Сборка и сварка линейки управляющей

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки

ОГБОУ - НПО - ПЛ №17

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к дипломной работе

«Сборка и сварка линейки управляющей»

2014

							Лист
						50756329.3П43Л.050.4.ТРП.М	2
Изм.	Кол.уч	Лист	№док.	Подпись	Дата

Содержание

1. Введение

2. Назначение узла

3. Выбор оборудования, приспособлений, инструмента

4. Выбор режимов сварки

5. Технология монтажа и сварки (последовательность выполнения операций)

6. Нормирование сварочных работ

7. Контроль качества сварочных работ

8. Организация рабочего места сварщика

9. Техника безопасности при проведении сварочных работ

9.1 Общие требования

9.2 Электробезопасность

9.3 Защита от вредного влияния выделяющихся газов и пыли

9.4 Защита от излучения сварочной дуги

9.5 Защита от поражения взрывом баллонов со сжатым и сжиженным газом

9.6 Техника безопасности при работе на высотных отметках

9.7 Правила работы в закрытых сосудах и ремонта сосудов из-под горючего

9.8 Противопожарные мероприятия

10. Список литературы

сварка линейка монтаж безопасность



1. Введение

Сварка, как технологический процесс соединения заготовок и деталей из металлов, была известна людям с глубокой древности, порядка 10-9 тысяч лет назад. Украшения из драгоценных металлов, примитивные орудия труда и оружие (наконечники, скребки, ножи). В то время, единственным способом сварочных работ была, ковка разогретого металла.

Позже, когда научились выплавлять металлы из руды, была освоена литейная сварка, так называемый способ промежуточного литья: соединяемые детали заформовывались, а место сварки заливалось расплавленным металлом.

Пайка, как вид соединения металлов, тоже развилась из промежуточного литья.

В начале 19 века русским учёным Петровым В.В. было открыто и исследовано явление электрического дугового разряда, возникающего между концами двух стержней из угля или металла, когда по ним пропускали ток. Описывая это явление Петров заметил, что дуга, имеющая очень высокую температуру, может быть использована для расплавления металлов. Это предположение явилось основанием возникновения дуговой сварки.

В 1882 году инженер Бенардос Н.Н. изобрёл способ дуговой сварки с применением угольного электрода. Им же были разработаны способы сварки дугой между двумя и несколькими электродами, сварки в атмосфере защитного газа, контактной точечной сварки при помощи клещей. Бенардос также разработал конструкцию и изготовил сварочный автомат.

В 1888 году инженер Славянов Н.Г. изобрёл дуговую сварку металлическим электродом. Славянов широко внедрял изобретённый им метод сварки в производство. Изобретение первого сварочного генератора с автоматическим регулятором длины сварочной дуги также принадлежит Славянову. Для повышения качества наплавленного металла при сварке Славянов разработал флюсы.

Дальнейшее развитие сварки в нашей стране связано с именем академика Патона Е.О. В начале 30-х годов прошлого столетия им был организован институт электросварки в Киеве - первый в мире. Война с фашистской Германией и потребности в более совершенных технологиях создания и ремонта боевой техники дали толчок развитию технологии сварки. За годы войны, институтом, под руководством Патона, была разработана технология и созданы автоматические стенды для сварки под слоем флюса авиабомб, самоходных орудий и танков (башен и корпусов).

Сварка очень сильно потеснила способ неразъёмного соединения деталей с помощью заклёпок. На сегодняшний день этот способ остался лишь в авиации.

В наше время сварка, без преувеличения, является основным способом неразъёмного соединения деталей при изготовлении металлоконструкций.

В производстве широкое применение и развитие нашли следующие способы сварки:

- сварка порошковыми материалами;

- плазменная;

- контактная;

- электрошлаковая;

- сварка под водой и в космосе;

- сварка металлов и сплавов.

- сварка в комплексе с литьём, штамповкой и прокатом.

Задачи дипломной работы:

- выполнить чертёж приспособления для измерения: линейки управляющей;

- описать его назначение;

- описать требования техники безопасности при проведении сварочных работ;

- описать технологию монтажа и сварки приспособления;

- выбрать режим сварки.

- описать методы контроля сварочных швов.

Цель дипломной работы:

- раскрыть содержание заданной темы;

- показать навыки самостоятельной работы при подборе литературы.



2. Назначение узла

Линейка управляющая, см. рис1, состоит из 4-х деталей: стойки - поз.1, балки -поз.2, проставок - поз.3 и скоб - поз.4. Данная неразъёмная металлоконструкция изготовлена при помощи сварки. Сварочные швы, их обозначение и обработка, показаны на сборочном чертеже (см. л.1 ФА1).

Рис. 1 Линейка управляющая: 1-стойка, 2- балка, 3- проставка, 4 - скоба

Использование приспособления показано на рис.2 и не требует пояснений.

Рис. 2 Применение приспособления, линейка управляющая, при производстве сварочных слесарно-сборочных работ



3. Выбор оборудования

Заготовки из прямоугольной трубы отрезают на поворотном абразивно-отрезном маятниковом станке типа СОМ-400П, общий вид которого и технические характеристики приведены на рис.3.

Рис. 3 Абразивно-отрезной маятниковый станок СОМ-400П

На этом же станке обрабатывается паз 100х9. Предварительно, по разметке, должны быть засверлены отверстия Ф9 мм - межосевое расстояние 91 мм (см. сборочный чертёж).

Заготовки скоб вырезаются лазерной резкой на оборудовании подобном показанному на рис.4.

Рис. 4 Станок лазерной резки

Гибка скоб, в размер по чертежу детали, осуществляется на гибочном станке, показанном на рис.5

Рис. 5 Гидравлический листогибочный пресс

Сборка и сварка приспособления производится вручную с использованием слесарных инструментов (молотка, рулетки, линейки, штангенциркуля).

Для сварочных работ используется трансформатор типа Gamma 4.280, общий вид и технические характеристики которого приведены на рис.6.

Рис. 6 Сварочный трансформатор Gamma 4.280

Остальные принадлежности и инструменты сварщика для проведения сварочных работ показаны на рисунках 7 - 13.

Рис. 7 Краги, маска

Рис. 8 Электрододержатель сварочный, типа ЭД 31 -40, зажим заземления

Рис. 9 Струбцина, кабель сварочный

Рис. 10 Принадлежности и инструмент сварщика

Рис. 11 Принадлежности и инструмент сварщика

Рис. 12 Комплект для визуального контроля ВИК

Рис. 13 Машинка ручная шлифовальная пневматическая для зачистки сварных швов

Рис. 14 Инструмент и принадлежности сварщика: щётки, магнитные держатели, пневматический молоток



4. Выбор режимов сварки

Все детали, из которых собирается линейка, изготовлены из стали 20; конструкционная углеродистая качественная сталь.

Химический состав по ГОСТ 1050-74 приведён в таблице 1:

Таблица 1

C	Si	Mn	Ni	S	P	Сr	As	Cu	Fe
0,17-0,24	0,17-0,37	0,35-0,65	До 0,25	До 0,4	До 0,4	До 0,25	до 0.8	До 0,4	98

Свариваемость материала без ограничений, кроме деталей после ХТО (химико-термическая обработка). Способы сварки: РДС, АДС под флюсом и газовой защитой, КТС.

Исходя из того, что количество деталей не превышает 10-ти, количество сварных швов и их протяжённость незначительна - выбираем ручную дуговую сварку покрытыми электродами. С помощью этой сварки, до сих пор, производится значительный объём сварочных работ.

Область применения ручной дуговой сварки покрытыми электродами: конструкции из металлов с толщиной свариваемых деталей более 2 мм, с небольшой протяжённостью сварных швов.

Преимущество способа: универсальность и простота оборудования.

Недостаток: невысокая производительность и ручной труд.

Режим сварки - это совокупность контролируемых параметров, определяющих сварочные условия. При выборе режима определяются значения параметров, которые должны обеспечить устойчивую дугу и швы с заданными размерами, формой и свойствами.

Параметры режима состоят из основных и дополнительных.

К основным относятся:

- диаметр электрода;

- сила сварочного тока;

- род тока и его полярность;

- напряжение дуги.

К дополнительным относятся:

- состав покрытия электродов;

- толщина покрытия электродов;

- положение шва в пространстве;

- число проходов.

Диаметр электрода зависит от толщины материала свариваемых деталей, катета шва и положения шва в пространстве.

Примерное соотношение между толщиной металла и диаметром электрода при сварке шва в нижнем положении приведено в таблице 2.

Таблица 2

S, мм	1-2	3-5	4-10	12-24	30-60
d, мм	2-3	3-4	4-5	5-6	6 и более

В линейке, диапазон толщин свариваемых деталей 3-5 мм, значит диаметр электрода - 4 мм.

Сила сварочного тока устанавливается в зависимости от диаметра электрода и определяется из соотношения:

= (20+6d)d = (20+6х4)х4 = 176 А (1)

Уравнение (1) для электродов диаметром от 3 до 6 мм.

Из уравнения (1) следует, что допустимая сила тока имеет ограничение.

Превышение силы тока может привести к перегреву стержня электрода, следствием чего будет: ухудшение защитных свойств покрытия, осыпание покрытия, нарушение стабильности плавления электрода.

Род тока и полярность зависят от вида свариваемого металла и толщины материала.

Сварка постоянным током обратной полярности выделяет на электроде большое количество теплоты и применяется для сваривания тонких деталей (предотвращается прожог) и легированных сталей (предотвращается их перегрев).

Для сварки деталей из углеродистых сталей применяют переменный ток.

Основываясь на вышесказанном выбираем переменный ток.

Понятие, напряжение дуги, означает расстояние между концом электрода и поверхностью свариваемых деталей. То есть, длина дуги это и есть напряжение дуги. Качество сварного шва напрямую зависит от стабильности длины дуги. Из опыта, наилучшей длиной дуги является её длина равная диаметру электрода (короткая дуга). Но, на практике, это требование могут выполнить лишь очень опытные сварщики, поэтому, принято выбирать оптимальную длину дуги исходя из условия: длина дуги = диаметр электрода +1..2 мм, то есть, в нашем случае, длина дуги для оптимальной сварки не должна превышать 6 мм.

Дополнительные режимы сварки.

Состав и толщину покрытия электродов Э42 определим используя ГОСТы 9467-75, 9466-75 и справочную литературу.

Группа: У - для сварки углеродистых и низкоуглеродистых конструкционных сталей.

Вид покрытия: А - кислое покрытие (с содержанием окисей Fe, Mn, Si, Ti - железо, марганец, кремний и титан, соответственно). Основу покрытия составляют оксиды железа, марганца и кремния. Металл шва, выполненного этим электродом, склонен к образованию горячих трещин. Электроды с кислым покрытием хороши тем, что ими можно сваривать детали с окалиной и ржавчиной и при этом в сварном шве не образуются поры; также они нечувствительны к увеличению длины дуги. Сварка производится как постоянным, так и переменным током.

Условное обозначение в документации по ГОСТ 9466-75:

Э42-АНО-6-4-УМ ГОСТ 9466-75

Э42 - тип электрода;

АНО-6 - марка покрытия электрода;

4 - диаметр электрода;

У - группа;

М - толщина покрытия, с тонким покрытием - D/d<1,2; D - диаметр покрытия, d - диаметр стержня электрода.

Число проходов зависит от ширины шва, толщины шва, диаметра электрода и площади поперечного сечения шва. Из ОСТ 36-58-81 Конструкции строительные стальные. Сварка. Основные требования. При толщине свариваемых деталей до 6 мм, толщине шва не более 6 мм, диаметре электродов от 3 до 5 мм и площади поперечного сечения шва до 23 ммІ сварка выполняется за один проход.

Площадь поперечного сечения шва определим для таврового шва Т1-Д3 (см.Рис.15): F= S*b+0.75*KІ+7.65 =5*0.3+0.75*9+7.65=15.9 ммІ (2)

Рис. 15 К определению площади поперечного сечения сварного шва

Положения сварки: ручная сварка производится во всех пространственных положениях шва, но лучшими условиями для сварки является нижнее положение шва: удобно и наилучшие условия для достижения высокого качества сварного шва.

5. Технология монтажа и сварки

Для выполнения сварки детали должны быть подготовлены. Размечают и нарезают заготовки, при необходимости профилирует кромки.

Основные типы и размеры сварных швов, выполняемых ручной дуговой сваркой, установлены ГОСТ 5264-80.

Подготовка кромок под сварку состоит в тщательной очистке от ржавчины, окалины, масла и грязи. Для очистки используют стальные вращающиеся щётки, гидродробеструйные и пескоструйные способы, шлифовкой шлифмашинками, пламенем сварочной горелки, травлением в растворах кислот и щелочей.

Подготовленные детали нужно собрать под сварку, выдерживая необходимые зазоры и совмещение кромок. Точность сборки проверяется шаблонами, измерительными линейками и щупами. Для сборки используют специальные приспособления или выверенные стеллажи. Перед сваркой, собранные в сборку детали, закрепляют струбцинами, скобами или прихваткой короткими швами.

Последовательность операций:

1 Заготовительная: отрезка заготовок;

2 Входной контроль (контроль размеров заготовок)

3 Слесарная: очистка, подготовка кромок;

4 Гибочная: гибка скоб в размер по чертежу детали;

5 Входной контроль (проверка размеров скоб на соответствие чертёжным размерам);

6 Слесарно-сборочная: сборка в приспособлении или на монтажном стеллаже, закрепление деталей, прихватка деталей;

7 Сварочная: сварка.

8 Контрольная: (контроль качества сварных швов, контроль размеров изделия на соответствие чертёжным размерам).

6. Нормирование сварочных работ

Задача нормирования - правильно рассчитать технически обоснованную норму времени для выполнения операций при изготовлении изделия.

Общая длительность изготовления изделия включает в себя:

- суммарную длительность выполнения основных операций;

- суммарную длительность выполнения вспомогательных операций;

- дополнительное время (пролёживание деталей в межоперационный период).

Норму времени Т на основные операции (резку, сборку, сварку, зачистку) рассчитывают по формуле:

Т= (3)

- подготовительно-заключительное время:

- время на получение задания;

- время на ознакомление с чертежами и картами технологического процесса;

- время на подготовку оборудования, приспособлений, инструментов и материалов;

- время на сдачу выполненной работы.

- основное время выполнения операции. При сварке под основным временем выполнения операции подразумевается образование сварного шва расплавлением основного и присадочного металла или время непрерывного горения сварочной дуги.

- вспомогательное время:

- установка изделия;

- закрепление в приспособлении;

- выставление инструмента относительно изделия;

- съём изделия после завершения обработки.

- время на обслуживание рабочего места, уход за оборудованием и поддержание порядка на рабочем месте (время на установку режима сварки, включение и выключение сварочного оборудования, приведение в порядок оборудования рабочего места).

- время на нормируемый отдых и личные надобности.

Общее время определяют по формуле:

Т= (4)

- коэффициент учёта организации труда.

При ручной сварке = 0,25-0,4 и зависит от условий сварки и организации труда.

Основное время определяется по формуле:

(5)

=16 ммІ = 0,16 смІ - площадь поперечного сечения наплавленного металла, смІ (рассчитано в IV разделе);

l = 58 см, длина шва;

г =7,85 г/смі, плотность наплавленного металла;

= 10 г/(А*ч), коэффициент наплавки;

=176 А, сварочный ток.

Суммарную длину швов определим по сборочному чертежу изделия:

- угловых швов - 2*60+2*30=180 мм = 18 см

- тавровых швов - 5*50=250 мм = 25 см

- стыковых швов - 3*50=150 мм = 15 см

Подставляя значения в уравнение (5) получим:

= 0,0414 ч = 2,48 мин

Подставляя в формулу (4), получим:

T = 0,0414/0,25=0,166=9,94 мин.



7. Контроль качества сварочных работ

Контроль качества сварных швов и соединений проводится согласно ГОСТ 3242--69 с целью выявления наружных, внутренних и сквозных дефектов.

Контроль качества сварных соединений и конструкций складывается из методов контроля, предупреждающих образование дефектов, и методов контроля, выявляющих сами дефекты.

К методам контроля, предупреждающим образование дефектов, относятся: контроль основного и присадочного металлов и других сварочных материалов, контроль подготовки деталей под сварку, а также применяемого оборудования и квалификации сварщиков.

Государственными стандартами определены методы оценки качества сварочных работ, они включают:

- визуальный осмотр

- просвечивание сварного шва

- магнитографический метод

- проверка ультразвуком

- вскрытие шва

- химический метод

- цветная дефектоскопия по ГОСТ 3242-79

- проба керосином

- испытание пневматикой

- вакуумный метод

- технологические пробы

- выявление склонности шва к коррозии

- металлографический метод

- проверка на твёрдость.

Внешним осмотром проверяется заготовка под сварку (наличие закатов, вмятин, ржавчины), правильность сборки, правильное расположение прихваток, разделка под сварку, величины притупления. Внешним осмотром готового сварного изделия можно выявить наружные дефекты: непровары, наплывы, прожоги, незаваренные кратеры, подрезы, наружные трещины, поверхностные поры, смещение свариваемых элементов. Перед осмотром сварной шов и, прилегающую к нему поверхность основного металла на 15--20 мм по обе стороны от шва, очищают от металлических брызг, окалины, шлака и других загрязнений.

Осмотр производят невооруженным глазом или лупой с 5--10-кратным увеличением. При внешнем осмотре для выявления дефектов швы замеряют различными измерительными инструментами и шаблонами. Замерами устанавливают правильность выполнения сварных швов и их соответствие ГОСТам, чертежам и техническим условиям. У стыковых швов проверяют ширину и высоту усиления, в угловых и тавровых швах - величину катетов. Границы выявленных трещин засверливают. При нагреве металла до вишнево-красного цвета трещины обнаруживаются в виде темных зигзагообразных линий.

Визуальным осмотром выявляются явные дефекты сварного шва. Поверхность шва очищают от загрязнений и шлаков. Для некоторых видов сталей необходима дополнительная химическая обработка. Осмотром оценивается размер шва, измеряются дефектные участки. Границы обнаруженных трещин засверливают, подрубают, шлифуют и травят. Трещины легко обнаруживаются при нагреве проявляясь зигзагообразными линиями.

Контроль сварных швов на непроницаемость выполняется после внешнего осмотра. На непроницаемость проверяют швы на изделиях, предназначенных для хранения и транспортировки жидкостей и газов. Контроль на непроницаемость производится керосином, аммиаком, пневматическим и гидравлическим испытаниями, вакууммированием и газоэлектрическими течеискателями.

Испытание керосином производится согласно ГОСТ 3285--65 на металле толщиной до 10 мм. Контроль основан на явлении капиллярности, которое заключается в способности керосина подниматься по капиллярным трубкам. Такими капиллярными трубками в сварных швах являются сквозные поры и трещины.

Проба керосином выявляет дефекты размером от 0,1 мм на деталях толщиной до 10 мм. Шов обмазывают суспензией мела, подсушивают и с противоположной стороны два-три раза смачивают керосином, если шов неплотный на поверхности с мелом проступят жёлтые жирные пятна. Испытание длится до 4-х часов. Дефектные участки вырубают и после смывания керосина заваривают вновь.

Для просвечивания сварного шва используют гамма-лучи или рентген, а плёнку прикладывают с обратной стороны детали. В местах дефектов на плёнке будут видны пятна с тёмным оттенком. Эти методом выявляются шлаковые включения, непровары и поры. Трещины, расположенные под углом менее пяти градусов относительно центрального луча, этим методом выявить нельзя. Максимальная толщина деталей, просвечиваемых гамма-лучами не превышает 6 см.

Магнитографическим методом обнаруживаются поля рассеяния в местах дефектов при намагничивании заготовки. Эти поля фиксируются магнитной лентой прижатой к поверхности шва. Производится запись на дефектоскоп и потом дешифровка. Этим методом выявляются трещины, поры, непровары, шлаковые включения на деталях толщиной от 4 до 12 мм.

Ультразвук по-разному отражается от сплошного металла и имеющего поры и это свойство используется для контроля сварных швов. используется для контроля сварных швов в цветных металлах и сталях. Для обеспечения акустического контакта прибора и заготовки, поверхность проверяемой детали покрывают автолом или компрессорным маслом.

Вскрытие шва производится, когда есть подозрения на дефекты, но обнаружить их другими методами не могли. Шов засверливается сверлом, диаметр которого несколько больше ширины сварного шва, шлифуется и протравливается раствором азотной кислоты. Границы шва, после такой обработки, видны очень отчётливо.

Испытание аммиаком основано на свойстве некоторых индикаторов (спиртоводного раствора фенолфталеина или водного раствора азотнокислой ртути) изменять окраску под действием сжиженного аммиака. Перед началом испытания тщательно очищают сварной шов от шлака, металлических брызг и других загрязнений. После очистки на одну сторону шва укладывают бумажную ленту или светлую ткань, пропитанную 5%-ным раствором азотнокислой ртути, а с другой стороны подают смесь воздуха с аммиаком под давлением. Смесь содержит примерно 1% аммиака. Давление аммиака с воздухом не должно превышать расчетного давления для испытуемой конструкции. Проникающий через поры и трещины аммиак через 1--5 мин окрашивает бумагу или ткань в серебристо-черный цвет. При использовании в качестве индикатора спиртоводного раствора фенолфталеина, подвергаемый контролю шов поливают тонкой струей, аммиак проходит сквозь дефекты и окрашивает раствор фенолфталеина в ярко-красный цвет. Выявленные дефекты вырубают и заваривают вновь.

Метод цветной дефектоскопии основан на воздействии ультрафиолетовых лучей на проявляющую белую краску, которая проникает в полость дефекта. Краска флуоресцирует, а проявляющийся рисунок повторяет форму дефекта. Выявляются поверхностные дефекты сварных швов, то есть трещины.

Пневматическое испытание производится согласно ГОСТ 3242--69. Испытанию подвергают емкости и трубопроводы, работающие под давлением. Мелкогабаритные изделия герметизируют заглушками и подают в испытываемый сосуд воздух, азот или инертные газы под давлением, величина которого на 10--20% выше рабочего. Сосуды небольшого объема погружают в ванну с водой, где, по выходящим через неплотности в швах пузырькам газа, обнаруживают дефектные места.

При испытании крупногабаритных изделий испытуемая конструкция герметизируется, после чего в нее подают газ под давлением, на 10--20% превышающем рабочее давление. Все сварные швы промазывают мыльным раствором, появление пузырей на промазанной поверхности шва служит признаком дефектов.

При испытании под давлением не допускается обстукивание сварных швов. Испытания должны проводиться в изолированных помещениях.

Гидравлическое испытание проводят с целью проверки сварных швов на плотность и прочность. Этому испытанию подвергаются различные емкости, котлы, паропроводы, водопроводы, газопроводы и другие сварные конструкции, работающие под давлением. Перед испытанием сварные изделия герметизируют водонепроницаемыми заглушками. После этого контролируемое сварное изделие наполняют водой с помощью насоса или гидравлического пресса, создавая избыточное контрольное давление в 1,5--2 раза выше рабочего. Величину давления определяют по проверенному и опломбированному манометру. Контролируемое изделие выдерживают под избыточным давлением в течение 5--6 мин, затем давление снижают до рабочего, а околошовную зону на расстоянии 15--20 мм от шва обстукивают легкими ударами молотка с круглым бойком, чтобы не повредить основной металл. Участки шва, в которых обнаружена течь, отмечают мелом и после слива воды вырубают и заваривают вновь, после этого сварное изделие опять подвергается контролю.

В вертикальные резервуары для хранения нефти и нефтепродуктов и другие крупные емкости вода наливается на полную высоту испытуемого сосуда и выдерживается не менее 2 ч. Проницаемость сварных швов и места дефектов определяются просачиванием воды в виде капель.

Вакуумный контроль сварных швов используется тогда, когда применение пневматического или гидравлического контроля почему-либо исключено. Суть метода заключается в создании вакуума и регистрации проникновения воздуха через дефекты на доступной стороне шва. Этот вид контроля применяется при испытании на плотность цистерн, газгольдеров, вертикальных резервуаров и других конструкций. Этот метод производится согласно СН 375--67 и позволяет обнаруживать отдельные поры от 0,004 до 0,005 мм. Производительность этого метода до 60 пог.м. сварных швов в час. Контроль осуществляется вакуумной камерой (рис.16). Камера устанавливается на проверяемый участок сварного соединения, который предварительно смачивается мыльным раствором. Вакуумным насосом в камере создается разрежение. Величину перепада давления определяют вакуумметром 1. В качестве вакуумных насосов используются вакуум-насосы типа КВН-8 или РВН-20. В результате разности давлений по обеим сторонам сварного шва, атмосферный воздух будет проникать через неплотности 8 сварного соединения 7. В местах расположения непроваров, трещин, газовых пор образуются мыльные пузырьки 6, видимые через прозрачную камеру 3. Неплотности отмечают мелом рядом с камерой. Затем в камеру трехходовым краном 2 впускают атмосферный воздух, камеру снимают и сделанные отметки переносят на сварной шов. Уплотняющим элементом камеры является прокладка 5 из губчатой резины. Рамку 4, в которую вставляется прокладка, изготовляют из стали, алюминия или пластмассы. Величина вакуума - 500…650 мм вод. ст., длительность испытания - 20 с.

Рис. 16 Вакуумный контроль шва: 1 - вакуумметр, 2 - резиновое уплотнение, 3 - мыльный раствор, 4 - камера

Методом технологических проб определяют качество зачистки сварного шва, внутренние дефекты, непровары. Место соединения исследуется с помощью лупы с 10-кратным увеличением. Используется, в основном, при аттестации сварщиков.

Склонность некоторых сталей ферритного и аустенитного класса и их сплавов к межкристаллитной коррозии обнаруживается с помощью метода выявления шва к коррозии. Образец обрабатывают особым раствором, моют, сушат и гнут под углом 90є. Трещина на поверхности шва свидетельствует, что испытание не пройдено. Этим методом, в основном, оценивается качество оборудования для зачистки сварных швов.

Глубину проплавления металла и наличие внутренних дефектов можно переделить металлографическим методом. Поперёк сварного шва вырезается образец (фрезер по металлу или огневая резка). Поверхность образца шлифуется и травится реактивом и это позволяет точно выявить её структуру.

Проверкой на твёрдость определяют качество сварки после термической обработки сварного шва. Используется для контроля стыков трубопроводов: твёрдость определяют по окружности стыка на трубах диаметром более 100 мм.



8. Организация рабочего места сварщика

При ручной сварке электрод подаётся в зону сварки и перемещается вдоль свариваемого соединения вручную.

Чтобы обеспечить качество сварки и сварных швов заданных размеров и конфигурации необходим комплекс оборудования, технологически связанного между собой. Такой комплекс называют сварочным постом или сварочной установкой.

На рис.17 показан сварочный стационарный пост для ручной электросварки. Пост снабжён источником питания дуги, сварочными проводами, электрододержателем, инструментом и приспособлениями. Для защиты сварщика от излучения дуги применяется щиток или маска. Пост ограждается шторами, как на рисунке, или щитами. Отсасывающая вентиляция с воздухообменом 40мі/ч на одного рабочего. Шторы из брезента пропитывают огнестойким составом (раствор алюмокалиевых квасцов). Газоотсос должен быть расположен так, чтобы сварные газы проходили мимо сварщика. Высота рабочего стола, на котором производится сварка деталей, должна быть в пределах 0,5-0,7 м. Столешница должна быть изготовлена из чугуна и иметь толщину 20-25 мм. На столе могут быть установлены приспособления для сборки и сварки изделий. Если на сварочном посту выполняются однотипные работы, стол заменяют манипулятором, а изделие собирается и сваривается в удобном для сварщика положении.

Щитки и маски защищают глаза и лицо сварщика от прямого излучения электродуги, от брызг расплавленного металла и искр. ГОСТ 12.4.035-78 устанавливает материал для щитков и масок: материал должен быть токонепроводящий, нетоксичный и невоспламеняющийся. С внутренней стороны щитки и маски должны иметь матовую гладкую поверхность чёрного цвета. На щитке есть ручка овального сечения длиной не менее 120 мм. Маска должна иметь устройство, которое удерживает её не менее, чем в двух фиксированных положениях: опущенном (рабочем) и откинутом назад. Масса и щитка, и маски не должна превышать 0,6 кг. Щитки и маски комплектуются светофильтрами, которые выбираются в зависимости от мощности дуги или сварочного тока.

Рис. 17 Сварочный пост ручной сварки: 1-контейнер для электродов, 2-стол сварщика, 3-зонт газоотсоса, 4-ящик для инструментов, 5-электододержатель, 6-источник питания, 7-сварочные провода, 8-зажим обратного провода



9. Техника безопасности при проведении сварочных работ

При правильно организованном производстве, сварка не представляет собой особо вредного и опасного технологического процесса. Но, для создания безопасных условий работы сварщика, помимо общих положений техники безопасности, необходимо учитывать особенности выполнения различных сварочных работ:

- возможное поражение электрическим током;

- отравление вредными газами и парами;

- ожоги излучением сварочной дуги и расплавленным металлом;

- поражения от взрывов баллонов со сжатым и сжиженным газом.

9.1 Общие требования

1) вводный (общий) инструктаж по технике безопасности (ТБ) перед началом работ;

2) инструктаж по ТБ на рабочем месте;

3) повторный инструктаж по ТБ при переходе с одной работы на другую, или при изменении условий работы;

4) ведение журнала по ТБ;

5) обучение безопасным методам ведения работ, вновь поступивших, в первые три месяца работы;

6) по окончании обучения сдача экзамена с выдачей удостоверения установленной формы;

7) ежегодная проверка знаний ТБ.



9.2 Электробезопасность

Поражение электрическим током может произойти при контакте человека с токоведущими частями оборудования.

Предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов устанавливаются ГОСТ 12.1.038-82. Предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов устанавливаются для путей тока от одной руки к другой и от руки к ногам.

В таблице 1 пункта 1.2 ГОСТа приведены значения напряжений и токов, см. рис.18

Рис. 18 ГОСТ 12.1.038-82 Таблица 1

Сопротивление человеческого тела прохождению тока может изменяться от 1000 до 20000 Ом и, напрямую, зависит от состояния человека: утомлён - не утомлён, вспотел, или кожа сухая, болен или здоров.

При холостом ходе, напряжение источника питания дуги равно 90 В, рабочей (сжатой) дуги достигает 200 В.

Используя закон Ома, рассчитаем величину сопротивления и сравним с сопротивлением человеческого организма при неблагоприятных условиях:

R = = 2*1000/0,3 = 6667 Ом и R = = 3*1000/0,4 = 7500 Ом.

В расчётах, множитель 1000, приводит единицы измерения в соответствие (mА к А). То есть, ток поражения, может в 7,5 раз превышать предельно-допустимое значение.

Основные правила для предупреждения возможного поражения электрическим током:

1) оборудование, находящееся под напряжением, должно иметь надёжное заземление;

2) электрические провода от распредщитов к оборудованию на рабочих местах должны быть надёжно изолированы и защищены от возможных механических повреждений;

3) запрещается использовать контур заземления металлоконструкций здания, трубы водяной и отопительной систем в качестве обратного провода сварочной цепи;

4) при выполнении сварочных работ внутри замкнутых сосудов (котлы, резервуары, баки, цистерны, ёмкости) необходимо использовать деревянные щиты, резиновые коврики, перчатки, галоши. У сварщика должен быть подручный, находящийся снаружи, вне сосуда. Для освещения внутри сосудов и в сырых помещениях, применять осветительные приборы (переноски) постоянного тока с напряжением 12 В; в сухих помещениях, с напряжением не более 36 В. Если сосуд не имеет вентиляции, то сварщик в нём может работать не более 30 мин, с обязательным перерывом для отдыха снаружи, на свежем воздухе;

5) при невозможности обеспечить хорошую вентиляцию места сварки работать в противогазах или же применять шланговые изолирующие аппараты: маску со шлангом по которому сварщику подаётся свежий воздух.

6) категорически запрещается сварщикам вести монтаж и ремонт электрооборудования, наблюдение за ним. Эту работу, а также исправления силовых цепей, выполняют электромонтёры.

Действия при поражении электрическим током:

- немедленно выключить ток первичной цепи (первичная цепь - распределительный щит);

- при невозможности, оперативно отключить первичную цепь, постараться: освободить от воздействия электричества пострадавшего, обеспечить к нему доступ свежего воздуха, вызвать врача (при необходимости, до прихода врача, сделать искусственное дыхание).

9.3 Защита от вредного влияния выделяющихся газов и пыли

В процессе сварки выделяются вредные вещества в виде аэрозоли, состоящей из оксидов железа, марганца, диоксида кремния и фтористых соединений. Самым опасным является диоксид марганца, концентрация которого в воздухе в количестве 0,3 мг/мі вызывает тяжёлое отравление и заболевание нервной системы.

Из всех видов сварочных работ, ручная дуговая сварка покрытыми электродами, самая вредная по воздействию на организм и здоровье человека.

В зоне горения дуги под воздействием ультрафиолета образуется озон и при соединении с воздухом выделяются оксиды азота. При сварке под флюсом выделяются фтористые соединения. При сварке в углекислом газе, под воздействием высокой температуры выделяется оксид углерода, который вновь окисляется кислородом воздуха и скапливается у пола помещения (тяжелее воздуха) и вытесняя воздух. Всё это вредно и опасно для дыхания человека, поэтому, при сварке в углекислом газе или аргоне, в нижних частях помещений, устанавливают отсосы.

Пыль в зоне сварки выделяется из сконденсировавшихся паров. Концентрация пыли максимальна в облаке дыма поднимающегося из зоны сварки и, чтобы этот дым не попадал под щиток или маску, к зоне сварки подводят местную вытяжную вентиляцию, а в цехе устраивают общеобъёмную приточно-вытяжную вентиляцию.

9.4 Защита от излучения сварочной дуги

Сварочная дуга имеет яркое излучение в видимом спектре и ультрафиолетовое, и инфракрасное в невидимом. Световые лучи ослепляют - их яркость многократно (до 10000 раз) превосходит норму. Воздействие ультрафиолетового излучения (даже кратковременное, в течение нескольких секунд) приводит к заболеванию электроофтальмией: острые боли, резь, слезоточение, спазмы век. Длительное воздействие ультрафиолетового излучения вызывает ожоги кожи.

Длительное воздействие инфракрасного излучения вызывает ожоги кожи и помутнение хрусталика глаз. При помутнении хрусталика развивается катаракта с последующим ослаблением и даже потерей зрения.

Для защиты зрения и кожи лица используются щитки, маски или шлемы со светофильтрами в смотровых щелях. Назначение светофильтра задерживать и поглощать излучение дуги. Тип светофильтра зависит от мощности дуги.

Для защиты окружающих от излучения дуги оборудуют закрытые кабины для сварки в стационарных условиях и применяют переносные щиты и ширмы на стройках и монтажных работах.

Руки сварщика должны быть в защитных рукавицах для предохранения от излучения и брызг расплавленного металла, на теле должна быть спецодежда из брезента или специальной ткани. При выполнении вертикальных, горизонтальных и потолочных швов сварщик должен надевать брезентовые нарукавники.

9.4.1 Средства защиты от ожогов и ослепления пламенем

1) сварщик должен работать в брезентовых рукавицах и костюме с брюками навыпуск;

2) верх ботинок закрыть фетровыми или асбестовыми гетрами;

3) обшлага рукавов завязать, карманы закрыть клапаном; на голове должен быть головной убор;

4) для защиты глаз пользоваться очками с чешуйчатой оправой;

5) очки должны плотно прилегать к лицу, чешуйки должны быть пригнуты;

6) внутренняя поверхность оправы должна быть окрашена в чёрный цвет;

7) в оправу вставляется два стекла: светофильтр и обычное;

8) светофильтр употребляется различной плотности в зависимости от мощности пламени: Г1 - при расходе ацетилена 750 л/ч; Г2 - при расходе ацетилена до 2500 л/ч; Г3 - при расходе ацетилена свыше 2500 л/ч;

9) поверх светофильтра обычное стекло;

10) при обивке шлака пользуются очками с обычными стёклами.

9.5 Защита от поражения взрывом баллонов со сжатым и сжиженным газом

При производстве сварочных работ необходимо соблюдать следующие требования:

1) газосварочные аппараты должны располагаться в стороне от проходов и проездов;

2) газогенераторы следует устанавливать на открытом воздухе не в проходах, проездах и местах скопления людей на расстоянии не менее 10 м от источников с открытым огнём;

3) вскрывать барабаны с карбидом кальция инструментом, не дающим искры (латунное зубило), стальным инструментом пользоваться нельзя;

4) вскрытый барабан с остатками карбида кальция необходимо плотно закрывать;

5) дробление карбида кальция производить латунной кувалдой или неметаллическими предметами и в защитных очках;

6) заряжать газогенератор и выгружать иловые остатки карбида кальция следует в резиновых перчатках;

7) баллоны со сжатыми газами перемещать только на специальных носилках или тележках; перекатывать или переносить баллоны на себе запрещается;

8) перевозка баллонов с сжатыми газами производится с навинченными колпаками на специальных деревянных тележках с вырезанными полукруглыми гнёздами для каждого баллона. Гнёзда должны быть обшиты войлоком, а баллоны привязаны верёвками;

9) в солнечное время баллоны должны быть закрыты брезентом;

10) одновременно перевозить и хранить баллоны с кислородом и с другими горючими газами нельзя;

11) снимать колпак с баллона ударами молотка запрещается;

12) баллоны должны находиться на расстоянии не менее 5 м от места производства сварки или резки;

13) нельзя помещать баллоны менее чем на 5 м от источников открытого огня;

14) кислородные баллоны не должны иметь масляных загрязнений и соприкасаться с паровыми батареями и токоведущими кабелями;

15) нельзя прикасаться к баллону с кислородом, руками, испачканными маслом, и работать в одежде, загрязнённой маслом;

16) чистым и сухим должен быть гаечный ключ, при помощи которого редуктор присоединяется к баллону;

17) применять для работы редукторы и штуцера с повреждённой нарезкой не разрешается;

18) перед присоединением редуктора необходимо продуть запорный вентиль, открыв его на ј оборота на 1-2 сек.;

19) при открытии вентиля нельзя находиться перед ним;

20) в неиспользованном кислородном баллоне должно оставаться давление газа не менее 0.5 кГ/смІ, а в ацетиленовых баллонах - в зависимости от температуры окружающего воздуха:

Таблица 3

Температура єС	Ниже 0	От 0 до +15є	От +15є до +25є	От +25є до +35є
Остаточное давление в баллоне в кГ/смІ	0.5	1	2	3

21) баллоны с неисправными вентилями отправлять на завод-изготовитель;

22) при замерзании вентиля на баллоне отогревать его только паром, горячей водой или обкладкой вентиля и сферической части баллона ветошью с концами, смоченными в горячей воде;

23) резиновые шланги в местах проходов или проездов закрывать кожухом (угольником или швеллером);

24) резкие перегибы шлангов недопустимы;

25) оберегать шланги от искр и капель расплавленного металла;

26) места разрывов нельзя обматывать изоляционной лентой; отрезать разорванные края и соединить куски при помощи сдвоенного ниппеля;

27) при воспламенении кислородного шланга перегнуть его возле горящего места со стороны редуктора и закрыть вентиль редуктора

28) после окончания газосварочных работ тщательно очистить газогенератор от карбида, а баллоны, шланги, газосварочную аппаратуру и материалы сдать на приобъектный склад на хранение;

29) при монтаже газопровода и газового оборудования запрещается подсоединять его к действующим газовым сетям, так как врезка газа относится к взрывоопасным работам.

9.6 Техника безопасности при работе на высотных отметках

1) к работе на высоте допускаются сварщики, прошедшие медицинское освидетельствование;

2) сварщик должен работать с подручным;

3) при работе на высоте более 1.5 м делаются подмости и настилы с ограждением высотой не менее 1 м;

4) все опоры под подмости должны надёжно закрепляться раскосами и распорками;

5) при использовании стремянок и лестниц они должны иметь врезные ступеньки и, надёжно закреплены;

6) сварщик должен работать в защитном монтажном шлеме;

7) при работе на высоте более 4 м надевать предохранительный пояс и привязываться цепью к надёжно закреплённой конструкции;

8) для предохранения от падения отрезаемого металла в нём до резки необходимо прожечь отверстие и тросом привязать к конструкции;

9) место, где производится сварка или резка, должно быть очищено от стружки, пакли и других горючих материалов в радиусе до 5 м.

9.7 Правила работы в закрытых сосудах и ремонта сосудов из-под горючего

1) при работе в баках, цистернах должна быть обеспечена непрерывная принудительная приточно-вытяжная вентиляция;

2) снаружи должен находиться подручный, наблюдающий за сварщиком;

3) сосуд из-под горючего необходимо очистить от грязи деревянными или латунными скребками;

4) промыть водным раствором каустической соды или пропарить острым паром: не менее 2 ч для сосудов ёмкостью до 200 л, а для сосудов ёмкостью 1000 мі не менее 15 ч.

5) сосуды ёмкостью менее 200 л залить водой на 80-90% ёмкости и прокипятить в течение 3 ч;

6) после пропаривания или кипячения сосуд охладить;

7) при ремонте без предварительной подготовки заполнить сосуд водой, оставив открытым люк наверху; вместо воды можно использовать инертные газы (азот или аргон);

8) работу вести с перерывами и выходом сварщика на свежий воздух: 10 мин работы, 20 мин отдыха;

9) для освещения применять переносные лампы напряжением не более 12 в.

9.8 Противопожарные мероприятия

1) нельзя прокладывать совместно газосварочные шланги и токоведущие провода;

2) при больших объёмах работ выставляется специальный пожарный пост;

3) работа в огнеопасных местах может производиться только после получения от пожарной охраны разрешения на производство работ;

4) вблизи места сварки не должно быть мусора, тряпок, стружек и других горючих материалов;

5) при работе на лесах места, прилегающие к сварке и резке должны покрываться асбестом;

6) проходы под местом производства сварки должны быть надёжно перекрыты;

7) зажжённую горелку или резак нельзя класть на воспламеняющиеся материалы;

8) после сварки или резки, место работы осмотреть для выявления скрытых очагов пожара;

9) при возникновении пожара воду для тушения применять нельзя;

10) очаг возгорания тушить углекислыми или сухими огнетушителями;

11) мелкие очаги пожара засыпать песком, накрыть брезентом или асбестовым полотном.

10. Список литературы

1 ГОСТ 12.1.038-82 Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность. Предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов.

2 ГОСТ 12.4.035-78 Система стандартов безопасности труда. Щитки защитные лицевые для электросварщиков. Технические условия.

3 ГОСТ 1050-88 Сталь углеродистая качественная конструкционная.

4 ГОСТ 3242-79 Соединения сварные. Методы контроля качества.

5 ГОСТ 3285-65 Корпуса металлических судов. Методы испытаний на непроницаемость и герметичность.

6 ГОСТ 5264-80 Ручная дуговая сварка. Соединения сварные.

7 ГОСТ 9466-75 Электроды покрытые металлические для ручной дуговой сварки сталей и наплавки. Классификация и общие технические условия.

8 ГОСТ 9467-75 Электроды покрытые металлические для ручной дуговой сварки конструкционных и теплоустойчивых сталей. Типы.

9 ГОСТ 14771-79 Дуговая сварка в защитном газе. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры.

10 ГОСТ 16037-80 Соединения сварные стальных трубопроводов

11 ГОСТ 23518-79 Дуговая сварка в защитных газах. Соединения сварные под острыми и тупыми углами. основные типы, конструктивные элементы и размеры.

12 ОСТ 36-58-81 Конструкции строительные стальные. Сварка. Основные требования.

13 СН 375 -67 Инструкция по методам контроля, применяемым при проверке качества сварных соединений стальных строительных конструкций и трубопроводов.

14 В.С. Виноградов Оборудование и технология дуговой автоматической и механизированной сварки. Москва 1997.

15 В.С. Виноградов Электрическая дуговая сварка. Учебник. М. ИРПО «Академия», 2013.

16 К.С. Орлов Монтаж санитарно-технических, вентиляционных систем и оборудования. М. ИРПО «Академия», 1999.

17 Темко Ю.П. Монтаж санитарно-технических систем зданий. М., 1962.

18 Каган В.Н., Щукин В.И. Газовая сварка и резка в строительстве. М., 1963.

19 Каганов Ш.И. Монтаж внутренних санитарно-технических систем. М., 1969.

20 Глизманенко Д.А. Газовая сварка и резка металлов. М.: Высш. школа, 1969. 304 с.

21 Б.А. Блюменкранц Монтаж вентиляционных систем. М., 1978.

22 Р.Ф. Афанасьев Вентиляция М., 2007.

23 В.М. Рыбаков Дуговая и газовая сварка. М., 1986.

24 В.И. Анурьев Справочник конструктора-машиностроителя в трёх томах. Том1, том 2, том 3. Москва, «Машиностроение» 1980.

Размещено на Allbest.ru

...