Сварка в углекислом газе

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Вопросы теории

Сварка в углекислом газе (СО2) является основным и наиболее распространенным способом сварки плавлением на машиностроительных предприятиях. Она экономична, обеспечивает достаточно высокое качество швов, особенно при сварке низкоуглеродистых сталей, требует более низкой квалификации сварщика, чем ручная, позволяет выполнять швы в различных пространственных положениях.

Сущность способа сварки в защитном газе состоит в том, что дуга горит в струе защитного газа, оттесняющего воздух из зоны сварки и защищающего расплавленный металл от воздействия газов, содержащихся в атмосфере.

Особенность этого метода сварки заключается в том, что нагрев металла до расплавления осуществляется теплом, которое выделяется электрической дугой, горящей между голой электродной проволокой и свариваемым металлом в среде защитного, в данном случае углекислого, газа. В результате из расплавленного электродного и основного металла создаётся подвижная сварочная ванна, смещение которой совпадает с направлением сварки. Участки расплавленного металла, расположенные в хвостовой части ванночки, т. е. удалённые от электрической дуги, интенсивно охлаждаются и в результате происходит кристаллизация металла, образование сварного шва. Схема сварки в среде углекислого газа на рисунке 1.



Рисунок 1 Механизированная дуговая сварка в защитном газе: 1 - электродная проволока; 2 - сопло; 3 - токоподводящий наконечнике; 4 - газ; 5 - дуга; 6 - затвердевший шлак; 7 - шов; 8 - сварочная ванна; 9 - основной металл.

Микроструктура металла шва и околошовной зоны показана на рисунке 2.

Рисунок 2 Микроструктура сварного соединения (х400): а - шов; б - линия сплавления; в - участок перегрева зоны термического влияния; г - участок нормализации; д - основной металл

Сварка в защитных газах возможна плавящимся и неплавящимся электродом. По степени механизации различают автоматическую, механизированную и ручную сварку. Сварку в углекислом газе широко применяют для соединения заготовок из конструкционных углеродистых сталей. Защитный газ обычно поставляют в баллонах вместимостью 40 л под давлением 6 - 7 МПа. Сварку в углекислом газе выполняют плавящимся электродом на постоянном токе обратной полярности («плюс» на электроде). Переменный ток не применяют из-за низкой устойчивости процесса. Для повышения устойчивости процесса необходима высокая плотность тока. В связи с этим используют электродную проволоку небольшого диаметра (0,5-3 мм). Напряжение на дуге обычно составляет 20-30 В, скорость сварки 20-80 м/ч, расход защитного газа 6-25 л/мин.

Важным параметром режима сварки является вылет электрода - расстояние от токоподводящего мундштука горелки до торца электрода. При малом вылете затруднено наблюдение за процессом и происходит частое подгорание мундштука, забрызгивание сопла. При слишком большом вылете ухудшается устойчивость дуги, наблюдается плохое формирование шва.

Процессы при сварке в углекислом газе. В зоне сварки при высокой температуре углекислый газ диссоциирует:

СО2 > СО+1/2О2.

В связи с увеличением степени диссоциации СО2 с повышением температуры состав газовой фазы над сварочной ванной зависит от температуры в данном участке (рисунок 3). Выделяющийся при диссоциации СО2 кислород окисляет жидкий металл с образованием закиси железа FeO, растворимой в жидком металле, и ряда нерастворимых окислов элементов, входящих в состав металла (SiO2, MnO, АlO3 и др.).



Рисунок 3 Ориентировочная схема изменения состава (%) газа, соприкасающегося с металлом сварочной ванны, при сварке в СО2

При взаимодействии с углеродом образуется нерастворимая в металле окись углерода СО по следующей схеме:

СО2 = СО+1/2О2;

1/2О2 + Fe = (FeO) > [FeO];

[FeO] + [C] = CO + Fe

CO2 + [C] = 2CO

Элементы и соединения в квадратных скобках растворены в металле. Окислительная способность углекислого газа по отношению к углероду растет с повышением температуры. Однако при температуре кристаллизации

реакцию окисления углерода можно затормозить за счет добавки к стали элементов раскислителей (Si, Мn, Ti, Al и др.).

Для предотвращения образования пор при сварке углеродистой и легированной стали применяют электродную проволоку с элементами-рас-кислителями: Св-10ХГ2С,Св-08ХГ2СМ, Св-08Х14ГТ, Св-08ГСМТ и др. (по ГОСТ 2246--70).

При автоматической дуговой сварке плавящимся электродом дуга горит между концом непрерывно расплавляемой проволоки и изделием. Проволока подается в зону дуги с помощью механизма со скоростью, равной средней скорости ее плавления. Это обусловливает постоянство средней длины дугового промежутка. Расплавленный металл электродной проволоки переходит в сварочную ванну и, таким образом, участвует в формировании шва.

Преимущества плавящегося электрода при сварке в защитных газах следующие:

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

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

- широкие возможности механизации и автоматизации процесса сварки;

- высокая производительность сварочного процесса.

Перенос металла в дуге. Перенос металла через дуговой промежуток обусловливает технологические характеристики дуги. От характера переноса металла зависят стабильность горения дуги, ее тепловой баланс, металлургические реакции в зоне сварки, размеры проплавления и формирование шва.

Перенос металла через дуговой промежуток происходит в виде капель и паров. Капли формируются на конце электрода под воздействием силы тяжести, поверхностного натяжения, давления газов, образующихся внутри расплавленного металла, кинетической энергии движущихся газов, электростатических и электродинамических сил, реактивного давления паров металла, а при сварке в среде многоатомных газов под воздействием дополнительного давления в зоне активного пятна, связанного с диссоциацией молекул газа.

Разновидности переноса металла. С увеличением силы тока растет электродинамическая сила, уменьшается размер капель, и при определенном значении тока, называемом критическим, капельный перенос металла переходит в струйный. Механизм струйного переноса металла состоит в следующем.

В расплавленном металле на конце электрода благодаря пинч-эффекту создается металлостатическое давление, возрастающее от периферии к оси проводника. При большом токе расплавленный металл «отжимается» в зону дуги, вытягивается и принимает форму конуса. Поперечное сечение столба жидкого металла постепенно уменьшается до некоторого диаметра, при котором давление, создаваемое поверхностным натяжением, становится равным гидростатическому давлению, вызванному пинч-эффектом. При этом диаметре по мере поступления новых порций расплавленного металла происходит формирование капли с последующим ее отделением.

Критическим током Iкр принято называть такой, при котором отношение минимального диаметра (радиуса) струи к диаметру (радиусу) электрода равно 0,7. Тогда, основываясь на уравнении баланса давления в точке А, можно определить величину критического тока

,

где у - коэффициент поверхностного натяжения металла электрода, дин/см; dэ - диаметр электрода, см.

Нагрев проволоки на вылет джоулевым теплом изменяет градиент температуры в зоне плавления электрода. Поэтому с изменением вылета электрода несколько изменяется величина критического тока (рисунок 4).



Рисунок 4 Зависимость критического тока от вылета электрода. Диаметры электродов, мм: 1 - 2,4; 2 - 1,6; 3 - 1,1; 4 - 0,7

Разбрызгивание металла. Перенос электродного металла в дуге сопровождается выбросом металла за пределы сварочной ванны -- разбрызгиванием. Это явление зависит от параметров режима сварки, от состава защитной среды, а также от состава электродного и основного металлов.

Рисунок 5 Основные виды разбрызгивания при сварке в СО2: а - выдувание капли потоком газов; б - выплёскивание ванны при падении капли; в - выброс мелких капель при взрыве перемычки жидкого металла; г- образование брызг при наличии на проволоке ржавчины; д - выброс нерасплавившейся проволоки

При сварке в СО2 разбрызгивание металла происходит в результате выброса мелких брызг при взрыве перемычки между электродом и каплей, отделения остатка жидкого металла от электрода, расплескивания ванны, выброса крупных капель при сильном взрыве перемычки, выброса мелких капель металла из ванны, взрыва крупных капель на электроде и выброса разогретой и оплавленной части электрода (при возбуждении дуги). Во время сварки длинной дугой разбрызгиванию способствуют металлургические реакции в жидком металле, сопровождаемые выделением газов, а также реактивные силы испарения металла и диссоциации газа, выталкивающие капли за пределы сварочной ванны. Основной причиной разбрызгивания металла при сварке с короткими замыканиями является электрический взрыв перемычки между электродом и ванной. С повышением напряжения на дуге разбрызгивание увеличивается, особенно в диапазоне средних токов. Зависимость разбрызгивания от силы тока показана на рисунке 6. Основные меры по уменьшению разбрызгивания сводятся к следующему: применению источников питания с определенными динамическими свойствами, обеспечивающими оптимальные скорости нарастания тока короткого замыкания; выполнению сварки с оптимальной скоростью; поддержанию постоянства длины дуги за счет стабилизации напряжения источника питания, скорости подачи проволоки и вылета электрода; очистке проволоки от ржавчины, прокаливанию ее при температуре 200--250° С в течение 2 ч.

Рисунок 6 Зависимость потерь на разбрызгивание от силы тока при обратной полярности в среде СО2 (проволока Св-08Г2С)

Повышение стабильности дуги и сокращение потерь металла на разбрызгивание при сварке в СО2 обеспечивается за счет применения активированных проволок. При разбрызгивании металла происходит засорение сопла горелки с нарушением защитных свойств струи, а также прилипание капель к поверхности свариваемого изделия. Для уменьшения прилипания брызг к соплу, последнее необходимо интенсивно охлаждать. Детали и приспособления защищают специальными смазками.

Сварочный ток. При малых токах, когда происходит крупнокапельный перенос металла, проплавление имеет форму кругового сегмента (рисунок 7). При токе больше критического, при струйном переносе металла, проплавление имеет местное углубление, получившееся в результате сосредоточенного потока электродного металла.

Рисунок 7 Форма проплавления в зависимости от силы тока: а - при I<Iкр; б - при I>Iкр

Длина дуги. С удлинением дуги уменьшается ее силовое воздействие, а также интенсивность теплового потока. Это приводит к уменьшению глубины и площади проплавления, а также к уменьшению местного углубления при струйном переносе металла.

Диаметр электродной проволоки. С увеличением диаметра проволоки увеличивается размер капель, уменьшается концентрация потока газов и паров металла. Следствием этого является уменьшение удельного силового воздействия дуги и интенсивности теплового потока и соответственно уменьшение глубины и площади проплавления.

Полярность. При прямой полярности площадь и глубина проплавления меньше, чем при обратной.

Техника сварки. К основным параметрам режима сварки плавящимся электродом относятся сила тока, полярность, напряжение дуги, диаметр и скорость подачи электродной проволоки, расход и состав защитного газа, вылет электрода, скорость сварки.

Сварку плавящимся электродом обычно производят на обратной полярности. При прямой полярности скорость расплавления в 1,4--1,6 раза выше, чем при обратной полярности, однако дуга горит менее стабильно с интенсивным разбрызгиванием.

Вылет электрода благодаря высокой плотности тока оказывает существенное влияние на энергетический баланс при сварке и на стабильность процесса. Оптимальные величины вылета стального электрода следующие:

Диаметр электродной проволоки, мм	0,5	0,8	1,0	1,6	2,0	2,5	3,0 и более
Вылет электрода, мм	5-7	6-8	8-11	11-14	14-17	17-20	20-30

Сварочный ток, обусловливающий размеры шва и производительность процесса, зависит от диаметра и состава проволоки и устанавливается в соответствии со скоростью подачи проволоки (рисунок 8). Для проволоки различного диаметра рекомендуются определенные пределы сварочного тока, при которых обеспечивается стабильность процесса сварки (рисунок 9). Напряжение на дуге устанавливается в зависимости от силы тока (рисунок 10) с учетом формирования шва, разбрызгивания металла и производительности процесса. В ряде случаев для повышения производительности применяют форсированные режимы.



Рисунок 8 Зависимость силы сварочного тока от скорости подачи проволоки

Рисунок 9 Зависимость силы тока от диаметра электродной проволоки при сварке в СО2

Рисунок 10 Диапазон оптимальных напряжений при сварке

Сила тока - основной параметр, определяющий глубину проплавления металла. В общем случае глубина проплавления при сварке в С02 больше, чем при ручной, что объясняется большим давлением дуги на сварочную ванну. Это приводит к более интенсивному вытеснению расплавленного металла из-под дуги и улучшению теплопередачи от дуги к нерасплавившимся кромкам.

С увеличением напряжения увеличиваются общая длина дуги и ширина шва, уменьшается высота валика усиления.

Сварка в С02 практически всегда выполняется на постоянном токе обратной полярности. На прямой полярности процесс сварки неустойчивый и его осуществление возможно только проволоками, легированными щелочными и щелочноземельными металлами. Переменный ток для сварки в С02 не используется.

Кроме основных параметров режима (dэ; Iсв; Uд) для получения качественного шва необходимо соблюдать и дополнительные параметры, к которым относятся, вылет электродной проволоки и расход защитного газа. Их приблизительные соотношения приведены в таблице.

Дополнительные режимы сварки в СО2

Параметр	Диаметр сварочной проволоки, мм
	0,5-0,8	1-1,4	1,6-2	2,5-3
Вылет электрода, мм	7-10	8-15	15-25	18-30
Расход газа, л/мин	5-8	8-16	15-20	20-30

Кроме диаметра проволоки и вылета электрода расход защитного газа зависит от скорости и условий сварки, а также от типа сварного соединения. Хорошая защита обеспечивается при сварке стыковых соединений и угловых с внутренней стороны (рисунок 11,а,б). Соединения, изображенные на рисунке 11,в,г, требуют повышенного расхода защитного газа и применения специальных экранов, удерживающих газ в зоне сварки.

Ухудшение защиты может произойти и при повышенных скоростях сварки вследствие смещения потока защитного газа в сторону, противоположную направлению сварки (рисунок 12).

Поэтому при сварке на повышенных скоростях также требуется повышенный расход газа. Ухудшение защиты может происходить и при сварке на открытых площадках в результате сдувания защитного газа.

Рисунок 11 Влияние типа сварного соединения на качество газовой защиты.

Рисунок 12 Влияние скорости сварки на качество газовой защиты

Техника механизированной полуавтоматической сварки в СО2 во многом подобна технике ручной дуговой сварки покрытыми электродами. Задача сварщика состоит в поддержании постоянного вылета электродной проволоки, равномерном перемещении горелки вдоль кромок при необходимости совершения ею колебательных движений.

Сварка в нижнем положении производится с наклоном горелки вперед или назад. Предпочтительнее вести сварку углом назад, при этом обеспечивается более надежная защита и лучшее формирование шва. Сварку угловых швов производят петлеобразным перемещением горелки. Угол наклона горелки - 45-60°. Колебания угла сопла - 5-15° (рисунок 13).



Рисунок 13 Положение и перемещение горелки при сварке угловых швов в среде СО2

Сварку вертикальных швов ведут сверху вниз, если толщина металла не превышает 6 мм. Скорость сварки при этом в 2-2,5 раза выше, чем при сварке снизу вверх. Сварку ведут углом назад, направляя дугу на переднюю часть сварочной ванны, что обеспечивает хорошее проплавление кромок и исключает прожоги. В некоторых случаях для улучшения формирования шва используют сложную технику колебания горелки (рисунок 14,г). Металл толщиной до 3 мм сваривают без колебательных движений. Сварку швов на вертикальной плоскости выполняют наклонной горелкой.

Рисунок 14 Техника сварки швов СО2: а - сверху вниз; б, в - снизу вверх; г - траектории колебания горелки; д - сварка горизонтальных швов на вертикальной плоскости; е - сварка потолочных швов

Сварка в СО2 в потолочном положении наиболее сложна, однако в целом проще, чем ручная (рисунок 14, е). Напряжение на дуге устанавливается минимальным, горелка располагается углом назад, рекомендуется также увеличить расход защитного газа, что улучшает поддержание сварочной ванны.

При значительной длине вертикальных швов сварку сталей толщиной 8-40 мм целесообразно выполнять с принудительным формированием. Схема процесса приведена на рисунке 15. Сварка ведется снизу вверх.

Рисунок 15 Схема сварки вертикальных швов в углекислом газе с принудительным формированием шва: 1 - кромки детали; 2 - ползуны; 3 - обратная подкладка; 4 -мундштук; 5 - дуга; 6 - сопло для подачи СО2; 7 - сварочная ванна; 8 - шов

Графики, характеризующие разбрызгивание на сопло горелки полуавтомата и на свариваемое изделие, показаны на рисунке 16.

Рисунок 16 Зависимость разбрызгивания электродного металла от силы сварочного тока: а - на сопло горелки; б - на свариваемое изделие

Формирование шва осуществляется подвижными водоохлаждаемыми ползунами. Защитный газ подается через специальное сопло.

2. Состав, структура и свойства основного и присадочного материала

2.1 Основной материал

Портал изготавливается из марганцевой стали 09Г2 ГОСТ 4543-88.

Химический состав, механические, физические и технологические свойства стали приведены

Химический состав стали 09Г2 ГОСТ 4543-88

	Содержание элементов, %
Сталь	С	Si	Mn	Cr	Ni
09Г2	до 0,12	0,17-0,37	1,4-1,8	не более 0,3	не более 0,3

Механические свойства стали 09Г2 ГОСТ 4543-88

ув, МПа	ут, МПа	д5, %	ш, %	HВ
440	305	21	50	325

Физические свойства стали 09Г2 ГОСТ 4543-88

г.10-3, кг/м3	С, кДж/К при 293-473 К	б,.10-6, при 293-473 К	л, Вт/(м.К) при 293К
7,1	480	9,5	54

Технологические свойства стали 09Г2 ГОСТ 4543-88

Свариваемость	Способ сварки	Флокеночувствительность	Склонность к отпускной хрупкости
без ограничений	РДС, АДС (под флюсом) КТС	Не чувствительна	Не склонна

2.2 Присадочный материал

Для сварки низкоуглеродистых и низколегированных сталей 09Г2, 10Г2, 10ХСНД, 15ХСНД, 14ХГС применяют электродные проволоки сплошного сечения Св-08ГС, Св-08Г2С, Св-07ГС. При сварке на форсированных режимах кремний и марганец выгорают более интенсивно, поэтому содержание их в электродных проволоках, предназначенных для сварки на этих режимах, более высокое. Для сварки применим проволоку Св-08Г2С.

Химический состав сварочной проволоки Св-08Г2С

	Содержание элементов, %
Сталь	С	Si	Mn	Cr	Ni
Св-08Г2С	0,08	1	2	-	-

3. Технологический процесс

Целесообразность предварительного подогрева определяется по углеродному эквиваленту, рассчитывается по формуле 1:

, (1)

где. С, Сr, Mn, Ni - содержание соответствующего химического элемента, %;

S - толщина свариваемого металла, мм.

Если Сэ < 0,8, сварку можно выполнять без предварительного подогрева основного металла. Если же Сэ > 0,8, возможно возникновение трещин в зоне термического влияния, необходим подогрев. Рассчитаем углеродный эквивалент по формуле 1 для стали 10Г2 ГОСТ 4543-88 для того, чтобы определить, нужен ли подогрев.

.

Следовательно Сэ = 0,66 < 0,8, то сварку выполним без предварительного подогрева основного металла.

Основными параметрами режима сварки в СО2 являются: диаметр электродной проволоки - dэ; сила сварочного тока - Iсв; напряжение на дуге - Uд; скорость сварки - Vсв; скорость подачи сварочной проволоки - Vпп; вылет электродной проволоки - L; расход защитного газа - Qг [1].

Сила сварочного тока рассчитывается по формуле 2:

, (2)

где j - плотность тока, А/мм2;

Sэ - поперечного сечения металлического стержня электрода, мм2.

Плотность тока может быть в интервале 100 - 300 А/мм2. Принимаем j = 100 А/мм2. Сварку в углекислом газе выполняют электродными проволоками диаметрами 0,5 - 2,5 мм.

Так как свариваем детали толщиной до 10 мм, то принимаем электродную проволоку диаметром 2,5 мм. Значение Sэ можно рассчитать по формуле 3:

, (3)

Подставив значение Sэ в формулу 2 получим:

,

А.

Напряжение дуги может быть рассчитано по формуле 4:

, (4)

В.

Принимаем Uд = 36 В.

Скорость подачи электродной проволоки рассчитывается по формуле 5:

, (5)

где дэ - плотность металла электродной проволоки, 7,8 г/см3;

бр - коэффициент расплавления, который определяется по формуле 6.

, (6)

г/А·ч.

Зная коэффициент расплавления, рассчитаем скорость подачи электродной проволоки:

м/ч.

Принимаем скорость подачи проволоки Vпп = 240 м/ч.

Скорость сварки рассчитывается по формуле 7:

, (7)

где Sн - площадь поперечного сечения шва, см2;

дн - плотность наплавленного металла, дн =7 - 7,2 г/см2, принимаем 7 г/см2;

бн - коэффициент наплавки.

Коэффициент наплавки определим по формуле 8:

, (8)

где ш - коэффициент потерь на угар и разбрызгивание, %.

При сварке в углекислом газе он может составлять 8 - 15 %. Принимаем значение ш = 10 %, тогда по формуле 8 получим:

г/А·ч.

Вылет электрода L` при сварке в СО2 устанавливается в интервале 10 - 25мм. Принимаем L` = 15 мм .

Расход углекислого газа зависит от мощности, вылета электрода, воздушных потоков в помещении, где выполняется сварка. Его устанавливают в диапазоне 6 - 18 л/мин. Принимаем Qг = 10 л/мин.

В результате расчёта основных параметров режима сварки получили:

dэ = 2,5 мм; Iсв = 490 А;

Uд = 36 В; Vпп = 240 м/ч;

L` =15 мм; Qг = 10 л/мин.

Их можно принять постоянными для сварки всех деталей. Но скорость сварки рассчитывается для каждой свариваемой детали. Так как скорость сварки зависит от площади поперечного сечения шва Sн, а она различна для каждой пары свариваемых деталей по причине их неодинаковой толщины.

Площадь сечения шва находится как сумма элементарных геометрических фигур, из которых он состоит. При сварке в углекислом газе сварной шов имеет следующий вид:

Рисунок 15 Сварной шов h - высота шва; с - высота усиления; b - ширина шва; б - угол раскрытия

При сварке в СО2 б = 60-900. Принимаем б = 600, тогда в = 300.

Как видно из рисунка площадь шва можно найти как сумму площадей треугольника и сегмента. Они равны; Sсег = 0,15Sтр.

Тогда

Sн = Sтр + Sсег = h2·tg в + 0,15Sтр;

Sн= Sтр+0.15 Sтр=1.15 Sтр Sтр =h2·tg в

Длина шва L необходимая для расчёта массы наплавленного металла, наплавленный металл рассчитывается по формуле 9.

mн = Sн·L·дн (9)

Для каждого сварного соединения рассчитаем необходимые параметры по ранее описанным формулам.

При сварке швов нижнего угольника 1 получим:

h = 4 мм,

Sн = 0,58·16·1,15 =1,39 мм2= 1,39·10-2 см2,

,

L = 72 мм,

mн = 1,39·72·7,2·10-6 = 0,007 кг.

При сварке щёк 7, косынок 9 с верхним 4 и нижним 1 угольником шов имеет одинаковый вид

h = 8 мм,

Sн = 1,15·64·0,58 = 42,7 мм2 = 42,7·10-2 см2,

L = 1415 мм,

mн = 42,7·1415·7,2·10-6 = 0,435 кг.

При сварке верхнего угольника 4 и косынки 10 получим параметры шва

h = 5 мм,

Sн = 1,15·25·0,58= 16,7 мм2 = 16,7·10-2 см2,

L = 220 мм,

mн = 16,7·220·7,2·10-6 = 0,26 кг.

При сварке стоек 8 и косынки 9 получим следующие параметры

h = 7,5 мм,

Sн = 0,58·56,25·1,15= 37,5 мм2 = 37,5·10-2 см2,

,

L = 3300 мм,

mн = 37,5·3300·7,2·10-6 = 0,89 кг.

При сварке раскоса 5 к косынкам 9 и 10 шов будет иметь следующие параметры

h = 6,5 мм,

Sн = 0,58·42,25·1,15 = 28,2 мм2 = 28,2·10-2 см2,

;

L = 704 мм,

mн = 40,6·704·7,2·10-6 = 0,21 кг.

При сварке планки 6 и верхнего угольника 4 шов буде иметь такой же вид, как при сварке основания кронштейна 3 с щекой и косынкой (рис. 21):

h = 10 мм,

Sн = 0,58·100·1,15 = 66,7 мм2 = 66,7·10-2 см2,

,

L = 1344 мм,

mн = 66,7·1344·7,2·10-6 = 0,65 кг.

При сварке щеки кронштейна 2 и основания кронштейна 3 получим шов будет иметь следующий видh = 10 мм,

Sн = 0,58·100·1,15 = 66,7 мм2 = 66,7·10-2 см2,

,

L = 1200 мм,

mн =66,7·1200·7,2·10-6 = 0,58 кг.

3.1 Технологическая инструкция

Технологическая инструкция

Описание процесса сварки
Узел 1 Уложить нижний угольник 1 на стол манипулятора. Прихватить и проварить швы в местах изгиба угольника. Режимы сварки: Iсв = 490 А; Uд = 36 В; Vпп = 240 м/ч; L` =15 мм; Vсв=87,1 м/ч.
Узел 2 Уложить на стол манипулятора нижний 1 и верхний 4 угольники. Прихватить к ним две щеки 7 и две косынки 9. Прихватывать швами длиной 20-30 мм через 200-300 мм. Режимы сварки: Iсв = 490 А; Uд = 36 В; Vпп = 240 м/ч; L` =15 мм; Vсв=23,1 м/ч.
Узел 3 Прихватить к верхнему угольнику 4 косынку 10. Прихватывать швами длиной 20-30 мм через 200-300 мм. Режимы сварки: Iсв = 490 А; Uд = 36 В; Vпп = 240 м/ч; L` =15 мм; Vсв=11,4 м/ч.
Узел 4 Прихватить, а затем приварить четыре стойки 8 к косынкам 9 и к верхнему 4 и нижнему 1 угольникам. Режимы сварки: Iсв = 490 А; Uд = 36 В; Vпп = 240 м/ч; L` =15 мм; Vсв=14,5 м/ч. Перевернуть свариваемую конструкцию.
Узел 5 Прихватить, а затем приварить два раскоса к косынке 10 и косынкам 9. Режимы сварки: Iсв = 490 А; Uд = 36 В; Vпп = 240 м/ч; L` =15 мм; Vсв=37,6 м/ч. Перевернуть свариваемую конструкцию.
Узел 6 Проварить шов между нижним 1 и верхним 4 угольниками и щёками 7 и косынками 9. Iсв = 490 А; Uд = 36 В; Vпп = 240 м/ч; L` =15 мм; Vсв=23,1 м/ч.
Узел 7 Проварить шов между косынкой 10 и верхним угольником 4. Iсв = 490 А; Uд = 38 В; Vпп = 240 м/ч; L` =15 мм; Vсв=11,4 м/ч.
Узел 8 Уложить на стол основание кронштейна 3 и прихватить, а затем приварить к нему две щеки кронштейна 2. Iсв = 490 А; Uд = 36 В; Vпп = 240 м/ч; L` =15 мм; Vсв=16,3 м/ч. Повторить операцию, изготовив ещё три кронштейна.
Узел 9 Приварить полученные кронштейны к щёкам 7 и к косынкам 9. Iсв = 490 А; Uд = 36 В; Vпп = 240 м/ч; L` =15 мм; Vсв=17,2 м/ч.
Узел 10 Прихватить, а затем приварить две планки 6 к верхнему угольнику 4. Iсв = 490 А; Uд = 36 В; Vпп = 240 м/ч; L` =15 мм; Vсв=17,2 м/ч.
Очистить полученную конструкцию от закристаллизовавшихся капель и брызг.
Контроль качества сварных соединений.

4. Средства технологического оснащения

4.1 Описание и технологические характеристики

Сборочно-сварочное оборудование является важной оснасткой сварочного производства. Наряду с обеспечением требуемого взаимного расположения свариваемых деталей сборочно-сварочные приспособления должны обеспечивать:

1. уменьшение трудоемкости работ, повышение производительности труда, сокращение длительности производственного цикла;

2. облегчение условий труда;

3. повышение точности работ, улучшение качества продукции, сохранение заданной формы свариваемых изделий путем соответствующего закрепления их для уменьшения деформаций при сварке.

Сборочно-сварочные приспособления должны удовлетворять следующим требованиям:

1. обеспечивать доступность к местам установки деталей, к рукояткам зажимных и фиксирующих устройств, к местам прихваток и сварки;

2. обеспечивать наивыгоднейший порядок сборки;

3. должны быть достаточно прочными и жесткими, чтобы обеспечить точное закрепление деталей в требуемом положении и препятствовать их деформированию при сварке;

4. обеспечивать такие положения изделия, при которых было бы наименьшее число поворотов как при наложении прихваток, так и при сварке;

5. обеспечивать свободный доступ при проверке изделия;

6. обеспечивать легкий съем собранного или сваренного изделия;

7. обеспечивать безопасное выполнение сборочно-сварочных работ.

Все приспособления, применяемые для сборки и сварки, можно разделить на универсальные (общие) и специальные.

Выбор сварочного оборудования производится в соответствии с принятыми методами сварки, с учетом размеров изделия, он должен обеспечивать высокую производительность сварки и качество сварных соединений в соответствии с ТУ.

Руководствуясь вышеуказанными положениями, выбираем сварочное оборудование и сборочные приспособления для обеспечения технологического процесса сборки и сварки задней фермы автомобиля.

Сварочное оборудование.

Автомат для сварки в среде углекислого газа АДГ-515.

Составными частями сварочного автомата АДГ-515 являются: сварочный трактор ТС-40 (6ДЭ.394.580), выпрямитель ВДУ-505 с блоком управления БУ-018. Сменные, монтажные части и принадлежности (ролики, наконечники, разъемы и т.д.), включая провод управления 10м.

Сварочный трактор ТС-40 с повышенной устойчивостью и тяговым усилием, позволяющим тянуть за собой сварочные провода длиной до 15 м.

Широкий диапазон и плавное регулирование скорости подачи электродной проволоки и скорости сварки.

Сварочная головка, легко устанавливаемая в различных пространственных положениях. Сварка внутри и вне колеи. Правильное устройство для электродной проволоки.

Режимы работы автомата:

- автоматический цикл сварки;

- наладочный.

Выпрямитель ВДУ-505 - источник с универсальными внешними характеристиками (падающими и жесткими) предназначен для ручной сварки штучными электродами, а также для комплектации сварочных и наплавочных полуавтоматов и автоматов.

Плавное регулирование сварочного тока. Стабилизация сварочного тока и рабочего напряжения. Надежное зажигание дуги даже на малых токах и напряжениях.

Основные технические данные сварочного автомата АДГ-515:

Защитная среда	СО2
Напряжение питания, В.	3х380
Потребляемая мощность источника питания, кВ.А	40
Сварочный ток, А (%)	500 (60%)
Длительность цикла сварки, мин	10
Диапазон регулирования сварочного тока, А.	60...500
Диапазон регулирования напряжения на дуге, В	18...50
Диаметр электродной проволоки, мм..	1,2...3,0
Скорость подачи электродной проволоки, м/мин	2...16
Скорость сварки, м/мин.	0,2..2
Расход: - защитного газа, не более, л/ч - охлаждающей воды, не более, л/ч	1400 120
Емкость кассеты (барабана) для проволоки, кг..	15
Масса, кг - источника питания - сварочного трактора	300 56
Габариты (ДхШхВ), мм - источника питания - сварочного трактор	790х700х900 800х450х600

Манипулятор представляет собой станину с механическим приводом для наклона траверсы с планшайбой на угол, необходимый для наплавки и сварки изделия. Планшайба прямоугольной формы не имеет устройств для зажатия свариваемого изделия. Эти устройства должны дополнительно изготавливаться в каждом отдельном случае. На траверсе установлен механический привод для вращения планшайбы со скоростью, необходимой для сварки. Скорость наплавки и сварки регулируется путём изменения числа оборотов электродвигателя постоянного тока.

Размеры наплавляемых и свариваемых изделий, мм и их вес, т: наружный диаметр. длина вес	2000-4000 до 3000 до 16
Скорость наплавки и сварки, м/ч.	10-60
Скорость вращения планшайбы, об/мин.	0,0265-0,262
Угол наклона планшайбы, град: в одну сторону в другую сторону	до 105 до 15
Момент относительно оси наклона, Т.м..	до 20
Момент относительно оси вращения, Т.м	до 6,4
Габаритные размеры манипулятора, мм и его вес, т: длина ширина высота. вес	3300 3150 2515 20

Поворотная колонна ПК-2 (Т-65)

Колонна предназначена для автоматической сварки кольцевых швов диаметром 600 - 2000 мм и прямолинейных горизонтальных швов длинной до 1800 мм, расположенных радиально относительно оси вращения колонны.

Колонна состоит из неподвижного основания, поворотной части и подъёмного механизма. В состав поворотной части входят колонна, каретка и консольная балка, на которой крепится сварочная головка.

Поворотная часть колонны установлена основанием на подшипники качения, что обеспечивает её поворот на 3600 и позволяет обслуживать значительную площадь.

Каретка представляет собой гильзу, перемещающуюся по вертикальным направляющим колонны на четырёх роликах.

Вертикальное перемещение каретки с консольной балкой осуществляется ходовым винтом с гайкой.

Технические данные:

Вылет консольной балки от оси колонны до оси электрода, мм: максимальный минимальный.	2600 1000
Высота уровня сварки, мм: максимальный минимальный.	2300 800
Скорость подъёма и опускания каретки с консольной балкой, м/мин.	2
Мощность электродвигателя типа АО-41-4 для подъёма консольной балки, кВт	1,7
Габаритные размеры колонны, мм и её вес, кг: длина ширина высота. вес	3500 1000 4500 2200

5. Контроль качества

5.1 Возможные дефекты изделия

Дефекты - несоответствие изделия нормативно-технической документации. Дефекты снижают механические и другие свойства сварных соединений, наплавленных и напылённых слоёв, ухудшают внешний (товарный) вид изделий.

В данной конструкции могут наблюдаться следующие дефекты: трещины, непровары, подрезы, поры, включения (металлические, оксидные), плохая форма сварного шва и наплавленного валика.

Трещины образуются в результате возникновения напряжений, превышающих временное сопротивление (предел прочности) металла в макро- и микрообъёмах. Это макро- и микротрещины. Они считаются наиболее опасным видом дефектов, так как повышают концентрацию напряжений. Такие трещины могут возникать в процессе сварки, непосредственно после сварки, а также во время эксплуатации сварной или наплавленной конструкции. Участки сварного шва и наплавленного слоя с трещинами удаляют механической обработкой или поверхностной термической резкой (строжкой) и заваривают повторно.

Непровары образуются вследствие несплавления наплавленного металла с основным или незаполнения расчётного сечения. Оба вида непроваров являются концентраторами напряжений. Непровары возникают при нестабильном режиме сварки, при плохой обработке кромок деталей перед сваркой.

Подрезы углубления на поверхности основного металла, расположенные вдоль шва. Эти дефекты уменьшают рабочее сечение швов, служат концентраторами напряжений. Причиной их возникновения является сварка на повышенном токе при больших скоростях, а также на повышенном напряжении.

Поры - полости в шве, заполненные газами. Эти дефекты возникают при перенасыщении сварочной ванны оксидом углерода, азотом, водородом, что возможно вследствие высокой скорости сварки, удлинения дуги при повышенном напряжении, наличии загрязнений на поверхности основного металла, увлажнения сварочных материалов, наличия примесей (СО, N2, Н2) в защитных газах. Поры снижают герметичность и рабочее сечение сварных швов, поэтому дефектную часть шва удаляют механической обработкой или поверхностной термической резкой, а затем заваривают этот участок повторно.

К дефектам формы сварных швов и наплавленных валиков относятся следующие: неравномерная высота и ширина, бугры, седловины, неравномерная высота катетов в тавровых швах. Эти дефекты могут возникать из-за отступлений от технологии или неисправности оборудования при автоматической сварке и наплавке.

К дефектам относится несоответствие химического состава, макро- и микроструктуры, механических и других свойств требованиям нормативно-технической документации (техническим условиям, чертежам, стандартам).

5.2 Технология контроля

При выборе методов контроля в процессе заготовки, сборки и сварки сварных конструкций необходимо принять такие методы контроля за качеством выпускаемой продукции, которые обеспечили бы требования технических условий на изготовление сварных конструкций.

Определение объема и методов контроля находится в прямой зависимости от технологии производства, степени его освоения, ответственности конструкции и типа производства.

Практика показала, что высокое качество сварных конструкций может быть обеспечено при условии строгого соблюдения пооперационного контроля, при этом контрольные операции разделяются на три этапа.

1. Предварительный контроль перед сваркой, включающий проверку исходных материалов, применяемых для изготовления изделия, проверку сварочного оборудования, оснастки, инструментов, квалификации сварщиков и т. д.

2. Контроль в процессе производства с целью проверки правильности заготовки, сборки, соблюдение технологических режимов, размеров и качества сварных швов, последовательности их наложения и др.

3. Контроль готовой продукции -- приемо-сдаточные испытания.

Контроль на первых двух этапах позволяет предупредить брак и тем самым выполнить основную задачу технического контроля.

До начала изготовления сварных конструкций должны быть тщательно проверены все применяемые материалы. Основной материал, его химический состав, механические свойства и свариваемость, качество электродов, сварочной проволоки подвергаются проверке в том случае, если на указанные материалы нет сертификатов, технических условий или сварочные свойства основного металла недостаточно изучены, а также в тех случаях, когда это оговаривается в технических условиях на изготовление изделия.

Готовое изделие проверяется в соответствии с техническими условиями и чертежами, а также путем проведения предусмотренных испытаний. При хорошо организованном предварительном и пооперационном контроле в процессе изготовления качество готовых изделий, как правило, будет обеспечено.

Предварительный контроль

До запуска в производство материал, идущий на изготовление задней фермы, а также все сварочные материалы должны быть подвергнуты контролю внешним осмотром для выявления наружных дефектов.

На все материалы необходимо иметь сертификаты заводов-поставщиков. Данные сертификатов или результаты заводских испытаний заносятся ОТК цеха в паспорт задней фермы. Кроме того, необходимо проверить наличие у сварщиков удостоверений на право выполнения ответственных работ.

Контроль в процессе производства

Все детали и сварные узлы задней фермы должны быть изготовлены в соответствии с чертежом. Все отступления от чертежа и технических условий в реальных условиях производства должны быть оформлены картой разрешения на отклонение по установленной форме.

Изготовление задней фермы должно производиться в соответствии с разработанным технологическим процессом и с осуществлением пооперационного контроля за качеством изготовления. Собранные узлы задней фермы должны быть предъявлены ОТК цеха.

Перед предъявлением готовой задней фермы ОТК должна быть произведена тщательная очистка сварных швов.

Контроль готовой продукции

При приемке сваренной задней фермы проверяется соответствие а чертежным размерам и допускам, качество сварных швов. Проверка качества сварных швов производится:

1) в процессе изготовления наблюдением ОТК за правильным выполнением сварочных работ;

2) по наружному осмотру; при этом проверяется отсутствие на шве

шлаковых покровов, подрезов больше 0,5 мм глубиной, трещин, пористости и др. Допускается отклонение размеров швов от заданных чертежом в пределах + 2 мм.

3) подвергнуть ультразвуковому контролю продольные и поперечные швы не менее 10% длины.

5.3 Описание и технические характеристики приборов

Ультразвуковой контроль качества. Ультразвуком называются упругие волны с частотой колебаний от 20 кГц до 1 ГГц, распространяющиеся в газах, жидкостях и твёрдых телах. Высокая частота и малая длина волны определяют возможность распространения, отражения, преломления, поглощения, рассеяния, дифракции и интерференции ультразвука.

Для генерации ультразвука применяют разнообразные устройства, которые можно объединить в две группы - механические и электромеханические. Наибольшее распространение получили электромеханические излучатели, преобразующие электрические колебания в механические.

Вследствие обратимости пьезоэффекта пьезоэлектрические преобразователи используют и для приёма ультразвука.

Ультразвуковой контроль заключается в следующем. В материальную среду вводится ультразвук (зондирующий сигнал). Достигнув поверхности дефекта, ультразвуковая волна отражается (эхо-сигнал), поскольку эта поверхность является границей раздела двух сред с различными акустическими свойствами. Эхо сигнал регистрируется.

Наиболее высокая разрешающая способность ультразвукового контроля достигается при минимальной длине волны, поскольку волны отражаются от дефекта при условии, если его размеры будут большими, чем длина волны. Минимальная длина волны соответствует минимальной скорости её распространения в данной среде:

,

где л - длина волны;

с - скорость распространения волны;

f - частота колебаний.

Поперечные волны имеют меньшую скорость распространения, чем продольные. Отсюда можно сделать вывод, что для обеспечения максимальной разрешающей способности, т.е. для регистрации минимальных дефектов, целесообразно вести контроль поперечными, а не продольными волнами.

Поперечные волны возбуждаются только в твёрдых телах. Такие волны можно получить, если ультразвук вводить в сталь под углом падения от 300 до 610.

Получили распространение следующие методы: эхо-метод, теневой, зеркально-теневой, эхо-теневой.

Стыковые сварные соединения обычно проверяют прямыми или однократно отражённым лучом с помощью наклонно совмещённого искателя.

Тавровые и угловые соединения проверяют наклонными и раздельно-совмещёнными искателями по следующим схемам:

1) прямым лучом наклонного искателя со стороны привариваемой детали и раздельно-совмещённым искателем со стороны основной детали, если толщина привариваемой детали не меньше 20 мм;

2) прямым лучом наклонного искателя с двух сторон привариваемой детали или прямым и один раз отражённым лучом с одной стороны привариваемой детали при отсутствии доступа со стороны основной детали;

3) Прямым лучом наклонного искателя и раздельно-совмещённым искателем при отсутствии доступа со стороны привариваемой детали, если ее толщина не менее 20 мм.

Нахлёсточные сварные соединения контролируют однократно отражённым лучом наклонного совмещённого искателя.

Во время контроля осуществляется перемещение искателя относительно сварного шва.

Для ультразвукового контроля применяются стационарные дефектоскопы УДМ-1М, УДМ-3, ДУК-66, а также переносные ДУК-13ИМ, УЗД-МВТУ, ДУК-66ПМ и др.

К дефектоскопам прилагаются искатели наклонные, прямые и кроме того, раздельно совмещённые. В призматических искательных головках пластина пьезоэлемента расположена под углом к поверхности контролируемого изделия. В связи с этим ультразвук вводится также под углом и поэтому можно осуществлять контроль в местах, не доступных для других искателей.

Для контроля сварных соединений будем использовать ультразвуковой дефектоскоп У2-70. Он предназначен для контроля продукции на наличие дефектов типа нарушения сплошности и однородности материалов, готовых изделий, полуфабрикатов и сварных (паяных) соединений, измерения глубины и координат залегания дефектов, измерения отношений амплитуд сигналов, отражённых от дефектов.

Особенности дефектоскопа:

· два независимых измерительных строба

· система автоматической сигнализации дефектов

· возможность запоминания: 100 программ настроек, 100 изображений экрана, 2000 результатов измерения параметров сигналов

· режим "электронная лупа"

· режим "стоп-кадр"

· функция "замок"

· режим связи с ПЭВМ

· протоколирование процедуры контроля с использованием программного обеспечения "Ultra UD2-70".

6. Экономическая эффективность технологии

Для определения экономического эффекта от внедрения новой технологии и средств технологического оснащения необходимо знать себестоимость продукции (работ), производимой с их применением.

Себестоимость продукции - это часть затрат общественного труда, выраженная в денежной форме, на её производство и реализацию, складывающихся из затрат прошлого труда, овеществлённого в используемых на предприятии средствах производства, в части затрат живого труда.

При изготовлении сварной конструкции или выполнении сварки затрачиваются средства на основные и сварочные материалы, энергию, оплату труда, на возмещение стоимости, содержание и эксплуатацию средств технологического оснащения, на подготовку и освоение новых конструкций и технологий. Себестоимость отражает такие показатели эффективности производства, как производительность труда, экономия ресурсов, качество продукции, использование основных фондов и т. п. На основе анализа себестоимости при различных вариантах технических решений устанавливают оптимальные для внедрения в заданных условиях сварные конструкции, а также технологии и средства технологического оснащения.

В экономическом анализе сварочного производства используют три вида себестоимости продукции (сварной конструкции): цеховую, производственную и полную. Эти себестоимости слагаются из следующих статей затрат (руб.):

, (10) , (11)

, (12)

где См - затраты на сварочные материалы (электроды, электродные проволоки), руб;

Сз - основная заработная плата производственных рабочих на единицу продукции, руб;

Сэ - стоимость электроэнергии и других видов энергии, затрачиваемых на технологические нужды, руб;

Сц - цеховые расходы, руб;

Со - общезаводские расходы, руб;

Ср - затраты на реализацию, руб.

В сварочном производстве рассчитывается себестоимость сварных конструкций и сварочных работ (технологическая). Технологическая себестоимость сварочных работ состоит из затрат на сварочные материалы, зарплату, электроэнергию, эксплуатацию и содержание сварочного оборудования и производственного помещения. Технологическая себестоимость при дуговой сварке определяется по формуле:

, (14)

где См - затраты на сварочные материалы (электроды, электродные проволоки), руб;

Сз - заработная плата, руб;

Сэ - стоимость электроэнергии, руб;

Са - амортизационные отчисления, руб;

Ср - затраты на текущий ремонт оборудования, руб;

Сп - затраты на отопление, освещение, уборку, ремонт, и амортизацию помещения, руб.

Затраты на электродную проволоку при механизированной и автоматической дуговой сварке рассчитываются по формуле:

, (14)

где mн - масса наплавленного металла, кг. mн =3,03 кг;

k1 - коэффициент расхода электродной проволоки. k1 =1,14;

Цэл - цена 1 кг электродной проволоки, руб. Цэл =4400 руб;

k2 - коэффициент, учитывающий транспортно-заготовительные расходы на приобретение материалов. k2 =1,05;

Подставив получим:

.

Затраты на углекислый газ:

, (15)

где t0 - время горения дуги. t0 =0,48 ч;

Qv - расход газа, л/мин. Qv =10 л/мин;

- цена 1 кг двуокиси углерода, руб.

=800 руб;

Заработная плата (руб.) сварщиков:

, (16)

где r - часовая тарифная ставка, руб. r =961р/ч;

kз - коэффициент, учитывающий доплаты к тарифной заработной плате и отчисления на социальное страхование, kз =0,7;

k0 - коэффициент основного времени. k0 =0,5;

Подставив, получим:

Амортизационные отчисления по оборудованию:

, (17)

где С0 - стоимость единицы оборудования, С0=19789000руб;

А0 - норма годовых амортизационных отчислений по оборудованию, %. А0 =10%;

ФД - действительный годовой фонд работы оборудования, ч. ФД =1560 ч;

kз - коэффициент загрузки оборудования, kз =0,8.

Подставив, получим:

Затраты на электроэнергию:

, (18)

где W - расход технологической электроэнергии, кВт.ч, W=40кВт.ч;

ЦЭ - цена 1кВт.ч электроэнергии, руб. ЦЭ =106,5 руб.

В итоге получим следующую себестоимость:

7. Охрана труда и экология

7.1 Техника безопасности

В сварочном производстве к опасным факторам относятся открытые токоведущие части оборудования, нагретые до высоких температур детали и сварные конструкции, движущиеся детали сварочных машин и средств механизации, возможность падения с высоты самого работающего или свариваемых деталей и других предметов.

Во избежание поражения электрическим током сварщик должен соблюдать следующие основные правила:

- не выполнять электромонтажных работ, связанных с подключением оборудования к электрической сети высокого напряжения, и ремонт высоковольтной части оборудования;

- не включать в электрическую сеть оборудование, если его корпус не имеет защитного заземления;

- во время перерывов в работе отключать источник сварочного тока от электрической сети высокого напряжения;

- производить сварку только в сухой специальной одежде и обуви;

- работать только на исправном оборудовании;

- перед работой проверять изоляцию сварочных проводов, отсутствие внешних повреждений оборудования и надёжность контактных соединений вторичной (низковольтной) электрической цепи.

По государственным стандартам ширина проходов между оборудованием, движущимися механизмами и перемещаемыми деталями не должна быть меньше 1,5 м, а расстояние между автоматическими сварочными установками - не менее 2 м.

7.2 Производственная санитария

В сварочном производстве примерами вредных факторов являются вредные примеси в воздухе, ионизирующие, лазерные и другие вредные излучения, шум, электромагнитные поля и т. д. К производственной санитарии относятся гигиена труда и санитарная техника (вентиляция и кондиционирование воздуха, освещение, защита от действия вредных излучений и полей и т. п.).

Вследствие высоких температур, развивающихся при сварке, наплавке, напылении, пайке и термической резке, выделяются газы, пары и аэрозоли, повышающие содержание вредных примесей в воздухе. Необходимо осуществлять мероприятия, в результате которых содержание вредных веществ в зоне дыхания работающего снижается до предельно допустимых концентраций. К основным из них относятся:

1) автоматизация сварочного производства с дистанционным управлением технологическим оборудованием, применение роботизированных комплексов;

2) внедрение прогрессивных технологий, герметизированного оборудования, низкотоксичных материалов, исключающих или ограничивающих выделение вредных веществ и попадание их в рабочую зону;

3) применение приточно-вытяжной вентиляции и кондиционирования воздуха;

4) использование средств индивидуальной защиты.

7.3 Экология

сварка газ проволока дефект

В сварочном производстве происходит выделение различных газов, паров и аэрозолей, которые оказывают отрицательное влияние не только на человека, но и на окружающую среду. Поэтому должны осуществляться природоохранительные мероприятия, к которым относятся: замена токсичных сварочных материалов на менее токсичные или нетоксичные; сокращение применения сварочных материалов, оказывающих отрицательное влияние на биосферу; локализация вредных выделений.

В производстве широкое применение имеет углекислый газ. Содержание углекислоты в атмосфере в результате выделения ее различными народнохозяйственными объектами непрерывно увеличивается. Сейчас оно на 17 % больше, чем в начале века, а через пятьдесят лет -- удвоится. Расчеты системы моделей биосферы показали, что при таком повышении концентрации углекислоты могут произойти значительные изменения циркуляции атмосферы, влагопереноса и как следствие распределения продуктивности биоты. Поэтому необходимо снижать расход углекислого газа в производственных процессах и тем самым уменьшать выделение его в окружающую среду. В Институте электросварки им. Е. О. Патона разработаны смеси защитных газов для сварки конструкционных сталей, при использовании которых уменьшается расход углекислого газа. Промышленностью выпускаются смесители газов УКП-1-71, АКУП-1 (однопостовые) и УСГ-1 (многопостовой). Смеситель УКП-1-71 предназначен для получения двухкомпонентных смесей (СО2 + О2 или Аг + СО2), АКУП-1 -- трехкомпонентных (Аг + С2 + СО2) или двухкомпонентных (Аг + СО2, Аг + О2) смесей, УСГ-1 трехкомпонентных (Аг + СО2 + О2) или двухкомпонентных смесей. Для того чтобы предотвратить загрязнение воздушного бассейна парами и аэрозолями, выбрасываемыми вентиляцией из сварочных помещений, загрязненный воздух пропускается через очистные фильтрующие и обезвреживающие устройства. Очистка воздуха от аэрозолей выполняется в пылеотделителях: пылеосадочных камерах, циклонах, фильтрах (электрических, ультразвуковых, масляных).

Заключение

В процессе выполнения курсового проекта была спроектирована технология изготовления детали: задняя ферма автомобиля. Для изготовления задней фермы был подобран материал Сталь 10Г2. Далее, изучив конструкцию изделия, был выбран способ сварки. Так как у задней фермы имелось большое количество прямых швов, был выбран автоматический способ сварки в защитном газе. Были рассчитаны режимы сварки и разработан технологический процесс изготовления детали. По режимам сварки подобрано сварочное оборудование и рассмотрены его основные характеристики.

...