев. Каждый электросварщик может быть допущен к работе только после прохождения им инструктажей по технике безопасности и производственной санитарии в соответствии с общими требованиями инструктажа рабочих перед допуском их к самостоятельной работе.

Ни при каких обстоятельствах нельзя касаться незащищенными руками токоведущих частей.

В сырых местах электросварщик обязан работать в резиновых сапогах, пользоваться резиновыми перчатками или брезентовыми рукавицами, а также следить за тем, чтобы спецодежда была сухая и аккуратно надета.

При каждом перемещении электросварочных проводов сварщиком должны приниматься меры против повреждения изоляции, а также соприкосновения проводов с водой, маслом, стальными канатами, шлангами от ацетиленового аппарата, газопламенной аппаратуры и горячими трубопроводами.

Электросварщик обязан следить за тем, чтобы номинальный ток плавких предохранителей не превышал указанный в электросхеме или паспорте электрооборудования; сварочные установки во время их перемещения были отсоединены от электропитающей сети; электродержатель был исправен, а смена электродов осуществлялась без прикосновения к токоведущим частям, при этом рукоятка электродержателя должна иметь козырек, защищающий руку сварщика.

Рабочее место электросварщика должно быть хорошо освещено, освобождено от ненужных для работы предметов и легковоспламеняющихся веществ.

Начинать электросварочные работы можно только при выполнении следующих предварительных условий:

Электросварщик должен быть экипирован в спецодежду, а также обувь, обеспечивающую гарантированную защиту от попадания на тело расплавленных частиц металла. В комплект одежды входят брезентовые брюки и куртка, имеющие карманы, закрытые специальными клапанами (одеваться должны только навыпуск), шнуровка обуви должна быть плотной. На руках должны быть сварочные перчатки.

Должна быть проверена электрическая изоляция токоведущих элементов. Проверяется надежность и правильность заземления следующих элементов: корпуса сварочного агрегата, его электрической части, свариваемой заготовки и рубильника. Все соединения кабеля и сварочного агрегата должны быть надежными.

У места ведения работ не должны находиться любые воспламеняющиеся материалы, расстояние от рабочей площадки до места их возможного размещения должно составлять не менее 10 метров.

Вести работы на открытой территории при атмосферных осадках (снег, дождь) запрещено, по их завершении сварка разрешена только с применением диэлектрических перчаток, обуви и ковриков, которые должны проходить обязательную поверку в установленные сроки.

Для защиты органов зрения и лица обязательно применение защитных масок или щитков, они должны обеспечить защиту всего лица. Также необходимо предусмотреть защиту от воздействия сварочной дуги посторонних лиц. С этой целью устанавливаются специальные экраны или щиты, не допускающие ослепления подручных сварщика.

Основные требования безопасности труда при полуавтоматической сварке

1) перед пуском сварочного полуавтомата необходимо проверить исправность пускового устройства (рубильника, кнопочного выключателя);

2) корпуса источника питания дуги и аппаратного ящика должны быть заземлены;

3) при включении полуавтомата первоначально следует включить рубильник (магнитный пускатель), а затем — аппаратный ящик. При выключении — наоборот;

4) шланги для защитного газа и водяного охлаждения у полуавтомата в местах соединения со штуцерами не должны пропускать газ и воду;

5) опираться или садиться на источник питания дуги и аппаратный ящик запрещается;6) при работе открытой дугой на расстоянии менее 10м необходимо ограждать места сварки;

7) намотку сварочной проволоки с бухты на кассету нужно производить только после специального инструктажа;

8) по окончании работы выключить ток, газ, воду;

9) о замеченных неисправностях в работе оборудования необходимо доложить мастеру цеха и без его указания к работе не приступать;

10) устранять неисправности полуавтоматах самому сварщику запрещается.

Список используемой литературы

[Электронный ресурс]//URL: https://inzhpro.ru/kursovaya/svarka-fermyi/

1. Милютин В.С. Источники питания и оборудование для электрической сварки плавлением: учебник/ В.С. Милютин. — М.: Академия, 2010. — 368 с.

2. Овчинников В.В. Оборудование, механизация и автоматизация сварочных процессов. [текст]: учебник/ В.В. Овчинников. -М.: Академия, 2012. — 256 с.

3. Овчинников В.В. Технология газовой сварки и резки металлов. [текст]: учебник/ В.В. Овчинников. — М.: Академия, 2010. — 240 с.

4. Чернышев, Г.Г. Сварочное дело: Сварка и резка металлов. [Текст]: учеб. пособие для НПО / Г.Г. Чернышев. 4-е изд., перераб. и доп. — М.: Академия, 2010. — 496 с.