Размещено на http://www.allbest.ru/

Областное государственное автономное профессиональное образовательное учреждение

«Ангарский индустриальный техникум»

(ОГАПОУ АИТ)

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Тема: Технология сборки и сварки Глушителя

продувки в атмосферу

По модулю: Подготовка и осуществление технологических процессов изготовления сварных конструкций

Специальность150415 Сварочное производство

Выполнил:

Студент группы №

Харитонов Артём Андреевич

Руководители:

Мурзина Юлия Павловна

Завъялова Елена Альбертовна

Ангарск, 2014



Областное государственное автономное профессиональное образовательное учреждение «Ангарский индустриальный техникум» (ОГАПОУ АИТ)

ИНДИВИДУАЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ

НА ВЫПОЛНЕНИЕ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

По модулю:Подготовка и осуществление технологических процессов изготовления сварных конструкций

Студенту IIIкурса группы №26

Харитонову Артёму Андреевичу

Тема курсового проекта: Технология сборки и сварки Глушителя продувки в атмосферу.

Курсовой проект должен содержать:

ѕ Пояснительную записку (20-25 листов формата А4) следующего содержания:

Введение

1. Общая часть

2. Технологическая часть

Список литературы

Приложения (технологические карты)

ѕ Графическую часть (2 листа формата А1 или А2)

1-й лист Общий вид.Сварные швы.

2-й лист - Технологические операции

Задание выдано:28 февраля 2014 г.

Срок сдачи проекта:30 апреля 2014 г.

Руководители:

Мурзина Ю.П../

Завъялова Е.А./

3. 

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ

1.1 Характеристика сварной конструкции

1.2 Технические условия на изготовление конструкции

1.2.1 Операции технологического процесса

1.3 Анализ конструкции на технологичность

1.4 Обоснование выбора марки основного металла

1.4.1 Технические условия на основной металл

2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Выбор заготовительных операций и оборудования.

2.2 Выбор и обоснования выбора способа сборки и сварки.

2.3 Выбор и обоснование выбора сварочных материалов

2.4 Выбор и расчет режимов сварки

2.5 Нормирование сварочных работ

2.6 Выбор сборочно-сварочного оборудования

2.7 Выбор методов контроля сварных соединений

2.8 Мероприятия по снижению напряжения и деформации

2.9 Основные мероприятия по охране труда

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ



ВВЕДЕНИЕ

В 1802 г. русский ученый, академик Василий Владимирович Петров открыл, что при пропускании электрического тока через два угольных стержня между их концами возникает электрическая дуга, имеющая высокую температуру. сварочный технологический металл деформация

Он изучил и описал это явление, а также указал возможность использования тепла электрической дуги для расплавления металлов и тем заложил основы дуговой сварки металлов.

А основателями способа электродуговой сварки можно назвать двух великих русских изобретателей Н.Н. Бенардоса и Н.Г. Славянова.

Первым в мире выдвинул идею создания устройства для сварки металлическим электродом Н.Н. Бенардос, он же с 1882 года на практике использовал для сварки батарею свинцово-кислотного аккумулятора.

Метод, созданный Бенардосом, был весьма прост. В описании к привилегии сущность его излагалась так:

Предмет изобретения составляет способ соединения и разъединения металлов действием электрического тока… основанный на непосредственном образовании вольтовой дуги между местом обработки металла, составляющим один электрод, и подводимой к этому месту рукояткою, содержащею другой электрод, и соединенной с соответственным полюсом электрического тока. С помощью этого способа могут быть выполнены следующие работы: соединение частей между собой, разъединение или разрезание металлов на части, сверление и производство отверстий и полостей и наплавление слоями.



1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ

1.1 Характеристика сварной конструкции

Глушитель продувки в атмосферу- это технологическая конструкция, которая служит для гашения колебаний в системе, уменьшения уровня шума. Конструкция представляет собой емкость с патрубками.

Глушитель состоит из следующих деталей:

1. Корпуса из обечайки, изготовленный из листового проката толщиной 8 мм (поз. );

2. Двух днищ, изготовленных из листового металла штамповкой;

3. Двух патрубков, изготовленных из трубы диаметром 219 мм и фланцев Dу 200 (поз. );

4. Одного патрубка из трубы диаметром 108 мм и фланца Dу 100 (поз. )

Таблица № 1

Техническая характеристика глушителя

Давление, кгс/см2	Температура, С	Среда	Габариты, мм	Вес, кг
12	80	воздух

1.2 Технические условия на изготовление конструкции

Глушитель продувки в атмосферу изготавливается в соответствии с ОСТ 26.260.3-2001 «Сварка в химическом машиностроении»

Для сварки обечайки и приварки днищ применяется автоматическая сварка под слоем флюса по ГОСТ 8713-79 на роликовом стенде. Патрубки и фланцы привариваются ручной дуговой сваркой покрытым электродом по ГОСТ 16037-80.

Контроль качества сварных соединений согласно нормативной документации:

ѕ визуальный и измерительный контроль - 100% сварных швов;

ѕ радиационный или ультразвуковой контроль -100% сварных швов;

ѕ гидравлические испытания давлением в 1,25 раз превышающим рабочее давление.

1.2.1 Операции технологического процесса

	1. Заготовительные операции.
	2. Технология сборки и сварки Обечайки
	3. Сборка продольных стыков деталей
	4. Контроль качества
	5. Сварка продольных швов деталей
	6. Контроль качества
	7. Калибровка
1.1.1 Технология сборки и сварки патрубков	8. Контроль качества	1.1 Технология сборки фланцев
1.1.2 Сборка патрубков	9. Сборка кольцевых стыков детали	1.2 Сборка фланцев
1.1.3 Контроль качества	10. Контроль качества	1.3 Контроль качества
	11. Сварка кольцевых стыков деталей
	12. Контроль качества
С Б О Р К А И СВАРКА КОРПУСА ГЛУШИТЕЛЯ
	I. Сборка фланцев
	II. Контроль качества
	III. Сварка фланцев
	IV. Контроль качества

1.3 Анализ конструкции на технологичность

Технологичность -- это совокупность свойств изделия, определяющих приспособленность его конструкции к достижению оптимальных затрат ресурсов при его производстве, ремонте и утилизации.

При создании изделия стремятся не только достигнуть высокого технического уровня, но и максимально возможно снизить затраты труда, материалов и энергии на его проектирование, производство, эксплуатацию и утилизацию.

Следует подчеркнуть, что технологичность конструкции отражает не функциональные свойства изделия, а свойства его как объекта производства и эксплуатации.

Технологичность конструкции принято оценивать по следующим показателям:

ѕ Материалоемкость изделия - затраты материальных ресурсов, необходимых для производства, эксплуатации и ремонта изделия;

ѕ Металлоемкость изделия - затраты металла, необходимого для производства, эксплуатации и ремонта изделия;

ѕ Энергоемкость изделия - затраты топливно-энергетических ресурсов, необходимых для производства, эксплуатации и ремонта изделия;

ѕ Трудоемкость изделия в изготовлении (ремонте) - суммарные затраты труда на выполнение технологических процессов изготовления (ремонта) изделия. Цель работ по обеспечению ТК заключается в придании конструкции изделия такого комплекса свойств, при котором достигаются оптимальные затраты всех видов ресурсов при производстве, эксплуатации и ремонте изделия.

Основные задачи обеспечения технологичности конструкции:

ѕ Прогнозирование, установление и применение базовых показателей ТКИ для данного вида изделия;

ѕ отработка конструкции изделия на технологичность;

ѕ технологический контроль конструкторской документации. Следует учитывать, что понятие технологичности обладает относительностью, т. к. зависит от вида изделия, уровня технологии на данном производстве, наличия соответствующего оборудования и т. п. Технологичность реализуется при конструировании изделия и не следует надеяться, что нетехнологичная деталь или узел будут исправлены технологом.

Конструкцию можно считать технологичной, если она не только соответствует современному уровню техники, экономична и удобна в эксплуатации, но и если в ней учтены и возможности применения наиболее экономичных, производительных процессов изготовления, ремонта и утилизации. Из этого следует, что технологичность -- понятие комплексное.

Глушитель продувки в атмосферу является технологичной конструкцией по следующим параметрам:

1. Применение автоматической сварки под флюсом

2. Возможность сварки в нижнем положении

3. Использование сборочно-сварочного оборудования и роликового стенда

4. Применение стали с хорошей свариваемостью.

1.4 Обоснование выбора марки стали

Правильным выбором основного металла можно обеспечить не только необходимую прочность несущих элементов в конструкции, но также и прочность околошовной зоны. Одним из основных условий, определяющих выбор материала для сварной конструкции, является свариваемость материала. При прочих равных условиях предпочтение следует отдавать материалам, имеющим наиболее хорошую свариваемость. Другим важным условием, определяющим выбор материала, является условие работы конструкции - рабочая среда.

Конструкция выдерживает повышенное давление, следовательно, для глушителя продувки в атмосферу следует применить не обыкновенную углеродистую сталь, а качественную низколегированную сталь марки 09Г2С. Отличительной особенностью этой стали является малое содержание углерода и высокие механические характеристики. Сталь 09Г2С хорошо сваривается и имеет высокие показатели по ударной вязкости.

Низколегированная сталь 09Г2С ГОСТ 5058-65 поставляется по механическим свойствам и химическому составу. Склонность к образованию трещин у этой стали практически отсутствует. В связи с этим изделия из стали 09Г2С сваривают без ограничения различными способами сварки.

Таблица 2. - Химический состав сталей, %

Марка стали	Углерод	Кремний	Марганец	Хром	Никель	Медь	Сера	Фосфор
09Г2С	? 0,12	0,5 - 0,8	1,3 - 1,7	? 0,3	? 0,3	? 0,3	0,04	0,035

Таблица 3. - Механические свойства сталей

Марка стали	Толщина проката	ув, Мпа	ут, МПа	д 5, %	+ 20	- 40	- 70
09Г2С	11-20 21-31	450 470	330310	21	6	3,5	3



2. Технологическая часть

2.1 Выбор заготовительных операции и оборудования

Для изготовления глушителя продувки в атмосферу выполняются следующие заготовительные операции:

Разметка:

Разметка осуществляется на разметочном столе, при помощи стального метра, рулетки, чертилки и набором шаблонов.

Правка:

Правка металла - операция, при помощи которой устраняют неровности, кривизну или другие недостатки формы заготовок. Правка листового металла осуществляется на листоправильных вальцах.

Подготовка кромок:

Выполняется разделка кромок на специальном кромкострогальном станке. Очистка поверхности металла под сварку выполнена для удаления с поверхности металла средств консерваций, загрязнений, ржавчины, окалины, заусенцев на-20 мм от края кромки до металлического блеска электрической шлифовальной машинкой ИП-2106. В этом случае получаются наиболее ровные и чистые кромки.

Сборка на прихватки:

При прихватке фланцев, цилиндров, шайб, трубчатых соединений и т. п. прихватки следует располагать симметрично. В случае двусторонней прихватки деталей прихватки следует располагать в шахматном порядке. Прихватки следует ставить в такой последовательности, которая исключает или сводит до минимума коробление листов. Прихватку длинных листов начинают с постановки прихваток на одном, а затем на другом концах соединений, третью прихватку ставят в середине. Остальные прихватки ставят между ними.

Сварочный ток при прихватке должен быть на 20--30 % больше сварочного тока, необходимого для сварки тех же материалов. Прихватку следует выполнять электродами меньшего диаметра, чем для сварки той же детали; длина дуги при прихватке должна быть короткой, не более диаметра электрода; дугу следует отрывать не в момент образования кратера, а после полного его заполнения. После выполнения прихватки толсто-обмазанными электродами остатки шлака следует полностью удалить с помощью зубила, молотка и металлической щетки.

Прихватки выполняются ручной дуговой сваркой электродами марки УОНИ 13/55

Таблица № 4

Режим для выполнения прихваток для соединения обечайки с днищем

Толщина металла, мм	Длина шва, мм	Диаметр электрода, мм	Количество (длина прихваток)	Тип электрода	Марка электрода	Сила тока, А
8	2562	3 мм	8 шт(25мм)	Э50А	УОНИ 13/55	100

2.2 Выбор и обоснование выбора способа сборки и сварки

Сборка-процесс последовательного соединения деталей между собой в порядке, предусмотренном технологическим процессом и чертежом, для последующей сварки.

Требования к сборке:

а) Соблюдение правил ТБ.

б) Применение необходимого инструмента и оборудования.

в) Проведение пооперационного контроля качества сборки.

г) Соблюдение допусков на размеры деталей и конструкции.

д) Соблюдение требуемой последовательности.

Сборка:

Сборка глушителя продувки в атмосферу производится по разметке, сборка также подвижная производится на роликовом стенде, методом наращивания(поузловая)

Сварка:

Для выполнения длинных швов, сварка обечайки, сварка обечайки с днищем наиболее выгодно применить автоматическую сварку под флюсом, т.к. эти швы имеют соединения правильной формы, длиной более 1 метра и удобны для удержания слоя флюса.

Применение автоматической сварки под флюсом по сравнению с ручной дуговой сваркой имеет ряд преимуществ:

· Высокое качество сварного шва;

· Экономия сварочных материалов получается за счет уменьшения расхода электродной проволоки на угар и разбрызгивание, за счет уменьшения расхода электроэнергии;

· Производительность сварки под слоем флюса в 5-20 и более раз выше по сравнению с ручной дуговой сваркой;

· Преимущество заключается в автоматизации процесса сварки;

· Не требуется специальных устройств для защиты глаз.

Недостатком сварки под флюсом является повышенная жидкотекучесть расплавленного металла и флюса. Поэтому сварка возможна только в нижнем положении и с обязательной подформовкой обратной стороны шва. Затруднено и визуальное наблюдение за процессом сварки. Кроме того, такой способ сварки требует более тщательной сборки кромок под сварку и использование специальных приемов.

2.3 Выбор и обоснование выбора сварочных материалов

Для выполнения прихваток, приварки патрубков и фланцев используем электроды УОНИ 13/55

Марка УОНИ 13/55 предназначена для сварки особо ответственных конструкций из углеродистых и низколегированных сталей, когда к металлу швов предъявляют повышенные требования по пластичности и ударной вязкости. Допускается сварка электродами УОНИ 13/55 во всех пространственных положениях шва постоянным током обратной полярности.

Характеристика электродов УОНИ 13/55

Покрытие марки УОНИ 13/55 - основное.

Коэффициент наплавки - 9,5 г/А·ч.

Производительность наплавки (для диаметра 4,0 мм) - 1,4 кг/ч.

Расход электродов на 1 кг наплавленного металла - 1,7 кг.

Химический состав наплавленного металла марки УОНИ13/55, %

Таблица 5

C	Mn	Si	S	P
0,09	0,83	0,42	0,022	0,024

Механические свойства металла шва сварочных электродов.

Таблица 6

Временное Сопротивление, МПа	Предел текучести , МПа	Относительное Удлинение, %	Ударная вязкость aн, Дж/см2
540	410	29	260

Для автоматической сварки под флюсом используется флюс OK Flux 10.62

OK Flux 10.62 - является высокоосновным, керамическим, пассивным флюсом, предназначенным для многопроходной, стыковой сварки углеродистых, высокопрочных, а также низколегированных сталей с требованиями по ударной вязкости до температур -40 °С /-60 °С. Сварка может производиться как на постоянном, так и на переменном токе. Обладает высокой электропроводностью.

Применяемость

Так как OK Flux 10.62 пассивен к Mn и Si, он должен быть использован с соответствующе подобранной сварочной проволокой. Это делает флюс

пригодным для многопроходной, одно- или многоэлектродной сварки толстолистовых соединений. Для увеличения производительности процесса сварки флюс OK Flux 10.62 можно использовать в смеси с железным порошком. OK Flux 10.62 также можно применять при сварке в узкую разделку,так как он обеспечивает плавный переход от наплавленного к основному металлу, а также хорошую отделяемость шлаковой корки. Флюс OK Flux 10.62 может быть рекомендован для сварки ответственных конструкций таких, как сосуды, работающие под давлением в атомной энергетике, а также при изготовлении морских платформ, где для сварных швов предъявляются специальные требования по CTOD тестам. Сварку рекомендуется вести на возможно более низких значениях напряжения дуги. Флюс OK Flux 10.62 обеспечивает в металле сварного шва низкое содержание кислорода (примерно 300 ррm)и водорода (менее 5 мл/100г).

Таблица № 7

Типичный химический состав флюса:

Al2O3+MnO	20%
CaF2	25%
CaO+MgO	35%
SiO2+TiO2	15%

Таблица № 8

Классификация флюса	Индекс основности	Насыпная плотность	Гран. состав
EN ISO 14174:S A FB 1 AC H5	3,2	1,1	0,2 - 1,6

Также для автоматической сварки выбрана проволока СВ-08Г2С

Сварочная проволока СВ08Г2С предназначена для механизированной сварки в углекислотном газе, газовых смесях и под флюсом низкоуглеродистых и низколегированных сталей. Поставляется диаметрами 0,6-0,8мм с омеднённой поверхностью для предприятий автомобилестроения и авторемонта. Диаметрами 1,0; 1,2; 1,4мм со светлой или омедненной поверхностью для предприятий судостроения. Диаметрами 1,6; 2,0; 3,0 мм со светлой или омедненной поверхностью для транспортного и энергетического машиностроения. ГОСТ 2246-70.

Таблица № 9

Химический состав проволоки

c	mn	si	cr	ni	s	p
0,05-0,11	1,8-2,1	0,7-0,95	0,2	0,25	0,025	0,03

2.4 Выбор и расчет режимов сварки

Параметры режима выбираются или рассчитываются из условий обеспечения максимального качества шва, получение швом достаточной прочности, наилучшего проплавления с учётом свойств материала.

Расчёт режима сварки произведён для сварного соединения С4. Длина шва-1142мм.

1)Сила сварочного тока, А, рассчитывается по формуле:

I_св=_пр²·a/4; I_св=3,14·9·120/4=847,8А

2)Скорость подачи электродной проволоки, м/ч, определяется по формуле:

V_пр=4_ap·I_св/р·d²·с; V_пр=4·18,304·847,8/220,428=281,6 м/ч

Коэффициент расплавления проволоки сплошного сечения при сварке под флюсом определяется по следующей формуле:



a_p=7,0+0,04· I_св/d_пр; a_p=7,0+0,04·847,7/3=18,304г/АЧч

3)Скорость сварки, м/ч, определяется по формуле:

V_св=a_н·I_св/100·F_в·с; a_н=a_p(1-0,03); a_н=18,304(1-0,03)=17,8г/АЧч;

При наплавке площадь поперечного сечения валика, укладываемого за один проход, можно принять равной F_в = 0,3…0,6 см2; V_св=17,8·847,8/100·0,3·7,8=64,5 м/ч

4)Масса наплавленного металла гр.:

G_н=V_н·P; P=7,8 г/см³

V_н=F_н·h; h=2мм

F_н=S·b+0,75·e·q

S=8мм

b=2,5мм

e=14мм

q=2мм

F_н=8·2,5+0,75·14·2=41мм²=4,1см²

V_н=4,1·2=8,2см³

G_н=8,2·7,8=63,96гр.

5)Расход сварочной проволоки м/ч:

G_пр=G_н·(1+ш); ш=0,03

G_пр=63,96·(1+0,03)=65,88гр

6)Расход флюса г/пог. м:

G_ф=(U_д-1,8) ·780/V_св; U_д=40-42В

G_ф=(40-1,8) ·780/64,5=461гр.



2.6 Выбор сборочно-сварочного оборудования

1.Общие технические требования к сварочному оборудованию.

1. Сварочное оборудование должно обеспечивать высокое качество шва, путем поддерживания заданных параметров процессом сварки.

2. Сварочное оборудование должно обеспечить высокую производительность технологического процесса сварки.

3. Сварочное оборудование должно обеспечить надёжную работу и экономичность показателей.

4. Сварочное оборудование должно обеспечивать рациональное расходование материалов и электроэнергии.

5. Затраты на стоимость сварочного оборудования должно быть минимальным.

2.Условия эксплуатации сварочного оборудования.

Производство глушителя продувки в атмосферу происходит в стационарных условиях, в связи с этим есть возможность применить источники питания сварочного оборудования постоянного тока. Источник питания постоянного тока обеспечивает более стабильный процесс сварки. Выбираем источник питания постоянного тока для умеренного климата с категорией размещения 4(с отоплением).

3.Производственная программа.

Глушитель продувки в атмосферу предполагается выпускать серийно, следовательно возможна работа цеха в несколько смен. Для этих условий источник сварочного тока должен иметь продолжительный режим работы ПВ-100% (при односменной работе достаточно перемежающегося режима работы ПВ-60%)

4.Выбор способа сварки

При сварки глушителя продувки в атмосферу необходимо сварить сварные швы протяженностью 1142мм и 816мм

Для сварки сварных швов длиной до 250 мм применяется ручная дуговая сварка.

Для сварки сварных швов от 250мм до 400мм применим механизированную полуавтоматическую сварку в среде СО2.

Для сварки сварных швов длиной свыше 400мм применим автоматическую сварки под слоем флюса.

5.Выбор оборудования для ручной дуговой сварки.

ВАХ сварочной дуги при ручной дуговой сварки падающая (до 80А), жесткая (свыше 80А)

Рассчитаем сварочный ток для ручной дуговой сварки.

Для стабильности процесса и устойчивости работ, требуется источник с жесткой внешней характеристикой, одним из которых является выпрямитель ВДУ-506, он имеет следующие преимущества по сравнению с преобразователями и генераторами: широкие пределы регулирования сварочного тока, высокие динамические свойства и технико-экономические показатели, высокий К.П.Д.

Таблица 10 - Технические данные выпрямителя ВДУ-506.

Напряжение питающей сети, В	380; 220
Номинальный сварочный ток, А	500
Пределы регулирования сварочного тока, А для жестких характеристик для падающих характеристик	60-500 50-500
Пределы регулирования рабочего напряжения, В для жестких характеристик для падающих характеристик	18-50 22-46
Напряжение холостого хода, В, не более	85
Продолжительность цикла сварки, мин	10
Габаритные размеры, мм	820х620х1100
Масса, кг	300

6. Выбор оборудования для автоматической сварки под флюсом

Был выбран автомат для сварки под слоем флюса КА-001.

Автомат сварочный КА-001 предназначен для сварки под слоем флюса соединений встык с разделкой и без разделки кромок, для сварки угловых швов вертикальным и наклонным электродом, а также нахлёсточных швов. Швы могут быть прямолинейными и кольцевыми. Автомат в процессе работы передвигается по изделию или по уложенной на нем легкой направляющей линейке. Автомат сварочный состоит из собственно автомата и источника питания сварочного тока со встроенным блоком управления. Автомат применяется с источником переменного или постоянного тока.

Таблица № 11. Технические характеристики

Наименование параметра	Значение
Номинальный сварочный ток, А	1000
Номинальное напряжение питающей трехфазной сети, В	380
Номинальная частота питающей сети, Гц	50
Диаметр электродной проволоки, мм	3-5
Диапазон регулирования скорости подачи электродной проволоки, ступенчатый, м/ч	49-404
Диапазон регулирования скорости сварки, м/ч	17-110
Предельный угол наклона сварочной головки к плоскости, перпендикулярной шву, град.	45
Вместимость барабана для проволоки, кг, не более	15
Вместимость барабана для ленты, кг, не более	15
Вместимость бункера для флюса, дм3, не более	6
Габаритные размеры автомата для сварки проволокой, мм, не более	565x380x740
Масса автомата без электродной проволоки, флюса и источника питания, кг, не более	47

2.7 Выбор методов контроля сварных соединений

ДЛЯ глушителя продувки в атмосферу предусмотрен следующий контроль качества сварных соединний: ВИК, УЗД или радиационный метод контроля, гидравлические испытания.

Под контролем качества сварки подразумеваются проверка условий и порядок выполнения сварочных работ, а также определение качества выполненных сварных соединений в соответствии с техническими требованиями. В сварочном производстве применяют следующие виды контроля: входной (предупредительный), текущий (пооперационный) и приемочный (выходной) готовых изделий и узлов. Цель входного контроля - уменьшить вероятность возникновения брака при выполнении сварочных работ (контроль документации, качества исходных и сварочных материалов, квалификации сварщиков и т. д.). Текущий контроль осуществляется в процессе сборочно-сварочных работ. Приемочный, или выходной контроль, осуществляется для выявления наружных и внутренних дефектов сварки. Различают разрушающие и неразрушающие методы контроля качества сварных соединений.

Разрушающие методы контроля качества сварных соединений. Разрушающие испытания проводят на образцах-свидетелях, моделях и реже на самих изделиях для получения информации, прямо характеризующей прочность, качество или надежность соединений. К их числу относятся: механические испытания, металлографические исследования, химический анализ и специальные испытания. Эти методы применяют главным образом при разработке технологии изготовления металлических конструкций или для выборочного контроля готовой продукции. Механические испытания предусматривают статические испытания различных участков сварного соединения на растяжение, изгиб, твердость и динамические испытания на ударный изгиб и усталостную прочность. Металлографические исследования проводят для установления структуры металла сварного соединения и наличия дефектов. При макроструктурном методе определяют характер и расположение видимых дефектов в разных зонах сварных соединений путем изучения макрошлифов и изломов металла невооруженным глазом или с помощью лупы. При микроструктурном анализе исследуют структуру металла на полированных и травленных реактивами шлифах при увеличении в 50...2000 раз. Такие исследования позволяют обнаружить пережог металла, наличие окислов по границам зерен, сульфидных и оксидных включений, размеры зерна, микроскопические трещины и другие дефекты структуры. Химический анализ позволяет установить состав основного и наплавленного металла, электродов и их соответствие ТУ на изготовление сварного соединения. Специальные испытания проводят для получения характеристик сварных соединений, учитывающих условия эксплуатации (коррозионная стойкость, ползучесть металла при воздействии повышенных температур и др.).

Неразрушающие методы контроля качества сварных соединений.

При неразрушающих испытаниях оценивают те или иные физические свойства, косвенно характеризующие прочность или надежность сварного соединения. Неразрушающие методы (ими проверяется более 80 % сварных соединений) применяют, как правило, после изготовления изделия для обнаружения в нем дефектов. К неразрушающим методам контроля качества сварных соединений относятся: внешний осмотр, радиационный, ультразвуковой и магнитный контроль, контроль на непроницаемость и ряд других методов, имеющих ограниченное применение. Внешнему осмотру подвергается 100 % сварных соединений. Осмотр выполняют невооруженным глазом или с помощью лупы, используя шаблоны и мерительный инструмент. При этом проверяются геометрические размеры швов, наличие подрезов, трещин, непроваров, кратеров и других наружных дефектов. Контролю на непроницаемость подвергают трубопроводы и емкости, предназначенные для транспортирования и хранения газов и жидкостей и, как правило, работающие при избыточном давлении. Пневматические испытания основаны на создании с одной стороны шва избыточного давления воздуха (10...20 кПа) и промазывании другой стороны шва мыльной пеной, образующей пузыри под действием проникающего через неплотности сжатого воздуха. Негерметичность можно также оценить по падению давления воздуха в емкости, снабженной манометром. Вид гидравлического испытания зависит от конструкции изделия. Налив воды применяют для испытания на прочность и плотность вертикальных резервуаров, газгольдеров и других сосудов с толщиной стенки не более 10 мм. Воду наливают на полную высоту сосуда и выдерживают не менее 2 ч. Поливу из шланга с брандспойтом под давлением не ниже 0,1 МПа подвергают сварные швы открытых сосудов. При испытании с дополнительным гидростатическим давлением последнее создают в наполненном водой и закрытом сосуде с помощью гидравлического насоса. Величину давления определяют по техническим условиям и правилам Котлонадзора. Дефектные места устанавливают по наличию капель, струек воды и отпотеваний. Внутренние дефекты сварных соединений выявляют просвечиванием рентгеновскими лучами (толщина металла до 60 мм (рис. 1)), или гамма-лучами (толщина металла до 300 мм (рис. 2)). Выявление дефектов основано на различном поглощении рентгеновского или гамма-излучения участками металла с дефектами и без них. Результаты фиксируются на пленке или выводятся на специальный экран. Размеры выявляемых дефектов: при рентгенографии - 1...3 % от толщины металла, при радиографии - 2...4 %.



2.8 Мероприятия по снижению напряжения и деформации

Причины возникновения напряжений и деформаций при сварке.

Основными причинами возникновения собственных напряжений и деформаций в сварных соединениях и конструкциях являются неравномерное нагревание металла при сварке, литейная усадка, структурные и фазовые превращения в затвердевающем металле при охлаждении.

Предотвращение сварочных напряжений и деформаций является сложной задачей. Мероприятия по снижению их могут осуществляться на разных стадиях создания сварных конструкций: до сварки - на стадии проектирования самой конструкции и разработки технологического процесса ее изготовления, во время выполнения сварки соединений и после выполнения сварочных работ.

В процессе выполнения сварочных работ большое значение имеет выбор рациональной последовательности выполнения сварных соединений в конструкции, при этом следует стремиться к достижению взаимоуравновешивания возможных деформаций от последовательно выполняемых швов, а замыкающие соединения, создающие жесткий контур в изделии, сваривать в последнюю очередь.

После сварки для снятия сварочных напряжений применяют термическую операцию отпуска. Отпуск после сварки является наиболее эффективным способом уменьшения остаточных напряжений и одновременно позволяет улучшить пластические свойства сварных соединений.

В тех случаях, когда не удается предупредить возникновение остаточных деформаций и они выходят за пределы допустимых, их устранения добиваются искусственным путем с помощью операции правки. В зависимости от конструкции изделия, величины деформации, типа материала и его термического состояния используют три основных вида правки: холодную с применением статических или динамических нагружений, с местным нагревом, с общим нагревом.

2.9 Основные мероприятия по охране труда

При выполнении сборочных и сварочных работ существуют следующие опасности для здоровья рабочих: поражение электрическим током; поражение лучами дуги глаз и открытых поверхностей кожи; ушибы и порезы во время подготовки изделий к сварке и во время сварки; отравление вредными газами и пылью; ожоги от разбрызгивания капель расплавленного металла и шлака, взрывы при сварке сосудов, находящихся под давлением, тары из-под горючих веществ и при работе вблизи легковоспламеняющихся и взрывоопасных веществ; пожары от расплавленного металла и шлака.

Поражение электрическим током. Электрический травматизм возникает при замыкании электрической цепи сварочного аппарата через электрическое тело. Причинами электротравматизма являются: недостаточная электрическая изоляция аппаратов и питающих проводов, плохое состояние спецодежды и обуви сварщика, сырость и теснота помещений и другие факторы. В условиях сварочного производства электротравмы происходят при движении тока по одному из трех путей:

1) рука - туловище - рука;

2) рука - туловище - нога;

3) обе руки - туловище - обе ноги.

При движении тока по третьему пути сопротивление цепи наибольшее, следовательно, степень травматизма наименьшая. Наиболее сильное действие тока будет при движении его по первому пути. В зависимости от его величины электрический ток, проходящий через человека (при частоте 50 Гц), вызывает следующие травмы: при 0,6 - 1,5 мА - легкое дрожание рук; при 5 - 7 мА - судороги в руках; при 8 - 10 мА - судороги и сильные боли в пальцах и кистях рук; при 20 - 25 мА - паралич рук, затруднение дыхания; при 50 - 80 мА - паралич дыхания; при 90 - 100 мА - паралич дыхания, при длительности более 3 с - паралич сердца; при 3000 мА и при длительности более 0,1 с - паралич дыхания и сердца, разрушение тканей тела. Следовательно, смертельным следует считать величину тока 0,1 А. С повышением частоты электрического тока более 500 Гц действие его существенно ослабевает.

Защита от поражения электрическим током. Для защиты сварщика от поражения электрическим током необходимо: надежно заземлять корпус источника питания дуги и свариваемое изделие; не использовать контур заземления для обратного провода; хорошо изолировать рукоятку электродержателя; работать в сухой и прочной спецодежде и рукавицах (ботинки не должны иметь в подошве металлических шпилек и гвоздей); прекращать работу при дожде и сильном снегопаде (если нет укрытий); не производить ремонта оборудования и аппаратуры (должен выполнять электрик); при работе внутри сосудов пользоваться резиновым ковриком и переносной лампой напряжением не более 12 В.

Заземление. Защитное заземление представляет собой соединение металлическим проводом частей электрического устройства (например, корпуса сварочного трансформатора) с землей. Заземление служит для защиты от поражения электрическим током при прикосновении к металлическим частям электрических устройств (корпуса источников питания, шкафы управления и др.), оказавшимися под напряжением в результате повреждения электрической изоляции.

Поражение зрения. Электрическая сварочная дуга выделяет три вида излучений: световое, ультрафиолетовое и инфракрасное.

Световые лучи ослепляют, так как их яркость примерно в 10 000 раз превышает допустимую для глаз. Ослабление глаз, наступившее от действия световых лучей, исчезает через непродолжительный период времени. Ультрафиолетовые лучи даже при кратковременном действии на небольшом расстоянии вызывают заболевание глаз - светобоязнь (электроофтальмия), выражающуюся в появлении рези в глазах, слезотечении, временном ослаблении зрения. Болезнь проявляется спустя несколько часов после облучения. Инфракрасные лучи могут вызвать повреждение глаз только при длительном действии. Это повреждение выражается заболеванием называемым катаракта (помутнение) хрусталика, которое может привести к частичной или полной потере зрения.

Защита органов зрения. Электросварщики работают со светофильтрами, которые задерживают и поглощают излучение дуги. В соответствии с мощностью дуги следует применять светофильтры:

Э-1 для сварочного тока.30 - 75 А

Э-2 " "".75 - 200 А

Э-3 " "". 200 - 400 А

Э-4 " "". более 400 А

Э-5 " "". более 400 А

Размер стекол 52 х 102 мм. Снаружи стекла предохраняются от забрызгивания простым оконным стеклом, которое сменяется по мере загрязнения. В заводских условиях сварщики работают в изолированных кабинах. При работе на открытом воздухе сварщик должен огородить место сварки (щитами, ширмами и т.п.), учитывая, что вредные излучения дуги распространяются на 15 м.

Отравление вредной пылью и газами. Отравление возможно при сильном загрязнении воздуха сварочной пылью из окислов соединений марганца, углерода, азота, хлора, фтора и др. Признаками отравления обычно являются: головокружение, головные боли, тошнота, рвота, слабость, учащенное дыхание и др. Мероприятиями по борьбе с загрязнением воздуха служат внедрение новых марок покрытий электродов и флюсов с наименьшими токсичными свойствами; приточно-вытяжная вентиляция; устройство передвижных отсосов; приток свежего воздуха от воздухопроводов через электрододержатель или шлем; пользование респиратором с химическим фильтром, а иногда и противогазом.

Ожоги. При сварке электродный металл и шлак разбрызгиваются; горячие брызги могут попасть на незащищенную кожу сварщика или вызвать тление и прогорание одежды, а тем самым ожоги. Для защиты от ожогов сварщиков обеспечивают специальной одеждой, обувью, рукавицами и головным убором. При работе с легковоспламеняющимися материалами может возникнуть пожар. Опасность пожара особенно следует учитывать при работе на строительстве. Если сварочные работы проводятся наверху, то необходимо находящиеся внизу аппаратуру и любые легковоспламеняющиеся материалы защищать от падающих сверху искр. Требуется также особая осторожность при сварке в тех случаях, когда около места выполнения работ располагаются деревянные леса или имеются отходы в виде стружки, опилок и т.д. Иногда для выполнения сварочных работ требуется обязательное разрешение пожарной охраны. В местах электросварочных работ должны быть средства пожаротушения в виде подведенной воды, ящика с песком, щита с инструментом (топор, лом, багор, лопата и т.п.) и огнетушителей.

Ушибы, порезы при сборке и сварке изделий. Основными причинами механических травм на производстве при сборочно-сварочных работах могут быть: отсутствие приспособлений для транспортировки и сборки тяжелых деталей; неисправные транспортные средства (тележки, краны и т.д.); неисправный и непроверенный такелаж (канаты, цепи, тросы, захваты и т.д.); неисправный инструмент (кувалды, молотки, зубила, ключи и т.д.); незнание и несоблюдение персоналом основных правил по такелажным работам.

При сборочно-сварочных работах чаще всего наблюдаются травмы в виде ушибов и ранений рук (от неумелого обращения с инструментом и деталями) и ног (от падения собираемых деталей). Правильно оснащенное рабочее место сварщика должно полностью обеспечить работающих от всяких механических повреждений. При составлении технологии сборки и сварки следует самым тщательным образом продумать все проектируемые операции с точки зрения безопасности работы.



СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Основные источники:

1. Овчинников В.В. Расчет и проектирование сварных конструкций: Учебник для сред.проф.образования. - 1-е изд. - М.: Издательский центр «Академия», 2010. - 256 с.

2. Овчинников В.В. Расчет и проектирование сварных конструкций: Практикум и курсовое проектирование: Учебное пособие для сред.проф.образования. - 1-е изд. - М.: Издательский центр «Академия», 2010. - 224 с.

3. Овчинников В.В. Оборудование, механизация и автоматизация сварочных процессов: Учебник для сред.проф.образования. - 1-е изд. - М.: Издательский центр «Академия», 2010. - 256 с.

4. Основы электрогазосварки: учебное пособие/ А.И.Герасименко. - Изд. 6-е - Ростов н/Д: Феникс, 2008. -380с.

Дополнительные источники:

1. Маслов Б.Г., Выборнов А.П. Производство сварных конструкций: Учебник для сред.проф.образования. - 3-е изд., перераб. - М.: Издательский центр «Академия», 2010. - 288 с.

2. Овчинников В.В. Оборудование, механизация и автоматизация сварочных процессов: Практикум: Учебное пособие для сред. проф. образования. - 1-е изд. - М.: Издательский центр «Академия», 2010. - 128 с.

Периодические издания:

Журнал «Сварщик в России»

Интернет - ресурсы:

1. Информационный портал ООО СиликатПром «Мир сварки». Форма доступа: http://mirsvarky.ru/

2. Электронная интернет библиотека для «технически умных» людей «ТехЛит.ру». Форма доступа: http://www.tehlit.ru/

3. Профессиональный портал «Сварка. Резка. Металлообработка» autoWelding.ru. Форма доступа: http://autowelding.ru/

4. Электронная справочная система для строителей «Стройтехнолог». Форма доступа: http://www.tehexpert.ru/

5. Системы автоматизированного проектирования технологий сварки, термической обработки и контроля качества сварных соединений. Форма доступа: www.anodsvar.ru

Размещено на Allbest.ru

...