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
Введение
Сварочная техника и технология занимают оно их ведущих мест в современном производстве, Многие конструкции современных машин и сооружений изготовить без помощи сварки невозможно. Развитие техники предъявляет все новые требования к способам производства и, в частности, к технологии сварки. Сегодня сваривают материалы, которые еще относительно недавно считались экзотическими. Постоянно усложняются условия, в которых выполняются сварочные работы: сваривать приходится под водой, при высоких температурах, в глубоком вакууме, при повышенной радиации, в невесомости.
Необходимость повышения производительности труда ведет к увеличению уровня механизации и автоматизации сварочного производства, к его оснащению новыми сложными машинами и агрегатами. Без которых сегодня немыслимо серийное производство многих видов продукции. В сварочном производстве активно внедряют роботы, что позволяет без участия рабочего-сварщика.
1.Описание сварной конструкции
Сварная конструкция «Сварной бак» выполняется из стали марки Ст3 ГОСТ 380-94 (низкоуглеродистая обыкновенного качества).
Сварная конструкция «Сварной бак» выполняется из следующих конструктивных элементов (деталей):
1. Днище (поз.1) – 300 х 210 х 15– 1шт.
2. Поперечная стенка (поз.2, 3) – 195 х 222 х 15- 2 шт.
3. Продольная стенка (поз. 4,5) - 300 х 222 х 15– 2 шт.
4. Продольная труба (поз.6,7) –L = 300мм, Ø 26,8мм–2 шт.
5. Поперечная труба (поз. 8,9) – L = 210мм, Ø 26,8 мм- 2 шт.
Все детали выполняются из одного материала стали Ст 3 ГОСТ 380 – 94.
Для соединения конструктивных элементов применены сварные соединения типов:
1. У 4 № 2 –угловое соединение без скоса кромок с проваром по замкнутому контуру.
2. Т 1 № 3 –тавровое соединение без скоса кромок с односторонней проваркой по замкнутому контуру.
Все сварные соединения выполняются ручной дуговой сваркой по
ГОСТ 5264-80 электродами типа Э46 А марки ОК 46 диаметром 4мм.
2.1 Описание основного металла
Для изготовления элементов сварной конструкции «Сварной бак» применяется сталь марки Ст 3 ГОСТ380 - 94– эта сталь низкоуглеродистая обыкновенного качества.
Для определения свариваемости основного металла необходимо знать его химический состав и механические свойства.
Таблица 1. Химический состав стали
|
C |
Si |
Mn |
Ni |
S |
P |
Cr |
|
0.14 - 0.22 |
0.05 - 0.15 |
0.4 - 0.65 |
до 0.30 |
до 0.04 |
до 0.04 |
до 0.30 |
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.
Таблица 2. Механические свойства стали
|
σв (МПа) |
Ϭ5, % |
σТ (МПа) |
Ψ, % |
ан Дж/м² |
НВ |
|
380-490 |
25 |
250 |
58-65 |
7 |
126-131 |
Ϭ в – предел прочности при растяжении;
Ϭ т – предел прочности металла;
Ϭ5 – относительное удлинение;
Ψ – относительное сужение;
ан – ударная вязкость.
2.2 Описание сварочных материалов
К основным материалам при ручной дуговой сварке относятся:
- плавящиеся электроды, состоящие из холоднотянутой колиброванной проволоки диаметром 0,3 – 12 мм, а также горячекатанной проволоки, на которую наносят специальное покрытие.
Специальную сварочную проволоку изготавливают по ГОСТ 2246 – 70 и специальным техническим условиям (ГОСТ 2246 – 70) проволоку подразделяют на низкоуглеродистую, низколегированную, легированную и высоколегированную.
Электроды для дуговой сварки классифицируют по следующим признакам:
- по назначению;
- по толщине покрытия;
- по характеру шлака образующегося при расплавлении покрытия;
- по допустимым пространственным положениям сварки;
- по роду и полярности тока;
Применение электродов должно обеспечивать следующие необходимые технологические условия:
- легкое зажигание и устойчивое горение дуги;
- равномерное покрытие;
- легкое удаление шлака.
В качестве электрода для сварки конструкции «Сварной бак» принят электрод типа
Э46А марки ОК 46 диаметром 4.
Таблица 3. Типичный химический состав наплавленного металла
|
С |
0,08 |
|
Si |
0,3 |
|
Mn |
0,4 |
Таблица 4. Типичные механические свойства металла шва
|
Предел текучести |
400 МПа |
|
|
Предел прочности |
510 МПа |
|
|
Удлинение 28% KV |
0° С |
70 Дж |
Универсальный электрод ОК 46.00обеспечивающий высокие свойства шва, легко поджигается, в том числе и повторно. Сварка отличается пониженным тепловложением, что делает электрод привлекательным при заварке широких зазоров, особенно на монтаже. Не чувствителен к ржавчине и поверхностным загрязнениям. ОК 46 рекомендуется для сварки углеродистых конструкционных сталей во всех пространственных положениях.
Этот электрод обеспечивает заданный состав и свойства шва.
Эти электроды обеспечивают :
• Устойчивое горение дуги;
• Хорошее формирование шва;
• Получение металла определенных свойств химического состава;
• Минимльные потери электродного металла от удара и разбрызгивания;
• Легкую отделяемость шлаковой корки с поверхности шва;
• Во время сгорания выделяет небольшое количество вредных веществ.
Рутиловое покрытие состоит преимущественно из рутила с добавками полевого шпата, магнезема и других шлакообразующих компонентов. Для создания газовой защиты в покрытие вводят органические вещества (целлюлозу, декстрин) и карбонаты. В процессе сварки рутиловое покрытие обеспечивает минимальное выделение вредных газов.
4.1 Общие сведения
Важным условием получения сварного шва высокого качества является устойчивость процесса сварки. Для этого источники питания дуги должны обеспечивать возбуждение и стабильное горение дуги.
Для обеспечения устойчивого процесса сварки источники питания дуги должны удовлетворять следующим требованиям:
- напряжение холостого хода должно быть достаточным для легкого возбуждения дуги и то же время не должно превышать нормы безопасности. Максимально допустимое напряжение холостого хода установлено для источников постоянного тока – 90 В, а для источников переменного тока – 80 В;
- напряжение устойчивого горения дуги (рабочее напряжение) должно быстро устанавливаться и изменяется в зависимости от длины дуги. С увеличением длины дуги напряжение должно быстро возрастать, а с уменьшением - быстро падать. Время восстановления рабочего напряжения от 0 до 30 В после каждого короткого замыкания должно быть менее 0,05 с;
- ток короткого замыкания не должен превышать сварочный ток более чем на 40 – 50%. При этом источник тока должен выдерживать продолжительные короткие замыкания сварочной цепи;
- мощность источника тока должна быть достаточной для выполнения сварочных работ.
Промышленностью выпускаются следующие типы источников питания сварочной дуги:
- сварочные преобразователи – представляют собой машину, служащую для
преобразования переменного тока в постоянный сварочный ток;
- сварочные аппараты переменного тока служат для понижения напряжения сети с 220 или 380 В до напряжения безопасного, но достаточного для легкого зажигания и устойчивого горения дуги;
- сварочные выпрямители служат для преобразования переменного тока в постоянный, предназначенный
для питания сварочной дуги.
Для выполнения сварочных работ сварной конструкции в качестве источника питания был принят трансформатор ТДМ 411 ГОСТ 95-77 и ГОСТ 7012 – 77 с номинальным сварочным током 400 А.
Технические данные трансформатора:
Номинальный сварочный ток, А 250
Номинальное рабочее напряжение, В 36
Пределы регулирования тока, А 50 – 420
Коэффициент мощности 0,56
Напряжение холостого хода, В 80
Продолжительность нагрузки, ПН,% 10
Первичная мощность, кВА 20
Габариты 330 х 380 х 950
Конструктивно трансформаторы серии ТДМ относятся к группе
трансформаторов стержневого типа, Для них характерны малый расход активных материалов, простота конструкции, высокие сварочные и
энергетические показатели, широкие пределы регулирования тока.
5.1 Организация рабочего места
Рабочее место сварщика – это сварочный пост (рис. 1), который оснащен необходимым инструментом и оборудованием для выполнения работ. Сварочные посты могут быть оборудованы как в производственном помещении, так и на открытой производственной площадке. В зависимости от условий работы сварочные посты могут быть стационарными или передвижными.
Рис.1. Сварочный пост
Сварочные посты необходимо размещать в специальных сварочных кабинах. Кабина сварочного поста должна иметь размеры 2 (1,5) или 2 (2) м и в высоту не менее 2м. В кабине устанавливается металлический стол, к верхней части кабины подводится зонд местной вытяжки воздуха от вентиляционной системы. В столе предусматриваются выдвижные ящики для хранения необходимого инструмента и приспособлений.
Элктрододержатель – один из основных инструментов электросварщика, он должен отвечать следующим требованиям: быть легким ( не более 0,5 кг) и удобным в обращении; иметь надежную изоляцию; не нагреваться при работе и обеспечивать наиболее полное расплавление электрода; обеспечивать быстрое и надежное закрепление электрода в удобном для сварки положении; его зажимное устройство должно действовать без больших усилий как при закреплении электрода , так и при его смене; присоединение сварочного провода к стержню держателя должно быть прочным и обеспечивать надежный контакт. ( рис.2.)
Рис. 2. Конструктивные схемы элетрододержателей для ручной дуговой сварке:
а- вилочные , б-пружинные, в- зажимные, г- безогарковые, д- двухэлектродные, е- со стопорным кольцом
Щитки и маски – применяют для хранения глаз и кожи лица сварщика от вредного влияния электрических лучей и брызг расплавленного металла. Их изготавливают из легкого токонепроводящего материала (фибры). Масса маски не должна превышать 0,6 кг. За процессом сварки наблюдают через специальные стекла – светофильтры. Существует 13 классов светофильтров и изготавливаются по ГОСТ 12.4.080-79. При сварке покрытыми электродами следует ориентироваться на применение светофильтров различных номеров в зависимости от величины сварочного тока: 100А - № С5; 200А - № С6; 300А - № С7; и т. д.
Сварочные провода - ток от силовой сети проводится к сварочным аппаратам по проводам марки КРПТ. От сварочных аппаратов к рабочим местам сварочный ток поступает по гибкому проводу марки ПРГ, АПР или ПРГД с резиновой изоляцией. К электрододержателю должен быть подключен гибкий медный провод марки ПРГД длиной не менее 3м.
Таблица 6. Площадь поперечного сечения сварочных проводов
|
Сила тока |
Площадь сечения провода, мм |
|
|
Одинароного |
двойного |
|
|
125 |
25 |
- |
|
315 |
50 |
2 х 6 |
|
500 |
70 |
2 х 25 |
Длина проводов от сварочных аппаратов к рабочему месту не должна превышать более 30 – 40 м, так как при большей длине проводов напряжение в них значительно упадет, что приведет к уменьшению напряжения дуги. Для соединения сварочных проводов применяют специальные муфты.
Рис.3. Муфта для соединения сварочных проводов :
Вспомогательный инструмент – стальная щетка (рис. ,а) применяется для очистки металла от грязи, ржавчины перед сваркой и шлака после
сварки. Молоток с заостренным концом применяют для отбивки шлака со сварных швов и для поставки личного клейма, зубило применяют для вырубки дефектных мест сварного шва. Для замера геометрических размеров сварных швов электросварщику выдают набор шаблонов.
Рис.4. Вспомогательный инструмент
Дефектами в сварных швах принято называть отклонения от норм, предусмотренных ГОСТами и техническими условиями на сварные соединения. Дефекты уменьшают прочность сварных швов и могут привести к разрушению сварных соединений.
Дефекты сварных швов и соединений весьма разнообразны. Можно выделить следующие основные группы дефектов:
Контроль качества сварных швов и соединений проводится согласно ГОСТ 3242-69 с целью выявления наружных, внутренних и сквозных дефектов. Контроль качества сварных соединений и конструкций складывается из методов контроля, предупреждающих образование
дефектов, и методов контроля, выявляющих сами дефекты.
По величине дефекты подразделяют на макроскопические, которые хорошо видны невооруженным глазом или рассматривают под лупой с увеличением до 10-20 раз, и микроскопические, рассматриваемые под
микроскопом с увеличением от 50 до 1500 раз и более.
Контроль качества сварных швов и соединений проводится согласно ГОСТ 3242-69 с целью выявления наружных, внутренних и сквозных дефектов. Контроль качества сварных соединений и конструкций складывается из методов контроля, предупреждающих образование дефектов, и методов контроля, выявляющих сами дефекты.
Для контроля качества сварных швов металлоконструкции «Сварной бак» был выбран внешний осмотр и обмер готового изделия. При осмотре предварительно очищенной от шлака и брызг поверхности швов и околошовной зон применяют лупы. Размеры швов: ширину. Выпуклость, плавность перехода шва к основному металлу, катет шва проверяют с помощью специальных приборов или шаблонов.
Рис. Шаблоны для обмера
Сварные швы проверяют внешним осмотром, выявляя все неровности по высоте и ширине, неполномерность, непровар корня шва, подрезы, трещины, шлаковые включения, крупные поры.
По внешнему виду сварные швы должны удовлетворять следующим требованиям:
- иметь гладкую или мелкочешуйчатую поверхность (без наплывов,
прожогов, сужений и перерывов) и плавный переход к основному металлу;
- наплавленный металл должен быть плотным по всей длине шва, без трещин, скоплений и цепочек поверхностных пор (отдельно расположенные поверхностные поры допускаются);
- подрезы основного металла допускаются глубиной не более 0,5 мм при толщине стали до 10 мм и не более 1 мм при толщине стали свыше 10 мм.
Допускаемые отклонения в размерах сечений сварных швов и дефекты сварки металлических конструкций не должны превышать величин, указанных в соответствующих стандартах.
Для выявления внутренних дефектов применялся ультрозвуковой контроль ГОСТ 14782-76. Ультрозвук представляет собой упругие колебания материальной среды с частотой колебания выше 20 кГц, т.е. выше верхней границы слухового восприятия. Этот метод основан на способности ультрозвуковых волн отражается от границ раздела двух сред, обладающих разными акустическими свойствами. С помощью ультрозвка можно обнаружить трещины, раковины, расслоения в металле, непровары, шлаковые включения, поры.
В промышленности нашли применение ультрозвуковые дефектоскопы УЗД -7, УДМ – 3, УД – 10У, с помощью которых можно обнаружить дефекты, расположенные на глубине 1- 2500 мм под поверхностью.
Прежде чем приступит к сварочным работам, необходимо изучить, на рабочем месте инструкцию по безопасным приемам об-ращения со сварочным оборудованием и расписаться в регистрационном журнале.
После чего необходимо ознакомиться с порядком включения и выключения питающей сити высокого напряжения убедиться в наличии актов обязательной ежегодной проверки заземления и сопротивления изоляции коммутационных проводов и электро-держателей.
Во время сварки необходимо работать только в спецодежде. Куртка должна быть одета поверх брюк и застегнута, брюки должны закрывать обувь.
Запрещается пользоваться не исправными сварочными щитками и разбитыми защитными светофильтрами.
Нельзя производить сварочные работы при отключенной или не исправной системе вентиляции.
После окончания работы электрододержатель должен находиться в таком же положении, при котором исключался бы его контакт с токоведущими частями сварочного поста.
Сварочное оборудование в процессе эксплуатации требует вни-мательного ухода и обслуживания. Сварщику необходимо принимать следующие меры:
-перед включением источника питания очистить его от пыли, грязи, случайно попавших огарков электродов или кусков сварочной проволоки;
-проверить надежность изоляции сварочных проводов и их присоединения,
при необходимости подтянуть крепления, изолировать место повреждение сварочного кабеля.
-убедиться в наличии заземления.
Эти меры гарантируют длительную, надежную и безопасную работу источника питания.
При включении источника питания могут быть обнаружены его дефекты или не исправности. В этом случае необходимо подключить источник питания и сообщить об этом мастеру, начальнику или электромонтеру для устранения не исправности источника питания. Защита от поражения электрическим током
7.1 Для защиты от поражения электрическим током необходимо:
• надежно заземлять корпус источника питания дуги и свариваемого из-делия;
• не использовать контур заземления в качестве сварочного провода;
• хорошо изолировать рукоятку электрододержателя;
• работать в сухой и прочной спецодежде и рукавицах (ботинки не должны иметь в подошве металлических шпилек и гвоздей);
• не производить ремонта оборудования и аппаратуры (должен выпол-нять электрик);
• при работе внутри сосудов пользоваться резиновым ковриком и пере-носной лампой напряжением не более 12В. 12В считается безопасным напряжением, а при работе в сухих, отапливаемых и вентилируемых помещениях – 36В.
7.2 Поражение зрения.
Электрическая сварочная дуга выделяет разновидности излучений: световое , инфракрасное и ультрафиолетовое.
Световые лучи сварочной дуги способны ослеплять, поскольку их яркость в 10000 раз превышают допустимую яркость для глаз.
Через некоторое непродолжительное время ослабление зрения от воздействия световых лучей проходит.
Инфракрасное излучение может вызвать повреждение глаз только при длительном воздействий. Это повреждение приводит к такому заболеванию как катаракта (помутнение) хрусталика и может приводить к полной или частичной потери зрения. У сварщиков такое заболевание встречается редко.
Ультрафиолетовое излучение даже при кратковременном воздействии на небольшом расстояний вызывает заболевание глаз- так называемую электра офтальмию ( светобоязнь). Основные симптомы заболевания: резь в глазах, слезоточивость, временное ослабление зрения. Симптомы появляются через несколько часов после облучения. Электра офтальмию можно излечить в течение 2-3 дней с помощью капель “Альбуцид” или цинковых капель.
Можно применить также промывание слабым чаем и холодные компрессы.
7.3 Защита от отравления вредными газами, пылью и испарениями.
Состав и количество вредных газов пыли и испарений зависит от вида сварки, состава защитных средств свариваемого и электродного материалов.
Наиболее вредной являются сварка покрытыми электродами.
Основными мероприятиями, направленными на защиту от отравления вредными выделениями при сварке являются:
- Применение местной общеобменной вентиляции.
- Замена вредных процессов и материалов менее вредными.
- Применение изолирующих и защитных устройств.
- Использование индивидуальных средств защиты (респиратор, резиновый шлемы).
7.4 Пожарная безопасность.
В целях предотвращения пожаров сварщику запрещается:
- пользоваться одеждой и рукавицами со следами масел, жиров, бензина, керосина и других горючих жидкостей;
- выполнять сварку и резку свежевыкрашенных масляными красками конструкций до полного высыхания краски;
- выполнять сварку аппаратов, находящихся под электрическим напряжением, и сосудов, находящихся под давлением;
- производить без специальной подготовки сварку и резку 7емкостей
из-под жидкого топлива.
Каждый сварочный пост должен иметь огнетушитель, ящик с песком и лопатой. После окончания сварочных работ необходимо проверять рабочее помещение и зону, где выполнились сварочные работы.
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
5
ПЭР 150709.02 306 13046 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
6
ПЭР 150709.02 306 13046 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
ата
Лист
7
ПЭР 150709.02 306 13046 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
8
ПЭР 150709.02 306 13046 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
9
ПЭР 150709.02 306 13046 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
10
ПЭР 150709.02 306 13046 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
11
ПЭР 150709.02 306 13046 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
18
ПЭР 150709.02 306 13046 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
19
ПЭР 150709.02 306 13046 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
20
ПЭР 150709.02 306 13046 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
21
ПЭР 150709.02 306 13046 ПЗ
ПЭР 150709.02 306 13046 ПЗ
23
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
22
ПЭР 150709.02 306 13046 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
24
ПЭР 150709.02 306 13046 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
25
ПЭР 150709.02 306 13046 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
26
ПЭР 150709.02 306 13046 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
27
ПЭР 150709.02 306 13046 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
28
ПЭР 150709.02 306 13046 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
29
ПЭР 150709.02 306 13046 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
30
ПЭР 150709.02 306 13046 ПЗ