Сварочные работы

метки: Сварка, Сталь, Работа, Сварочный, Заключение, Написать, Курсовой, Сварной

В течение последнего столетия сварка стала одним из наиболее распространённых технологических процессов. Трудно назвать какой-либо другой процесс, который развивался бы с такой же интенсивностью. Решение множества важнейших технических проблем современности неразрывно связано с необходимости получения сварных соединений, способных работать в различных условиях, в том числе экстремальных.

Конечным продуктом сварочного производства является сварные конструкции. Общие объёмы производства сварных конструкций в мире составляют сотни миллионов тон в год. Создаются экономичных, надёжных и долговечных сварных конструкций работающих на земле и под водой при нормальных и при интенсивном, радиационном облучении, в различных экстремальных условиях эксплуатации, является важной научно-технической проблемой.

Сварка представляет широкие возможности для оптимизации конструктивных решений, снижение трудоёмкости изготовленных конструкций, использование рациональных типов конструктивных элементов, позволяющих существенно уменьшит металлоёмкость. Сварку как один из видов получения неразъемных соединений широко применяют в различных отраслях техники.

1. Описание сварной конструкции

Сварная конструкция « Сварной упор» выполняется из материала сталь марки 45 ГОСТ 1050-88 (конструкционная углеродистая качественная).

Сварная конструкция «Сварной упор» выполняется из следующих конструктивных элементов (деталей):

А) Основание — поз.1- 140 х 40 х 8-1шт.

Б) Стойка- поз.2- Н 120, В 40, S 6 — 1шт.

В) Накладка — поз. 3- 48х48х6-2 шт.

Г) Угольник — поз.4- 20х20х7- 2 шт.

Для соединения конструктивных элементов применяются следующие сварные соединения:

1) Т1 №1-Тавровое соединение без скоса кромок с односторонним угловым швом.

2) Т1 №2- Тавровое соединение без скоса кромок с односторонним угловым швом по замкнутому контуру.

3) Н2 №3- Нахлесточное соединение углового шва с односторонней проваркой по не замкнутому контуру

Все сварные соединения выполняются ручной дуговой сваркой по ГОСТ 5264-80; электродами типа Э46 марки ОЗС — 6 ГОСТ 9467-75 диаметром 4мм.

дуговый сварка шов сборка

2. Описание материалов сварной конструкции

В качестве основного металла конструкции — фермы">сварной конструкции «сварной упор» используется сталь 45 ГОСТ 1050-88- это углеродистая, качественная, конструкционная сталь. Любая сталь характеризуется физическими, химическими, механическими и технологические свойствами. Особую важность представляют механические и технологические свойства, а также химические состав материала.

Изготовление сварной конструкции «Кронштейн»

... сварной конструкции «Кронштейн» применим конструкционную низколегированную сталь для сварных конструкций - Ст 09Г2С, а также сталь конструкционную углеродистую качественную Сталь 20 по ГОСТ 1050-88. Устанавливаем свариваемость марки стали ... прогрессивных конструктивных решений передовым технологическим возможностям производства. 1.2 Обоснование материала сварной конструкции Сварные конструкции имеют ...

Таблица 1. Химический состав стали

Марка Сталь 45
	С	Si	Mn	Cr	Ni	Cu	S P Не более
	0.17 0.24	0.17 -0.37	0.35 -0.65	0.25	0.25	0.3	0.04	0.035

Для определения работоспособности сварной конструкций, а также надежности в эксплуатации необходимо знать механические свойства применяемого материала (см. табл.2.2)Таблица.2.2 Механические свойства стали.

Таблица 2. Механические свойства стали

Марка	? в, мПа	?T, мПа	?5, %	? ,%	HB Мпа
Сталь 45	410	355	16	88	229

Где ?: B- предел прочности при растяжении. Определяет прочность металла. Характеристика прочности.

? т -предел текучести. Характеризует пластичность.

?5-относительные удлинение. Характеризует пластичность. Предел текучести и относительное удлинение — характеристика пластичность.

HB — твердость по Бринеллю — характеризует твердость.

Углерод (С) — одна из важнейших примесей, определяющая прочность, пластичность, закаливаемость и др. характеристики стали. Содержание углерода в сталях до 0,25% не снижает свариваемости. Более высокое содержание «С» приводит к образованию закалочных структур в металле зоны термического влияния (далее по тексту — ЗТВ) и появлению трещин.

Сера (S) и фосфор (P) — вредные примеси. Повышенное содержание «S» приводит кобразованию горячих трещин — красноломкость, а «P» вызывает хладноломкость. Поэтому содержание «S» и «P» в низкоуглеродистых сталях ограничивают до 0,4-0,5%.

Кремний (Si) присутствует в сталях как примесь в количестве до 0,3% в качестве раскислителя. При таком содержании «Si» свариваемость сталей не ухудшается. В качестве легирующего элемента при содержании «Si» — до 0,8-1,0% (особенно до 1,5%) возможно образование тугоплавких оксидов «Si», ухудшающих свариваемость стали.

Марганец (Mn) при содержании в стали до 1,0% — процесс сварки не затруднен. При сварке сталей с содержанием «Mn» в количестве 1,8-2,5% возможно появление закалочных структур и трещин в металле ЗТВ.

Хром (Cr) в низкоуглеродистых сталях ограничивается как примесь в количестве до 0,3%. В низколегированных сталях возможно содержание хрома в пределах 0,7-3,5%. В легированных сталях его содержание колеблется от 12% до 18%, а в высоколегированных сталях достигает 35%. При сварке хром образует карбиды, ухудшающие коррозионную стойкость стали. Хром способствует образованию тугоплавких оксидов, затрудняющих процесс сварки.

Никель (Ni) аналогично хрому содержится в низкоуглеродистых сталях в количестве до 0,3%. В низколегированных сталях его содержание возрастает до 5%, а в высоколегированных — до 35%. В сплавах на никелевой основе его содержание является превалирующим. Никель увеличивает прочностные и пластические свойства стали, оказывает положительное влияние на свариваемость.

Медь (Си) содержится в сталях как примесь (в количестве до 0,3% включительно), как добавка в низколегированных сталях (0,15 до 0,5%) и как легирующий элемент (до 0,8-1%).

Она повышает коррозионные свойства стали, не ухудшая свариваемости.

Основной металл применяются для изготовления сварной конструкции «сварной упор» относится ко второй группе свариваемости, т.е во время сварки требуется сопутствующий подогрев стали.

2.1 Описание сварочных материалов

Сварочным материалом при ручной дуговой сварке являются плавящиеся электроды, которые изготавливаются из холоднотянутой калиброванной проволокой от 0,3 мм до 12 мм, а также горячекатанная или порошковая проволока, электродные ленты или электродные пластины.

Электроды классифицируют по следующим признакам: материалу, из которого они изготавливаются; назначению для сварки определенных сталей; по толщине покрытия нанесённого на стержень; видам покрытия; характеру шкала образующегося при расплавлении покрытия; техническими свойствами металла шва; доступным пространственным положениям сварки или наплавки; роду и полярности применяемого при сварке или наплавке тока.

Электроды изготавливают согласно ГОСТ 9466-75, ГОСТ 9467-75, ГОСТ10051-75, ГОСТ 10052-75. В ГОСТ 9466-75 электроды подразделяют на группы в зависимости от свариваемых материалов: углеродистых и низкоуглеродистых конструкционных сталей -У (условное обозначение); легированных конструкционных сталей-Л; легированных теплоустойчивых сталей-Т; высоколегированных сталей с особыми свойствами-В; для наплавки поверхностных слоёв с особыми свойствами-Н

По толщине покрытия в зависимости от отношения диаметра электрода к диаметру стержня D|d! электроды изготавливают: с тонкими покрытием (D|d_1,20)-М; со средним покрытием (1,20<D|d<1,45); с толстым покрытием (1,45<D|d? 1,80)-Д; с особо толстым покрытием (D|d>1,80)-Г.

Применение электродов должно обеспечит следующие необходимые технологические условия:

А) легкое зажигания и устойчиво горение дуги;

Б) равномерно расплавлено покрытия;

В) равномерное покрытие шва шлаком;

Г) лёгкое удаление шкала после сварки;

В качестве электрода для выполнения сварки сварной конструкции «сварной упор» выбран металлический плавящийся электрод для ручной дуговой сварки конструкционных сталей по ГОСТ 9467-75. Тип Э46, марки ОЗС-6.

3. Операционная технологическая карта сборки — сварки «Упора»

Таблица 3

		Поз.	Обозначения.	Марка детали.	Тол.	Кол-во
		1	Основание	45	8	1
		2	Стойка	45	6	2 1
		3	Накладка	45	2	2
		4	Угольник	45	2	2
Номер	Наименование и содержание операции	Оборудование	Приспособление	шов	Сила сварочного тока	полярность	Присадочные материалы
участка	операции				длина	положение			марка	Расход, кг	диаметр
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
05		слесарная	Сб. стол
	1	Очистить околошовную сварных швов соединений (Т1,Т2,Н2).		Стальная щетка, напильник
10		сборочная	Ст. стол
	1	Выполнит сборку детали поз. 1к детали поз. 3 (соед.Н2)

4. Выбор вспомогательного оборудования

Рабочее место сварщика- это сварочный пост(рис.1), которые оснащен необходимым инструментом и оборудованием для выполнения работ. Сварочные посты могут быть оборудованы как в производственном помещении, так и на открытой производственной площадке (строительно-монтажные условия работы).

В зависимости от условий работы сварочные посты могут быть стационарными или передвижными

Сварочные посты необходимо размещать в специальных сварочных кабинках.

Рисунок №1

Кабина сварочного поста должна иметь размеры: 2 (1,5) или 2 (2) м и высоту не менее 2 м. в кабине устанавливается металлический стол, к верхней части кабины подводится зонд местной вытяжки воздуха от вентиляционной системы. В столе предусматриваются выдвижные ящики для хранение необходимого инструмента и приспособлений.

Электрододержатель -приспособлений для закрепления электрода и подвода к нему тока. Среди всего многообразия применяемых электрододержателей наиболее безопасными являются пружинные, изготавливаемые по требование и классификации ГОСТ 1465178Е: 1 типа- для тока до 125 А; 2типа для тока 125-315 А; 3 типа — для тока 315-500 А. Эти электрододержатели выдерживают без ремонта 8-10 тысяч зажимов.

Время замены электрода не превышает 3-4тсекунды по конструкции различаются винтовые, пластичные, вилочные и пружинные электрододержатели (рис. 2).

Рисунок №2

Защищенные сфетофильтры (затемнение стекла), предназначены для защиты глаз от излучения дуги, брызг металла и шкала, изготавливаются 13 классов или номеров по ГОСТ 12.4.080-79 .

Кабели и сварочные провода необходимы для провода тока от источника питания к электрододержателю и изделию. Кабели изготовляют многожильными (гибкими)по установленными нормативам для электротехнических установок согласно ПУЭ (правила устройства и эксплуатации электроустановок) из расчета плотности тока до 5 А /мм при точках до 300 А. Электрододержатели присоединяются к гибкому (многожильному) медному кабелю марки ПРГД или ПРГДО (ГОСТ 6731-77Е).

Кабель сплетен из большого числа отожженных медных проволочек диаметром 0,18-0,20 мм. Применять провод длиной более 30 м не рекомендуется, так как это вызывает значительное падение напряжения в сварочной машины или источника питания к электрододержателю и свариваемому изделию приведены в (таб. 3).

Таблица 4

Сила тока, А	Площадь сечения провода, мм
	Одинарного	двойного
125 315 500	25 50 70	— 2*16 2*25

Токоподводящий провод соединяются с изделием через специальные зажимы. В сварочном поворотом приспособлений должны быть надежным. Самодельные удлинители токоподводящего провода должны быть надежными. Самодеятельные удлинители токопроводящего провода в виде кусков или обрезков металла не допускаются. Некоторые виды зажимов приведены на (рис. 3).

Рисунок №3

При выполнении сварочных работ сварщик пользуются традиционным инструментом: металлической щеткой (карщетка) для зачистки кромок перед сваркой и удаления остатки шлаков после сварки; молотком Шлакоотделителем, для удаления шлаковой корки, зубилом, шаблонами для проверки размеров швов, металлической линейкой, угольником, чертилкой и т.д.

5. Контроль качества сварочных соединений

Сварочное соединение считаются качественными, если они не имеют не допускаемых дефектов и их свойства удовлетворяют предъявляемым требованием. Качество сварочных соединений проверяют следующими видами контроля:

а) предворительный

— проверить качество исходных материалов;

— контроль подготовки деталей под сварку;

— контроль сборки узлов;

— состояние оборудования;

— испытание на свариваемость;

— механические испытания;

— металлографические исследования.

б) текущий (в процессе сварных работ):

— проверка соблюдения технологии сварки.

в) окончательный (контроль качества готовых конструкций).

Дефекты сварных соединений различают по следующим факторам:

а) по причинам их возникновения;

б) по месту их расположения.

По причинам возникновения дефекты делятся на две группы

Таблица5. Причины возникновения дефектов сварных соединений

Гр.	Причины	Название дефектов
1	Связанные с металлургическими и тепловыми явлениями, происходящими в процессе формирования и кристаллизации сварочной ванны, охлаждения сварных соединений.	Холодные и горячие трещины в металле шва и околошовной зоне, поры, не благоприятные изменения свойств металла шва и зоны термического влияния.
2	Нарушение режимов сварки, подготовки и сборки конструкции под сварку, не исправность оборудования, а также небрежность и низкая квалификация сварщика и т.д.	Несоответствие швов расчетными размерами, не провары, подрезы, прожоги, наплывы и др.

Таблица 6. Дефекты сварных швов

Кратеры: обрыв дуги; неправильное выполнение конечного участка шва.	Подрезы: большой сварочный ток; длинная дуга; при сварке угловых швов — смещение электрода в сторону вертикальной стенки.
Поры: быстрое охлаждение шва; загрязнение кромок маслом, ржавчиной и т. п.; непросушенные электроды; высокая скорость сварки.	Непровар: малый угол скоса вертикальных кромок; малый зазор между ними; загрязнение кромок; недостаточный сварочный ток; завышенная скорость сварки.
Включения шлака: грязь на кромках; малый сварочный ток; большая скорость сварки.	Прожог: большой ток при малой скорости сварки; большой зазор между кромками; под свариваемый шов плохо поджата флюсовая подушка или медная подкладка (на трубопроводах не применяется).
Несплавления: плохая зачистка кромок; большая длина дуги; недостаточный сварочный ток; большая скорость сварки.	Неравномерная форма шва или грубая чешуйчатость: неустойчивый режим сварки; неточное направление электрода.
Наплыв: большой сварочный ток; неправильный наклон электрода; излишне длинная дуга.	Трещины: резкое охлаждение конструкции; высокое напряжение в жестко закрепленных конструкциях; повышенное содержание серы или фосфора.
Свищи: низкая пластичность металла шва; образование закалочных структур; напряжение от неравномерного нагрева.	Перегрев (пережог) металла: чрезмерный нагрев околошовной зоны; неправильный выбор тепловой мощности; завышенные значения мощности пламени или сварочного тока.

5.1 Способы контроля качества

Все виды контроля качества сварных соединений и швов делятся на две группы:

1).

Неразрушающий контроль.

2).

Разрушающий контроль.

Неразрушающий — метод контроля без разрушения образцов и изделия, то есть:

— внешний осмотр;

— акустический;

— магнитный;

— оптический;

— радиационный;

— радиоволновый;

— тепловой;

— электрический;

— электромагнитный.

Разрушающий — метод контроля с разрушением образцов, то есть:

— механические испытания сварочных швов на статическое растяжение, статический изгиб;

— ударный изгиб, измерение твердости металла различных участков сварочного соединения и наплавленного металла;

— металлографические исследования (микроанализ);

— испытания на коррозию;

— химический анализ.

Для определения качества сварных швов и соединений конструкции не один из способов разрушающего контроля не применяется , а применены следующие способы неразрушающего контроля:

— внешний осмотр — не только в качестве контрольной операции, но и на всех промежуточных стадиях технологического процесса (контроль сборки отдельных элементов конструкции, контроль промежуточных сварных операций).

— магнитный метод контроля- является окончательной операцией контроля на наличие внутренних дефектов.

Внешний осмотр, выполненный невооруженным глазом или с помощью лупы с 10-ым увеличением. Перед осмотром сварные швы должны быть тщательно отчищены от шлака, а если необходимо, то и протравлены. Осматривать детали следует как после прихваток, так и после нахождения каждого валика. Размеры швов замеряют специальным шаблоном и измерительными приборами после сварки.

Внешним осмотром выявляют смещение, излом или неперпендикулярность осей соединенных деталей, несоответствие формы размеров шва (по высоте и ширине шва, равномерности выпуклости и т.п.), трещины всех видов и исправлений, наплывы, подрезы, прожоги, не заваренные кратеры, пористости, не провары, отсутствие плавных переходов от одного сечения к другому, несоответствие общих геометрических размеров сварного узла требования чертежей и технических условий, отсутствие клейм сварщиков или несоответствие клейм установленным требование.

Внешний осмотр и измерения сварных соединений осуществляют в условиях достаточной освещенности объекта контроля, кроме того для обнаружения внутренних дефектов сварного соединения используется магнитный метод контроля

6. Техника безопасности при сборке и сварке металлоконструкций. Противопожарные мероприятия

6.1 Электробезопасность

1. Корпуса сварочных преобразователей, трансформаторов, выпрямителей должно быть надежно заземлено.

2. Проверить исправность всех соединений вторичной цепи. Сварку выполнять в исправной и сухой спецодежде. Нельзя касаться голыми руками токопроводящим частям сварочной машины. Сварочные провода должны быть надежно изолированы. Регулярно проверять исправность сварочных машин. Устройство для электротехнических переключений на сварочном агрегате должно быть защищено кожухами. При сварочных работах необходимо проверять защиту изоляции сварочных проводов от повреждений и периодически проверять исправность изоляции первичной и вторичной обмоток агрегатов. При выполнении сварочных работ внутри замкнутых сосудов (котлов, емкостей, резервуарах) применяют деревянные щитки, резиновые коврики, колоши, перчатки.

Ток выше 0,1А опасен для жизни человека. В сухом помещениях применяют ток с напряжением не выше 36В, а в сырых помещениях не выше 12В.

Для защиты и удаления вредных газов и пыли с мест сварки и подачи чистого воздуха устанавливают вентиляцию.

Вентиляция должна быть местной и общей. Свежий воздух обычно попадает в цех через общецеховую вентиляционную установку, а загрязненный воздух удаляют из цеха общецеховой вытяжной вентиляцией, а также местными вытяжными устройствами

Для нормальной работы в цехе должна быть хорошая освещенность рабочего места, в цехе предусматриваются общее напряжение 220В. На рабочих местах в кабинах возможно местное освещение, может применяться переносное освещение (переносное) 12,24,36В.

6.2 Воздействие вредных факторов на организм сварщика в процессе работы

Дуга оказывает вредное влияние на сварщика при сварке, она выделяет два вида излучения ультрафиолетовые, инфракрасные. От ультрафиолетовых лучей глаза нужно защищать светофильтрами. Если сварщик получил ожог глаз, делают холодные примочки, затемняют помещение, закапывают глазные капли. Ультрафиолетовые лучи дуги вызывают ожог кожи. Для того, что бы избежать ожогов сварщик должен надевать спецодежду и закрывать оголённые участи тела.

Противопожарные мероприятия.

Для устранения причин способствующих возникновению пожаров, необходимо выполнять:

1. нельзя хранить в рабочем помещении или рабочей зоне легковоспламеняющиеся или огнеопасные материалы.

2. необходимо защищать деревянные настилы от воспламенения листовым железом или асбестом.

3. каждый сварочный пост должен иметь огнетушитель, бочка с водой, а также ящик с песком и лопатой. После окончания сварочных работ следует проверить рабочее помещение и зону, где проводились сварочные работы и не оставлять пламени и тлеющих предметов

Список использованной литературы, Виноградов В.С. Оборудование и технология дуговой автоматической

2. Думов С.И. Технология электрической сварки плавлением. Учебник для машиностроительных техникумов. 3-е издание доработанное и дополненное Л: машиностроение Ленинград отделение, 1987 — 461 с., ил.

3. Казаков Ю.В. Сварка и резка материалов. Учебное пособие — М: Издательский центр «Академия», 2001 — 400 с.

4. Маслов В.И. Сварочные работы: Учебник для начального профессионального образования М: ПрофОбрИздат, 2001 — 240 с., ил.

5. Николаев А.А., Герасименко А.И. Электрогазосварщик. Учебное пособие для профессиональных лицеев и училищ. Издательство «Феникс», 2005 320 с.

6. Чернышов Г.Г. Сварочное дело. Учебник для начального профессионального образования. 2-е издание. Издательский центр «Академия», 2004 — 496 с.

Способы сварки, виды. Подготовка кромок, сборка деталей под сварку. Выбор и характеристика свариваемой стали. Возможные дефекты сварных швов, способы их устранения. Контроль качества сварных соединений и швов, способы контроля. Организация рабочего места.

курсовая работа