Технологический процесс изготовления беседки

Размещено на http://www.allbest.ru/

1

Введение

Сварка -- технологический процесс получения неразъёмного соединения посредством установления межатомных и межмолекулярных связей между свариваемыми частями изделия при их нагреве (местном или общем), или пластическом деформировании.

Классификация сварных конструкций

Большое разнообразие сварных конструкций затрудняет их единую классификацию. Сварные конструкции можно классифицировать:

- По способу получения заготовок (листовые, литосварные, кованосварные, штампосварные);

- Целевому назначению (вагонные, судовые, авиационные и др.);

- Характерным особенностям их работы (балки, рамы, фермы, емкости, сосуды, работающие под давлением, трубы и трубопроводы, корпусные конструкции и т. п.).

При рассмотрении вопросов проектирования и изготовления сварных конструкций последние целесообразно классифицировать в зависимости от характерных особенностей работы. Представленная конструкция является рамной конструкцией.

Целью работы является разработка технологического процесса изготовления беседки для отдыха.

1. Описание конструкции

Данная конструкция является рамной. Рамы представляют собой объёмную пространственную конструкцию предназначенную для соединения отдельных деталей и механизмов в единый агрегат. Одно из главных требований предъявляемым к рамам это жесткость конструкции, по этому входящие в состав сварной рамы балочные заготовки соединяются друг с другом жестко.

Конструкция состоит из:

- Крыши;

- Каркаса;

- Декоративных элементов.

Элементами будет являться профильная квадратная труба.

Эскиз рисунок 1.

2. Выбор материала и анализ свариваемости

2.1 Выбор материала

Для данной конструкции будет уместно использовать сталь Ст2. так как данная конструкция не является ответственной. Ст2 классифицируется как углеродистая, обычного качества. Применяется в изготовлении неответственных деталей, требующие повышенной пластичности или глубокой вытяжки; малонагруженные элементы сварных конструкций, работающие при постоянных нагрузках. Сваривается без ограничений.

Для изготовления данной конструкции потребуется:

квадратные трубы сечением 50х50 мм толщиной 4 мм для изготовления каркаса, профильная квадратная труба 20х20 мм толщиной 2 мм для выполнения декоративных элементов, профильная прямоугольная труба 50х45 мм для крыши. Химический состав в % материала Ст2кп представлен в таблице 1.

2.2 Анализ свариваемости

Для изготовления метало конструкция чаще применяют низколегированные низкоуглеродистые стали из за хорошей свариваемости.

Свариваемостью называют способность метало или их сплавов образовывать сварные соединение не уступающие по всей прочисти основному металлу. Свариваемость определяется составом и физическим свойствам металла. С увеличением содержания углерода свариваемость стали ухудшается и в сварном соединении могут возникнуть трещины, поры.

По свариваемости стали можно разделить на четыре группы:

Первая группа - низкоуглеродистые стали с содержанием углерода до 0,15%. Эти стали свариваются без ограничений независимо от толщины металла, и от температуры окружающей среды, не требуют дополнительной термообработки.

Вторая группа - низкоуглеродистые стали с содержанием углерода от 0,2до 0,3% и низколегированные стали, содержащие 0,14-0,22; углерода. Они свариваются с ограничением по температуре окружающей среды ( не нижу-5 С).

Третья группа - низкоуглеродистые стали с содержанием углерода 0,3-0,4% и низколегированные стали с содержанием углерода 0,22-0,3% свариваются ограничено, необходим предварительный или сопутствующий подогрев.

Четвёртая группа - это теплоустойчивые и среднелегированные среднеуглеродистые стали. Они относятся группе плохо сваривающихся деталей им необходим подогрев и термообработка сварного изделия.

Таблица 1

3. Технология изготовления конструкции

3.1 Выбор способа сварки

Для сварки данной конструкции будет рационально использовать ручную дуговую сварку. Ручная дуговая сварка - это сварка покрытым металлическим электродом. Является наиболее универсальной технологией дуговой сварки. Преимущества ручной дуговой сварки:

- возможность сварки в любых пространственных положениях;

- возможность сварки в местах с ограниченным доступом;

- сравнительно быстрый переход от одного свариваемого материала к другому;

- возможность сварки самых различных сталей благодаря широкому выбору выпускаемых марок электродов;

- простота и транспортабельность сварочного оборудования.

Недостатки ручной дуговой сварки:

- низкие КПД и производительность по сравнению с другими технологиями сварки;

- качество соединений во многом зависит от квалификации сварщика;

- вредные условия процесса сварки.

3.1.1 Схема ручной дуговой сварки

Для образования и поддержания электрической дуги к электроду и свариваемому изделию (рисунок 2) от источника питания подводится сварочный ток.

Рисунок 2

3.2 Выбор сварочных материалов

Учитывая что для изготовления данной конструкции будет использоваться сталь Ст2 толщиной до от 2 до 4 мм, целесообразно использовать электрод ОК 46 рутилово-целлюлозным покрытием, диаметром 3мм. Уникальный в своем классе электрод, обладающий хорошими сварочно-технологическими характеристиками, предназначенный для сварки конструкций из низкоуглеродистых и низколегированных сталей с пределом текучести до 380 МПа во всех пространственных положениях на постоянном токе и переменном токе. Электрод отличается относительно слабой чувствительностью к ржавчине и другим поверхностным загрязнениям, легкостью отделения шлака и формированием гладкой поверхности наплавленного валика с плавным переходом к основному металлу. Благодаря легкости, как первого, так и повторных поджогов, электрод незаменим для сварки короткими швами, корневых проходов, прихваток и сварке с периодическими обрывами дуги. В отличие от большинства рутиловых электродов, благодаря возможности выполнять сварку в положении «вертикаль на спуск» в сочетании со значительно более низкими пороговыми значениями минимального тока, при котором стабильно горит дуга, ОК 46.00 позволяют выполнять сварку тонкостенных изделий, а также применять этот электрод для сварки деталей с гальваническим покрытием. Низкое напряжение холостого хода и стабильное горение дуги на предельно малых токах позволяет использовать эти электроды для сварки от бытовых источников. Режимы прокалки: 70-90°С, 60 мин. Химический. состав наплавленного металла представленный а таблице 2. Механические свойства металла шва таблица 3. Напряжение холостого хода 50 В. Классификации и одобрения электродов:

- ГОСТ 9467: Э46

- ГОСТ Р ИСО 2560-A: E 38 0 RC 1 2

- EN ISO 2560-A: E 38 0 RC 1 2

- AWS A5.1: E6013

Таблица 2

Таблица 3

3.3 Выбор сварочного оборудования

Одним из самых совершенных аппаратов для электродуговой сварки является сварочный инвертор. Принцип их работы основан на преобразовании низкочастотного переменного тока в высокочастотный с последующим выпрямлением. Это позволяет существенно сократить массу и габаритные размеры аппарата. Также в устройство этого сварочного аппарата входит управляющая схема, которая позволяет аппарату отслеживать качество сварного шва и гибко управлять параметрами сварочного процесса.

Одним из главных преимуществ сварочного инвертора является то, что он способен стабильно работать от слабой электросети, несмотря на перепады тока. Напряжения в сети достаточно, чтобы использовать сварочный инвертор 160 А, необходимые для сварки, он выдаёт без проблем.

Сварочный инвертор обладаем высоким кпд, за счёт этого происходит экономия электроэнергии. Простота настройки. Легкость выполнения сварки относительно традиционных источников питания. Для высококачественной сварки высококачественными транзисторами или тиристорами обеспечивает точную установку и высокую стабильность параметров процесса сварки.

Все эти свойства сварочного инвертора подходят для сварки данной конструкции. Для выполнении сварки будет использоваться сварочный инвертор «Ресанта САИ 190 ПРОФ» технические характеристики представлены а таблице 4.

Таблица 4

3.4 Режим сварки

Режимом сварки называют основные показатели, определяющие процесс сварки, которые устанавливаются на основе исходных данных и должны выполняться для получения сварного соединения требуемого качества, размеров и формы, установленных проектом. К этим показателям при ручной дуговой сварке относятся: марка электрода, его диаметр, сила и род сварочного тока, полярность при постоянном токе, число слоев в шве.. Для определения режима сварки используют исходные данные, например марку и толщину основного металла, протяженность и форму сварных швов, проектные требования к качеству сварных швов (тип электрода), положение швов в пространстве.

В зависимости от марки свариваемого металла и его толщины подбирают тип и марку электродов. Диаметр электрода выбирается в зависимости от положения сварки и толщины металла.

Скорость сварки в значительной степени зависит от квалификации сварщика и его умения вести процесс сварки с перерывами только на смену электрода. Кроме того, на скорость сварки влияют коэффициент наплавки применяемых электродов и сила сварочного тока. Чем больше коэффициент наплавки и сила тока, тем быстрее перемещается дуга и, следовательно, растет скорость сварки. Следует иметь в виду, что произвольное увеличение силы тока может вызвать перегрев электрода.

Основными элементами режима дуговой сварки являются:

- ток;

- род и полярность тока;

- диаметр электрода;

- напряжение дуги и скорость сварки.

Дополнительными элементами режима сварки являются:

- длина электрода;

- свойства покрытия;

- начальная температура металла;

- наклон электрода и основного металла.

Так как представленная конструкция будет изготавливаться из металла маленькой толщины. Сварка будет производится на сварочном токе 90-120 А, на постоянном токе, обратной полярности, диаметром электрода 3 мм. Для предотвращения дефекта прожога, целесообразно использовать технику сварки с периодическими обрывами дуги.

3.4 Выбор сварочного приспособления

Непосредственно сама сварка требует иногда гораздо меньше времени и сил, чем подготовка к ней. Основную долю последней составляет сборка сварной конструкции с фиксацией всех элементов в нужном положении. Эта работа требует особого внимания, поскольку от нее зависит качество готового изделия.

Досадно бывает, когда после тщательной выверки и установки элементов в нужное положение, собранная с таким старанием конструкция разваливается от прикосновения электрода, и нужно собирать все сначала. Еще хуже, когда элемент приваривается, но не в том положении, которое требуется - незаметно сдвинулся или деформировался после остывания металла. Использование универсальных и специализированных приспособлений для сварки помогает сберечь время и получить качественное изделие на выходе.

Существует множество различных устройств и механизмов, предназначенных для сварочных работ. В промышленности, где имеют дело с серийным и массовым производством, используется специализированное механизированное и автоматизированное оборудование - транспортные устройства, механизмы для укладки и кантовки изделий, технологические сборочные приспособления и пр. В домашних условиях используются, как правило, ручные сварочные приспособления универсального действия, позволяющие осуществить быструю сборку конструкции, надежно закрепить все элементы в нужном положении и добиться минимальной деформации детали.

При сборке представленной конструкции будут применятся следующие приспособления. Угольники служат для установки деталей под определенным (90°, 60°, 30°, 45°) углом друг к другу. Удобны в использовании угольники, грани которых выполнены поворотными и позволяют установить любой необходимый угол межу ними. Струбцина с регулируемым зевом и наклоняемым упором. Струбцимна -- один из видов вспомогательных инструментов, используемый для фиксации каких-либо деталей плотного прижатия их друг к другу, при сварке. По конструкции, струбцина обычно состоит из двух частей -- основной рамы и подвижного элемента с зажимом, перемещение которого позволяет менять расстояние между губками инструмента. На подвижной части также располагается зажимное устройство -- винт или рычаг, используемый для фиксации подвижной части, а также регулирования силы сжатия.

3.6 Технологическая карта

5. Контроль качества

сварка сталь металоконструкция соединение

Исходя из того что, представленная конструкция является не ответственной, контроль качества сварных соединений можно провести визуально--измерительным методом. Этот способ контроля считается самым доступным и оперативным и потому является обязательным, для любой конструкции.

Контроль любого сварочного соединения начинает проводиться еще при непосредственном создании сварного шва. Визуальный контроль является частью работы сварщика, и он периодически проводит внешний осмотр (на непровар, подрез и верность катета) несколько раз до полного окончания всего объема работы.

Визуально-измерительный контроль: это внешний осмотр сварных конструкций, как невооруженным глазом, так и при помощи различных технических приспособлений для выявления более мелких дефектов, не поддающихся первоначальной визуализации. ВИК относится к органолептическим (проводится органами чувств) методам контроля и осуществляется в видимом спектре излучений. Визуальное обследование в поисках теоретических дефектов производят с внешней стороны сварного шва, где при их обнаружении можно выполнить минимальные измерения с помощью оптических приборов и инструментов. При проведении визуального контроля сварных соединений металлов используют несколько видов инструментов. Для наблюдения и выявления дефектов: Обзорные, телескопические, напольные лупы, линзы.

6. Охрана труда и техника безопасности

6.1 Охрана труда

6.1.1 Общие требования охраны труда

К самостоятельному выполнению сварочных работ допускаются работники не моложе 18 лет, прошедшие медицинское освидетельствование, вводный инструктаж, первичный инструктаж, обучение и стажировку на рабочем месте, проверку знаний требований охраны труда, имеющие группу по электробезопасности не ниже II, профессиональные навыки по газосварочным работам и имеющие удостоверение на право производства газосварочных работ.

Работник при производстве сварочных работ должен быть обеспечен спецодеждой, спецобувью и другими средствами индивидуальной защиты в соответствии с Типовыми отраслевыми нормами бесплатной выдачи специальной одежды, специальной обуви и других средств индивидуальной защиты и Коллективным договором.

В случаях травмирования или недомогания необходимо прекратить работу, известить об этом руководителя работ и обратиться в медицинское учреждение.

По окончании электросварочных работ работник обязан:

- отключить электросварочный аппарат;

- привести в порядок рабочее место;

- собрать инструмент;

- смотать в бухты сварочные провода и убрать в отведенные для их хранения места;

- убедиться в отсутствии очагов загорания,

6.2 Техника безопасности

1. Надежная изоляция всех, проводов, связанных с питанием источника тока и сварочной дуги, устройство геометрически закрытых включающих устройств, заземление корпусов сварочных аппаратов. Заземлению подлежат: корпуса источников питания, аппаратного ящика, вспомогательное электрическое оборудование. Сечение заземляющих проводов должно быть не менее 25 мм2. Подключением, отключением и ремонтом сварочного оборудования занимается только дежурный электромонтер. Сварщикам запрещается производить эти работы

2. Применение в источниках питания автоматических выключателей высокого напряжения, которые в момент холостого хода разрывают сварочную цепь и подают на держатель напряжение 12 В.

3. Надежное устройство электрододержателя с хорошей изоляцией, которая гарантирует, что не будет случайного контакта токоведущих частей электрододержателя со свариваемым изделием или руками сварщика (ГОСТ 14651-69). Электрододержатель должен иметь высокую механическую прочность и выдерживать не менее 8000 зажимов электродов.

4.Работа в исправной сухой спецодежде и рукавицах. При работе в тесных отсеках и замкнутых пространствах обязательно использование резиновых галош и ковриков, источников освещения с напряжением не свыше 6-12 В.

5. При работе на электронно-лучевых установках предотвращение опасности поражения лучами жесткого рентгеновского (почти полное) поглощение вредных излучении, связанных с горением дуги. Особую опасность в смысле поражения глаз представляет световой луч квантовых генераторов (лазеров) так как даже отраженные лучи лазера могут вызвать тяжелое повреждение глаз и кожи. Поэтому лазеры имеют автоматические устройства, предотвращающие такие поражения, но при условии строгого соблюдения производственной инструкции операторами-сварщиками, работающими на этих установках.

Размещено на Allbest.ru