Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Зміст
1.Вступ.
2.Організація робочого місця.
3.Використані матеріали.
|
4.Технологія зварювання. |
|
5.Контроль якості зварних з’єднань. |
|
6.Нові досягнення в зварювальному виробництві. 7.Економічні аспекти праці та оплата праці.. |
|
8.Техніка безпеки . |
9.Використана література.
10.Висновок.
1.Вступ.
Спосіб нагрівання металу полум’ям горючої газової суміші став відомим наприкінці ХIX ст. Практичне застосування газового зварювання стало можливім після розробки французьким інженером Е. Фуше в 1903 р. першого пальника.
У нашій країні газове зварювання застосовується з 1906 р. До 1960 р. використовували тільки ацетиленово-кисневе полум’я. Коли ацетилен стали застосовувати для одержання гуми,пластмас,виникла необхідність замінити його іншими газами або парами горючих рідин.
Газове полум’я має малу концентрацію тепла порівняно з електричною дугою. Тому газове зварювання виконується при низьких швидкостях нагрівання і охолодження металів,що призводить до збільшення розмірів зерен,низької міцності,деформацій зварюваного виробу.
Вартість газового зварювання сталевих листів товщиною понад 2 мм. вища вартості дугового зварювання.
Продуктивність газового зварювання виробу товщиною до 3 мм. в 1,5 рази вища ніж при дуговому зварюванні,а при більшій товщині-нижча.
Газове зварювання використовують при ремонті литих виробів із чавуну і кольорових металів,виправленні дефектів лиття,при монтажних і синтетичних роботах,різанні,наплавленні,зварюванні легкоплавких металі,при паянні та ін.
У третьому тисячолітті зварювання є одним із провідних технологічних процесів. Більше половини світового споживання сталевого прокату йде на виробництво сталевих конструкцій. Практично зварюють майже всі метали на землі, в морських глибинах і в космосі. Маса зварюваних конструкцій становить від частки грама до сотень і тисяч тонн.
Більше половини валового національного продукту промислово розвинутих країн створюється за допомогою зварювання і споріднених технологій, до яких відносять наплавлення,паяння,різання,нанесення покриття ,склеювання різних металів. Науково-технічне поняття «зварювання» охоплює такі суміжні напрями як заготовка і складання,діагностика і не руйнуючий контроль,техніка безпеки та екологія зварювальних процесів.
Генератор середнього тиску АСМ-1,25-3 призначений для монтажних і ремонтних робіт і працює за системою ВВ.
Він складається з корпусу, який поділений на дві частини: нижня — -промивач і верхня — газоутворювач . Між собою вони з'єднані трубкою , на яку встановлений стакан . У газоутворювачі змонтована шахта. Простір між корпусом і шахтою утворює повітряну подушку, в яку витискується вода при роботі генератора.
Ацетилен відводиться через запобіжний клапан по шлангу у водяний затвор. Кошик з карбідом кальцію, закріплений на кришці , уставляється через горловину у верхній частині корпусу. Вода заливається через горловину. Коли її рівень підніметься до верхнього краю трубки , вода почне переливатися в промивач до рівня контрольного крана. Після продування генератора він герметично закривається кришкою
Генератор середнього тиску АСМ-1,25-3:
1 — промивач; 2—шланг; 3—запобіжний клапан; 4 — газоутворювач; 5 — кошик; 6 — кришка; 7 — важіль; 8 — гвинт; 9 — стакан; 10 — трубка; 11 — водяний затвор; 12 — контрольний кран; 13, 14 — штуцера за допомогою гвинта 8 і важеля 7. Після продування ацетилен не може потрапити в повітряну подушку, за виключенням похилого положення генератора.
Кількість виділення ацетилену автоматично регулюється витисканням води з шахти в простір між шахтою і корпусом та зворотним надходженням у шахту під тиском повітряної подушки.
Намул з газоутворювача зливають через штуцер 14, а воду з промивача — через штуцер 13.
Генератор АСВ-1,25 працює за тим же принципом і відрізняється конструкцією та кількістю завантажувального карбіду кальцію.
Газове зварювання широко використовується в промисловості та сільському господарстві Полтавщини. Цей спосіб зварювання дає можливість здешевити багато технологічних процесів.
2.Організація робочого місця.
Робоче місце зварника,обладнане всім необхідним для виконання зварювальних робіт,називається зварювальним постом.
Вони бувають пересувні та стаціонарні.
Пересувний пост використовується для ручних робіт у різних місцях на території підприємств і в будівлях,а також при монтажних роботах.
Для організації газозварювального поста необхідні:
Схема кисневого редуктора ДКП:
1,7 — манометри; 2 — натискний диск; 3 — фільтр; 4 — регулювальний гвинт; 5 — натискна пружина; 6 — мембрана; 8 — ніпель; 9 — запобіжний клапан; 10 — сідло; 11 — фільтр; 12 — клапан; 13 — пружина; 14 — фільтр; 15 — накидна гайка; а — камера високого тиску; Б — камера робочого тиску
Ацетиленовий переносний генератор ГВР-1,25 М працює за комбінованою системою ВК і ВВ
1 — корпус; 2 — реторта; з — бачок; 4 — горловина; 5 — запобіжний клапан; 6 — манометр; 7 — трубка; 8 — гвинт регулятора; 9 — кошик; 10 — гвинт;11 — запобіжний затвор
1, 16 — кисневий і ацетиленовий ніпелі; 2 — рукоятка; 3, 15 — киснева і ацетиленова трубки; 4 — корпус; 5, 14 — кисневий і ацетиленовий вентилі; 6 — ніпель наконечника; 7 — мундштук; 8 — мундштук для пропан-бутано-кисневої суміші; 9 — штуцер; 10 — підігрівач; 11 — трубка горючої суміші; 12 — змішувальна камера; 13 — інжектор; а, б — діаметри вихідного каналу інжектора і змішувальної камери; в — зазор між інжектором і змішувальною камерою; г — бокові отвори в штуцері 9 для нагрівання суміші; д — діаметр отвору мундштука; / — ацетиленокисневий; // — пропан-бутано-кисневий
Перед використанням ацетиленовий пересувний генератор знімають з візка і розташовують не ближче 5 м. від кисневого балону. Перевозити генератор у заправленому стані забороняється.
При використані пересувних постів у приміщеннях слід забезпечити природну або примусову вентиляцію.
Робітників забезпечують спецодягом за встановленими нормами і захисними окулярами(світлофільтри С-3 при роботі різаками С-4 при зварювальних роботах із витрачанням ацетилену до 2500 л /год.)
Світлофільтри підбирають залежно від характеру роботи і потужності газового полум’я (таблиця 2.1)
Таблиця 2.1. Характеристика і призначення світлофільтрів.
|
Призначення світлофільтрів |
Марка |
Класифікаційний номер. |
Марка скла. |
Діаметр,товщина,мм. |
|
Для допоміжних робітників . |
В-1 В-2 В-3 |
2,4 3 4 |
ТС-1 ТС-1 ТС-2 |
30-60
1,5-3,5 |
|
Для газового зварювання і різання на відкритих площадках. |
Г-1 |
4 |
ТС-2 |
30-60
15,-3,5 |
|
Для газового зварювання і різання середньої потужності. |
Г-2 |
5 |
ТС-2 |
30-60 15,-3,5 |
|
Для газового зварювання і різання великої потужності. |
Г-3 |
6 |
ТС-2 |
30-60 15,-3,5 |
Для захисту світлофільтра використовують безколірне скло(віконне),яке в міру забруднення змінюють. Категорично забороняється заміняти світлофільтри саморобним зафарбованим склом.
Стаціонарний пост призначається для виконання ручних і механізованих робіт газозварювання і різання в умовах цеху,майстерні.
Газопостачання здійснюється централізовано:газ подається газопроводами до кінця споживання,якщо кількість постів перевищує десять. Коли використання газопроводів не раціональне дозволяється подача газу від балонів.
3.Використані матеріали
Кисень.
Висока температура полум'я досягається спалюванням горючого газу або парів рідини в кисні. Кисень у чистому вигляді при температурі 20°С і атмосферному тиску — це прозорий газ без запаху, кольору і смаку. Маса 1 м3 становить 1,33 кг. Зріджується при нормальному тиску і температурі мінус 182,9°С. Рідкий кисень прозорий, має голубий відтінок. Маса 1 л рідкого кисню становить 1,14 кг; при випаровуванні 1 л кисню утворюється 860 л газу. Кисень одержують при розкладанні води електричним струмом або при глибокому охолодженні атмосферного повітря. Кисень рідкий і газоподібний (вміст пари води в газоподібному кисні не більше 0,07 г/м3)
|
Кисень |
Вміст кисню ,% |
Примітка |
|
Технічний: Сорт 1 Сорт 2 Сорт 3 Медичний |
99,7 99,5 99,2 99,5 |
До складу залишка ввввходять азот і аргон. |
Технічний кисень 3-го сорту поставляють тільки газоподібним.
Чистота кисню має велике значення, особливо для кисневого різання. Зниження чистоти кисню погіршує процеси зварювання і підвищує витрати.
Масла і жири при дотику із стисненим киснем з великою швидкістю окиснюються, що призводить до самозагорання або вибуху. Тому треба уникати забруднень кисневих балонів маслами.
Ацетилен.
Ацетилен при згоранні V кисні дає найбільшу температуру полум'я - 3050-3150°С.
Технічний ацетилен (С2Н2) — газ без кольору з різким неприємним запахом, в 1,1 раза легший за повітря, розчиняється в рідинах.
Ацетилен вибухонебезпечний: під тиском 0,15-0,20 МПа вибухає від електричної іскри або вогню, при швидкому нагріванні вище 200°С, а при температурі вище 530°С відбувається вибухове розкладання ацетилену.
Ацетилено-киснева суміш здатна вибухати при наявності в ній 2,8-93% ацетилену. Тому зварникам необхідно дотримуватися обов'язкових правил експлуатації газового обладнання. Самозагорання суміші ацетилену і кисню, що виходять з пальника, проходить при температурі 428°С.
Одержують ацетилен трьома способами:
— розкладанням карбіду кальцію (СаС2) водою;
— термоокиснювальним піролізом (розкладанням) нагрітого природного газу в суміші з киснем;
— розкладанням рідких вуглеводнів (нафти, гасу) електричною дугою.
КАРБІД КАЛЬЦІЮ
Карбід кальцію (СаС2) — тверда речовина темно-сірого або коричневого кольору, питома густина 2,26-2,40 г/см3.Одержують в електричних печах сплавлюванням вапна й коксу. СаО + ЗС — СаС2 + СО - Q).
У технічному карбіді є до 90% чистого карбіду, решта — вапно. Після охолодження, дроблення і сортування, карбід кальцію завантажують по 100-130 кг у герметичні барабани з покрівельної сталі або бідони місткістю 80 і 120 кг.
Одержання ацетилену з карбіду кальцію проходить за реакцією: СаС2 + 2Н20 С2Н2 + Са(ОН)2 + Q.
Теоретично для розкладання 1 кг СаС2 витрачається 0,562 кг води. При цьому одержують 0,406 кг (372,5 л) ацетилену і 1,156 кг гашеного вапна Са(ОН)2. Під час реакції проходить виділення тепла,-що може призвести до вибуху. Практично витрата води становить 5-15 л залежно від конструкції ацетріленових генераторів.
Вихід ацетилену з карбіду кальцію становить від 250 до 280 л на 1 кг СаС2.
Карбід кальцію випускають у грудках такої грануляції: 2x8; 8x15; 15x25; 25x80 мм. Чим грудки більші за розміром, тим більший вихід ацетилену
Інколи в карбідному барабані накопичується пил, який можна використовувати тільки в генераторах особливої конструкції. В іншому випадку може статися вибух. Для уникнення іскроутворення карбідні барабани необхідно відкривати латунним зубилом і дерев'яним молотком або спеціальним ножем.
Властивості карбіду кальцію
|
Показники |
Розмір грудок,мм |
||||
|
2-8 |
8-15 |
15-25 |
25-80 |
змішані |
|
|
Вихід ацетилену,л/кг Сорт 1 Сорт 2 |
255 240 |
265 250 |
275 255 |
285 265 |
275 255 |
|
Час розкладання,хв. |
5,5 |
6,5 |
8 |
13 |
- |
Зварювальний дріт.
Для заповнення зазору між кромками зварюваних деталей і утворення валика шва в зварну ванну вводять присаджувальний метал у вигляді дроту, прутків, який за хімічним складом повинен
бути таким, як і основний метал. Для зварювання металу забороняється використовувати дріт невідомої марки.
Для покращення властивостей металу шва в присаджувальний метал вводять легуючі елементи.
Зварювальний дріт діаметром 0,3 мм; 0,5; 0,8; 1,0; 1,2; 1,4; 1,6; 2,0; 2,5; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0; 8,0; 10,0; 12,0 мм постачають у мотках масою не більше 80 кг.
ФЛЮСИ
Флюси використовують для видалення з металу шва неметалевих включень, для захисту від окиснення кромок металу і присаджувального дроту. Флюс розчиняє оксиди, неметалеві включення, утворюючи легкоплавку суміш, яка легко піднімається в шлак.
Флюси використовують у вигляді порошків або паст. Для зварювання низьковуглецевих сталей їх не застосовують через утворення легкоплавких оксидів заліза, які вільно виходять на поверхню шва. З флюсами зварюють чавуни, кольорові метали, високолеговані сталі.
Зварювальні флюси повинні відповідати таким вимогам:
— мають бути більш легкоплавкими, ніж основні та присаджувальні метали;
— повинні мати достатню рідкотекучість;
— не повинні спричиняти корозію швів;
— повинні активно розкиснювати оксиди і переводити їх у більш легкоплавкі хімічні сполуки або видаляти з ванни;
— утворений шлак повинен добре захищати метал від окиснення киснем і азотом повітря;
— шлаки повинні добре відокремлюватися від шва після зварювання;
— густина флюсу має бути меншою від густини основного і присаджувального металу, щоб шлак добре спливав на поверхню ванни і не залишався в металі шва.
Склад флюсу вибирають залежно від властивостей зварюваного металу.
Характеристики чавунів.
Чавуном називається сплав заліза з вуглецем, вміст якого становить від 2,14% до 6,67%. Практично застосовують чавуни з вмістом вуглецю до 4%.
За структурою чавуни поділяються на білі, сірі й ковкі; за хімічним складом — на леговані та нелеговані.
У білому чавуні вуглець хімічно зв'язаний у карбід залізо-це-ментит (Ре3С), який дуже твердий і крихкий. Тому білий чавун не піддається механічній обробці і зварюванню. Його використовують для одержання ковких чавунів.
Ковкий чавун одержують після тривалого (декілька діб) томління при температурі 900-1000°С з наступним повільним охолодженням. У результаті він втрачає крихкість, стає в'язким і здатним оброблятися. При цьому вуглець виділяється у вигляді пластівців вільного вуглецю, які розташовуються між кристалами чистого заліза. При нагріванні ковких чавунів вище 900°С графіт
може утворювати цементит. При цьому деталь втрачає властивості ковкого чавуну. Це утруднює зварювання, тому що чавун необхідно піддавати повному циклу термообробки (після зварювання).
Ковкий чавун згідно ГОСТу 1215-79 позначають двома буквами КЧ і двома числами: перше вказує тимчасовий опір при розтягу кгс/мм2, друге — відносне видовження у відсотках (КЧЗО-6, КЧЗЗ-8, ... КЧ80-1,5).
Сірий чавун використовують у якості конструкційного матеріалу. В ньому більша частина вуглецю знаходиться у вільному стані—у вигляді графіту. Сірий чавун добре обробляється. Температура плавлення становить 1100- 1250°С. Чим більше вуглецю, тим нижча температура плавлення і вища рідкотекучість.
Марганець зв'язує вуглець і перешкоджає виділенню графіту. Цим сприяє відбілюванню чавуну. Марганець утворює сірчані сполуки, нерозчинні в чавуні, які легко виводяться з металу в шлак. Зварюваність чавуну погіршується, коли вміст марганцю перевищує 1,5 %.Кремній зменшує розчинність вуглецю у залізі, сприяє розпаду цементиту з виділенням вільного графіту. При зварюванні проходить окиснення кремнію, оксиди якого мають температуру плавлення вищу, ніж зварювальний метал, і тим самим погіршується процес зварювання.
Фосфор у чавунах підвищує рідкотекучість і покращує зварюваність, але знижує температуру кристалізації, підвищує твердість і крихкість. Вміст фосфору не повинен перевищувати 0,3%.
Сірка погіршує зварюваність чавуну, знижує міцність і сприяє утворенню гарячих тріщин. Сірчане залізо перешкоджає виділенню графіту і сприяє відбілюванню чавуну. Вміст сірки не повинен перевищувати 0,15%. Для нейтралізації сірки, вміст марганцю повинен бути в 3 рази більший.
За ГОСТом 1412-85 марки сірого чавуну позначають буквами СЧ і числом, яке вказує границю міцності на розтяг в кгс/мм2 (СЧ10, СЧ15, ... СЧ35).
Високоміцний чавун одержують із сірого, введенням у рідкий чавун при температурі не нижче 1400°С чистого магнію або його сплавів. Графіт у високоміцному чавуні має сферичну форму.
За ГОСТом 7293-85 марки високоміцного чавуну позначають буквами ВЧ і числом, яке вказує границю міцності на розтяг у кгс/мм2 (ВЧ35, ВЧ40, ... ВЧ100).
Леговані чавуни мають спеціальні домішки хрому, нікелю, молібдену та інших елементів, завдяки яким підвищується кислотостійкість, жароміцність, стійкість проти спрацювання, міцність при ударних навантаженнях та ін.
За ГОСТом 7769-82 марки легованих чавунів позначають буквою Ч і наступними буквами, які означають умовні позначення легуючих елементів. Цифри після букв означають вміст цих
легуючих елементів у відсотках. Коли вміст легуючих елементів у чавуні становить 1%, то цифри не ставлять. Буква Ш в кінці марки означає, що графіт кулястої форми (ЧЮ22Ш, ЧН20Д2Ш, ЧХ9Н5).
Антифрикційні чавуни використовують для виготовлення підшипників ковзання, повзунів, поршневих кілець, втулок. Згідно ГОСТу 1585-85 антифрикційний чавун буває: сірий - АЧС-1, ... АЧС-6; високоміцний — АЧВ-1, АЧВ-2; ковкий - АЧК-1, АЧК-2.Цифри означають порядковий номер марки за ГОСТом
Особливості зварювання чавуну.
Чавун відносяться до категорії важко зварювальних сплавів. Труднощі при зварюванні зумовлені його хімічним складом, структурою і механічними властивостями
Труднощі зварювання чавунів
|
Труднощі. |
Причини їх появи. |
Способи усунення. |
|
Відбілювання чавуну і поява гартованих структур |
Швидке охолодження і великий вміст вуглецю сприяє перетворенню зерен графіту в карбід заліза, який важко піддається механічній обробці |
Зниження швидкості охолодження за рахунок попереднього підігріву (місцевого і загального). Використання низькотемпературних процесів паяння-зварювання |
|
Схильність до утворення тріщин у шві та в біляшовній зоні |
Понижена пластичність і міцність у поєднанні з нерівномірним нагріванням й охолодженням деталей |
Підігрів до зварювання для зняття внутрішніх напруг і рівномірне та сповільнене охолодження після зварювання |
|
Схильність до утворення пор у металі шва |
Різкий перехід з рідкого стану у твердий, внаслідок чого гази не встигають виділитись з металу шва. Утворення на поверхні плівки тугоплавких оксидів кремнію і марганцю, що запобігають виходу газів |
Безперервне перемішування в процесі зварювання рідкої ванни присаджувальним прутком. Застосування спеціальних флюсів для розрідження плівки |
|
Висока рідкотекучість |
Ливарна властивість чавуну |
Зварюють у нижньому положенні і при великому досвіді зварювальника; у вертикальному — знизу вверх |
Зварюваність оцінюють за характером злому чавуну:
— світло-сірий — добрий;
— крупнозернистий з крупними включеннями графіту — обмежений;
— чорний — поганий.
В основному чавун зварюють для виправлення дефектів лиття, при ремонті спрацьованих і пошкоджених деталей в процесі експлуатації.
Присаджувальний матеріал, флюси і нагрівальні пристрої для зварювання чавунів
Хімічний склад присаджувальних прутків для газового зварювання чавунів наведено в табл.
Табл. Хімічний склад і призначення чавунних прутків (ГОСТ 2671-80)
|
Марка |
Вміст елементів |
Діаметр мм. |
Довжина мм. |
Призначення |
||||||
|
C |
SI |
MN |
S |
P |
CR |
NI |
||||
|
A |
3-3,6 |
3-3,5 |
0,5-0,8 |
0,08 |
0,2-0,5 |
0,05 |
0,3 |
4 6 8 10 12 14 16 |
250 350 450 450 500 600 700 |
Для газового зварювання і для стрижнів електродів при гарячому зварюванні крупно- габаритних відливок із загальним підігрівом |
|
Б |
3-3,6 |
3,6-4,8 |
0,5-0,8 |
0,08 |
0,3-0,5 |
0,05 |
0,3 |
4 6 8 10 12 14 16 |
250 350 450 450 500 600 700 |
Для стрижнів електродів при гарячому, на пів-гарячому, холодному зварюванні деталей складного профілю 3 тонкими стінками і місцевим підігрівом |
|
І заводу «Станколіт» |
3-3,6 |
3-3,5 |
0,5-0,8 |
0,08 |
0,2-0,5 |
0,1+TI 0,1 |
0,1+PB 0,1 |
4 6 8 10 12 14 16 |
250 350 450 450 500 600 700 |
Зварювання крупногабарит-них відливок із загальним підігрівом |
|
II заводу «Стан-коліт» |
3-3,6 |
3-3,5 |
0,5-0,8 |
0,08 |
0,3-0,5 |
0,1+TI 0,1 |
0,1+CU 0,1 |
4 6 8 10 12 14 16 |
250 350 450 450 500 600 700 |
Зварювання деталей складної форми (профілю) 3 тонкими стінками і місцевим підіїрівом |
Склад і призначення чавунних прутків
|
Марка |
Вміст елемента. |
Призначення. |
|||||
|
C |
SI |
MN |
I |
CE |
Інші. |
||
|
ПЧ-1 |
3,3-3,6 |
1,8-2,2 |
0,5-0,7 |
0,02-0,03 |
0,02-0,03 |
- |
Газове зварювання сірого чавуну |
|
ПЧ-2 |
3,3-3,6 |
3,3-3,6 |
0,6-0,9 |
0,01-0,03 |
0,01-0,03 |
0,1-0,6NI 2-2,5CU |
Те саме. |
|
ПЧ-3 |
3,0-3,5 |
3,5-4 |
0,5-0,8 |
0,01-0,03 |
0,01-0,03 |
0,3-0,5P |
Те саме. |
|
ПЧН-1 |
3,8-4,2 |
1,2-2 |
0,2-0,6 |
0,01-0,03 |
0,01-0,03 |
0,03-0,3ZR |
Газове зварювання і паяння чавуну |
|
ПЧН-2 |
3,4-3,7 |
3,5-3,8 |
0,4-0,8 |
0,01-0,03 |
0,01-0,03 |
0,3-0,9NI |
Те саме. |
|
ПЧИ |
2,5-3 |
1-1,5 |
0,2-0,6 |
0,01-0,03 |
0,01-0,03 |
- |
Зносостійке наплавлення сірого чавуну |
|
ПЧВ |
3-3,8 |
2,4-3,6 |
0,2-0,5 |
0,03-0,15 |
0,1-0,4 |
0,03-0,1CA |
Газове зварювання високоміцного чавуну з кулястим графітом |
|
НЧ-2 |
3,0-3,5 |
3,5-4 |
0,6-0,7 |
0,5NI |
0,2TI |
0,10,2TI CU |
Низькотемпературне паяння-зварювання чавунними прутками тонкостінних деталей |
|
УНЧ-2 |
3,4-3,7 |
3,5-3,8 |
0,6-0,7 |
0,5NI |
0,2TI |
0,2TI |
Низькотемпературне паяння-зварювання чавунними прутками товстостінних деталей |
Вибір діаметра присаджувального прутка і номера наконечника пальника залежить від площі дефекту чавуну
Залежність діаметра присаджувального прутка і номера наконечника пальника від площі дефекту при гарячому зварюванні чавуну
|
Площа дефекту,см |
5 |
5-20 |
20-30 |
>30 |
|
Номер наконечника |
5 |
6 |
6 |
7 |
|
Діаметр присадки,мм |
6 |
6-8 |
8-10 |
12 |
Флюси призначені для видалення із зварної ванни оксидів розчиненням і переведенням їх у легкоплавкі шлаки, а також для покращення зчеплення між розплавленим і основним металом
Флюси для зварювання чавунів
|
№ флюсу |
Склад% |
|
1 |
100 плавленої бури |
|
2 |
100 прокаленої бури |
|
3 |
100 технічної бури |
|
4 |
56 прокаленої бури, 22 вуглекислого натрію, 22 вуглекислого калію |
|
5 |
50 технічної бури, 50 двовуглекислого натрію |
|
6 |
23 плавленої бури, 27 вуглекислого натрію, 50 натрієвої селітри |
|
7 |
50 прокаленої бури, 50 натрієвої селітри, 4 гасу (понад 100) |
|
БМ-1 |
Газоподібний: суміш метилбората (70-75%) з метанолом (25-30%). Цю суміш у вигляді рідини заливають у спеціальний флюсозмішувач типу КГФ-3, через який пропускається газ для зварювання. Оскільки він легко випаровується, пари його вивільнюються горючим газом і подаються з ним по рукаві у пальник, де згоряють у полум'ї |
4.Техніка і технологія
Існує гаряче і холодне зварювання чавуну. Широке застосування має низькотемпературне паяння-зварювання чавуну латунними припоями і чавунними прутками.
Вибір способу зварювання визначається хімічним складом чавуну, конструкцією деталі, характером дефекту і умовами роботи.
У процесі зварювання необхідно слідкувати за тим, щоб у наплавленому металі не залишалося шлаку і розплавлений присаджувальний метал добре сплавлявся з основним металом.
Для одержання зварного з'єднання, властивості якого рівноцінні властивостям основного металу, необхідно після зварювання зменшити швидкість охолодження.
Чавунні прутки занурюють у зварну ванну тільки після нагрівання їх кінців до температури світло-червоного кольору, а виймають із ванни рідко і тільки для нанесення флюсу.
Основний метал і присаджувальний пруток плавляться під флюсом. Флюс, попадаючи у зварну ванну, запобігає окисненню кромок металу, виводить оксиди і неметалеві домішки з розплавленого металу, а також сприяє утворенню плівки, яка захищає його від впливу газів, полум'я і повітря.
Позитивний вплив флюсів проявляється також у покращенні змочування поверхні металу рідким присаджувальним металом.
Нагрівальні пристрої, які використовують при гарячому зварюванні чавунів, указані в табл..
Табл. Нагрівальні пристрої, які використовують при гарячому зварюванні чавунів
|
Характер виробництва |
Нагрівальні пристрої |
|
Місцеве нагрівання |
|
|
Одиничне або серійне |
— горни, що працюють на деревному або коксовому вугіллі; — пальники; — паяльні лампи; — пальники індукційного типу (ЛГК-15 або ЛГК-25) для котельного господарства; — установки індукційного нагріву струмами промислової частоти для деталей з товщиною стінок до 50 мм |
|
Загальне нагрівання |
|
|
Одиничне (ремонтні роботи) |
— коксові горни відкритого або закритого типів для деталей масою до 3-5 т; — нагрівальні ями, викладені цеглою з піддувом і нагріванням панельними газовими пальниками |
|
Серійне |
— спарені камерні печі періодичної дії для малогабаритних деталей; — печі з висувним піддоном для деталей масою 5-8 т |
|
Масове |
— конвеєрні двокамерні печі |
ГАРЯЧЕ ЗВАРЮВАННЯ ЧАВУНУ
Технологія гарячого зварювання чавуну
|
Стадії процесу |
Операції й техніка зварювання |
|
Підготовка деталей |
— очистити поверхню від оксидів і забруднень полум'ям пальника або металевою щіткою; — виконати розчищання кромок зубилом або полум'ям; — кінці тріщин засвердлити; — розчищання кромки під кутом 70-90° на деталях товщиною більше 5 мм |
|
Попередній підігрів |
— вибрати нагрівальний пристрій (пальник, печі); — загальний підігрів до 500-700°С (коричнево-червоний колір) деталей складної конфігурації й товщиною більше 50 мм; — місцевий підігрів до 300-450°С мало - і середньо габаритних деталей з дефектами у жорсткому контурі |
|
Встановлення деталей |
— встановити деталі у зоні дії витяжної вентиляції; — розташувати у нижньому положенні та горизонтальній площині; — тривалість перерви між підігрівом і зварюванням не повинна бути більшою 3-5 хв, щоб уникнути охолодження деталі нижче 400°С |
|
Нагрівання і обробка поверхні флюсом |
— відрегулювати нормальне полум'я; — потужність полум'я 100-120 л/год. ацетилену на 1 мм товщини або 60-70 л/год. пропан-бутану на 1 мм товщини; — відновлю вальною зоною, на відстані 2-3 мм від ядра, рівномірно прогріти кромки до розплавлення з одночасним нанесенням флюсу та рівномірним розподілом його на поверхні за допомогою присаджувального прутка |
|
Заповнення дефекту. присаджувальним металом |
— розплавити пруток (марка А або Б); — заповнити дефект, тріщину розплавленим присаджувальним металом, добавляючи періодично флюс № 4 на кінчику прутка; — вести зварювання ванним способом (окремими зварними ваннами довжиною 20-30 мм кожна) з підтриманням металу у рідкому стані до повного заповнення дефекту присаджувальним металом; — при заварюванні дефектів на краях деталі підтримувати ванну в напіврідкому стані (щоб уникнути скапування металу) за рахунок періодичного відведення полум'я від місця дефекту для охолодження ванни і зміни кута нахилу пальника до поверхні виробу з 80 до 10°; — видалити неметалеві включення з ванни за допомогою флюсування рідкого металу й інтенсивного його перемішування прутком (відсутність своєрідного світіння розплавленого металу свідчить про повне видалення включень) |
|
Закінчення Процесу зварювання |
— повільно відвести пальник від поверхні ванни на 50-60 мм і наплавлений метал підігріти полум'ям протягом 0,5-1,5 хв.; — накрити деталь листовим азбестом для сповільнення охолодження металу шва та забезпечення властивостей зварного з'єднання, рівноцінних з властивостями основного металу |
|
Наступна термообробка |
— відпал після зварювання: нагрівання до 650-750°С і охолодження разом з піччю — для зменшення внутрішніх напруг і попередження утворення тріщин |
ХОЛОДНЕ ЗВАРЮВАННЯ ЧАВУНІВ
Холодне зварювання чавуну без попереднього нагрівання застосовують, коли деталі при нагріванні й охолодженні здатні вільно розширюватись і стискатись без появи внутрішніх напруг, а також для приварювання відбитих частин у малогабаритних деталях.
Потужність полум'я повинна бути максимально можливою, щоб забезпечити сповільнене охолодження зварного з'єднання.
Допускається підготовку кромок виконувати механічним способом або розплавленням кромок полум'ям пальника вздовж лінії шва. При цьому розплавлений чавун швидко видаляють присаджувальним прутком (нерозплавленим). Перевага цього способу в тому, що чавун підігрівається і швидкість охолодження зменшується. Крім того, полум'я одночасно видаляє жири, які глибоко проникають у пористий чавун і викликають пористість.
Технологічний процес зварювання без попереднього нагрівання майже аналогічний з процесом гарячого зварювання.
Після закінчення заповнення дефекту пальник протягом 2-3 хв повільно відводять, направляючи полум'я на ділянки, прилягаючі до дефекту.
Деталь або частину деталі із завареною ділянкою для повільного охолодження засипають піском або накривають азбестом.
5.Контроль якості зварних з’єднань.
Висока якість зварювальних робіт на будівельно-монтажних ділянках забезпечується доброю організацією робіт і контролем зварювального виробництва. Під контролем якості зварювання розуміється пробірка умов і порядок виконання зварювальних робіт, а також визначення якості виконання зварювальних з’єднань в відповідності із технічними вимогами.
Контроль процесу виготовлення зварних конструкцій виконується по операційно і правильна організація його є надійною гарантією безаварійної експлуатації трубопроводів, резервуарів і інших конструкцій.
Якість зварних з’єднань трубопроводів і конструкцій провіряють під час монтажу і о закінченні зварювання. Зварювальні шви підлягають зовнішньому огляду для визначення поверхні тріщин в наплавленому металі або коло шовної зони, напливів і підрізів в місцях переходу від шва до основного металу, про палів, не заварених кратерів і інших дефектів.
Характерні дефекти зварки і способи виправлення їх.
Дефекти в зварних з’єднаннях трубопроводів і других конструкцій зустрічаються при порушенні технології зварювання, при неправильному виборі зварювальних матеріалів і незадовільному їх зберіганні, при невдалому виборі способу зварювання і режиму, при незадовільні підготовці виробу до зварювання і так далі. Дефекти що утворюються в зварних з’єднаннях, можна розділити на декілька груп: металургійні пороки (розшарування, тріщин) в металі виробу, розташовані поряд із швом; дефекти обумовлені поганою зварюваністю металу; дефекти що зв’язані із технічним станом зварювальних матеріалів.
По розташуванні в стиску дефекти розрізняють на зовнішні і внутрішні.
Внутрішні дефекти виявляють в зварному з’єднанні із допомогою різних фізичних методів контролю. До внутрішніх дефектів повинні бути віднесені і газові пари, як можуть бути одинарні, групові, розташовуються в шві у вигляді скупчень шлакові включення різних розмірів, які можуть розташовуватись в корені шва; не провар в корені шва і між шарами; тріщини любих форм і розмірів; не сплавлення наплавленого металу з основним. Газові пори утворюються в зварювальний швах із-за застосування вологих електродів, флюсу, захисного газового середовища і наявності вологи на поверхні зварювальних поверхонь. Шлакові включення утворюються при попаданні в зварювальну ванну неметалічних частин (забруднень, грубого нальоту іржі або шлаку при багатошаровому зварюванні), яке не встигає всплити на поверхню шва. Не провар в корені першого шва являється найбільш поширеним і небезпечним дефектом у зварюванні конструкцій. Тріщини в зварних з’єднаннях любих конструкцій є одним з небезпечних дефектів, що мають досить малу ширину гострі краї, що перешкоджає їх виявленню. Тріщини викликають місцеву концентрацію напруження і при несприятливих умовах роботи конструкції можуть призвести до порушення герметичності і руйнування стиків.
Напруження і деформація при зварюванні і способи їх зменшення.
Напруження і деформації при газовому зварюванні виникають в наслідок нерівномірного нагріву зварювального металу. При нагріві метал починає розширюватись, розширенню протистоять більш холодні ділянки, в результаті виникають внутрішні напруження.
Другою причиною виникнення деформації і напружень являється усадка металу шва, що викликає поздовжні і поперечні напруження.
Величина розширення металу і пов’язана з цим степінь деформації залежать від температури нагріву і коефіцієнта розширення металу. Форма деталі, розміри і положення швів також впливають на величину деформації.
Газове зварювання дає велику зону нагріву у порівнянні з іншими видами зварювання, тому вона викликає більші деформації виробів.
Для усунення деформацій при зварюванні в стик, використовують обернено ступінчатий і комбінований порядок накладання швів. В цьому випадку весь шов поділяють на ділянки довжиною 100-250 мм. Для зменшення деформації використовують спосіб урівноваження деформації, при якому має значення по черговість накладання швів. Черговість накладання швів вибирають так, щоб послідуючий шов викликав деформації, обернені деформаціям, отриманих при накладанні попереднього шва.
Використовується також спосіб обернених деформацій. Суть методу полягає в тому, що деталі перед зварюванням розташовують так, щоб після зварювання деталі прийняли потрібне взаємне розташування. В цьому випадку лист розміщують так: під деяким відносно одне одного кутом. В процесі зварювання внаслідок усадки, кромки зближаються і зменшується деформація. Використовують також жорстке закріплення зварювальних деталей, а також попередній підігрів.
Способи контролю якості зварних з’єднань і їх обладнання.
Механічні випробування зварних з’єднань звичайно проводять на зразках, вирізаних з окремих ділянок стика. Ці випробування потребують руйнування зразків і тому використовуються вибіркова. Подібне випробування використовують для контролю якості зварних матеріалів (електродів, дроті і флюсу); для вибіркової пробірки механічних властивостей зварних з’єднань, виконаних пресовими методами зварки. Механічні випробування зварних з’єднань в металу швів проводять на зразках, вирізаних з нитки трубопроводу чи з пробних стиків, зварених з коротких відрізків труб в умовах, аналогічних трасовим.
З кожного стика виготовляють від шести до шістнадцяти зразків. Вирізані зразки підлягають механічній обробці для отримання зазначеної форми і розмірів.
Для отримання оперативних даних в трасових умовах використовують пересувні лабораторії марки ЛКС, які встановлюють на прицепі. В комплексі лабораторії є фрезерний станок марки НГФ-110Ш1 і розривна машина марки РМУГ-20 для механічних випробувань зразків на розтяг і згин.
Для визначення ударної в’язкості металу шва, навколо шовної зони чи наплавленого металу проводять в стаціонарних лабораторіях на зразках з січенням не більше 10 х 10 мм. В залежності від випробування при вборі положення зразка в випробувальному з’єднанні вершину підрізу розташовують в різних точках шва.
Потрібне положення зразка встановлюють по макрошліфу поперечного січення зварного з’єднання. При цьому всі зразки розташовують поперек поздовжньої осі шва.
Твердість різних ділянок зварного з’єднання визначають в поперечному січенні на макрошліфах замором на приборах Виккерса, Роквелла і Брінелля.
Твердістю називається осібність металу опиратись пластичній деформації при вдавлюванні в нього значно твердішого тіла.
До основних видів випробувань на твердість відносяться три передбачених стандартами методи, названих по імені їх винахідників: метод Бриннеля, метод Виккерса і метод Роквелла.
Вимірювання твердості по методу Брінелля застосовується для металів і сплавів малої і середньої твердості. Він складається в тому, що випробовуючий зразок під дією визначеного зусилля вдавлюється шарик визначеного діаметру. Нагрузка діє в строго визначений час. Діаметри шариків 10,5 і 2,5 мм. Співвідношення діаметра шарика, навантаження і часу витримки шарика під навантаженням регламентується ГОСТ 9012-59. Діставши діаметр відбитку повинен складатися 0,2...0,6 діаметра шарика.
Для випробувань матеріалів великої твердості застосовують метод Виккерса, де кінцевиком для випробування служить алмазна піраміда, яка дозволяє провірити твердість деталей малих січень і тонких шарів. Як і при випробуваннях по методу Брінелля, твердість по Віккерсу визначається відношенням величини навантаження до площі основного металу “зусиллям”.
Види випробувань і зразки для їх виконання.
Для оцінки механічних властивостей зварні з’єднання підлягають різним випробуванням. До механічних випробувань зварних з’єднань звертаються і в тих випадках, коли потрібно визначити якість зварювальних матеріалів, розробити оптимальні технологічні режими (особливо при зварюванні спецсталей), а також при провірці кваліфікації зварників. Механічні випробування зварних з’єднань по характеру прикладанні нагрузок в часі можна поділити на три основних типи:
статистичне випробування, втілюючи шляхом поступового зростання нагрузки на зразок до його повного розбиття; імітуючи роботу зварних з’єднань при постійній нагрузці;
динамічне випробування, при якому зусилля зростають миттєво і діє на протязі короткого часу; характерні для з’єднань, працюючих в умовах скоро зростаючих навантажень (ударів);
випробування на втому, при яких навантаження багаторазово змінюється по величині, або по величині і знаку.
Методи визначення механічних властивостей зварних з’єднань спостерігаються інші види випробувань металу різних ділянок зварного з’єднання і наплавленого металу зварного шва:
а) на статичне (короткочасне) розтягування;
б) на ударний згин (на підрізних зразках);
в) на стійкість проти механічного старіння;
г) на статичний розтяг (зварного з’єднання);
д) на статичний згин (загин зварного з’єднання);
е) на ударний розрив (зварного з’єднання), а також зміна твердості металу різних ділянок зварного з’єднання і наплавленого металу.
Випробування проводять на обранцях, вірізаючих з контрольованих виробів, наприклад, з стиків трубопроводів, чи з контрольних з’єднань, спеціально зварених для таких цілей. При цьому необхідно використовувати ті ж основний метал і зварювальні матеріали, режими зварки і термообробки, тих же зварників. Зразки зварних з’єднань не повинні мати прогин, величина якого на довжині 200 мм перевищує 10% товщини зварюваного металу чи складає більше 4 мм. Депланація, тобто перевищення одної кромки над другою в стикових з’єднаннях, повинна бути не більше 15% товщини зварювальних листів, але не більше 4 мм.
При зварці контрольних з’єднань ширина (в) кожної зварювальної пластини в залежності від товщини металу (б) повинні бути не менше:
|
в, мм |
50 |
70 |
100 |
150 |
|
б, мм |
4 |
4...10 |
10...20 |
20...50 |
Довжину пластин визначають в залежності від розмірів і числа зразків, які необхідно з них виготовити, з урахуванням довжини невикористаних ділянок шва на початку і в кінці пластин, де режим зварки недостатньо стабільний. Розміри цих ділянок визначають від 20 до 70 мм в залежності від способу зварки і сили струму. Заготовки для випробувань наплавленого металу вірізають з спеціально підготовлених на плавок, виконаних на пластині в декілька шарів.
Вирізку заготовок для зразків слідує можливість виготовити на метало ріжучих станках, щоб не змінювати структуру металу.
Статичне випробування на розтяг є одним з найбільш розповсюджених, по скільки вони дають можливість порівняно точно оцінити поведінку металу і при других видах навантаження.
Стандартами цей вид випробувань спостерігається для більшої частини відповідальних зварних конструкцій, являється найбільш простим і відносно легко здійснюючим.
При випробуваннях на статичне (короткочасне) розтягування можна визначити: границю текучості металу фізичну т і умовний 0,2 в Па, часовий опір В в Па, відносне видовження в %, відносне звуження в %.
Випробування проводять на спеціальних машинах, що складаються з механізмів кріплення зразка, навантаження, вимірювання і реєстрації розвиваючого зусилля. В деяких типах машин є доповнюючі устройства для запису діаграми випробування. Механізм кріплення зразка забезпечує також його центрування для здійснення тільки розтягую чого зусилля без виникнення згинаючого моменту. Необхідні зусилля даються з допомогою механічного та гідравлічного приводу.
Випробування кутових з’єднань (таврових і внапуск) виготовляються значно рідше, так як більш важче виконати зразки з кутовими швами, працюючими чисто на зріз чи розтяг без утворення згинаючого моменту, який значно спотворює результати. Тому зразки для випробування кутових з’єднань повинні виконуватись з симетричним розміщенням швів.
При випробуванні на згин застосовуються зразки циліндричної чи прямокутної форми. Випробування проводять на універсальній машині. Зразок вміщують на дві шарнірні опори, відстань між якими є радіус оправки, через яку до центра зразка прикладають згинаюче зусилля, вибирають в залежності від товщини основного металу. Згин виконується на зразках з знятим зусиллям і в сторону, протилежну кореню шва (при односторонній зварці)
Випробування на вм’ятини проводять для труб малого діаметра з повздовжніми і поперечними зварними швами. Зразок для випробування на вм’ятини представляє собою стикове з’єднання довжиною, рівною діаметру труби, з якої його вирізають механічним способом. “Зусилля” шва зрізається до основного металу на станку, гострі кромки закруглюються.
Випробування проводять на пресі шляхом деформації зразка зажимаючим навантаженням.
Випробування на повзучість для зварних швів проводять рідко, так як ця характеристика зазвичай співпадає з показниками для основного металу. Випробування заключається в нагріванні зразка до декількох сот градусів і поступовому навантаженні його до появи деформації. Величну деформації в процесі випробування регіструють.
Динамічне випробування розрізняють по характеру деформації, температурним умовам, числу циклів навантаження. До основних видів динамічних випробувань зварних з’єднань відносяться випробування на ударний згин і на втому.
Випробування на ударний згин дякуючи відносній простоті виконання і точності результатів являються найбільш розповсюдженими. При цих випробуваннях визначають ударну в’язкість шва, різних ділянок навколишньої зони і наплавленого металу. Ударна в’язкість характеризується величиною роботи, розхідної на ударний згин зразка і приходиться на одиницю його площі в місці руйнування. Для визначення значення ударної в’язкості квадратний чи прямокутний в січенні зразок вирізають з зварного з’єднання з таким розрахунком, щоб можна було зробити надріз в визначеному місці зварного з’єднання. Форма і розміри зразків регламентовані стандартом. Найбільш розповсюджені випробування зразків довжиною 55 х 10 х 10 мм з напівциліндричним надрізом глибиною 2 мм і радіусом 1 мм. Ударна в’язкість, визначена при випробуванні зразків з підрізами такого типу, позначається Qн. При ширині зразка 5 мм ударна в’язкість зразка позначається Qп.т. Крім того, застосовують зразки з трикутним в січені надрізом глибиною 2 мм з кутом при вершині 450і радіусом закруглення 0,25 мм. Результати випробування зразків різних типів не порівнюються. Місце вирізки і розміщення надрізу омовляється технічною документацією.
Випробування на ударний згин проводять на маятникових копрах зі свобідно падаючим вантажем. При випробуванні свободно гойдаючий маятник піднімають до деякого положення, встановлюють зразок, відпускають маятник, який зруйнувавши зразок, повертається в попереднє положення поверхні відбитку. Випробування по Віккерсу регламентується ГОСТ 2999-75. Принципово методи Брінелля і Віккерса аналогічні, і для малих і середніх значень твердості величини співпадають.
Для випробувань по методу Роквелла застосовують прибори типу ТК, які дещо відрізняються по конструкції від ТШ і ТП. Вони мають пружинне пристрою попереднього навантаження і індикаторний пристрій для вимірювання і реєстрації глибини алмазного конуса.
Слід відмітити, що результати вимірювань твердості по Роквеллу не можуть бути точно переведені в значення твердості по Брінеллю і Віккерсу.
Суть методу заключається в втисканні стандартної алмазної піраміди з кутом при вершині 1360, при навантаженні 0,02...2Н, визначення площі поверхні відбитку і діленні величини навантаження на цю щільність. Пристрій для вимірювання мікротвердості ПМТ-3 оснащений мікроскопом з рухаючи шкалою, що дозволяє точно встановити наконечник і провести слідуючи виміри відбитку.
Згідно ГОСТ 6996-66 вимірювання твердості рекомендується виконувати по відповідним схемам, для стикових з’єднань листів товщиною менше 3 мм дозволяється проводити виміри твердості по зовнішній поверхні зразка з знятим до рівня.
6.Нові досягнення в зварювальному виробництві.
Зварювання в космосі
На початку 60-х рр.. минулого століття з ініціативи головного конструктора
ракетно-космічних систем академіка С.П. Королева була поставлена
принципово нове завдання - дослідити можливість виконання зварювання
безпосередньо в космосі. Науковим керівником всього комплексу
досліджень був академік Б.Є. Патон.
При проведенні досліджень передбачалося, що зварювання в космосі буде
використовуватися для виконання наступних робіт:
а) ремонт космічних кораблів, орбітальних станцій і різних
металоконструкцій, що знаходяться у відкритому космосі, на Місяці та інших
планетах;
б) складання та монтаж металоконструкцій, що знаходяться в орбітальному польоті
або розташованих на поверхні Місяця і планет.
Умови в космосі, як відомо, значно відрізняються від земних.
Глибокий вакуум, невагомість, перепад температур, випромінювання,
електричні та магнітні поля Землі та інших планет надають
істотний вплив на характер фізико-хімічних процесів,
протікають під час зварювання, і на умови роботи зварника. У зв'язку з цим
необхідно було розробити техніку і технологію виконання зварювальних
робіт, що враховують перераховані вище особливості.
На Землі важко відтворити умови міжпланетного середовища. Тому
попередні дослідження виконувалися по етапах, на кожному з яких
імітувалися окремі особливості космічного простору (вакуум, невагомість та ін)
Перш за все було поставлено завдання вибору найбільш перспективних для
умов космосу видів зварювання. В якості критеріїв було обрано
наступні характеристики видів зварювання:
- Універсальність;
- Можливість виконання різання матеріалів;
- Висока надійність;
- Можливість автоматизації;
- Працездатність у вакуумі і невагомості.
Проведений аналіз показав, що найбільш перспективними для застосування в
космосі є електронно-променева зварювання, зварювання стислій дугою низького
тиску і плавиться, а також контактна точкове зварювання.
Експерименти проводилися в 1965 р.в літаючої лабораторії ТУ-104,
дозволяє короткочасно (до 25-30 с) відтворювати стан
невагомості.
Електронно-променева зварювання та різання різних металів проводилися при
постійної потужності пучка 1кВт, силі струму променя 70 мА і швидкості зварювання
(Різання) 30 м / ч.При візуальному спостереженні за ходом зварювання та різання в
умовах невагомості і перевантажень не було встановлено зовнішніх відмінностей за
порівняно з процесами в земних умовах. На підставі проведених дослідів були зроблені обгрунтовані висновки про те, що в умовах
невагомості можна отримувати якісні зварні з'єднання різних
металів і сплавів. Процес електронно-променевої різання також протікає без
помітних змін у порівнянні зі звичайними земними умовами.
На підставі проведених дослідів зі зварювання та різання стислій дугою низького
тиску було встановлено наступне. В умовах динамічної невагомості
можна отримувати якісні стикові, відбортованого і нахлесточного ті, відбортованого і нахлесточного
зварні з'єднання. Коливання режимів зварювання в межах 20% практично
не позначаються на якості зварного з'єднання. При зварюванні стислій дугою
металу малих товщин розміри зварювальної ванни малі і формування швів
практично не залежить від сил гравітації,а визначається силами
поверхневого натягу. Для умов космосу може бути перспективним
спосіб микроплазменной зварювання. Він дає високу концентрацію енергії,порівнянну з електронним променем, і відповідно придатний для зварювання та
різання тонких деталей.
Кліщі для точкового зварювання були виконані з вбудованим трансформатором 1
кВт і масою 1,5 кг. Космічні умови не вплинули на процес
точкового зварювання. У цьому випадку невагомість впливає лише на умови роботи
людини.
На базі проведених досліджень була розроблена і виготовлена
спеціальна зварювальна установка «Вулкан» для перевірки
названих вище видів зварювання в умовах космосу.
Відповідно до загальної програми космічних досліджень перший в світі
експеримент зі зварювання у космосі був виконаний 16 жовтня 1969 на
космічному кораблі «Союз-6» льотчиками-космонавтами Г.С. Шонін і В.М.
Кубасовим. Використовуючи установку «Вулкан», космонавти запустили
автоматичні процеси зварювання електронним променем, стиснутої дугою низького
тиску і плавиться.
В умовах орбітального польоту за допомогою острофокусного електронного
променя були виконані:
- Автоматичне зварювання тонколистової нержавіючої сталі і титанового
сплаву;
- Роздільна різання сплавів алюмінію та титану;
- Дослідження поведінки ванни розплавленого металу більшого обсягу,
ніж в умовах літаючої лабораторії.
Було показано, що процеси плавлення, зварювання та різання електронним променем
на орбіті протікають стабільно, забезпечуючи необхідні умови для
нормального формування зварних з'єднань і поверхонь різів.
само, як і в літаючої лабораторії. Форма і якість швів, отриманих
цим способом на нержавіючих сталях класу 18-8 і титанових сплавах,
були цілком задовільними.
Зварювання стислій дугою низького тиску на установці «Вулкан» не дала очікуваних результатів.
Експеримент зі зварювання у космосі відкрив нову сторінку в освоєнні
Всесвіту. Вперше у світовій практиці в космічному просторі
здійснено технологічний процес, пов'язаний з нагріванням і плавленням
металу. У цілому до початку 70-х рр.. ХХ ст. питання про принципову
можливості автоматичного зварювання та різання в космосі було вирішено
позитивно. У той же час існувала номенклатура робіт, в тому числі
практично всі види ремонту, які не могли виконуватися з
використанням автоматичних процесів. Тому на наступному етапі
досліджень було поставлено завдання з розробки апаратури та
технології ручного зварювання та різання в космосі.
Ще в період випробувань установки «Вулкан» фахівці Інституту
електрозварювання ім. Є.О. Патона замислювалися над створенням компактного,
Анцева універсального інструмента з автономним джерелом живлення, який міг би дозволити космонавту проводити роботи, пов'язані з
ремонтом або монтажем, на будь-якій ділянці поверхні космічного
об'єкта. Необхідні для цих цілей операції - різання, зварювання, паяння та
нанесення покриттів, а засіб впливу на матеріали - електронний
промінь.
Після численних досліджень на землі, в барокамері, в літаючої
лабораторії був розроблений універсальний ручний інструмент.
Всі вузли інструмента знаходяться в контейнері розміром 400х450х500 мм,
зварене з трубчастих елементів, що забезпечило йому достатню
жорсткість при малій масі.У контейнері змонтовані: вторинний джерело
харчування з пультом, кабелі, що з'єднують джерело живлення з бортовою
розеткою і ручним інструментом, власне сам робочий інструмент у
спеціальному ложементі. Контейнер можна носити за плечима або закріплювати
на зовнішній поверхні орбітальної станції.До контейнера кріпиться
планшет із зразками матеріалів для зварювання, різання, пайки та нанесення
покриттів. Робочий інструмент - це моноблок, що складається з
високовольтного джерела живлення і двох електронних гармат
Одна з них призначена для виконання технологічних операцій
різання, зварювання і пайки, а інша - призначена для нанесення
покриттів. У цій гарматі фокусирующая система замінена тиглем з випаровуванням
металом. Маса універсального ручного інструменту трохи більше 30 кг,
а моноблок, яким оперує космонавт, трохи більше 2,5 кг. Споживана
потужність - 750 Вт,і її можна регулювати залежно від режиму
роботи і оброблюваного матеріалу.
Універсальний ручний інструмент був включений до складу наукової апаратури
станції «Салют-7».
25 липня 1984 космонавти В. Джанібеков і С. Савицька вийшли у відкритий
космос.
В. Джанібеков обладнав зварювальний пост і підготував інструмент
до роботи.Робоче місце оператора-зварювальника відповідало всім вимогам
техніки безпеки. С. Савицька виконала операції різання, зварювання,пайки
і нанесення покриттів. Робота у відкритому космосі тривала три години
Результати проведених досліджень на установці «Вулкан» і за допомогою
універсального ручного інструменту переконливо показали, що в космосі
операції з'єднання металів, різання та нанесення покриттів можуть бути
успішно використані для будь-яких ремонтних і монтажних робіт.
У 1986 р. космонавти Л. Кизим і В. Соловйов продовжили експерименти,
поєднуючи елементи великогабаритних ферменних конструкцій. Одночасно
були розроблені методи, технологія і апаратура для побудови та ремонту
конструкцій у космосі.Логічним завершенням цих робіт стало
створення в ІЕЗ ім. Є.О. Патона комплексу електронно-променевої зварювальної
апаратури «Універсал», призначеної для оснащення великих
орбітальних станцій типу «Мир-2».
«Універсал» має у своєму складі
чотири електронно-променевих інструменту і ряд допоміжних
пристосувань, що дозволяють виконувати в космосі зварювальні роботи
широкого діапазону при профілактичному обслуговуванні та ремонті різних
космічних апаратів. У 1990-1991 рр.. комплекс пройшов наземні
випробування і отримав високу оцінку.
7.Економічні аспекти.
Заробітна плата – це вартість такого товару, як робоча сила
Форми заробітної плати:
- погодинна – це вартість такого товару як робоча сила за відповідний відлік часу(1 година, 1 робоча зміна і тд.);
- відрядна, або поштучна – це вартість такого товару, як робоча сила за відповідну кількість виконаної роботи;
- номінальна – це сума грошей, яку отримає робітник в касі підприєм-ства , або в банкоматі після відрахувань ПДВ, соціального страху-вання, безробіття;
- реальна – визначається сумою товарів і послуг, які може купити працівник на номінальну заробітну плату:
- мінімальна – це установлена законодавством мінімальна сума гро-шей за низьку некваліфіковану працю.
Підприємство – це самостійний господарюючий суб'єкт, який має право юридичної особи та здійснює виробничу наукову – дослідницьку та комер-ційну діяльність.
Форми властивості:
- державні
- приватні
- державно - приватні
Нормування часу зварювання
Технічне нормування передбачає встановлення технічно-обґрунтованих норм часу на виконання різних зварювальних робіт. Норми часу дозволяють зварнику продуктивно використовувати робочий час, повністю завантажувати зварювальне обладнання, а при раціональних прий-омах зварювання перевищувати встановлені норми.
До норми часу на виконання зварювальних робіт входять:
—основний час;
—підготовчо-заключний час;
—допоміжний час;
—час обслуговування обладнання і відпочинок.
Основний, або машинний час включає час горіння дуги або час плав-лення електрода при зварюванні 1 м шва. Основний час визначають і підраховують з урахуванням технологічного процесу зварювання, продуктивності зварювання обладнання та режимів зварювання.
Підготовчо-заключний час включає в себе отримання завдання, інструктаж, вибір режиму зварювання, встановлення балонів, підготовку джерепа живлення, здачу готової продукції.
Допоміжний час складається з часу на встановлення деталі, поворот її в процесі зварювання, регулювання струму, розігрівання кромок, перехід з од-ного місця на інше, огляд шва, очищання кромок і шва, клеймування й при-бирання виробу тощо.
Час на обслуговування робочого місця, відпочинок і особисті потреби включає в себе прибирання робочого місця та устаткування. У більшості випадків підготовчо-заключний і допоміжний час, а також час на обслугову-вання робочого місця і відпочинок при дуговому зварюванні становить 30-50% основного часу.
Нормування ручного дугового зварювання.
Для розрахунку основного часу зварювання необхідно знати силу зва-рювального струму, масу наплавленого металу й коефіцієнт наплавлення електрода.
Масу наплавленого металу визначають за розмірами шва, які вказують на кресленні. Об'єм наплавленого металу визначають за формулою:
VH=Fl
де VH об'єм наплавленого металу, см3; F-площа поперечного перерізу шва, см2; l — довжина шва, см.
Масу наплавленого металу визначають за формулою:
QH=VH γ
де QH - маса наплавленого металу, г; VH — об'єм наплавленого металу, см3; γ густина металу, г/см3 (для сталі γ = 7,8 г/см3).
Силу зварювального струму (IЗВ) встановлюють залежно від діаметра електрода, просторового положення шва та інших даних.
Коефіцієнтом наплавлення (αH) називають кількість металу, наплавле-ного протягом 1 год горіння дуги на одиницю сили струму (г/Агод). При ручному зварюванні коефіцієнт наплавлення залежить від марки електрода. Залежність коефіцієнта наплавлення від марки електрода.
Основний час зварювання (tзв) визначають за формолою:
tзв = QH: IЗВ αH
Допоміжний час при ручному зварюванні складається з часу, витраче-ного на вмикання і вимикання джерела живлення, зміну електродів, зачи-щання кромок, установлення і зняття деталей, зачищання шлаку, огляду швів тощо.
Витрати підготовчо-заключного і допоміжного часу на обслуговування робочого місця і відпочинок становлять 30-50% і визначаються хрономет-ражними спостереженнями.
Витрати електроенергії на 1 кг наплавленого металу при зварюванні на змінному струмі становлять 3-4 кВт год, а при зварюванні на постійно
8.Техніка безпеки.
При газополуменевій обробці металів у повітрі робочої зони накопичуються шкідливі речовини. Одні з них утворюються в результаті взаємодії полум'я з металом і повітрям — з'єднання марганцю, заліза, хрому, нікелю, міді, цинку та інших металів, монооксиду вуглецю та оксиду азоту. Інші проникають у повітря з ацетиленового генератора і балонів: ацетилен, природний газ, зріджені гази (бутан, пропан), пари рідкого пального (бензин, гас), кисень і домішки ацетилену — фосфористий водень (фосфін) і сірководень. Ці речовини є шкідливими і небезпечними для зварників, деякі з них — вибухо- і пожежонебезпечні.
Для попередження впливу шкідливих речовин на організм виробничі приміщення повинні бути обладнані вентиляцією, відповідно до СНиП 2.04.05-91. Кількість повітря, необхідного для видалення шкідливих домішок до рівня гранично допустимої концентрації (ГОСТ 12.1.005-88), повинна відповідати вимогам «Санітарних правил при зварюванні, наплавленні і різанні металів» № 1009-73.
Близько 80% виявлених випадків професійних захворювань зварників в Україні зумовлені впливом шкідливих домішок повітря (зварювальних аерозолей) на органи дихання.
Пріоритетними напрямами програми захисту зварників від впливу різних виробничих факторів є оздоровлення повітряного середовища в цехах і захист органів дихання зварників.
Серед засобів індивідуального захисту органів дихання найкраще зарекомендували себе фільтруючі полегшені респіратори типу «Сніжок».
Рівень шуму, утвореного струменями робочих газів, які виходять під тиском з пальників і різаків, залежить від потужності полум'я. Тому у випадку перевищення допустимого рівня звукового тиску (ГОСТ 12.1.003-83 і СН № 3323-85) необхідно використовувати навушники або шоломи.
Для попередження нещасних випадків від вибухів і пожеж газове зварювання або різання необхідно виконувати відповідно до вимог ГОСТ 12.1.004-91 «Пожежна безпека», ГОСТ 12.3.036-84 «Газополуменева обробка металів. Вимоги безпеки», ГОСТ 8856-72 «Апаратура для газополуменевої обробки», ДСТУ 2448-94 «Кисневе різання. Вимоги безпеки» та ін.
До виконання газозварювальних робіт допускаються робітники не молодші 18 років, які пройшли спеціальне навчання, інструктаж і перевірку знань з охорони праці, а також медичне обстеження.
Всі робітники проходять інструктаж безпосередньо на робочому місці. Повторні інструктажі проводять раз у квартал.
Ремонт і випробування апаратури повинні виконувати призначені адміністрацією особи, які пройшли спеціальну підготовку.
ВИМОГИ БЕЗПЕКИ ПРИ ГАЗОПОЛУМЕНЕВИХ РОБОТАХ
Газозварювальні роботи повинні виконуватись на відстані не менше 10 м від пересувних генераторів, 5м — від балонів і баків з рідким пальним, 1,5 м — від газопроводу. У випадку направлення полум'я в сторону джерел живлення приймають заходи захисту від впливу теплоти полум'я шляхом установлення металевих ширм.
Перед роботою необхідно перевірити справність апаратури, обладнання, балонів, рукавів, герметичність з'єднань, справність пломб на редукторах і затворах.
При перегріванні пальника роботу припиняють, а пальник охолоджують водою.
Після закінчення роботи перекривають усі вентилі на балонах, викручують гвинт редуктора, відкривають вентиль на пальнику (різаку), приводять у порядок робоче місце, прибирають обладнання в спеціально відведене місце.
Забороняється:
— експлуатація обладнання власного виготовлення;
— виконання роботи при порушенні герметичності з'єднань і рукавів;
— робота без спецодягу і засобів індивідуального захисту, в замасленому одязі;
— використання кисню для очищення одягу;
— виконання роботи без протипожежних засобів;
— паління при роботі з пересувним ацетиленовим генератором, карбідом кальцію, рідким пальним;
— ремонт пальника та іншого обладнання на робочому місці.
ПРОВЕДЕННЯ МОНТАЖНИХ ГАЗОЗВАРЮВАЛЬНИХ РОБІТ
Ці роботи виконують відповідно з проектом виконання робіт, в якому передбачаються безпечні способи роботи. Місце роботи повинно бути огороджене і оснащене попереджувальними знаками безпеки.
При роботі на висоті вище 5 м над землею, підлоги або перекриття зварник має бути забезпечений поясом безпеки, спецвзуттям, сумкою для перенесення інструментів і шоломом.
Виконання робіт на висоті припиняють при сильному вітрі, дощі або ожеледиці.
Забороняється:
— продовжувати роботу при зворотному ударі або виявленні несправностей обладнання;
— тримати під час роботи рукави (шланги) на плечах, ногах, навколо пояса;
— переміщуватись із запаленим пальником по трапах, драбинах, переходити з поверху на поверх;
— зберігати мастильні матеріали поруч із кисневим балоном;
— зберігати карбід кальцію у відкритій тарі на робочому місці;
— переносити завантажений генератор;
— скидати з висоти балони;
— зливати намул на території будівельного майданчика.
ВИКОНАННЯ РОБІТ У ЄМНОСТЯХ, ТУНЕЛЯХ, КОЛОДЯЗЯХ
Для виконання цих робіт необхідно оформити наряд-допуск за підписом особи, якій надане право видачі нарядів на особливо небезпечні роботи. Жінки до таких робіт не допускаються.
При роботі необхідно забезпечити примусову вентиляцію та місцеве освітлення з напругою 12 В. Роботу повинні виконувати не менше двох робітників. Один з них повинен страхувати зовні ємності. Почувши запах газу, зварювальник відразу повинен припинити роботу і покинути робоче місце.
Спецодяг зварників повинен бути з брезенту або азбесту.
Забороняється:
— працювати в закритих ємностях при недостатньому вмісті в повітрі кисню (менше 19%);
— виконувати роботу без підстраховуючого робітника;
— зварювати або різати ємності, що знаходяться під тиском або містять вибухові речовини;
— використовувати апаратуру, що працює на рідкому паливі;
— залишати пальник (різак) із запаленим полум'ям.
ВИКОНАННЯ ГАЗОПОЛУМЕНЕВИХ РОБІТ ІЗ ЗАСТОСУВАННЯМ РІДКОГО ПАЛИВА
Робоче місце повинно бути обладнане вентиляцією, розрахованою на подачу не менше 25 000 м3 повітря на 1 кг спалюваного палива, а також двома вогнегасниками та ящиком із піском.
Перед роботою необхідно перевірити герметичність з'єднань. У бачок паливо наливають тільки через сукно або мідну сітку. Розлите паливо засипають піском. Запалюють, регулюють і гасять полум'я відповідно до інструкції з експлуатації/Після роботи інструменти і обладнання складають у спеціально відведене місце.
Забороняється:
— виконувати роботи з рідким паливом у закритих ємностях і колодязях;
— використовувати різак або пальник без зворотного клапана;
— застосовувати паливо, не передбачене інструкцією з експлуатації;
— виконувати роботи при появі ляскоту або зворотних ударів;
— наливати паливо в бачок більше, ніж на 3/4 його місткості;
— випускати повітря з бачка до того, як не погаситься полум'я;
— відкручувати гайку насоса до повного випуску повітря з бачка;
— зменшувати тиск кисню на вході в різак нижче тиску пального в бачку;
— користуватись рукавами невідповідного класу і довжиною більше 10 м;
— гасити водою бензин, гас або їх суміші.
Правила користування пальниками
У пальниках проходить точне змішування горючого газу з окиснювачем (киснем і повітрям) із утворенням полум'я необхідного складу і форми. Тому для забезпечення високої якості зварювальних робіт необхідно, щоб пальник знаходився у справному стані. Це дуже важливо, оскільки використовувані гази можуть утворювати вибухонебезпечні суміші.
При користуванні пальниками необхідно дотримуватися вимог безпеки праці.
Не допускається експлуатація несправних пальників. Перед роботою з пальником, зварнику слід ознайомитися з інструкцією
по експлуатації. Зварник повинен знати будову пальника, вміти виявляти несправності і швидко їх усувати.
Штуцери і гайки для під'єднання рукавів мають ліву різьбу і мітки, а маховички напис «Горючий газ», «Кисень».
До початку роботи:
— оглянути пальник і переконатися у відповідності номера наконечника товщині металу;
— перевірити герметичність різьбових з'єднань;
— перевірити герметичність сальників вентилів;
— перевірити наявність розрідження на вхідному ацетиленовому ніпелі при пусканні кисню (прочищають мідною або алюмінієвою голкою). Якщо палець руки прилипає до ацетиленового ніпеля — значить розрідження добре.
Під час роботи:
— встановити необхідний тиск на редукторах;
— відкрити кисневий вентиль;
— відкрити вентиль горючого газу;
— запалити горючу суміш;
— відрегулювати потужність і склад полум'я;
— при хлопках перекрити ацетиленовий, а потім кисневий вентиль;
— при сильному нагріванні мундштука — охолодити його у воді.
Після закінчення роботи:
— перекрити спочатку ацетиленовий вентиль, а потім кисневий;
— викрутити натискні регулювальні гвинти на редукторах;
— перевірити стан мундштуків, почистити їх свинцем або твердим деревом;
— прочистити внутрішній канал мундштука голкою;
— при надмірному обгоранні і спрацюванні мундштука його необхідно замінити.
9.Використана література
1.І.В.Гуменюк та ін.. «Обладнання і технологія газозварювальних робіт».
2.Д.З.Амигуд «Довідник молодого газозварника і газорізальника»
3.О.М.Китаєв та ін. «Довідникова книга зварника»
4.І.І.Соколов «Газова сварка і різка металів»
5.В.В.Степанов «Посібник зварника»
6.Китаєв .А.М. ,Китаєв .Я.С. «Довідкова книга зварника»
7.Шустик А.Г.,Савченко В.П.,Табунщик А.М., Побрус Н.І., «Довідник по газовому різанню, зварюванню та паянню»
Висновок.
В даному курсовому проекті я розглядав таку тему, як «Газове зварювання чавуну» , опрацьовуючи навчальну, довідкову, спеціальну та періодичну літературу я дійшов висновку, що газове зварювання останнім часом не набуває великого масштабу в будівництві трубопроводів. Газове зварювання зберігає самостійне значення тільки в деяких випадках і технологічних процесах. До таких процесів відноситься: ремонтне зварювання і пока виробів із сірого, ковкого і модифікованого чавуну і зварювання сплавів кольорових металів.
Знання ,які я вдосконалив під час написання дипломної роботи знадобляться мені в подальшій професійній діяльності.