Технология и оборудование сварки плавлением

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

Нижегородский государственный технический университет

имени Р. Е. Алексеева

Кафедра "Машиностроительные технологические комплексы"

Пояснительная записка

к курсовой работе по дисциплине

"Технология и оборудование сварки плавлением"

Руководитель

Жилин П.Л.

Студент

Безаев С.С.

Группа 09- СП

Нижний Новгород 2013

Содержание

Введение………………………………………………....……….………………..3

Описание конструкции………………………………………………….....4

Общая характеристика основного металла……………………….............4

Оценка свариваемости основного металла…………………………….....7

Заготовительные операции...…………………………………....................8

Выбор способа сварки…………………………...………………………....9

Выбор сварочных материалов…...………………………….....................13

Расчет режимов сварки…...…………………………………....................15

Выбор источника питания ….…...………………………….....................18

Выбор сварочного оборудования..………………………..……………...20

Экология и техника безопасности…………………………….................22

Выводы……………………………………………………...................................24

Список использованной литературы………………………...............................25

Приложение: чертеж изделия, карта технологического процесса……………26



Введение

Целью данного курсового проекта является разработка технологии сборки и сварки заданной конструкции, составление технологической карты на изготовление ее, научиться правильно подбирать режимы сварки, сварочные материалы и оборудование.

Сварка плавлением -- один из способов неразъемного соединения. Сварная конструкция по технико-экономическим показателям имеет многие преимущества по сравнению с клепаной. При изготовлении сварных изделий методом плавления достигается экономия металла, более полное использование рабочих сечений элементов конструкции без участия вспомогательных накладок, значительное снижение трудоемкости изготовления изделия по сравнению с клепкой. В сварных конструкциях меньше операций механообработки и они менее трудоемки, процесс сборочно-сварочных операций более производителен.

Особое значение приобретает сварка плавлением при изготовлении герметичных и высокопрочных конструкций из теплоустойчивых жаропрочных сталей. Теплоустойчивыми называют стали, длительно работающие при температуре до 600°С. К ним относятся перлитные низколегированные хромомолибденовые стали 12МХ, 12ХМ, 15ХМ, 20ХМЛ, работающие при температуре 450...550°С и хромомолибденованадиевые стали 12Х1МФ, 15Х1М1Ф, 20МФЛ, работающие при температуре 550...600°С в течение 100 000 ч (10 лет). Они дешевы и технологичны, из них делают отливки, прокат, поковки для изготовления сварных конструкций: турбин, паропроводов, котлов и т.п.

В настоящее время применяют различные виды сварки плавлением: ацетиленокислородная, дуговая сварка в среде инертных газов, плазменная, электронно-лучевая и лазерная сварка.



1. Описание конструкции

Рисунок 1. Общий вид изделия

Данная сварная конструкция изготавливается из листового металла. Основной материал - 12ХМ. Конструкция состоит из двух обечаек соединенных коническим переходом. На рисунке 1 представлен эскиз изделия. Удобное расположение сварных швов дает возможность использования при операциях сборки и сварки различных приспособлений.

2. Общая характеристика основного металла

Для изготовления данной металлоконструкции применяется жаропрочная низколегированная сталь 12ХМ обыкновенного качества по ГОСТ 5520-79.Её характеристики представлены в таблицах 1,2,3.



Таблица 1 - Механические характеристики стали 12ХМ

Марка стали	Термическая обработка заготовок	Предел текучести , МПа	Предел прочности , МПа	Относительное удлинение д,%	Модуль упругости Е, МПа
12ХМ	-	240	450	22	2,1·105

Таблица 2 - Химический состав стали 12ХМ

Марка стали	С ,%	Si, %	Mo, %	Mn, %	Cr, %	Ni, %	S, %	P, %
12ХМ	?0,16	0,17-0,37	0,40-0,55	0,40-0,70	0,8-1,1	?0,30	?0,025	?0,025

Для определения физических свойств стали применяются теплофизические коэффициенты: объемная теплоемкость, теплопроводность, температуропроводность.

Для расчета тепловых процессов при сварке сталей необходимо знание осредненных (при температурах 500-600⁰С) значений теплофизических коэффициентов

Таблица 3 - Теплофизические коэффициенты стали 12ХМ

№ п/п	Наименование	Обозначение	Размерность	Величина
1	Теплопроводность	л		0,37
2	Объемная теплоемкость	сг		5,05
3	Температуропроводность	а		0,074
4	Поверхностная теплоотдача	б		0,0064
5	Температура ликвидус	Тл	0С	1510
6	Коэффициент линейного расширения	лс	1/0С	13,2·10-6

Назначение - сортовые заготовки, поковки, котельные трубы для длительной службы при температурах до 500 град.

Общие технические условия (ТУ)

Конструкция должна обеспечить безопасность (выдерживать предельно- допустимые нагрузки в течении расчетного срока службы), обеспечить долговечность и надежность, предусматривать возможность технического освидетельствования, ремонта и контроля металла и соединений.

Дополнительные ТУ

• Сборку и сварку выполнить с соблюдением размеров и допусков, указанных на чертежах.

• Соединение элементов в процессе сборки под сварку осуществляется на прихватках.

• Прихватки должны выполняться без подрезов, прожогов и открытых кратеров; длина прихваток - 30 мм, для кольцевых швов - 3 прихватки по периметру стыка , для прямолинейных швов - 2 прихватки.

• Все кромки под сварку и прилегающие к ним участки на расстоянии 20 мм должны быть зачищены до чистого металла.

• Аргон первого сорта ГОСТ 10157-73.

• 100% сварных швов просветить рентгеном. В сварном шве не допускаются:

- трещины на поверхности основного металла;

- непровары, расположенные в сечении сварного соединения;

- поры, шлаковые включения, выходящие за пределы норм установленные классом дефектности 5 по ГОСТ 23055-78.

• При наличии допустимых дефектов конструкция отправляется на ручную подварку.

• Максимальная протяженность подварок не должна превышать 20% протяженности всех сварных швов.

Технологичность СК

Технологичность - это технологическая характеристика конструкции. Это конструкция, которую можно изготовить с минимальными затратами труда, основных и вспомогательных материалов. Различают 2 вида технологичности:

- производственную;

- эксплуатационную.

Конструкция технологична, т.к. имеет очень простую конструкцию, что обеспечивает сборку и сварку с применением приспособлений, автоматической и п/а сварки. Конфигурация деталей достаточна проста. Все детали имеют одинаковую толщину. Материал всех деталей - 12ХМ. Наличие хорошего доступа к местам сварки.

3. Оценка свариваемости основного металла

Основными требованиями, которые предъявляются к свойствам сварных соединений, являются обеспечение их равнопрочности с основным металлом и отсутствие дефектов в металле шва и в зоне термического влияния.

Обязательным критерием при оценке свариваемости является стойкость сварного соединения против образования трещин. Этот показатель свариваемости материала, который устанавливается по фактору отсутствия трещин и оценивается качественно или количественно подкритической величиной одного из факторов трещинообразования.

Общей сложностью сварки является предупреждение образования в шве и околошовной зоне кристаллизационных горячих трещин. Основное требование, которое в этом случае предъявляется к сварным соединениям, - стойкость к различным видам коррозии. Межкристаллитная коррозия может развиваться в металле шва и основном металле у линии сплавления (ножевая коррозия) или на некотором удалении от шва.

Межкристаллитная коррозия в металле шва возникает в результате выделения под действием термического цикла сварки из аустенита карбидов хрома, приводящее к местному обеднению границ зерен хромом. Основная причина этого - повышенное содержание в металле шва углерода и отсутствие или недостаточное содержание титана или ниобия. Неблагоприятный термический цикл сварки - длительное пребывание металла шва в интервале критических температур приводит к появлению склонности к межкристаллитной коррозии шва. Шов мажет потерять стойкость против межкристаллитной коррозии в результате воздействия критических температур при эксплуатации изделия.

Предупреждение склонности стали и швов к межкристаллитной коррозии достигается: снижением содержания углерода до пределов его растворимости в аустените (до 0,02-0,03%), легированием более энергичными, чем хром, карбидообразующими элементами (стабилизация титаном, ниобием, танталом, ванадием и др.); аустенитизацией (закалкой) с температурой 1050-1100°С, однако при повторном нагреве в интервале критических температур (500-800°С) сталь повторно приобретает склонность к межкристаллитной коррозии; стабилизирующим отжигом при температуре 950-900°С в течение 2-4 ч; созданием аустенитноферритной структуры с содержанием феррита до 20-25% путем дополнительного легирования хромом, кремнием, молибденом, алюминием и др. Однако такое высокое содержание в структуре феррита может понизить стойкость металла к общей коррозии [3].

4. Заготовительные операции

Перед процессом сборки и сварки любого сварного изделия необходимо провести ряд мероприятий по подготовке узлов и деталей к сварке. К таким мероприятиям относятся: правка, очистка, разметка, обработка кромок и подготовка поверхности под сварку.

Для производства данной конструкции необходимы следующие заготовительные операции:

- правка металла. Так как возможны механические повреждения металла при хранении и транспортировке;

- очистка поверхности металла от грязи, пыли, масел. Так как наличие загрязнения на поверхности вызывает образование дефектов, что сильно снижает качество сварки;

- подготовка кромок. Все соединения без разделки кромок.

5. Выбор способа сварки

Технологию сварки выбираем исходя из следующих требований:

1. Равнопрочность с основным металлом;

2. Отсутствие трещин, непроваров, пор, подрезов, шлаковых включений;

3. Сварное соединение должно быть стойким против перехода в хрупкое состояние;

4. Изменение форм и размеров (деформации), должны находится в разумных пределах, не отражающихся на работоспособности конструкции;

5. В некоторых случаях вводятся дополнительные требования:

• Коррозионная стойкость;

• Устойчивость при вибро- и ударных нагрузках;

• Стойкость при повышенных и пониженных температурах;

6. Основное требование к сварному изделию - надежность в эксплуатации на ответственном производстве;

Рассмотрим два способа сварки этой стали:

1. Ручная дуговая сварка металлическими электродами с покрытием;

2. Дуговая сварка в среде защитных газов.

1) Ручная дуговая сварка металлическими электродами с покрытием в настоящее время остается одним из распространенных методов, используемых при изготовлении сварных конструкций. Это объясняется простотой и мобильностью применяемого оборудования, возможностью выполнения сварки в различных пространственных положениях и в местах, труднодоступных для механизированных способов сварки. Существенный недостаток ручной дуговой сварки металлическими электродами с покрытием - малая производительность процесса и зависимость качества сварного шва от практических навыков сварщика [1].

При сварке высоколегированных сталей сварочные проволоки одной по ГОСТу марки имеют достаточно широкий допуск по химическому составу. Различие типов сварных соединений, пространственного положения сварки и т.п. способствует изменению глубины проплавления основного металла, а также изменению химического состава металла шва. Все это заставляет корректировать состав покрытия с целью обеспечения необходимого содержания феррита и предупреждения, таким образом, образования в шве горячих трещин. Этим же достигается необходимая жаропрочность и коррозионная стойкость швов.

Из всего вышеперечисленного можно сделать вывод, что достоинства ручной дуговой сварки:

1. Простота и мобильность способа сварки;

2. Наличие широкой номенклатуры электродов;

3. Низкая стоимость сварки.

Недостатки:

1. Невысокая производительность сварки, < 3 кг/час;

2. Невысокое качество металла шва;

3. Некрасивый внешний вид шва;

4. Наличие разбрызгивания [1].

2) Сварка в среде защитных газов

В качестве защитных используют инертные (аргон, гелий) и активные углекислый газ) газы, а также различные смеси инертных или активных газов и инертных с активными.

Применение инертных газов существенно повышает стабильность дуги. Значительное различие теплофизических свойств защитных газов и применение их смесей, изменяя тепловую эффективность дуги и условия ввода теплоты в свариваемые кромки, значительно расширяют технологические возможности дуги. При сварке в инертных газах наблюдается минимальный угар легирующих элементов, что важно при сварке высоколегированных сталей. К особенностям дуговой сварки в защитных газах относятся:

- высокая степень концентрации дуги, обеспечивающая минимальную зону структурных превращений и относительно небольшие деформации изделия;

- высокая производительность;

- высокоэффективная защита расплавленного металла, особенно при применении в качестве защитной среды инертных газов;

- возможность наблюдения за ванной и дугой;

- низкая стоимость выполнения сварочных работ при применении в качестве защитной среды активных газов;

- возможность сварки металлов различной толщины, в пределах от десятых долей миллиметра до десятков миллиметров;

- отсутствие необходимости применения флюсов или обмазок;

- широкая возможность автоматизации и механизации;

- возможность сварки в различных пространственных положениях. Недостатки:

- необходимы меры по снижению разбрызгивания;

- этот вид сварки «боится» сквозняков, затруднена сварка на открытом воздухе;

- требуются высококвалифицированные сварщики при полуавтоматической сварке.

Защитный газ выбирают с учетом особенностей свариваемого металла, а также требований, предъявляемых к сварным швам.

Инертные газы применяются для сварки химически активных металлов, а также во всех случаях, когда необходимо получить сварные швы, однородные по составу с основным и присадочным металлом.

Активные газы применяют, когда заданные свойства металла можно обеспечить металлургической обработкой (окислением, восстановлением, азотированием).

Сварка плавящимся электродом

При сварке дуга горит между концом непрерывно расплавляемой проволоки и изделием. Проволока попадает в зону дуги с помощью механизма со скоростью, равной средней скорости ее расплавления. Расплавленный металл электродной проволоки переходит в сварочную ванну и, таким образом, участвует в формировании шва.

Преимущества плавящегося электрода при сварке в защитных газах:

- высокий удельный тепловой поток, обеспечивающий относительно узкую зону термического влияния;

- возможность металлургического влияния на металл шва за счет регулирования состава проволоки и защитного газа;

- широкие возможности механизации и автоматизации процесса сварки;

- высокая производительность сварочного процесса.

Сварка неплавящимся электродом

Обычно сварку вольфрамовым электродом технически и экономически целесообразно использовать при сварке для металлов толщиной до 7 мм. В зависимости от толщины стали и конструкции сварного соединения сварку выполняют с присадочным материалом или без него вручную с использованием специальных горелок или автоматически. Сварку ведут на постоянном токе прямой полярности.

Сварку можно выполнять непрерывно горящей или импульсной дугой. Импульсная дуга благодаря особенностям ее теплового воздействия позволяет уменьшить протяженность околошовной зоны и коробление свариваемых кромок, а также сваривать металл малой толщины при хорошем формировании шва. Особенности кристаллизации металла сварочной ванны при этом способе сварки способствуют дезориентации структуры, уменьшая вероятность образования горячих трещин. Однако эта же особенность может способствовать образованию околошовных надрывов при сварке высоколегированных сталей. Для улучшения формирования корня шва используют поддув газа, а при сварке корневых швов на металле повышенных толщин - специальные расплавляющиеся вставки.

При сварке в углекислом газе низкоуглеродистых высоколегированных сталей с использованием низкоуглеродистых сварочных проволок, если исходная концентрация углерода в сварочной ванне менее 0,10%, происходит науглерожиавние металла не 0,02-0,04%. Этого достаточно для резкого снижения стойкости металла шва к межкристаллитной коррозии. Недостатком сварки у углекислом газе является большое разбрызгивание металла (потери достигают 10-12%) и образование на поверхности шва плотных пленок окислов, прочно сцепленных с металлом. Это может снизить коррозионную стойкость и жаростойкость

Вывод: Анализируя достоинства и недостатки описываемых выше процессов, мы выбираем механизированную сварку плавящимся электродом в среде защитных газов что объясняется высоким качеством получаемого изделия при высоком уровне контроля процесса сварки.

6. Выбор сварочных материалов

К сварочным материалам в нашем случае относятся: сварочная проволока, и инертный газ. Они должны обеспечивать требуемые геометрические размеры и свойства сварного шва; высокую производительность; хорошие технологические условия ведения процесса сварки; экономичность процесса; необходимые санитарно-гигиенические условия труда при их производстве и сварке [1].

Сварочная проволока для сварки должна по своему химическому составу и механическим свойствам соответствовать основному металлу и обеспечивать требуемые свойства, предъявляемые к сварному соединению.

В качестве сварочной проволоки выбираем продукт фирмы ESAB OK AristoRod 13.12.

Неомедненная низколегированная хромомолибденовая проволока для сварки теплоустойчивых типа ХМ и низколегированных высокопрочных сталей в смеси 80%Ar / 20% CO₂. Высокая чистота поверхности проволоки, ее качественная намотка на катушки, стабильный калибр ее по всей длине в сочетании с низким содержанием вредных S и P обеспечивают стабильное горение проволоки с минимальным разбрызгиванием и высокое качество шва. Отсутствие омеднения позволяет избежать засорения проволокопровода, увеличивает срок службы горелки. Крайне низкий износ наконечника. Проволока широко применяется в машиностроении, энергетике, нефтехимическом машиностроении. Аналог проволок Св-08ХМ;Св-18ХМА;Св-10ХГ2СМА- для сварки низколегированных теплоустойчивых сталей типа 12ХМ [7].

Для обеспечения газовой защиты выбираем сварочную смесь состоящую из 80%Ar и 20% CO₂ по ГОСТ Р ИСО 14175-2010.

Преимущества смеси:

1) увеличение количества наплавленного металла за единицу времени, производительность сварки по сравнению с традиционной (в защитной среде CO2) увеличивается в два раза;

2) увеличение глубины провара шва, повышает его плотность, что в конечном итоге увеличивает прочность свариваемых конструкций;

3) снижение потерь электродного металла на разбрызгивание на 70-80%;

4) снижение количества прилипания брызг (набрызгивания) в районе сварного шва и, следовательно, уменьшение трудоёмкости их удаления;

5) повышение стабильности процесса сварки;

6) улучшение качества сварного шва: снижение пористости и неметаллических включений;

7) уменьшение зоны термического влияния, вследствие этого - уменьшение коробления конструкции;

Выбранные сварочные материалы для сварки:

- Сварочная смесь 20% CO₂ ГОСТ Р ИСО 14175-2010;

- Сварочная проволока ESAB OK AristoRod 13.12 .

7. Расчет режимов сварки

К параметрам режима при механизированной сварке в среде активных газов и смесях относят:

· Род и полярность тока

· Диаметр электродной проволоки

· Сварочный ток

· Напряжение на дуге

· Скорость подачи электродной проволоки

· Скорость сварки

· Расход защитного газа

· Вылет электрода

· Выпуск электрода

Обычно сварку выполняют на постоянном токе обратной полярности. Иногда возможна сварка на переменном токе. При прямой полярности скорость расплавления увеличивается в 1,4-1,6 раз, но дуга горит менее стабильно, с интенсивным разбрызгиванием [4].

Диаметр электродной проволоки выбирают в зависимости от толщины свариваемого металла. Соотношения этих величин представлены в таблице 4.

Таблица 4 - Соотношение толщины металла и диаметра электродной проволоки

Толщина свариваемого металла, мм	1-2	3-6	6-24 и более
Диаметр электродной проволоки dэ, мм	0,8-1,0	1,2-1,6	2,0

Сварочный ток устанавливают в зависимости от диаметра сварочной проволоки и толщины свариваемого металла. Сила тока определяет глубину проплавления и производительность процесса в целом. Сварочный ток регулируют скоростью подачи проволоки.

Расчет силы тока производится по следующей формуле

сварка плавление оборудование

Где а - плотность тока в электродной проволоке А/мм²( при сварке в чистой двуокиси углерода а = 110 - 130 А/мм²); d_э- диаметр электродной проволоки, мм.

Таблица 5 - Соотношение напряжения на дуге и расхода защитного газа от силы сварочного тока

Сила сварочного тока, А	50-60	90-100	150-160	220-240	280-300	360-380	430-450
Напряжение на дуге, В	17-28	19-20	21-22	25-27	28-30	30-32	32-34
Расход смеси, л/мин	8-10	8-10	9-10	15-16	15-16	18-20	18-20

Вылет электрода - расстояние от точки токоподвода до торца сварочной проволоки. С увеличением вылета ухудшаются устойчивость горения дуги и формирование шва, интенсивнее разбрызгивается металл. Малый вылет затрудняет процесс сварки, вызывает подгорание газового сопла и токоподводящего наконечника.

Рисунок 2. Вылет электродной проволоки

Выпуск электрода - расстояние от сопла горелки до торца сварочной проволоки. С увеличением выпуска ухудшается газовая защита зоны сварки, При малом выпуске усложняется техника сварки, особенно угловых и тавровых соединений.

Рисунок 3. Выпуск электродной проволоки

Таблица 6 -Зависимость вылета и выпуска электродной проволоки от диаметра электродной проволоки

Диаметр проволоки, мм	0,5-0,8	1,0-1,4	1,6-2,0	2,5-3,0
Вылет электрода,мм	7-10	8-15	15-25	18-30
Выпуск электрода,мм	7-10	7-14	14-20	16-20

Параметры режима сварки изделия приведены в таблице 7:



Таблица 7 - Параметры режима сварки

Диаметр электродной проволоки ,мм	Сварочный ток ,А	Напряжение на дуге, В	Расход защитного газа, л/мин	Вылет электрода, мм	Выпуск электрода, мм	Скорость сварки, м/ч	Скорость подачи проволоки, м\ч
1,2	180-200	25-27	9-12	8-15	7-14	14	490

Прихватки выполнить на режиме основного шва, на том же полуавтомате.

8. Выбор источника питания

Источник питания сварочной дуги должен отвечать следующим требованиям [1, стр.129]:

1) обеспечивать необходимые для данного технологического процесса силу тока и напряжение дуги;

2) иметь необходимый вид внешней характеристики, чтобы выполнить условие стабильного горения дуги;

3) иметь такие динамические параметры, чтобы можно было обеспечить нормальное возбуждение дуги и минимальный коэффициент разбрызгивания.

Мощность источника сварного тока определяется силой необходимого сварочного тока для данного технологического процесса.

В качестве источника питания выбираем инверторный сварочный полуавтомат фирмы BRIMA модель MIG-350 [6].

Инверторный сварочный аппарат, предназначенный для полуавтоматической сварки в среде защитного газа (MIG / MAG).

Аппарат построен на базе IGBT транзисторов нового поколения по современной инверторной схеме. Данная технология позволяет получать максимальную мощность и длительное включение аппарата при его минимальных размерах и массе. Аппарат имеет дополнительные функции, такие как прогон проволоки, дожигание сварочной проволоки и пр. позволяющие более комфортно качественно и безопасно работать на нем.

Практичный и мобильный сварочный полуавтомат MIG 350 изготавливается в декомпактном исполнении, в корпусе с выносным 4-х роликовым подающим устройством. Электронная схема управления включает в себя уникальную систему контроля сварочных динамических характеристик; обеспечивает стабильность горения дуги, низкий уровень разбрызгивания металла, прекрасную форму шва, высокую эффективность сварки. Компановка аппарата позволяет увеличивать радиус его действия не передвигая источник питания, выносная ось катушки позволяет применять сварочную проволоку в евро катушках К300 или D300

Отличительные функции:

· Энергосберегающий;

· Низкий уровень шума;

· Возможность регулировки сварочного напряжения в точном соответствии с силой сварочного тока, прекрасные сварочные характеристики;

· Высокая эффективность, стабильная дуга, небольшое количество брызг, отличное качество сварочного шва;

· Функция продувки газом после окончания сварки, высокое напряжение холостого хода;

· Мягкий старт;

· Функция 2/4 такта;

· Цифровая индикация параметров;

· Надежный 4-х роликовый подающий механизм;

· Плавная регулировка сварочного тока и напряжения;

· Холостая протяжка проволоки, продувка газа;

· Дожигание сварочной проволоки;

· Замкнутая система обратной связи;

· Встроенный блок стабилизации напряжения.

Характеристики оборудования представлены в таблице 8 [6].

Таблица 8. Технические характеристики MIG-350.

Характеристика	Значение
Напряжение питающей сети, В	380
Частота питающей сети, Гц	50/60
Потребляемая мощность, кВА	14,0
Диапазон регулирования сварочного тока, А	50-350
Диапазон регулирования рабочего напряжения, В	15-36
Напряжение холостого хода, В	60
Диапазон регулирования скорости подачи проволоки, м/мин	1,5-16
Диаметр сварочной проволоки, мм	0,8-1,6
ПВ, %	60
Степень защиты	IP23
Габаритные размеры, мм	570x285x470
Масса, кг	37+16

9. Выбор сварочного оборудования

Для обеспечения высокого качества сварного соединения, которое выражается в идентичности параметров полученного шва по всей длине, необходимо, чтобы сварочное оборудование обеспечивало выполнение следующих операций:

- подвод к электроду и сварочному изделию сварочного тока;

- нагрев электродного или присадочного металла и свариваемых кромок;

- подачу в сварочную ванну этого металла со скоростью, равной скорости его плавления;

- перемещение электрода вдоль шва с необходимой точностью;

- защиту зоны сварки от воздействия воздуха.

- Схема питания поста для сварки в защитных газах и смесях плавящимся электродом на постоянном токе представлена на рисунке 4.

Рисунок 4. Схема поста для механизированной сварки в среде инертного газа неплавящимся электродом постоянным током

Где: 1 - изделие; 2 - кнопка "Пуск-Стоп"; 3 - горелка; 4 - гибкий шланг; 5 - механизм подачи электродной проволоки; 6 - пульт управления; 7 - катушка; 8 - кабель цепей управления; 9 - блок управления полуавтоматом; 10 - шланг для подачи защитного газа; 11 - газовый редуктор; 12 - подогреватель смеси; 13 - баллон со смесью; 14 - сварочный выпрямитель.

Рисунок 5. Конструкция горелки для механизированной сварки плавящимся электродом

Горелка так же как и источник питания должна обеспечивать требуемый режим сварки. Для производства заданной конструкции выбираем горелку Brima MIG 360.

Предназначена для полуавтоматической сварки в среде углекислого газа во всех пространственных положениях сплошной электродной проволокой.

Диаметр проволки -- 0,8-1,2 мм

Ампераж -- 335-360 А

Период нагрузки -- 60%

10. Экология и техника безопасности

Несоблюдение правил техники безопасности при сварке в защитных газах плавящимся электродом может привести к поражению электрическим током и излучением дуги, ожогам жидким металлом, отравлению вредными газами, взрыву сосудов с газами, находящимся под давлением, и пожарам.

Сварщик должен работать в брезентовом костюме. При работе в хлопчатобумажном костюме необходимо пользоваться брезентовым фартуком. Для защиты рук сварщик должен работать в брезентовых или кожаных перчатках или рукавицах. Для защиты глаз и лица используют маску или щиток [5, стр. 229]. Каждый щиток (или маска) снабжен защитным светофильтром (ГОСТ 9411-75), оптическую плотность которого подбирают в зависимости от мощности сварочной дуги и особенностей глаз сварщика.

В вечернее и ночное время и при недостаточности естественного освещения в дневное время применяется искусственное освещение [2, Т.З, стр.559, 545].

Особое внимание следует уделять защите от пылегазовыделения, которое при сварке в защитных газах сравнительно велико. Количество и состав пыли и газов зависит от рода защитного газа, свариваемого материала, режима сварки и других факторов. Под воздействием ультрафиолетового излучения вокруг дуги образуется озон, а при попадании в зону дуги и воздуха - также окислы азота.

Газопылевыделение существенно зависит от диаметра электрода и режима сварки. С увеличением силы тока, напряжения и диаметра электрода газопылевыделение увеличивается. В пыли обнаружено значительное количество окислов марганца [5, стр. 231]. Необходимо учитывать также то, что сварочная смесь в 1,5 - 2 раза тяжелее воздуха. Этот газ может скапливаться в нижней части помещения, в связи с чем, устройство вытяжной вентиляции нужно устанавливать не только в зоне дыхания сварщика, но и в нижней части помещения. Выбрасывать воздух нужно за пределы рабочих зон. Мощность вытяжной вентиляции на 1 кг наплавленного металла не менее 150 м³ / ч.

Так же должна быть соблюдена надежная изоляция всех токоведущих проводов и кабелей. Заземлению подлежат:

• корпуса источников питания;

• аппаратного ящика;

• вспомогательное электрическое оборудование.

Сечение заземляющих проводов должно быть не менее 25 мм².

Для предотвращения опасности взрывов баллонов со сжатыми газами следует соблюдать установленные меры безопасности:

• не бросать баллоны;

• не устанавливать их вблизи нагревательных приборов;

• не хранить вместе баллоны с кислородом и горючими газами;

• баллоны хранить в вертикальном положении. [1, стр. 425, 416, 422].



Выводы

В данной работе был разработан технологический процесс сварки конструкции. Выбраны сварочные материалы: cварочная смесь 20% CO₂ ГОСТ Р ИСО 14175-2010, cварочная проволока ESAB OK AristoRod 13.12;выбраны режимы сварки и выбрано сварочное оборудование - инверторный сварочный полуавтомат фирмы BRIMA модель MIG-350. Горелка Brima MIG 360. А так же составлена технологическая карта процесса сборки-сварки.



Список использованной литературы

1. Акулов А.И, Бельчук Г.А, Демьянцевич В.П. «Технология и оборудование сварки плавлением».М.-Машиностроение,1977 г.

2. Сварка в машиностроении: Справочник в 4-х томах / под ред. Н.А. Ольшанского. М. -Машиностроение, 1978 г.

3. Сварка и свариваемые материалы: Справочник в 3-х томах / под ред. Макарова Э.Л. М. - Металлургия, 1991 г. Том 1.

4. Потапьевский А.Г. Сварка в защитных газах плавящимся электродом.М.-Машиностроение, 1974 г.

5. Общемашиностроительные укрупненные нормативы времени на дуговую сварку в среде защитных газов.М.- Экономика,1989 г.

6. http://www.svarka-nn.ru.

7. http://www.esab.ru/

Номер	Наименование операции	Оборудование	Присадочный материал	Флюс	Режим сварки
цеха	участка	операции
		1	Приемка металла	Рабочий стол
		2	Правка металла	Специализированная установка
		3	Очистка поверхности металла	Шлифовальная машина, проволочная щетка.
		4	Подготовка кромок под сварку	Шлифовальная машина
		5	Сборка в приспособлении	Сборочно-сварочное приспособление
		6	Контроль сборки
		7	Соединение деталей прихватками	BRIMA MIG 350	OK AristoRod 13.12		dэ= 1,2мм, Iсв= 180-200 А, Uд=25-27 В, Рг=9-12л/мин
		8	Контроль прихваток
		9	Сварка швов	BRIMA MIG 350	OK AristoRod 13.12		dэ= 1,2мм, Iсв= 180-200 А, Uд=25-27 В, Рг=9-12л/мин
		10	Очистка поверхности от брызг	Металлическая щётка
		11	Контроль качества сварных соединений	РУП-200

Приложение 1. Карта технологического процесса

Размещено на Allbest.ru

...