Размещено на http://www.allbest.ru/

БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Механико-технологический факультет

Кафедра «Порошковая металлургия, сварка и технология материалов»

Курсовая работа

На тему «Изучение особенности сварки плавлением стали 15Х5М и разработка технологического процесса сварки трубы»

Дисциплина «Технология сварки плавлением и термической резки»

Выполнил студент

гр.304810 С.В. Захарченко

Проверил

Ст. преподаватель Д.И. Викторовский

Минск 2015



Содержание

Введение

1. Исходные данные

2. Характеристика сварной конструкции

3. Выбор способа сварки

4. Изучение особенности сварки стали 15Х5М. Определение принципиальной схемы технологического процесса

5. Выбор сварочных материалов

6. Выбор основного и вспомогательного сварочного оборудования

7. Разработка технологического процесса сварки

7.1 Подготовка и хранение сварочных материалов

7.2 Подготовка металла и конструкции к сборке и сварке

7.3 Сборка

7.4 Подогрев металла

7.5 Сварка

8. Контроль производства сварочных работ

9. Охрана труда

Список использованной литературы



Введение

сварка оборудование конструкция

Значительная роль в совершенствовании и развитии народного хозяйства отводится строительно-монтажным организациям и промышленности строительных материалов. Техническая реконструкция и перевооружение на базе новой техники многих отраслей промышленности, транспорта, сельского хозяйства, строительство жилых домов, развитие материальной базы, культурно-просветительных и спортивных сооружений возможны только при активном участии строителей. Для успешного выполнения этой работы строительно-монтажные организации и предприятия строительных материалов должны ежегодно пополняться квалифицированными рабочими кадрами электросварщиков, подготовку которых проводят профессионально-технические училища (ПТУ).

Сваркой называется процесс получения неразъемных соединений посредством установления межатомных связей между соединяемыми частями при их нагревании и расплавлении или пластическом деформировании. При дуговой сварке для нагрева и расплавления используют электрическую дугу, которую открыл в 1802 г. профессор физики Санкт-Петербургской медико-хирургической академии В. В. Петров и указал на возможность ее применения для освещения и плавления металлов. В 1881 г. русский изобретатель Н. Н. Бенардос применил электрическую дугу (рис. 1.1, а) для плавления и сварки металла неплавящимся, угольным электродом с дополнительной присадочной проволокой. Неплавящимся электродом называют стержень из электропроводного материала, включаемый в цепь сварочного тока для подвода его к сварочной дуге, и не расплавляющийся при сварке. Н. Н. Бенардос применил для этой цели угольный электрод, а присадочную проволоку употребил для заполнения зазора между свариваемыми деталями в качестве присадочного металла. В 1888 г. инженер-изобретатель Н. Г. Славянов разработал и применил способ дуговой сварки металлическим электродом (рис. 1.1, б), при котором не требовалось дополнительного прутка, так как плавящийся электрод, включенный в сварочную цепь, подводил ток к дуге и, расплавляясь, заполнял зазор между соединяемыми частями как присадочный металл. Расплавленный дугой жидкий металл детали, электрода или присадочного прутка легко смешивается, образуя общую ванночку. При ее охлаждении металл затвердевает, и укрепляются его межатомные связи. Сварным соединением называют неразъемное соединение, выполненное сваркой. Сварной шов -- это участок сварного соединения, образовавшийся в результате кристаллизации расплавленного металла или в результате пластического деформирования при сварке давлением или сочетания кристаллизации и деформации. На рис. 1.1, в показана схема сварки деталей пластическим деформированием путем их сжатия на прессе (кромки деталей предварительно нагреты в печи). Некоторые пластические металлы (медь, алюминий и др.) сваривают пластическим деформированием без предварительного нагрева.

Рис. 1.Сварка по методу Бенардоса (а); по методу Славянова (б); сварка деталей пластическим деформированием (в)

1 -- дуга; 2 -- металл; 3 -- угольный электрод; 4 -- металлический электрод; 5 -- присадочная проволока; 6 -- пресс; 7 -- шов

Дуговая сварка обладает значительным преимуществом по сравнению с ранее применявшимся в строительстве соединением частей конструкций при помощи клёпки: уменьшается расход металла, повышается производительность труда, сокращаются сроки строительства и его стоимость. Развитию процесса сварки уделяется большое внимание. Научно-исследовательские институты и лаборатории высших учебных заведений и заводов работают над усовершенствованием сварки. Эту работу возглавляет Институт электросварки им. Е. О. Патона, добившийся значительных успехов в создании новых типов сварочного оборудования и видов сварки. Ежегодно пополняются кадры инженеров, техников и рабочих-сварщиков, заканчивающих обучение в институтах, техникумах и производственно-технических училищах. В строительно-монтажных организациях большим почётом и уважением пользуются рабочие-электросварщики, большая часть которых занята ручной дуговой сваркой. Механизация процесса сварки в строительстве затруднена вследствие необходимости выполнения большого количества сварных швов в разных местах строительной конструкции, в неудобных и различных пространственных положениях, поэтому ручная сварка ещё надолго останется одним из важных и ответственных технологических процессов при сооружении объектов строительства и реконструкции народного хозяйства страны.



1.Исходные данные

Вид сварной конструкции - труба.

Тип соединения - стыковое.

Характеристика соединения - кольцевое, вертикальное, неповоротное.

Характеристика шва - односторонний стыковой с полным проплавлением.

Положение шва - горизонтальное.

Условия производства - температура металла 20?С.



2.Характеристики сварной конструкции

Рис. 2 - труба.

Длина 1000 мм (длина секции 500мм).

Диаметр 219 мм.

Толщина стенки 6 мм.

Сталь марки 15Х5М( -30- 50c).

Таблица 1. Химический состав в % материала 15Х5М по ГОСТ 20072-74

C углерод	Si кремний	Mn марганец	Ni никель	Cr хром	Mo молибден	W вольфрам	V ванадий	Ti титан	Cu медь
до 0.15	до 0.5	до 0.5	до 0.6	4.5 - 6	0.45 - 0.6	до 0.3	до 0.05	до 0.03	до 0.2



Таблица 2. Механические свойства при Т=20^oС материала 15Х5МпоГОСТ 20072-74.

Сортамент	sв предел временного сопротивления	sT предел текучести	d5 относитель-ное удлинение	y Относитель-ное сужение	KCU Ударная вязкость	Термо-обр.
-	МПа	МПа	%	%	кДж / м2	-
Трубы горячедеформир., ГОСТ 550-75	392	216	22	50	1180
Твердость 15Х5М горячекатанного отожженного , ГОСТ 20072-74	HB 10 -1 = 217 МПа
Твердость 15Х5М , Трубы горячедеформир. ГОСТ 550-75	HB 10 -1 = 170 МПа

Таблица 3. Физические свойства материала 15Х5М по ГОСТ 20072-74 .

T	E 10 5 модуль упругости	a 10 6 коэф. температурного расширения	r Плотность материала	C Удельная теплоемкость	R 10 9 удельное электросопротивление
Град	МПа	1/Град	кг/м3	Дж/(кг·град)	Ом·м
20	2.11		7750		430
100		11.3	7730	483
200		11.6	7700
300		11.9	7670
400	1.78	12.2	7640
500	1.45	12.3	7610
600	1.02	12.5	7580
T	E 10- 5	? 10 6	?	C	R 10 9



3. Выбор способа сварки

Выбор способа сварки представляет собой достаточно сложную задачу, решаемую конструкторами и технологами в течение всего процесса создания сварной конструкции. Современная сварная конструкция состоит из элементов различных толщин и профилей, соединенных друг с другом при помощи стыковых или угловых швов различных типоразмеров.

Технология и условия производства сварных конструкций оказывают большое влияние на механические свойства швов.

Поэтому выбор способа сварки должен производиться с учетом следующих требований:

а) получение равнопрочности и минимального разброса свойств сварных соединений, обеспечивающих их эксплуатационную надежность;

б) максимум механизации сварочных процессов в целях повышения производительности труда и качества сварных соединений;

в) удобство и качественное выполнение сварочных операций;

г) надежность контроля.

Эти требования предопределяют механические свойства соединений и величину допускаемых напряжений, необходимых для расчета конструкции. Назначение способа сварки в значительной степени определяется свариваемостью, особенно при создании конструкции из разнородных материалов.

Оптимальность принятого способа сварки в значительной степени зависит от правильности учета состояния сварочного производства и тенденций его развития. Согласно ГОСТ 19521 -74, существующие способы сварки сгруппированы в три класса и 24 вида, входящие в них, каждый из которых включает ряд конкретных способов.

Под техникой сварки будем понимать манипуляции со сварочным электродом, выбор параметров сварки, приспособлений, способы получения качественных швов.

Качество швов определяется не только техникой сварки, но и зависит от ряда факторов:

- состав и качество применяемых электродов;

- состояние свариваемых поверхностей;

- качество подготовки и сборки под сварку.

Я выбрал РДС ПЭ( ручная дуговая сварка покрытыми электродами по ГОСТ 5264-80).

Сущность метода

Рис.2 Ручная дуговая сварка покрытыми электродами

К электроду и свариваемому изделию для образования и поддержания сварочной дуги от источников сварочного тока подводится постоянный или переменный сварочный ток. Сварочная дуга (1, см. рис.2) горит между металлическим стержнем электрода (2) и основным металлом (3) Под действием тепла дуги металл дуги электрода, покрытие электрода и основной металл расплавляется, образуя сварочную ванну (4). Капли жидкого металла (5) с торца расплавленного электродного стержня переносятся в ванну через дуговой промежуток. Вместе со стержнем плавится покрытие электрода (6), образуя вокруг дуги газовою защиту (7) и жидкую шлаковую ванну (8). По мере движения дуги, металл сварочной ванны затвердевает, образуется сварочной шов(9) и шлаковая корка(10) на поверхности шва.



4. Изучение особенности сварки основного металла. Определение принципиальной схемы технологического процесса

Марка стали 15Х5М относится к жаропрочным низколегированным сталям, применяемым для изготовления паропроводов, а также соединительных и прочих деталей к ним, основными требования к которым заключаются в длительном функционировании(до 100 тыс. часов на тепловых электростанциях) под высоким давлением и температурами до 600 градусов.

Различие коэффициентов линейного расширения металла аустенитного шва и основного металла (физическая неоднородность) является причиной возникновения дополнительных термических напряжений в условиях эксплуатации при повышенных температурах. Вопрос о снижении и устранении термических напряжений решается путем применения для сварки стали 15Х5М высоконикелевых электродов. С позиций технологической и эксплуатационной прочности одним из наиболее слабых звеньевсварного соединения из стали 15Х5М, выполненных аустенитньми электродами, являются участки подкалки с повышенной твердостью, но с пониженными пластичностью и вязкостью по сравнению с основным металлом. Таким образом, склонность к закалке и образованию холодных трещин существенно усложняет технологический процесс изготовления сварных изделий из стали 15Х5М.

Повышение технологической и эксплуатационной прочности сварных соединений из стали 15Х5М при ручной электродуговой сварке аустенитными электродами производили путем регулирования термического цикла сварки. Термический цикл при сварке изменяют путем варьирования сварочного тока, применением подогрева и ускоренного охлаждения воздушно-водяной смесью (пять вариантов). Варианты сварки 1 и 2 выполнены на повышенных режимах электродами ОЗЛ-6 диаметром 3 и 4 мм (ток соответственно 80-95 А и 150-160 А ), вариантыiii-v на пониженных режимах такими же электродами (ток 70-75 А и 115-120 А). Электроды диаметром 3 мм использовали для сварки корня стыковых швов.

Сварка при минимальных слоях (вариант 1) приводит к образованию сравнительно широкой зоны подкалки (8-10 мм ), со структурой крупноигольчатого мартенсита с твердостью до 365-415 единиц по Бринеллю. Увеличение количества слоев (вариант 3) способствует заметному уменьшению ширины участков подкалки и некоторому измельчению структуры околошовной зоны и металла шва. Подогрев при сварке (вариант 4) вызывает увеличение зерен мартенсита по линии сплавления и рост количества избыточных фаз из аустенитного металла шва. В твердых зонах термического влияния заметного снижения твёрдости не отмечается, а ширина участков подкалки увеличивается даже при многослойной сварке.

Ускоренное охлаждение (варианты 2 и 4) существенно сужает область распространения закалочных температур, что дополнительно уменьшает ширину участков подкалки (до 1-2 мм ). Последнее является причиной повышения деформационной способности сварных соединений из-за контактного разупрочнения твердых участков, роста сопротивляемости образованию холодных трещин и их распространению. Кроме того, ускоренное охлаждение уменьшает размеры зерна металла околошовной зоны, ширину активных зон, претерпевающих термопластические деформации, приводит к естественной закалке на аустенит металла шва, позволяет производить сварку на форсированных (жестких) режимах.

Таким образом, ускоренное охлаждение при сварке стали 15Х5М аустенитными электродами является эффективным способом повышения технологической и эксплуатационной прочности сварных соединений.

Выполняем расчет параметра трещинообразования Р_С , который показывает склонность стали к образованию холодных трещин:

,

Где Р_С - параметр трещинообразования, характеризующий склонность стали к образованию холодных трещин;

Р_СМ - коэффициент, характеризующий охрупчивание металла вследствие структурных превращений;

Н - количество диффузионного водорода в металле шва, мл/100гр ;

д - толщина свариваемого металла, мм .

Определяем коэффициент Р_СМ :

Определяем параметр трещинообразования Р_С :

Р_С = 0,65 что ?0,3 - это значит, что сварные соединения склонны к образованию холодных трещин.

Далее проводим расчет эквивалента углерода С_ЭКВ :

Стали с С_ЭКВ>0,4 % следует считать чувствительными к образованию холодных закалочных структур, а следовательно, склонными к образованию холодных трещин после сварки.

Избежать появления закалочных структур можно путем принудительного нагрева стали в месте сварки или путем повышения погонной энергии (увеличение силы тока и/или уменьшение скорости сварки), а также сочетая эти два способа.



5. Выбор сварочных материалов

Так как сталь 15Х5М - низколегированная, жаропрочная, я выбираю электроды типа

Эта технология предусматривает использование перлитных электродов марки ЦЛ-17 (тип Э 10Х5МФ по ГОСТ 9467-75), сварку с подогревом до 350-400єС и последующую термическую обработку при высокой (750єС) температуре. Для большей гарантии исключения образования трещин термообработка сварного соединения должна выполняться немедленно после сварки. Отклонение от рекомендуемого режима подогрева и термообработки приводит к образованию микротрещин, которые трудно выявляются при неразрушающем контроле. Сварку электродами ЦЛ-17 следует вести как можно более короткой дугой. Возможна сварка соединений с повышенными зазорами. Необходим предварительный и сопутствующий подогрев изделия до 300-450єС. После сварки рекомендуется высокий отпуск изделия при температуре 760єС в течение 3-х часов, охлаждение до 500єС с печью, а затем на воздухе.

Электроды ЦЛ-17 относятся к электродам с фтористо-кальциевым покрытием, которое гигроскопично, поэтому после хранения, перед сваркой, рекомендуется прокаливать электроды при 300-350єС в течение 45 минут. Сварочные электроды ЦЛ-17 пригодны для работы во всех пространственных положениях на постоянном токе обратной полярности.

Технологические характеристики. Стержень из проволоки типа Э 10Х5МФ, по ГОСТ 9466-75. Диаметр выпускаемых электродов 3,0; 4,0 и 5,0 мм.

Для нашего проекта используем электроды диаметром 3мм длинной 350мм для наложения прихваток и диаметром 4мм длинной 450мм для выполнения штатных швов.



Таблица 5. Химический состав электрода ЦЛ-17 по ГОСТ 10052-75

C углерод	Si кремний	Cr хром	Mn марганец	Mo молибден	V ванадий
0,07-0,13	0,15-0,45	4,0-5,5	0,5-0,9	0,35-0,65	0,10-0,35



6. Выбор основного и вспомогательного сварочного оборудования

Для ручной дуговой сварки покрытыми электродами требуется аппаратура схема которой указана на рис.3.

Рис.3 Схема аппарата для РДС ПЭ

Для нашего проекта выбираем аппарат PICO 300 CEL SVRD(Рис.4) фирмы ЕWM.

Рис.4 Сварочный аппарат PICO 300 CEL SVRD

Сварочный инверторный аппарат Pico 300 CEL SVRD предназначен для ручной дуговой сварки MMA постоянным током (в том числе и целлюлозными электродами).

Рис.5 Панель управления сварочного аппарата PICO 300 CEL SVRD

Характерные особенности

· Использования устройства понижения напряжения SVRD повышает безопасность при сварке; особенно в опасных рабочих условиях (кораблестроение, сварка трубопроводов, горнодобывающая промышленность и многое другое);

· Аппараты рекомендованы для эксплуатации в диапазоне температур: -20°С-+40°С;

· Идеально подходит для строительных, монтажных и производственных работ;

· Простота транспортировки благодаря компактной конструкции и малому весу;

· Функциональность и надежность гарантируется даже при падениях и ударах благодаря продуманной конструкции корпуса. Возможность использования с пультом ДУ;

· Большой допуск колебаний сетевого напряжения;

· Продуманная конструкция корпуса и система вентиляции, позволяющая увеличить продолжительность включения и минимизировать загрязнения внутри аппарата;

· Сварка неплавящимся электродом в инертном газе с контактным зажиганием дуги (Liftarc);

· (Arcforcing) - функция против прилипания электрода, (Antistick) - предотвращает прокаливание электрода, (Hotstart) - надежное зажигание;

· 100% проверено и протестировано.



Таблица 6. Технические характеристики Pico 300 CEL SVRD

Технические характеристики Pico 300 CEL SVRD
Диапазон регулирования сварочного тока	10 A - 300 A
ПВ при температуре окружающей среды	25°С	40°С
Сила тока при ПВ 25%	-	300A
Сила тока при ПВ 30%	300А	-
Сила тока при ПВ 60%	250А	220А
Сила тока при ПВ 100%	190А	170А
Напряжение холостого хода SVRD	12В
Напряжение сети	1 x 400 V (-25 % - +20 %)
Частота тока в сети	50/60Гц
Сетевой предохранитель	3x16А
Максимальная потребляемая мощность	12,1 кВА
Рекомендуемая мощность генератора	16,4 кВА
Габариты (ДxШxВ), мм	515 x 185 x 350 мм
Масса	16,5 кг
Класс защиты	IP 23
Класс изоляции	Н

В комплект входят:

PICO 300 CEL SVRD 12V	Сварочный инверторный аппарат
EH 50 MM2 4M	Электрододержатель, 4м
WK KL/Z 50 MM2 4M KL	Кабель заземления, зажим, 4м

Рис.6. Электрододержатель EH 50 MM² 4M

Рис.7.Сварочная маска Kirk ARTERY-800S

Особенности

Активная сварочная маска KIRK ARTERY-800S с регулируемым оголовьем и с АСФ "Хамелеон".

Удобное регулируемое оголовье

Материал маски: ударопрочный пластик/полиамид (нейлон)

Автоматическое включение/выключение

Внешняя регулировка степени затемнения.

Время перехода:

из светлого состояния в темное: 1/25000 сек.

из темного состояния в светлое: 0.1-1.0 сек

Зона обзора: 100х50 мм

Затемнение в светлом состоянии: 4DIN

Затемнение в темном состоянии: 9-13DIN

УФ/ИК защита: до 13DIN

Функция шлифовки: есть

Питание: фотоэлементы + 2 элемента питания CR 2032

Количество сенсоров: 2

Рабочая температура: от -5єС до +55єС

Вес: 490 г.

Руководство из эксплуатации

Внимание:

Внимательно прочитайте инструкцию и поймите ее, перед началом пользования сварочной маской. Сварочная маска-хамелеон разработана для защиты глаз и лицо от искр, бризг и излучений при выполнении сварочных работ Сварочная маска автоматически переходит из светлого состояния в затемненное состояние. при поджоге дуги и опять в светлое, когда сварка закончена. Сварочная маска готова к использованию. Перед началом работы необходимо только отрегулировать положение маски на голове и выбрать правильное затемнение.

Перед началом работы - Проверьте внешнее защитное стекло и убедитесь в его чистоте. Убедитесь в отсутствии пыли на сенсорах фильтра. Проверьте надежно ли закреплены внешнее и внутреннее защитное стекло. - Осмотрите маску на наличие дефектов или поломок. Если Вы выявили любые трещин или сколы, то Вам необходимо немедленно заменить маску или дефектные части, для избежания травм. - Проверяйте целостность корпуса перед каждым использованием - Отрегулируйте необходимый уровень затемнения, вращая колесико регулятору затемнения . Убедитесь, что уровень затемнения, который вы избрали отвечает типа сварочных работ. - Отрегулируйте положение маски таким образом, чтобы опущенная маска полностью закрывала лицо. Отрегулируйте наклон маски, когда она в нижнем положении с помощью ограничителя.

Выбор уровня затемнения- Уровень затемнения может быть настроен вручную в диапазоне от 9 до 13. Определите необходимый уровень затемнения по таблице. Настройте необходимый уровень затемнения, вращая колесико регулятора затемнения. Модель с возможностью поднятия / опускания маски. Когда маска находится в верхнем положении, центр веса маски перемещается, результате чего маска не спадает. Эта маска разработана так, чтобы облегчить нагрузку на голову работника и шею, которая делает работу комфортнее. Для перехода в темное состояние не более чем за 1/25000 сек. Внутреннее или внешнее стекло загрязнено (заменить стекло). Недостаточное освещение рабочего помещения. Уровень затемнения выставлен неправильно. Сварочный ток слишком низкий (переключатель необходимо перевести в положение "long") Фильтр автоматического затемнения не затемняет или мигает. Внешнее защитное стекло повреждено или загрязнено (замените стекло) Загрязнённые сенсоры (очистить поверхность сенсоров). Это значит, что маска неправильно зафиксирована на голове, не ровное расстояние от глаз к фильтра (отрегулируйте на голове маску).

Неполадки и средства их устранения: * Не используйте растворители для очистки маски. Пользуйтесь маской при температуре от - 5°С до +55°С Храните при температуре от - 20°С до + 70°С .Предотвращайте контакт фильтра с жидкостями и грязью. Регулярно очищайте поверхность фильтра. Не используйте при этом сильных моющих средств. Очищайте фильтр с помощью мягкой ткани. Если маска не затемняется во время поджога дуги, немедленно прекратите работу с ней и обратитесь к сервисному центру. Не погружайте фильтр в воду. Не заменяйте фильтр другими, которые не описаны в этой инструкции. Не открывайте и не разбирайте фильтр. Маска не защищена от едких жидкостей. Никогда не кладите маску на горячую поверхность.

Для подогрева будем использовать горелку с принудительной подачей горючего газа и подсосом воздуха из атмосферы ГВ "ДОНМЕТ" 231У (Рис.7).

Рис.7 Горелка ГВ "ДОНМЕТ" 231

Горючий газ: пропан-бутан (П) / метан (М)

Мощность теплового потока - 68/46 кВт

Комплектация: с мундштуком № 3

Условный проход резино-тканевого рукава в мм - 9

Вес горелки не более - 0,5 кг

Длина горелки - 900 мм

Для контроля температуры подогрева будем использовать термокарандаш (Рис.8).

Рис.8 Термокарандаш

Термокарандаш представляет собой стержень, состоящий из лакополимерного композита. Материал стержня плавится при определенной температуре, называемой номиналом карандаша. Для определения момента достижения определенной температуры на контролируемую поверхность наносят метку термоиндикаторным карандашом соответствующего номинала. Метка получается сухой и рассыпчатой. Когда температура поверхности достигнет значения, соответствующего номиналу карандаша, метка расплавляется и превращается в глянцевый мазок.

Применение термоиндикаторных карандашей

Термоиндикаторные карандаши применяются для измерения температуры поверхностей при производстве, сварке, горячей штамповке, отжиге металла, для контроля температуры паропроводов, внешних футеровок печей и сушильных камер, электродвигателей, редукторов, теплообменников и т. д.

Использование термоиндикаторных карандашей позволяет определять температуру в широком диапазоне температур с небольшим шагом. В наиболее «ходовом» диапазоне 40-250 єС карандаши выпускаются с шагом в 5 градусов. Это позволяет их использовать не только для индикации, но и для измерения температуры.

Особенности использования термокарандашей

Не следует обращать внимание на изменение цвета метки, поскольку критерием, определяющим температуру поверхности, является начало плавления метки.

Не рекомендуется применять термокарандаши в зоне воздействия открытого пламени (в огневой зоне печей, сушильных агрегатов), поскольку возможно испарение метки.

После охлаждения поверхности метка сохраняет внешний вид, приобретенный ею при плавлении, и для определения температуры повторно использоваться не может.

При измерении температуры, штрихи наносятся один вблизи другого несколькими термоиндикаторными карандашами разного номинала.

При длительном воздействии температуры, не превышающей номинал, метка может испариться или сорбироваться поверхностью. Поэтому для постоянного контроля температуры необходимо периодически наносить новую метку.

Для обработки кромок и зачистки будем использовать угловую шлифмашину Makita 9562 CVR Z1 (Рис.9).

Рис.9 Угловая шлифмашина Makita 9562 CVR Z1

Угловая шлифмашина с большим резервом мощности для эксплуатации в сложных производственных условиях

Специальная система привода с муфтой (Super-Joint-System) от Makita предотвращает рывки инструмента при работе и пуске.

Запатентованное зигзагоподобное покрытие якоря и усиленная изоляция статора позволяют эксплуатировать машину в экстремальных условиях

Функция "Anti-restart" для предотвращения случайного пуска

Угольные самоотключающиеся щетки новой конструкции в запатентованном держателе

Фиксация шпинделя для замены диска

Замена кожуха без применения инструмента

Электронная система стабилизации числа оборотов

Система ограничения пускового тока

Электронная система регулировки количества оборотов

Технические характеристики:

Потребляемая мощность 1200 Вт

Диаметр шлифовального круга 125 мм

Число оборотов холостого хода 2800-11000 об/мин

Вес 2,2 кг

Габаритные размеры:

Длина 289 мм

Ширина 139

Высота 103 мм

Резьба на шпинделе М 14 х 2

Комплект поставки:

Защитный кожух (съемный)

Боковая рукоятка

Опорная шайба

Зажимная гайка

Торцовой ключ

Для обработки кромок под сварку используем Кромкорез TKF 1500-0 PLUS (Рис.10)

Рисунок 10. Кромкорез TKF 1500-0 PLUS

Особенности:

· Кромкорез TRUMPF TKF 1500 PLUS специально разработан для подготовки кромок заготовок под сварку;

· Оснащен второй передачей для оптимальных условий обработки высокоуглеродистых и нержавеющих сталей

· Угол фаски плавно регулируется в диапазоне от 20° до 55° мм;

· Различные значения длин фасок;

· Кромкорез может быть поставлен в пневматической версии.

Таблица 6.Технические характеристики Кромкореза TKF 1500-0 PLUS

Тип привода	Электрический
Толщина металла (400 N/mm2), мм	4 - 160
Рабочая скорость, м/мин	2.0
Наименьший радиус, мм	55
Сталь 400 Н/мм2 / длина наклона (Угол фаски)	макс. 15 (20°-45° (55°))
Сталь 600 Н/мм2 / длина наклона (Угол фаски)	макс. 9 (20°-45° (55°))
Сталь 800 Н/мм2 / длина наклона (Угол фаски)	макс. 6 (20°-45° (55°))
Вес, кг	19.5
Электропитание, В/Гц	230/50
Потребляемая мощность, кВт	2.0



7. Разработка технологического процесса сварки

7.1 Подготовка и хранение сварочных материалов

Выбранные электроды должны гарантировать получение металла шва с характеристиками теплоустойчивости и высокой стойкостью против образования холодных трещин. Особое внимание уделить прокалке электродов перед сваркой и предохранению их от обратного насыщения атмосферной влагой. Электроды прокаливать при 300⁰-350⁰ в течении 2-2,5 часов.

Перед поступлением на рабочее место электроды хранить в печах и сушильных шкафах при 100⁰-150⁰. Допускается хранение в защитной таре в течении 2 часов при работе в отапливаемом помещении.

7.2 Подготовка металла и конструкции к сборке и сварке

Основной металл до сборки в местах сварки очищаем от ржавчины, масла, влаги, рыхлого слоя окалины и других загрязнений, которые могут привести к образованию пор и других дефектов в швах. Особо тщательно следует зачищать торцы соединяемых элементов. Следует очистить прилегающие к свариваемым кромкам участки шириной 50 мм.

Далее выполняем разделка кромок, конструктивные элементы которой берём по ГОСТ 5264-80(рис.10).

Рис.10 Разделка кромок по ГОСТ 5264-80

Выбираем стыковое соединение с К-образной разделкой кромок С8.

7.3 Сборка

Для сборки используем кран-балку. Для установки зазора, заданного ГОСТом используем четыре пластины толщиной 2мм. Ставим шесть прихваток длинной 20мм с интервалом 50мм. Прихватки выполняются теми же сварщиками, которые будут сваривать эту конструкцию. Для выполнения прихваток используем электроды марки ЦЛ-17 диаметром 3мм и длинной 350мм.

После наложения поверхность прихваток следует очистить от шлака и сварочных брызг, а также проверить на наличие дефектов( трещины, непровары, прожоги), которые в случае обнаружения удаляются абразивным инструментом.

Рис.11 Схема установки пластин

7.4 Подогрев металла

Металл в зоне сварки подогревается с помощью горелки с принудительной подачей горючего газа и подсосом воздуха из атмосферы ГВ "ДОНМЕТ" 231У, а контроль температуры выполняется с помощью термокарандаша.

Выполняем расчёт температуры подогрева:

=416⁰C

Принимаем температуру подогрева 420⁰С.



7.5Сварка

Перед сваркой ещё раз проверяют поверхность свариваемых кромок на наличие каких-либо загрязнений и влаги. В случае наличия загрязнений проводят повторную очистку свариваемых кромок и прилегающих участков.

Сварку выполнять на режимах приведённых в таблице 5.

Таблица 7.Режимы сварки

Слои	Марка электрода	Диаметр электрода мм	Ток сварки IСВ, А	Напряжение дуги UД, В	Скорость сварки VСВ, м/ч	Род тока	Полярность
Корневой	ТМЛ-ЗУ	3	90-110	21-23	7-9	Постоянный	Обратная
Заполняющий		4	120-140	22-24	10-11

Положение сварки - горизонтальное.

Перед сваркой выполняем предварительный подогрев с помощью горелки с принудительной подачей горючего газа и подсосом воздуха из атмосферы ГВ "ДОНМЕТ" 231 У до 240⁰С. Перед наложением каждого слоя с помощью термокарандаша проводим контроль температуры металла.

После наложения каждого слоя следует проводить обработку от шлака и брызг с помощью шлифмашинки с абразивным армированным кругом.

После сварки и зачистки следует проветси термообработку - высокий отпуск при температуре 700⁰-750⁰С.

Расчитываем время t_8/5:



д - толщина свариваемого металла, см;

л - коэффициент теплопроводности, Дж/см*с;

С_р - удельная объёмная теплопроводность, Дж/см³*с;

Т_Н - начальная температура металла, ⁰С;

К - коэффициент, учитывающий условия теплоотвода от расплавленного металла к основному.

Полученные данные удовлетворяют промежутку 30-50с , в следствии чего можно гарантировать, что в интервале t_8/5 не будут образовываться закалочные структуры.



8. Контроль производства сварочных работ

Качество сварных соединений должно удовлетворять требованиям проектной документации. При организации технологического контроля качества сварки необходимо предусматривать три этапа контроля: входной контроль качества, операционный контроль качества, приемочный контроль качества. Входной контроль включает проверку качества сварочных и основных материалов, проверку условий хранения, прокалки и подготовки к сварке сварочных материалов; проверку состояния сварочного и механического сварочного оборудования, контроль квалификации сварщиков, контроль качества сборки и подготовки стыков под сварку. Операционный контроль качества в процессе сварки заключается в систематической проверке правильности выполнения заданного технологического процесса сварки и общих технологических указаний. Этот вид контроля следует производить не реже одного раза в смену и дополнительно при изменении параметров монтажного соединения. При появлении дефектов сварщик должен немедленно прекратить сварку до выяснения причин образования дефектов и их устранения.

Приемочный контроль качества сварных соединений состоит из внешнего осмотра, проверки размеров всех швов и контроля физическими неразрушающими методами. Контроль качества размеров сварного шва и определение величины выявленных дефектов производится мерительным инструментом (точность измерения плюс - минус 0,1мм) или специальными шаблонами, предназначенными для визуального контроля конструктивных элементов свариваемых деталей и швов сварных соединений. Например, набор шаблонов ШС-2 применяется для контроля качества сварных соединений, выполненных дуговой сваркой при толщине металла 4 - 26 мм. Набор шаблонов обеспечивает контроль наиболее распространенных типов сварных соединений. Шаблоны представляют собой комплект стальных пластин одинаковой толщины, расположенных на осях между двумя щеками. В наборе 22 пластины. На каждой из двух осей закреплено по 11 пластин, которые с двух сторон поджимаются плоскими пружинами. У торцов кромки каждой пластины указан порядковый номер расположения в наборе. Пластины 1 и 2 предназначены для проверки углов разделки кромок, пластиной 3 измеряется величина притупления кромки, остальные (4 - 22) предназначены для проверки ширины и величины выпуклости шва. Пластины 4 - 22 имеют на своих кромках вырезы - шаблоны, на каждом из которых указаны через знак «X» его ширина и высота, что соответствует определенной ширине и выпуклости сварного шва. Контроль физическими методами без разрушения (радиографический, ультразвуковой, магнитопорошковый метод, цветной, вакуумный) производится в объеме, установленном проектом или общими и дополнительными правилами для конкретной конструкции.



9. Охрана труда

ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

К выполнению электросварочных работ допускаются лица не моложе 18 лег, прошедшие медицинский осмотр, специальное обучение, сдавшие экзамен квалификационной комиссии и получившие квалификационное удостоверение, а также прошедшие инструктажи по охране труда.

Периодический медицинский осмотр, производственное обучение и проверка знаний проводятся не реже одного раза в год.

Во время работы применяйте средства индивидуальной защиты:

костюм брезентовый (ТУ 17-08-123 или ТУ 17-08-69);

рукавицы брезентовые(ГОСТ 12.4.10);

ботинки кожаные (ГОСТ 12.4.032). В зимнее время дополнительно:

ватную куртку (ГОСТ 12.4.084);

брюки ватные (ГОСТ 12.4.084); галоши.

Для предохранения глаз и кожного покрова лица от вредного воздействия видимых и невидимых лучей сварочной дуги, а также от искр и брызг расплавленного металла (шлака) применяется щиток защитный (ГОСТ 12.4.035).

ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ПЕРЕД НАЧАЛОМ РАБОТ

Приступая к работе, надевают брезентовый костюм с огнестойкой пропиткой: куртку с закрытыми клапанами карманов (или без карманов) навыпуск, брюки поверх ботинок, ботинки с гладким верхом, застегивающиеся сбоку пряжкой, головной убор, брезентовые рукавицы или диэлектрические перчатки.

Приводят в порядок защитные приспособления, шлем, маску и резиновый коврик. Проверяют работу местных отсосов газов.

Осматривают и приводят в порядок рабочее место, уберают все лишнее из-под ног. Если пол скользкий (облит маслом, краской, водой) необходимо его вытереть.

Проверяют визуально:

- исправность электросварочной аппаратуры и электроизмерительных приборов;

- соответствие первичной цепи электросварочного аппарата напряжению электросети, к которой он будет подсоединяться; длина первичной цепи - не более 10 м;

-наличие и исправность изоляции сварочных проводов, надежность заземления или зануления сварочных агрегатов, сварочных с голов и приспособлений;

-соединение сварных и болтовых соединений отдельных элементов (сварочного стола, спальных шин), используемых в качестве обратного провода. Не допускается использовать в качестве обратного провода сети заземления, металлические, строительные конструкции, здания, коммуникации и несварочное технологическое оборудование;

-состояние электрододержателя, целостность изоляции ручки, прочность закрепления (элсктрододержатель должен быть легким, удобным в работе, обеспечивать надежное зажатие и быструю смену электродов без прикосновения к токоведущим частям, иметь простое и надежное соединение со сварочным проводом, а также козырек, защищающий р_ „у сварщика Запрещается применять самодельные электрододержатели);

-исправность передвижного светильника. Он должен иметь защитную сетку, изолированную рукоятку, изолированный провод, штепсельную вилку, исключающую возможность подключения ее к штепсельной розетке в сети напряжением выше 12 В,

-отсутствие горючих материалов в радиусе 15 м и баллонов со сжатым газом на расстоянии 10 м;

-наличие экранирующих щитов, ограждающих рабочее место электросварщика.

Проверяют наличие на рабочем месте ящика из неэлектропроводного материала для хранения и переноса инструмента и электродов, а также специального металлического ящика для хранения огарков.



Список использованной литературы

1.Жизняков С.Н., Сидлин З.А. «Ручная дуговая сварка. Материалы. Оборудование. Технология» Киев: «Экотехнология»,2006.-368с.

2.Жизняков С.Н., Мельник В.И. «Сварка и резка в строительстве». М.:Стройиздат,1995.-544с.

3.ГОСТ 5264-80 «Ручная дуговая сварка. Соединения сварные»

4.ГОСТ 20072-74 «Сталь теплоустойчивая. Технические условия»

5. ГОСТ 9467-75 «Электроды, покрытые металлические для ручной дуговой сварки конструкционных и теплоустойчивых сталей»

Размещено на Allbest.ru

...