Технология сборки и сварки горизонтальной ёмкости

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Анализ конструкции

1.1 Организация рабочего места

1.2 Выбор материала конструкции и сварочных материалов

1.3 Выбор оборудования и инструментов

2. Технологическая схема изготовления конструкции

2.1 Подготовка металла к сварке, сборка конструкции

2.2 Режим сварки конструкции

2.3 Техника сварки конструкции

2.4 Деформации и напряжения при сварке

3. Контроль качества сварных соединений конструкции

3.1 Дефекты и методы устранения

4. Технологическая карта изготовления конструкции

5. Техника безопасности при изготовлении конструкции

5.1 Требования безопасности перед началом работ

5.2 Требования безопасности во время работ

5.3 Требования безопасности по окончанию работы



Ведение

Современный технически прогресс в промышлености неразрывно связан с совершенствованием сварочного производства. Сварка высокопроизводительный процесс изготовления неразъёмных соединений находит широкое применение при изготовлении металлургического, химического и энергетического оборудования, различных трубопроводах, в машиностроении, в производстве строительных и других конструкций.

Сварка - такой же необходимый технологический процесс, как и обработка металлов, литьё, ковка, штамповка. Большие технологические возможности сварки обеспечили её широкое применение при изготовлении и ремонте судов, автомобилей, самолётов, турбин, котлов, реакторов, мостов и других конструкций. Её применение способствует совершенствованию машиностроения и развитий ракетостроения, атомной энергетике, радиоэлектроники.

О возможности применения электрических искр для плавления металлов еще в 1753 г говорил академик Российской академии наук Г.Р. Рихман при исследованиях атмосферного электричества. В 1802 г профессор Санкт-Петербургской военно-хирургической академии В.В. Петров открыл явление электрической дуги и узнал возможные области её практического применения.

Однако потребовались многие годы совместных усилий учёных и инженеров, направленных на создание источников энергии, необходимых для реализации процесса электрической сварки металлов. Важную роль в создании этих источников сыграли открытия и изобретения в области магнетизма и электричества.

В 1882 году российский учёный - инженер Н.Н. Бенардос, открыл способ электродуговй сварки металлов неплавящимся угольным электродом. Им был разработан способ дуговой сварки в защитном газе и дуговая резка металлов. В 1888 г российский инженер Н.Г. Славянов предложил проводить сварку плавящимся металлическим электродам. С его именем связано развитие флюсов для воздействия на состав металла шва, создание первого электрического генератора.



1. Анализ конструкции

Рис. 1.1 Схема конструкции

Назначение бочка для горючего

марка стали 10ХСНД ГОСТ 6713-91

марка электрода УОНИИ 13/55R Тип Э 50А

1.1 Организация рабочего места

Рабочее место называется сварочным постом, служащим для выполнения сварных работ оборудованное всеми необходимыми для производства сварных работ сварочный пост укомплектован: источником питанья, электропроводом, а также различным инструментом. Сварочный пост для изготовления цилиндрической емкости размером…….., включает в себя:

1. Ящик для ключей

2. Трансформатор или преобразователь

3. Резиновый коврик

4. Освещение

5. Спецодежда

6. Пенал для электродов

7. Ящик для огарков

8. Рулетка

9. Болгарка с дисками

10. Щётка по металлу

11. Вытяжка

Рабочее место не должно быть захламлено поскольку это предаёт неудобства сварщику и можно получить травму поэтому необходимо содержать рабочие место в чистоте.

Таблица 1.1 Выбор материала конструкции и сварочных материалов

Марка:	10ХСНД (другое обозначение 10ХСНД-Ш)
Заменитель:	16Г 2АФ
Классификация:	Сталь конструкционная низколегированная для сварных конструкций
Дополнение:	Сталь хромокремненикелевая с медью
Продукция, предлагаемая предприятиями-рекламодателями: Нет данных.
Применение:	Элементы сварных металлоконструкций и различные детали, к которым предъявляются требования повышенной прочности и коррозионной стойкости с ограничением массы и работающие при температуре от --70 до 450 °С,
Зарубежные аналоги:	Известны

Таблица 1.2 Химический состав в % материала 10ХСНД

ГОСТ 19281 - 89

C	Si	Mn	Ni	S	P	Cr	N	Cu	As
до 0.12	0.8 - 1.1	0.5 - 0.8	0.5 - 0.8	до 0.04	до 0.035	0.6 - 0.9	до 0.008	0.4 - 0.6	до 0.08
Примечание: Также хим. состав указан в ГОСТ 6713 - 9, ГОСТ 19282-73

Таблица 1.3 Технологические свойства материала 10ХСНД

Свариваемость:	без ограничений.
Флокеночувствительность:	не чувствительна.
Склонность к отпускной хрупкости:	малосклонна.



Таблица 1.4 Механические свойства при Т=20^oС материала 10ХСНД

Сортамент	Размер	Напр.	sв	sT	d5	y	KCU	Термообр.
-	мм	-	МПа	МПа	%	%	кДж / м 2	-
Лист, ГОСТ 19282-73	5 - 9		540	400	19
Прокат, ГОСТ 6713-91			510-685	390	19		290

Таблица 1.5 Физические свойства материала 10ХСНД

T	E 10- 5	a 10 6	l	r	C	R 10 9
Град	МПа	1/Град	Вт/(м·град)	кг/м 3	Дж/(кг·град)	Ом·м
20
100	1.97		40
200	2.01		39
300	1.95		38
400	1.88		36
500	1.8		34
600	1.69		31
700	1.56		29
800	1.35
900	1.25
T	E 10- 5	? 10 6	?	?	C	R 10 9

Таблица 1.6 Зарубежные аналоги материала 10ХСНД

Внимание! Указаны как точные, так и ближайшие аналоги.

Болгария
BDS
10ChSND

Таблица 1.7 Обозначения

Механические свойства:
sв	- Предел кратковременной прочности, [МПа]
sT	- Предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), [МПа]
d5	- Относительное удлинение при разрыве, [ % ]
y	- Относительное сужение, [ % ]
KCU	- Ударная вязкость, [ кДж / м 2]
HB	- Твердость по Бринеллю, [МПа]
T	- Температура, при которой получены данные свойства, [Град]
E	- Модуль упругости первого рода, [МПа]
a	- Коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20o - T), [1/Град]
l	- Коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала), [Вт/(м·град)]
r	- Плотность материала, [кг/м 3]
C	- Удельная теплоемкость материала (диапазон 20o - T), [Дж/(кг·град)]
R	- Удельное электросопротивление, [Ом·м]
Свариваемость:
без ограничений	- сварка производится без подогрева и без последующей термообработки
ограниченно свариваемая	- сварка возможна при подогреве до 100-120 град. и последующей термообработке
трудносвариваемая	- для получения качественных сварных соединений требуются дополнительные операции: подогрев до 200-300 град. при сварке, термообработка после сварки - отжиг

1.3 Выбор оборудования и инструментов

Источник питания устройство, принцип работы, техническая характеристика выпрямителя

Для изготовления цилиндрической горизонтальной емкости необходимо использовать специальное оборудованье и инструменты они включают в себя:

1. Болгарку, диски 2 типов для резки и шлифовки металла

2. Линейкадля ровной разметки

3. Молоток для выравнивания швы и отбития шлака

4. Мел для разметки под резку металла

5. Секач для отбивки шлака

6. Уголок для выполнения ровных углов

7. Кабеля

8. Держак



2. Технологическая схема изготовления конструкции

2.1 Подготовка металла к сварке, сборка конструкции

Очистка металла

Очистка металла от пыли, ржавчины, окалины и т.д. является важной технологической операцией, предшествующей запуску его в производство. Очистку целесообразно проводить после правки листов, поскольку в процессе правки окисные пленки интенсивно разрушаются и отслаиваются, что облегчает последующую очистку.

Очистку чаще всего осуществляют на дробе- и пескоструйных аппаратах. Кроме этого существует способ химической очистки (травления).

Для очистки на дробеметной установке лист в вертикальном положении на тележке подают в камеру, на стенках которой размещены дробеметные аппараты, выбрасывающие с большой скоростью стальную или чугунную дробь размером 0,6-0,8 мм. Ударяясь о поверхность металла, дробь сбивает загрязнения и очищает ее. Возникающий под влиянием дробеочистки наклеп обычно незначителен и практически не влияет на механические свойства металла. Конструкция дробеструйных установок рассчитаны на многократное использование дроби. Образующаяся пыль удаляется из камеры отсасывающей системой. Примерная производительность установки 200 м 2 в час.

Пескоструйная очистка основана на абразивной обработке очищаемой поверхности струей сжатого воздуха со взвешенными в нем твердыми частицами песка. По санитарным нормам пескоструйная очистка в цеховых условиях возможна только в специальных камерах.

Химическую очистку производят на механизированных линиях, представляющих собой ряд последовательно расположенных камер. В каждой из них осуществляют одну определенную операцию процесса очистки: подогрев, травление, промывку, нейтрализацию, пассирование и т.д.

Трубы очищают от загрязнений по наружной и внутренней поверхностям на очистных станках и механизированных линиях.

На ЗиО очистка наружной поверхности труб производится на дробеструйной установке.

После того как металл выправлен, очищен и тщательно вымыт, производится разметка той поверхности, которую предстоит обработать.

Разметка

Что значит разметить заготовку? Это значит нанести на нее разметочные линии или риски, указывающие границы, до которых необходимо ее обрабатывать, чтобы она превратилась в необходимый вам элемент. Если заготовка размечена неправильно, она просто не встанет на свое место.

Металл не бумага и не дерево, по которому удобно рисовать карандашом: сего гладкой, твердой поверхности легко стираются как грифельные линии, так и меловые. Для того чтобы линии разметки прочно держались на металле и не стирались, поверхность, которую предстоит обрабатывать, нужно предварительно окрасить.

Простая прямолинейная резка - это одна из самых часто используемых технологических операций, применяемых для нарезки заготовок простых изделий и соединительных элементов (воротников, прямых отводов, реек, шин), а также для выравнивания кромок листового материала.

Процесс кислородной резки представлен на рисунке ниже.

Рисунок. Кислородная резка, схема процесса

Разрезаемый металл предварительно нагревается подогревающим пламенем резака, которое образуется в результате сгорания горючего газа в смеси с кислородом. При достижении температуры воспламенения металла в кислороде, на резаке открывается вентиль чистого кислорода (99-99,8%) и начинается процесс резки. Чистый кислород из центрального канала мундштука, предназначенный для окисления разрезаемого металла и удаления оксидов, называют режущим в отличие от кислорода подогревающего пламени, поступающего в смеси с горючим газом из боковых каналов мундштука.

Струя режущего кислорода вытесняет в разрез расплавленные оксиды, которые, в свою очередь, нагревают следующий слой металла, способствуя его интенсивному окислению и т. п. В результате разрезаемый лист подвергается окислению по всей толщине, а расплавленные оксиды удаляются из зоны резки под действием струи режущего кислорода.

Техника кислородной резки

Поверхность разрезаемого листа следует очистить от окалины, краски, масла, ржавчины и грязи. Особое внимание уделяется очистке поверхности листа от окалины, поскольку она препятствует контакту металла с пламенем и струей режущего кислорода. Для этого требуется незначительный прогрев поверхности стали подогревающим пламенем резака, в результате которого окалина отскакивает от поверхности. Прогрев следует выполнять узкой полосой по линии предполагаемого реза, перемещая пламя со скоростью, приблизительно соответствующей скорости резки.

Перед кислородной резкой металл нагревается с поверхности в начальной точке реза до температуры его воспламенения в кислороде. После пуска струи режущего кислорода и начала процесса окисления металла по толщине листа резак перемещают по линии реза.

Как правило, прямолинейная кислородная резка стальных листов толщиной до 50 мм выполняется вначале с установкой режущего сопла мундштука в вертикальное положение, а затем с наклоном в сторону, противоположную направлению резки (обычно на 20-30є). Наклон режущего сопла мундштука в сторону ускоряет процесс окисления металла и увеличивает скорость кислородной резки, а, следовательно, и ее производительность. При большей толщине стального листа резак в начале резки наклоняют на 5є в сторону, обратную движению резки.

Чтоб сварить бочку надо сначала на резать 4 листа размер 825мм на 2040мм, сворачиваем лист кругом и свариваем вместе 2 края, каждого листа потом эти четыре круга свариваем в месте только чтоб швы были в разных местах свариваем по кругу ширина шва должна перекрывать ширину разделки на 1,5-2 мм. После каждого раза на до на 15 мм больше брать от места где ты варил. После каждого прохода обязательна зачищать поверхность предыдущего шва. После по середине одного из круга с верху вырезают круг и привариваем люк когда уже бочка будит готова в низу приваривают ножки.



2.2 Режим сварки конструкции

Сварка отопительных регистров выполняется во всех пространственных положениях, сила тока зависит, от толщины метала и от пространственного положения. Формула режима сварки

S м.	1-2	3	4-5	6-8	9-12	13-15	16…
D эл.	1.5-2	3	4	4	4-5	5	6

S=до 3мм. S=больше 3мм.

У=30*dk.

У=(20+6d)*dk

K=для сварки в нижнем положении 1

K= для сварки в горизонтальном 0.8

K=для сварки в потолочном положении 0.9

Y=250 в нижнем положении

Y=200в горизонтальном

Y =225 в потолочном

2.3 Техника сварки конструкции

Диаметр труб от 50 до 1200мм. Толщи на стенки от 2,5 мм до 25 и более, сварку ведут возможно короткой дугой, стыки труб диаметром 219 мм и более сваривают одновременно два сварщика, ширина шва должна перекрывать ширину разделки на 1,5-2 мм в каждую сторону, облицовочный шов должен иметь плавное сопряжение с поверхностью трубы.



2.4 Деформации и напряжения при сварке

Основными причинами возникновения сварочных деформаций и напряжений являются неравномерное нагревание и охлаждение изделия, литейная усадка наплавленного металла и структурные превращения в металле шва.

Неравномерное нагревание и охлаждение вызывают тепловые напряжения и деформации. При сварке происходит местный нагрев небольшого объема металла, который, расширяясь, воздействует на близлежащие менее нагретые слои металла. Напряжения, возникающие при этом, зависят главным образом от температуры нагрева, коэффициента линейного расширения и теплопроводности свариваемого металла. Чем выше температура нагрева, а также чем больше коэффициент линейного расширения и ниже теплопроводность металла, тем большие тепловые напряжения и деформации развиваются в свариваемом шве.

Литейная усадка вызывает напряжения в сварном шве в связи с тем, что при охлаждении объем наплавленного металла уменьшается. Вследствие этого в близлежащих слоях металла возникают растягивающие силы. Чем меньше количество расплавленного металла, тем меньшие возникают напряжения и деформации. Структурные превращения вызывают растягивающие и сжимающие напряжения в связи с тем, что они в некоторых случаях сопровождаются изменением объема свариваемого металла. Например, у углеродистых сталей при нагреве происходит образование аустенита из феррита - этот процесс сопровождается уменьшением объема. При больших скоростях охлаждения высокоуглеродистых сталей аустенит образует мартенситную структуру, менее плотную, чем аустенит; этот процесс сопровождается увеличением объема. При сварке низкоуглеродистой стали напряжения, возникающие от структурных превращений, небольшие и практического значения не имеют. Стали, содержащие более 0,35% углерода, и большинство склонных к закалке легированных сталей дают значительные объемные изменения от структурных превращений. Вследствие этого развивающиеся напряжения оказываются достаточными для возникновения трещин в шве.



3. Контроль качества сварных соединений конструкции

Работу по контролю качеству сварных работ проводят в три этапа:

· Предварительный контроль, проводят до начал сварочных работ

· Контроль в процессе сборки и сварки (пооперационной)

· Контроль качества готовых сварных соединений

Предварительный контроль включает в себя: проверку классификации сварщика, дифектоскопистов и ИТР, руководящих работами по сварке, сварке и контролю; проверку качества основного металла сварных материалов, заготовок поступающих на сборку, состояния сварочной аппаратуры. В процессе изготовления (пооперационный контроль) проверяют качество подготовки кромок и сборку, режимы сварки, порядок выполнения швов, температуру окружающей среды и сварного металла, внешний вид шва, его геометрические размеры, постоянно наблюдают за исправностью сварочной аппаратуры.

Последняя контрольная операция - проверка качества сварки в готовом изделии. Для этой цели существуют следующие виды контроля: внешний осмотр и измерение сварных соединений, испытание на плотность, просвечивание рентгеновским или гамма-лучами, контроль ультразвуком, магниевые методы контроля, люминесцентный метод контроля, металлографические исследования, механические испытания. Виды контроля качества сватаных соединений выбирают в зависимости от назначения изделия и требований, которые предъявляют к этому изделию соответствии с техническим условием или ГОСТом.

Дефекты в сварных соединениях могут быть вызваны плохим качеством сварных металлов, неточной сборкой и подготовкой стыка под сварку, нарушением технологии сварки, низкой классификацией сварщика и другим причинам. Задача контроля качества соединений - выявление возможных причин появления брака и его предупреждение.

3.1 Дефекты и методы устранения

1. Подрезы. Сварка после зачистки.

2. Не провар в корне шва, Утяжка. Выборка дефектного участка с последующей подваркой.

3. Чрезмерное усиление шва. Зачистка абразивным инструментом.

4. Катет недостаточного размера. Сварка после зачистки

5. Наплыв. Зачистка абразивным инструментом; при необходимости подварка.

6. Незаплавленный кратер. Подварка после предварительной зачистки.

7. Западание между валиками. Подварка после предварительной зачистки.

8. Неравномерная ширина шва. Зачистка абразивным инструментом и подварка.

9. Наружная и продольная трещина, поры, шлаковые включения. Вырубка дефектного участка с последующей подваркой.

4. Технологическая карта изготовления конструкции

№	Наименование операции	Содержание операции и требования	Оборудование и инструменты
1	Отчистка полости труб и заготовок от грязи, ржавчины, масла	Зачистка металла осуществляется для удаления заусениц с кромки деталей после штамповки, а также для удаления с поверхности. Кромок окалин, и шлаков. После кислородной резки,Грязи и ржавчины	УШМ AG90111 со шлиф насадкой зубило молоток
2	Разметка заготовок по чертежам	Разметка представляетсобой нанесение на металразметочных рисок выполняется с необходимыми припускомкоторый снимается при последующей обработки.служит для более точной сборки конструкции.	Разметочный стол металлическая рулетка, металлическая чертилка, угольник.
3	Резка заготовок при помощи УШМ	Резка заготовок осуществляется. При помощи УШМ по заранее Наложенным рискам	УШМ AG90111с диском по металлу
4	Подготовка кромок
5	Сборка деталей
6	Сварка	Сварка деталей конструкции проходит После выполнения всех предыдущих операций и внимательной перепроверки всей соборной конструкции	Сварочный выпрямитель ВДУ-504электроды УОНИ-13\65
7	Контроль качества		Нормативная техническая документация. Визуальный осмотр. Радиационноепросвечивания швов служат специальные аппараты (РУП-150-1, РУП-120-5-1 и др.)

5. Техника безопасности при изготовлении конструкции

К работе по выполнению электросварочных работ допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие специальное обучение и имеющие удостоверение на право производства электросварочных работ и квалификационную группу по электробезопасности не ниже второй категории, прошедшие пожарной безопасности и усвоившие безопасные приёмы работы.

5.1 Требования безопасности перед началом работ

Перед началом работы электросварщик обязан получить от производителя работ задание на производство работы и инструктаж на рабочем месте. Необходимо проверить рабочую одежду и рукавицы и убедиться в том, что на них нет масел, жиров, бензина, керосина и других горючих жидкостей.

Рабочая одежда не должна иметь развивающихся частей, куртка должна быть надета навыпуск, пуговицы застёгнуты, обшлага рукавов застёгнуты или подвязаны, брюки надеты поверх сапог. Сварочные провода должны соединяться способом горячей пайки, сварки или при помощи соединительных муфт с изолирующей оболочкой. Сварочные провода должны прокладывать так чтобы их не повредили машины и механизмы. Нельзя прокладывать провода рядом с газопроводами и трубопроводами, расстояние между сварным проводом и трубопроводом ацетилена и других горючих газов 1 метр.

5.2 Требования безопасности во время работ

емкость сварка деформация качество

При выполнении электросварочных работ электросварщик обязан выполнять следующие требования безопасности:

· Следить, чтобы подручные или выполняющий совместно со сварщиком работы персонал пользовались защитными средствами

· Следить, чтобы шлак, брызги расплавленного металла, огарки электродов, обрезки металла и других предметов и личный инструмент не падали на работающий персонал

· Постоянно следить за исправностью электрододержателя и провода

· Во время перерывов в работе сварщику запрещается оставлять на рабочем месте включённый сварочный аппарат

Электросварщику запрещается

· Очищать сварочный шов от шлака, брызг металла и окалины без защитных очков

· Работать под подвешенным грузом

· Сваривать детали на вису

· Прикасаться голыми руками даже к изолированным проводам и тока ведущим частям сварочной установки

· Производить электросварочные работы во время грозы, дождя или снегопадом

5.3 Требования безопасности по окончанию работы

· Выключить рубильник сварного аппарата

· Убрать рабочие место от обрезков металла, огарков электродов и материалов

· Сдать сменщику рабочие место чистым и сообщить обо всех неисправностях

· Повесить спецодежду в специальный шкаф, вымыть руки или принять душ

Размещено на Allbest.ru

...