Механізоване зварювання кронштейну для антени

Размещено на http://www.allbest.ru/

Зміст

Вступ

1. Характеристика виробу та його технологічність

2. Характеристика основних матеріалів

3. Вибір способу зварювання

4. Вибір зварювальних матеріалів

5. Вибір типів швів зварних з'єднань

6. Розрахунок параметрів режиму зварювання

7. Вибір зварювального устаткування

8. Технологія виготовлення виробу

9. Розрахунок витрати зварювальних матеріалів

10. Контроль якості зварних з'єднань

11. Охорона праці

11.1 Охорона праці на виробництві

11.2 Електробезпека

11.3 Пожежна безпека

Використана література



Вступ

Зварювання - прогресивний технологічний процес отримання нероз'ємних з'єднань деталей, що дозволяє створювати конструкції з високими експлуатаційними характеристиками. Достоїнства зварних з'єднань сприяють широкому застосуванню їх в конструкціях різного призначення.

Використання зварювання дозволяє економити матеріали і час при виробництві конструкцій. При цьому відкриваються великі можливості механізації і автоматизації виробництва, створюються передумови для підвищення продуктивності, поліпшуються умови праці.

З розвитком науково-технічного прогресу розширюється можливість зварювання деталей різної товщини, а у зв'язку з цим і набір вживаних видів і способів зварювання. В даний час зварюють деталі завтовшки від декількох мікрометрів (у мікроелектроніці) до десятків сантиметрів і навіть метрів (у важкому машинобудуванні). Разом з конструкційними вуглецевими і низьколегованими сталями все частіше доводиться зварювати спеціальні стали, легкі сплави і сплави на основі титану, молібдену, цирконію і інших металів, а також різнорідних матеріалів. Від прогресивності вживаних зварювальних процесів і якості виконання цих робіт багато в чому залежать якість і надійність готових конструкцій і ефективність виробництва в цілому. Один з напрямів, що найбільш розвиваються, в зварювальному виробництві -- широке використання механізованої і автоматичної дугової зварювання. Ці питання вирішуються механізацією і автоматизацією як самих зварювальних процесів (тобто переходом від ручної праці зварювальника до механізованого), так і комплексною механізацією і автоматизацією, що охоплюють всі види робіт, пов'язані з виготовленням зварних конструкцій (заготівельні, складальні і ін.) і створенням потокових і автоматичних виробничих ліній. Важливе значення при цьому відводиться створенню спеціального зварювального устаткування і засобів оснащення технологічних процесів.

В умовах безперервного ускладнення конструкцій, неухильного зростання об'єму зварювальних робіт велику роль грає правильне проведення технологічної підготовки виробництва, що в значній мірі визначає його трудомісткість і терміни освоєння, економічні показники, використання засобів механізації і автоматизації. Найбільший ефект технологічної підготовки досягається при комплексному вирішенні питань технологічного відробітку самих конструкцій, розробки технологічних процесів і їх оснащення на всіх етапах виробництва.

Все це висуває підвищені вимоги до кваліфікації фахівців в області зварювання, особливо робітників-зварників, тому що саме вони безпосередньо освоюють нові способи й прийоми зварювання, нові зварювальні машини. Сьогодні робочому зварникові недостатньо вміти виконувати трохи нехай навіть складних, операцій освоєного їм способу зварювання. Він повинен розуміти фізичну сутність основних процесів, що відбуваються при зварюванні, знати особливості зварювання різних конструкційних матеріалів, а також зміст і технологічні можливості інших, як традиційних, так і нових, перспективних способів зварювання.



1. Характеристика виробу та його технологічність

Об'єкт роботи - кронштейн, який використовуваться як елемент кріплення антени до стіни будівлі.

Складається кронштейн із таких частин:

1.Труба Ш 20 мм, довжиною 500 мм;

2. Профіль 250Ч250 довжиною 320 мм;

3. Кутник 200Ч25 мм;

4. Пластина 140Ч40 мм;

5. Ребро (профіль 250Ч250) довжиною 160 мм.

Товщина металу конструкції 3 мм. Сприймає статичні навантаження від ваги антени. Працює при від'ємних температурах та в умовах вологості. Габаритні розміри середні: довжина - 330мм, висота - 600 мм. Не потребує використання підйомного механізму при складанні.

З урахуванням експлуатаційних характеристик виробу було обрано сталь 10. Характерна для низьковуглецевої сталі добра зварюваність і невелика схильність до концентрації напруг дозволяє використовувати будь-які типи зварних з'єднань, тому при використанні таких матеріалів головною задачею стає зниження трудоємності виготовлення таких конструкцій.

Рисунок 1- Зовнішній вигляд готового виробу



2. Характеристика основних матеріалів

Якісне утворення зварного з'єднання визначається властивостями зварюваних металів, їх хімічним складом, вибором електродного й присаджувального металу, режимами зварювання, температурою нагрівання та ін. На зварюваність значно впливає хімічний склад сталі. Зварюваність сталі змінюється залежно від вмісту вуглецю та легуючих елементів. Вплив окремих елементів проявляється по-різному, особливо в поєднанні з вуглецем.

Основні ознаки, що характеризують зварюваність сталей, -- схильність до утворення тріщин і механічні властивості зварного з'єднання, які визначаються за допомогою зварювання контрольних зразків.

Добра зварюваність низьковуглецевих сталей характеризується міцним зварним з'єднанням з основним металом без зниження пластичності в біляшовній зоні і без тріщин у металі шва.

Характер впливу легуючих елементів на зварюваність

Вуглець -- із збільшенням вмісту вуглецю в сталі зварюваність погіршується. В навколо шовній зоні з'являються гартівні структури та тріщини, шов виходить пористим;

Марганець -- не утрудняє зварювання при його вмісті 0,3 ... 0,8 %. Але при підвищеному вмісті марганцю (1,8 ... 2,5%) у сталі міцність, твердість та загартованість сталі зростають, що сприяє утворенню тріщин.

Кремній -- при вмісті 0,02 ... 0,3% не викликає погіршення зварюваності сталі.

Нікель -- збільшує пластичні та міцності властивості сталі, подрібнює зерно не погіршуючи зварюваності.

Сірка є шкідливою домішкою і сприяє утворенню гарячих тріщин. Зварюваність із підвищенням вмісту сірки різко погіршується.

Зварюваність є комплексною властивістю і визначається хімічним складом і фізичними властивостями металу.

Сталь 10 надходить на підприємство у вигляді сортового прокату, тонкого та товстого листа, стрічки, смуги, труб, а також кованих заготовок .

При виготовленні кронштейну використовується сталь10, яка відноситься до низьковуглецевих сталей. Сталь має гарну стійкість проти утворення холодних тріщин через знижений вміст вуглецю.

Таблиця 2.1 - Хімічний склад сталі 10 масова частка елементів у %

C	0,07 - 0,14
Si	0,17 - 0,37
Mn	0,35 - 0,65
Ni	до 0,25
S	до 0,04
P	до 0,035
Cr	до 0,15
Cu	до 0,25
As	до 0,08
Fe	~98

Таблиця 2.2 - Механічні властивості, не менше

Межа текучості, ут, Н/мм2 (кгс/мм2)	Тимчасовий опір розриву, ув, Н/мм2 (кгс/мм2)	Відносне видовження, д5	Відносне звуження, ш
		%
245(25)	410(42)	25	55

Для оцінювання схильності сталі до появи гарячих тріщин використовуємо показник появи гарячих тріщин Уілкінсона:

HCS=

При HCS?4 гарячі тріщини в зварному з єднанні не з являються.

HCS==2,94

Сталь 10 має HCS<4, отже вона несхильна до появи гарячих тріщин.

Холодні тріщини з'являються у процесі охолодження після зварювання, нижче температури 150°С чи на протязі наступних декількох діб. Холодні тріщини можуть виникати у всіх зонах зварного з'єднання, мати паралельне чи перпендикулярне розташування по відношенню до осі шва.

Рахуємо еквівалентний вміст вуглецю в сталі 10:

За зварюваністю сталі підрозділяються на чотири основні групи:

1. Добре зварюються сталі, зварювання яких може бути виконана за звичайною технологією; С_екв = до 0.25%;

2. Задовільно зварюються стали, при зварюванні яких в нормальних умовах тріщин не утворюється, їх перед зварюванням нагрівають; С_екв= до 0.35%;

3. Обмежено зварюються сталі, схильні в звичайних умовах до утворення тріщин, їх підігрівають перед і піддають обробці; С_екв = до 0.45%;

4. Погано зварюється: С_екв = більш як 0.45%;

Сталь кронштейну відноситься до першої групи зварюваності, що добре зварюється і зварювання може бути виконане за звичайною технологією в усіх просторових положеннях швів.

3. Вибір способу зварювання

Обираючи спосіб зварювання необхідно проаналізувати багато факторів, таких як матеріал деталі, його механічні властивості, товщина, вимогова якість зварних з'єднань, умови подальшої експлуатації, просторове положення при зварюванні, можливості механізації процесів зварювання.

Ручне дугове зварювання покритими електродами

Сутність способу полягає в тому, що до електрода та виробу для утворення і підтримання зварювальної дуги від джерел зварювального струму підводиться постійний або змінний струм. Дуга розплавляє металевий стержень електроду, його покриття і основний метал. Металевий стержень розплавляється і у вигляді окремих крапель, покритих шлаком, переходить у зварювальну ванну. В зварювальній ванні електродний метал перемішується з розплавленим металом виробу (основним металом), а розплавлений шлак випливає на поверхню. кронштейн зварювання технологія виготовлення

Схему ручного дугового зварювання показано на рисунку 3.1.

1 - основний метал; 2 - зварювальна ванна; 3 - кратер; 4 - зварювальна дуга; 5 - проплавлений метал; 6 - наплавлений метал; 7 - шлакова кірка;

8 - рідкий шлак; 9 - покриття електрода; 10 - стержень електрода;

11 - електродотримач; 12 - зварювальне коло; 13 - джерело живлення;

Рисунок 3.1 - Схема ручного зварювання покритими електродами

На початку плавлення температура електроду дорівнює температурі навколишнього середовища, а наприкінці сягає 500…600^оС. Тобто електрод

плавиться нерівномірно і через це змінюється доля участі основного металу в шві.

Звідси недоліки РДЗ: низька продуктивність, змінний хімічний склад шва по довжині.

Тип електрода вибирається в залежності від матеріалу виробу. Для вуглецевих та низьковуглецевих сталей з тип електрода вибирається за механічною відповідністю. Для теплостійких та високолегованих сталей тип електрода обирають за хімічною відповідністю.

Ручне дугове зварювання (РДЗ) відрізняється високою універсальністю і мобільністю. Спосіб дозволяє без заміни зварювального інструменту і устаткування (при добре підібраному режимі) виконувати шви різних типів і перетинів, а також вести зварювання в будь-якому просторовому положенні і в труднодоступних місцях.

Зварювальне устаткування для РДЗ надійно в експлуатації і просте в ремонті, займає малу площу і має низьку вартість порівняно з устаткуванням для механізованих способів зварювання. Проте РДЗ має і ряд недоліків, що обмежує об'їм її застосування. Це - низька продуктивність наплавлення, а для збільшення швидкості плавлення металів необхідне збільшення діаметра електродів і сили зварювального струму, що у багатьох випадках є небажаним, оскільки це погіршує формування зварного шва, призводить до прожогів металу. РДЗ відноситься до достатньо трудомістких процесів і якість шва при цьому способі багато в чому залежить від кваліфікації зварника.



4. Вибір зварювальних матеріалів

Для виконання зварного з'єднання необхідно підібрати зварювальний матеріал.

Матеріали для зварювання мають важливе значення при зварюванні конструкцій. Оскільки саме вони мають можливість отримати якісні та працездатні шви з необхідним хімічним складом і механічними властивостями.

Для ручного дугового зварювання використовують плавкі та неплавкі електроди.

Вимоги до електродів:

? забезпечення стабільного горіння дуги і якості формування шва;

? отримання металу зварювального з'єднання з заданим хімічним складом;

? рівномірне розплавлення електроду і основного металу;

? висока продуктивність зварювання;

? достатня міцність отриманого з'єднання.

Для ручного дугового зварювання низьковуглецевої сталі на постійному струмі я обрав електрод марки МД6013, діаметром 3 мм.

Дані електроди придатні для зварювання швів у всіх просторових положеннях змінним або постійним струмом будь-якої полярності. Характеризуються миттєвим і повторним збудженням дуги, ідеальні для прихваток і коротких швів. Не чутливі до іржі і поверхневим забрудненням. Забезпечують якісне формування металу шва і самовільне відділення шлакової кірки. Характерна дрібночешуйчата структура наплавленого металу дозволяє проводити зварювання лицьових швів без подальшої механічної обробки.

Значно перевершують по зварювально-технологічними властивостями вітчизняні електроди-аналоги марок МР-3, АНО-4, ОЗС-4, ОЗС-12, АНО-21.



Таблиця 4.1 - Типовий хімічний склад наплавленного металу (маса у %)

C	Si	Mn	S	P
? 0,10	0,10 - 0,30	0,3 - 0,5	? 0,02	? 0,03

 

Таблиця 4.2 - Типові механічні властивості наплавленного металу

Межа текучесті, Н/ммІ	Тимчасовий опір розриву, Н/ммІ	Відносне видовження, %	Ударна в'язкість ISO-V, Дж
380	470 - 600	? 20	? 70

 

Таблиця 4.3 - Рекомендовані режим зварювання

Положення шва в просторі	Сила зварювального струму, А, для електродів діаметром, мм
	2,0	2,5	3,0	3,25	4,0	5,0
Нижнє	50-90	60-100	80-120	90-130	140-180	180-240
Вертикально знизу-вверх	50-70	60-90	80-110	90-120	130-140	170-230
Стельове	50-70	60-90	80-110	90-120	130-160

Рисунок 4.1 - Зварювальні електроди СИЛА - МД 6013

5. Вибір типів швів зварних з'єднань

ГОСТ 5264-80 «Ручне дугове зварювання. Зварні з'єднання» встановлює основні типи, конструктивні елементи та розміри зварних з'єднань зі сталей, а також сплавів на залізонікелевій та нікелевій основах, виконаних ручним дуговим зварюванням. Стандарт не поширюється на сталеві трубопроводи за ГОСТом 16037-80. Основні типи зварних з'єднання повинні відповідати вказаним у таблиці 5.1.

Таблиця 5.1 - Типи швів зварних з'єднань

Т1 2	С2

Згідно ГОСТ5264-80 необхідно виконати зварювання таврових з'єднань Т1 - без розробки кромок, одностороннє та С2- стикове без розробки кромок, одностороннє. Так як товщина зварюваних деталей 3 мм, то обрані типи з'єднань задовольн яють зварюванню за один прохід тонкого металу.

Стикове з'єднання двох деталей, розташованих в одній площині, є найраціональнішим видом зварного з'єднання. Характеризується високою міцністю (при всіх видах навантажень) і практично необмеженою товщиною з'єднувальних деталей виробу.

Таврове з'єднання - це зварне з'єднання, в якому до бічної поверхні однієї деталі виробу примикає під кутом і приварена торцем інша деталь.

6. Розрахунок параметрів режиму зварювання

Під режимом зварювання розуміють сукупність показників, які визначають характер протікання процесу зварювання.

До основних показників режиму зварювання відносяться: діаметр електроду, величина, рід і полярність струму, напруга на дузі, сила зварювального струму, швидкість зварювання.

До додаткових показників режиму зварювання належать: величина вильоту електроду, склад і товщина покриття електродів, положення електроду, положення вибору при зварювання, температура попереднього нагріву металу.

Діаметр електрода вибирають залежно від товщини металу, катета шва, положення шва в просторові.

Таблиця 6.1 - Вибір діаметра електрода залежно від товщини деталей

	1,5	2...3	4...5	6...8	9...15	16...20
	1,6	2	2; 3	2-4	3-5	3-5,>

Сила струму в основному залежать від діаметру електрода, але також від довжини його робочої частини, складу покриття, положення зварного шва.

Відносно малий зварювальний струм веде до нестійкого горіння дуги, не провару і низькій продуктивності праці. Завеликий струм приводить до сильного нагріву електрода, підвищеному розбризкуванню і зниженню якості шва.

Силу зварювального струму можна визначити за формулою:

I _зв = (20+6Чd_e)Чd_е = ( 20 + 6Ч3)Ч3= 114 А

Приймаємо значення величини струму 110 ±10 А. Рід та полярність струму - постійний струм прямої полярності (для тонкого металу).

Орієнтовано зварювальна дуга має бути:

L_д = (0,5…1,1)Чd_e

L_д = (0,5…1,1)Ч3 = 1,5…3,3 мм

Ширина шва має бути в межах, яку визначають за формулою:

e_ш=(1…4) d_е

Тобто для електрода 3 мм ширина шва e_ш=(1…4) Ч3 = 3…12 мм.

Швидкість переміщення електрода встановлює зварник залежно від вихідних параметрів та геометрії шва.

Зварювання виконується у нижньому положенні, так як воно є найзручнішим, забезпечує високу якість зварного шва.



7. Вибір зварювального обладнання

Джерелом живлення зварювальної дуги називають пристрій, що забезпечує необхідний рід і силу струму дуги.

Джерело живлення й зварювальна дуга утворять взаємозалежну енергетичну систему, у якій джерело живлення виконує наступні основні функції: забезпечує умови початкового порушення (запалювання) дуги, її стійке горіння в процесі зварювання й можливість робити настроювання (регулювання) параметрів режиму.

Важливою технічною характеристикою джерела живлення, що обумовлює можливості його роботи з тим або іншим різновидом дуги, є залежність напруги на "зварювальних" затискачах (клемах) джерела живлення від зварювального струму. Цю залежність називають зовнішньою вольт-амперною характеристикою (ВАХ) .

По роду струму у зварювальному ланцюзі розрізняють:

1) джерела змінного струму - зварювальні однофазні й трифазні трансформатори, спеціалізовані установки для зварювання алюмінієвих сплавів;

2) джерела постійного струму - зварювальні випрямлячі й генератори із приводами різних типів.

По кількості постів, що обслуговуються, можуть бути однопостові й багато постові, а по застосуванню - універсальні й спеціалізовані джерела живлення.

У своєму випадку я використовую сучасний потужний інвертор для ручного дугового зварювання SSVA- 160-2.

Даний багатофункціональни зварювальний апарат може працювати в наступних режимах:

· бути джерелом живлення постійного струму з регульованим нахилом

ВАХ для РДЗ (MMA) покритими електродами 1.6 - 5мм з будь-яким типом покриття і вихідним струмом до 190А;

· бути джерелом живлення постійного струму в складі апаратури для механізованого зварювання з механічною подачею зварювального дроту 0,6 - 1,0 мм в середовищі захисних газів (MIG/MAG);

· бути джерелом живлення постійного струму в складі апаратури для зварювання неплавким вольфрамовим електродом з контактним запалюванням дуги (TIG).

Використання інверторних технологій з мікропроцесорним керуванням параметрами дуги забезпечує наступні переваги:

· високую потужність при малому розмірі та вазі;

· виключно високі параметри енергозбереження;

· стабільні параметри зварювання на любих значеннях зварювального струму;

· стійка дуга, не залежна від коливань напруги мережі (165 - 275В);

· в режимі MIG/MAG виключно комфортне зварювання тонких металів;

· система контролю вхідної напруги дозволяє захистити аппарат при включенні в мережу 380В;

· режими «Горячий старт», «Форсированная дуга», «Антиприлипание» полегшують роботу в важкодоступних місцях, дозволяють виконувати зварювання навіть некваліфікованим зварникам;

· інтелектуальна система керування охолодженням забезпечує максимальний коефіцієнт постійного навантаження (ПН);

· система сброса холостого ходу дозволяє проводить безпечні зварювальні роботы в колодцах, внутрі ємкостей, в сирих приміщеннях;

· висока працездатність, надійність та ремонтопригодність аппаратов SSVA;

· можливість розширення функціональних можливостей, покращення споживчих властивостей шляхом оновлення програмного забеспечення мікроконтролера.

Стандартний комплект поставки:

· Джерело живлення постійного струму SSVA-160-2 - 1 шт.

· Кабель КГ 1х16мм 3м з зажимом ”Масса” ”ABICOR BINZEL” - 1 шт.

· Кабель КГ 1х16мм 3м з тримачем електрода ”ABICOR BINZEL” - 1 шт.

· Інструкція по експлуатації - 1 шт.

Рисунок 7.1- Інвертор для ручного дугового зварювання SSVA- 160-2.

Таблиця 7.1 -Технічні характеристики інвертора SSVA- 160-2.

Параметр	Значення
Номінальна напруга живлення,B	220В
Робочанапруга живлення,B	165 - 275В
Робочий діапазон температур навколишнього середовища	-30°С +45°С
Споживана потужність (побутова мережа 220В,16А),Bт	не более 2700Вт (12А)
Споживана потужність (промислова мережа 220В,25А),Вт	не более 5500Вт (25А)
Споживана потужність (промислова мережа 220В,25А),Вт	Кратковременная, 0,2сек., не более 6700Вт (30А)
Споживана потужність холостого хода, Вт	не более 40Вт
Максимальний струм короткого замикання, А	~250А
Постійне навантаження (ПН) при нормальних умовах, не менее	до 135А- 100% 160А - 60%
ККД, не менее	87%
Діапазон регулювання вихідної напруги, режим MIG/MAG,В	12,4 - 24,6
Опір ізоляції, при напрузі 2,5КВ, не менее	50МОм
Габаритні разміри ДхШхВ,мм.	470х150х230
Маса, не більше	10кг без кабелів



8. Технологія виготовлення виробу

Метал, призначений для виготовлення зварних виробів, попередньо випрямляють, розмічають, розрізають на окремі деталі-заготовки й виконують, якщо це необхідно, оброблення крайок. Підготовка крайок під зварювання складається в ретельному очищенні їх від іржі, окалини, бруду, масла й інших сторонніх включень. Очищають крайки сталевими щітками, абразивними колами, полум'ям зварювального пальника, травленням у розчинах кислот або лугів.

Деталі з вм`ятинами, випинами, хвилястістю, жолобленнями та викривленнями обов`язково випрямляють. Листовий, сортовий прокат випрямляють у холодному стані ручним і машинним способом. Сильно деформований метал випрямляють у гарячому стані. Для випрямляння застосовують молотки, преси, правильні машини.

Для перенесення розмірів деталі з креслення на метал використовують розмічання. При цьому користуються інструментами: лінійкою, кутником, циркулем, рисувалкою, шаблонами. В процесі розмічання необхідно враховувати укорочення заготовок при зварюванні. Тому передбачають припуск з розрахунку 1 мм на кожний поперечний стик і 0,1…0,2 мм на 1 м поздовжнього шва.

Після розмічання застосовують термічне або механічне різання, при якому заготовкам надають необхідних розмірів. Кромки розчищають вручну напилками, зубилом або механічним способом на фрезерних, стругальних верстатах та ін. Кут розчищання кромок залежить від способу зварювання, хімічного складу й товщини металу. Його величину перевіряють шаблонами.

Точність, продуктивність та економічність виготовлення зварних виробів залежить від правильності вибору базових поверхонь (баз) для складання зварних конструкцій. За базові приймають поверхні з найбільшими розмірами; в



якості напрямної бази -- найдовшу поверхню; опорною базою вважають поверхню будь-яких розмірів у нормальному стані й постійної форми (відсутність рубців, швів, задирок). При виборі баз необхідно враховувати наявність складальних пристосувань, вид заготовок, жорсткість деталей і точність їх взаємного розташування, зазори в з`єднаннях, зварювальні деформації тощо. Базова деталь визначає розташування вузла у виробі та орієнтує інші деталі й вузли зварної конструкції.

Для складання та зварювання використовують різноманітні пристосування: скоби, упори, затискачі, струбцини, прихвати, хомути тощо .

Складені деталі з`єднують прихватками. Накладання прихваток необхідне для того, щоб положення деталей і зазор між ними були постійними в процесі зварювання. Прихватки повинні проварювати корінь шва, тому що при накладанні основного шва вони можуть повністю не переплавитись. Прихватки виконують на тих же режимах, що й зварювання.

Зварювальні прихватки -- це короткі шви з поперечним перерізом до 1/3 поперечного перерізу повного шва. Довжина прихваток від 20 до 120 мм залежно від товщини зварюваних деталей і довжини шва. Відстань між прихватами залежно від довжини шва становить 300-1000 мм. Інколи прихватки замінюють суцільним швом невеликого перерізу. Під час зварювання особливу увагу слід приділяти детальному проварюванню ділянок прихватки, щоб уникнути непровару в цих місцях.

Прихватки перешкоджають переміщенню деталей при нагріванні, що може викликати появу тріщин у прихватках під час охолодження. Чим більша товщина основного металу, тим більша розтягуюча усадка в прихватках і можлива поява тріщин.

Тепер необхідно виконати складання деталей кронштейну. Я буду виконувати почергове з'єднання деталей:

1. Закріпити на стелажі профіль (2) та виконати прихвачування до нього труби (1). Зачистити прихватки. Виконати зварювання шва Т1 з одного боку та потім перевернути деталі та виконати зварювання з іншого боку шва.

2. Виконати окремо приварювання пластини (4) до кутника (3) стиковим швом, тип з'єднання С2.

3. Виконати приварювання кутника до профілю, тип з'єднання Т1. Виконувати зварювання переривчастого шва із шаховим розташуванням ділянок.

4. До отриманої конструкції згідно креслення розташувати ребро жорсткості у вигляді прутка під кутом 45⁰, прихватити ти виконати зварювання з'єднання Т1.

5. Проконтролювати відповідність розмірів та виконаних швів зовнішнім оглядом.

В моєму випадку усі шви короткі - тому їх виконують на прохід - від початку шва до його кінця.



9. Розрахунок витрати зварювальних матеріалів

Для розрахунку основного часу зварювання необхідно знати масу наплавленого металу, силу зварювального струму і коефіцієнт наплавлення електрода.

Маса наплавленого металу визначається по заданому кресленням розміром шва.

Обсяг наплавленого металу V_н визначається за формулою

V_н= F · L

де - F - площа поперечного перерізу шва см²

L- довжина шва, в см.

Маса наплавленого металу в (г)

Q_н= V_н· г

де- г- щільність металу, г / см³ (для сталі г = 7.8 г / см³)

Сила зварювального струму визначається умовами зварювання, електроди, положенням шва в просторі і інші дані встановлені в технічному процесі.

Кількість металу наплавленого протягом однієї години горіння дуги. віднесене до одиниці сили струму I_зв, називають коефіцієнтом наплавлення. Його розмірність виражається в зазвичай позначається б_н.

Основний час зварювання (t_зв) визначається за формулою:

t_зв=

Отже, виконаємо розрахунки для заданого виробу :

Площа наплавлення для Т1 F_н= 0,5к² +1,05к = 0,5·2²+1,05·2=4,1 мм²

Згідно ГОСТ5264-80 геометричні параметри стикового шва для товщини 3мм b=2, е=8, g=2, тому площа наплавлення для С2

F_н= sb+0.75eg+=3·2+0.75(8·2)=16 мм²

Сумарна довжина зварного шва Т1 280 мм=28см.

V_н= 0,41 ·28=11,48 (см³)

Сумарна довжина зварного шва С2 40 мм=4см.

V_н= 0,16 ·4=0,64 (см³)

Маса наплавленого металу :

Для Т1 Q_н=11,48·7,8=90 (г)

Для С2 Q_н=0,64·7,8=5 (г)

Основний час зварювання шва Т1:

t_зв=

Основний час зварювання шва С2:

t_зв=

Допоміжний час для ручного дугового зварювання - складається з часу витрачається на установку деталі на робоче місце, зняття деталі, поворот, переміщення її в процесі зварювання, включення і виключення рубильника зварювальної машини, зміну електродів, зачистку зварювальних кромок перед зварюванням, зачистку швів від шлаку, огляд, таврування швів, перехід від однієї ділянки шва до іншого при зварюванні переривчастих швів і інші операції необхідні для виконання основної роботи.

Витрати допоміжного, підготовчого, заключного часу, відпочинок і природні потреби становлять 30-50% і визначаються шляхом хронометражних спостережень.

В процесі зварювальних робіт треба розрахувати витрати електродів і електроенергії.

Витрата електродів G_e(кг) розраховується по формулі:

G_e=G_нЧK_e, де

G_н - маса наплавленого металу.

К_е - коефіцієнт, який враховує затрати електродів на вигар, розбризкування, недогарки.

Цей коефіцієнт орієнтовано дорівнює 1,35...1,45 залежно від марки електрода.

Витрати електродів для Т1 G_e =1,35·90=121,5 (г)

Витрати електродів для С2 G_e =1,35·5=6,75 (г)

Витрата електроенергії на 1 м шва при ручному дуговому зварюванні визначається виразом

А_ерд=A_eЧG_н, де

G_H - маса наплавленого металу на 1 м шва, кг.

A_e - питома витрата електроенергії, кВт· год/кг, тобто кількість енергії, що витрачається на 1 кг маси наплавленого металу.

А_е =4-6 кВт· год/кг



10. Контроль якості зварних з'єднань

Види дефектів. Дефекти зварних з'єднань бувають зовнішні і внутрішні. До зовнішніх дефектів при дуговому і газовому зварюванні належать: нерівномірність поперечного перерізу по довжині швів, незаплавлені кратери, підрізи основного металу, зовнішні тріщини, відкриті пори тощо. Внутрішні дефекти: непроварення кромки або несплавлення окремих шарів при багатошаровому зварюванні, внутрішні пори і тріщини, шлакові включення тощо.

Контактне точкове і шовне зварювання може дати великі вм'ятини в основному металі, які ослаблюють місця зварювання, пропалини і виплески металу, а всередині зварних з'єднань ? тріщини, пори та інші дефекти.

Причини утворення дефектів. Дефекти в зварних з'єднаннях утворюються з різних причин. При дуговому і газовому зварюванні переріз швів буде нерівномірним, якщо порушено режим зварювання або низька кваліфікація зварника. Причинами підрізів здебільшого є велика сила струму і велика потужність зварювального пальника.

Основна причина утворення пор у зварних швах ? насиченість їх воднем, азотом та іншими газами, що потрапляють у шов при зварюванні електродами зі зволоженим покриттям, або при наявності оксидів чи інших забруднень на кромках зварюваного металу.

Тріщини і непровари є найбільш небезпечними дефектами зварних з'єднань. Тріщини утворюються найчастіше під час зварювання сталей із підвищеним вмістом вуглецю або легуючих домішок та коли метал шва насичений сіркою, фосфором або іншими шкідливими елементами. Причинами непроварів можуть бути мала сила струму або недостатня потужність пальника, погане зачищення кромок основного металу або шарів при багатошаровому зварюванні, низька кваліфікація зварника, неправильна технологія складання і зварювання деталей.

Методи контролю якості зварних з'єднань

Основні види контролю якості зварних з'єднань такі: випробування зварних швів на щільність, механічне випробування металу шва і зварних з'єднань, металографічні дослідження і просвічування швів рентгенівським і гамма-випромінюванням, ультра-звуковий і магнітний методи контролю.

Випробовують шви на щільність тоді, коли зварювані вироби є посудинами, призначеними для зберігання або транспортування рідин чи газів. Залежно від умов роботи посудини піддають гідравлічному, пневматичному або гасовому випробуванню.

Гідравлічному випробуванню підлягають усі посудини, котли і трубопроводи, які працюють під тиском. Посудину заповнюють водою, а потім гідравлічним пресом у ній утворюють тиск, що в 1,5 раза перевищує робочий. Під цим тиском посудину тримають протягом 5 хв, після чого тиск знижують до робочого, а посудину обстукують молотком і старанно оглядають.

При пневматичних випробуваннях посудину заповнюють стисненим повітрям до контрольного тиску, після чого шви змочують мильною водою або ж виріб цілком занурюють у воду. Якщо є наскрізні дефекти, то на поверхні швів з'являються газові бульбашки.

Гасовим випробуванням перевіряють посудини, що працюють без надлишкового тиску. Один бік шва забілюють крейдою, а другий змочують гасом. Якщо у швах є наскрізні дефекти, то на забіленій крейдою поверхні виникають темні гасові плями, що свідчать про нещільність з'єднань.

Механічні випробування призначені для визначення механічних властивостей зварних з'єднань. Властивості (границі міцності і текучості, відносне подовження і поперечне звуження) наплавленого металу перевіряють на круглих стандартних зразках, виготовлених з наплавленого металу, а властивості зварних з'єднань ? на плоских зразках. Перевірка зварних з'єднань на статичне згинання до утворення першої тріщини дає уявлення про в'язкість металу шва. Для визначення ударної в'язкості наплавленого металу зі зварних з'єднань вирізують зразки, на яких роблять надрізи.

Металографічні дослідження полягають у проведенні макро- і мікроаналізу зварних швів. Мікроаналізом виявляють у металі шва пори, тріщини, шлакові включення, непровари та інші дефекти. Мікроструктурним аналізом визначають структуру і структурні складові, наявність мікротріщин, включення оксидів, нітридів тощо.

Рентгенівським просвічуванням виявляють у зварних швах без їхнього руйнування пори, тріщини, непровари і шлакові включення. Рентгенівський контроль зварних швів ґрунтується на здатності рентгенівського проміння, випромінюваного рентгенівською трубкою, інтенсивніше проникати крізь дефектні місця і більше засвічувати рентгенівську плівку, прикладену зі зворотного боку шва.

За допомогою електронно-оптичного перетворювача невидиме рентгенівське проміння можна перетворити на видиме світлове і рентгенівське просвічування зварних швів спостерігати візуально.

Просвічування гамма-випромінюванням. Рентгенівське просвічування потребує складної установки, яка дорого коштує.

Для виявлення внутрішніх дефектів у зварних швах магістральних газо-і нафтопродуктів метод рентгенівського контролю малопридатний. Тому використовують простіший метод контролю ? просвічування гамма-випромінюванням штучних радіоактивних ізотопів кобальту, кобальту-60, цезію, цезію-137 та інших елементів. Здебільшого використовують ізотопи кобальту. Радіоактивний елемент вміщують у спеціальну ампулу, яка зберігається в свинцевому футлярі, призначеному для захисту обслуговуючого персоналу від шкідливого впливу гамма-випромінювання на організм людини. Фіксують дефекти в зварних швах при просвічуванні гамма-випромінюванням, як і при рентгенівському просвічуванні, за допомогою рентгенівської плівки.

Ультразвуковий метод контролю застосовують для виявлення дефектів у металі завтовшки 5...3600 мм. Суть методу полягає в здатності ультразвукових коливань, що збуджуються в кварцових пластинах змінною напругою високої частоти (понад 20 кГц), проникати в метал на велику глибину і відбиватися від тріщин, непроварів, шлакових включень та інших дефектів, що лежать на їхньому шляху. Коливання, що відбиваються поверхнею металу, уловлюються спеціальними електронними пристроями і перетворюються на світлові сигнали, які передаються на екран дефектоскопа. У місцях дефектів з'являється пік сигналу.

Магнітні методи контролю ґрунтуються на принципі магнітного розсіяння (замикання магнітних потоків через повітря), що виникає, в місцях дефектів під час намагнічування випробуваного зразка. Дефекти, що зумовлюють утворення потоків розсіяння, виявляються за допомогою магнітного порошку або індукційним методом. Виявляючи дефекти першим способом, використовують властивість магнітного порошку втягуватися в потік розсіяння і скупчуватись над дефектом. Коли ж дефекту немає, магнітний потік не відхиляється і не змінює свого напряму.

Порошок виготовляють із залізної окалини. Магнітні потоки розсіяння спостерігають візуально або фіксують на феромагнітній плівці з наступним відтворенням "записаних" дефектів на освітленому екрані електронного осцилографа. За величиною і формою відхилення променя на екрані осцилографа роблять висновок про характер дефекту. Такий метод контролю називається магнітографічним.

Індукційний метод контролю ґрунтується на використанні ЕРС, яка індукується в спеціальній котушці потоком магнітного розсіяння, що виникає в місцях дефектів. Наведена в котушці ЕРС посилюється і передається на спеціальний магнітоелектричний прилад, в якому дефект визначають за посиленням звуку, запалюванням сигнальної лампи або відхиленням стрілки.

Магнітні методи контролю використовують для виявлення в зварних швах тріщин, непроварів та інших дефектів.

11. Безпечні прийоми праці. Охорона праці на робочому місці

11.1 Охорона праці на виробництві

Виконання зварювальних робіт пов'язане з використанням електричних пристроїв, горючих і вибухонебезпечних газів, що випромінюють електричних дуг і плазми, з інтенсивним розплавлюванням, випаром металу й т.д. Це вимагає мір безпеки й захисту працюючих від виробничого травматизму.

При електрозварювальних роботах можливі наступні види виробничого травматизму: поразка електричним струмом; поразка зору й відкритої поверхні шкіри променями електричної дуги; опіки від крапель металу й шлаків; отруєння організму шкідливими газами, пилом і випарами, що виділяються при зварюванні; забиті місця, поранення й поразки від вибухів балонів стисненого газу й при зварюванні посудин з-під горючих речовин.

Для забезпечення умов, що попереджають зазначені види травматизму, варто виконувати наступні заходи.

Щоб уникнути поразки електричним струмом необхідно дотримувати наступних умов. Корпуса джерел живлення дуги, зварювального допоміжного устаткування й зварюються изделия, що, повинні бути надійно заземлені. Заземлення здійснюють мідним проведенням, один кінець якого закріплюють до корпуса джерела живлення дуги до спеціального болта з написом «Земля»; другий кінець приєднують до заземлювальної шини або до металевого штиря, убитому в землю.

Заземлення пересувних джерел живлення виробляється до їхнього включення в силову мережу, а зняття заземлення - тільки після відключення від силової мережі.



При зовнішніх роботах зварювальне встаткування повинне перебувати під навісом, у наметі або в будці для запобігання від дощу й снігу. При неможливості дотримання таких умов зварювальні роботи не роблять, а зварювальну апаратуру вкривають від впливу вологи.

Приєднувати й від'єднувати від мережі електрозварювальне встаткування, а також спостерігати за їхнім справним станом у процесі експлуатації зобов'язаний електротехнічний персонал. Зварникам забороняється виконувати ці роботи.

Всі зварювальні проведення повинні мати справну ізоляцію відповідати застосовуваним струмам. Застосування проводів: старою й розпатланою ізоляцією щоб уникнути нещасного випадку категорично забороняється.

При зварюванні швів резервуарів, казанів, труб і інших закритих і складних конструкцій необхідно користуватися гумовим килимком, шоломом і калошами. Для висвітлення варто користуватися переносною лампою напругою 12 У.

Для захисту зору й шкіри особи від світлових і невидимих променів дуги електрозварювачі і їх підручні повинні закривати особу щитком, маскою або шоломом, в оглядові отвори яких вставлене спеціальне скло - світлофільтр. Світлофільтр вибирають залежно від зварювального струму й виду зварювальних робіт.

Для захисту навколишніх осіб від впливу випромінювань у стаціонарних цехах установлюють закриті зварювальні кабіни, а при будівельних і монтажних роботах застосовуються переносні щити або ширми.

У процесі зварювання й при збиранні й оббивці шлаків краплі розплавленого металу й шлаків можуть потрапити в складки одягу, кишені, черевики, пропалити одяг і заподіяти опіки. Щоб уникнути опіків зварник повинен працювати в спецодязі із брезенту або щільного сукна, у рукавицях і головному уборі. Куртку не слід заправляти в штани. Кишені повинні бути щільно закриті клапанами. Штани треба носити поверх взуття. При зварюванні стельових, горизонтальних і вертикальних швів необхідно надягати брезентові нарукавники й щільно зав'язувати їх поверх рукавів у кистей рук. Зачищати шви від шлаків і флюсу треба лише після їхнього повного остигання й обов'язково в окулярах із простими стеклами.

Особливе забруднення повітря викликає зварювання електродами з якісними покриттями. Состав пилу й газів визначається змістом покриття й составом що зварюється й електродного (або присадочного) металу. При автоматичному зварюванні кількість газів і пилу значно менше, ніж при ручному зварюванні.

Видалення шкідливих газів і пилу із зони зварювання, а також подача чистого повітря здійснюється місцевою й загальною вентиляцією. При встаткуванні зварювальних кабін обов'язково передбачається місцева витяжна вентиляція з верхнім, бічним або нижнім відсмоктовачєм, що видаляє гази й пил безпосередньо із зони зварювання. Загальна вентиляція повинна бути витяжною, виробляючої вихід забрудненого повітря з робочих приміщень і подачу свіжого. У зимовий час повітря підігрівають до температури 20...22°С с допомогою спеціального нагрівача-калорифера.

При зварюванні в закритих резервуарах і замкнутих конструкціях необхідно забезпечити подачу свіжого повітря під невеликим тиском по шлангу безпосередньо в зону подиху зварника. Обсяг свіжого повітря повинен бути не менш 30 м³/м. Без вентиляції зварювання в закритих резервуарах і конструкціях не дозволяється.

Вентиляційні пристрої повинні забезпечити повітрообмін при ручному електродуговому зварюванні електродами з якісними покриттями 4000...6000м³ на 1 кг витрати електродів; при автоматичному зварюванні під флюсом -- близько 200м³ на 1кг проволоки,; при зварюванні у вуглекислому газі -- до 1000м³ на 1кг дроту.



11.2 Електробезпека

Електробезпека - це система організаційних, технічних заходів і засобів, які забезпечують захист людей від шкідливого та небезпечного впливу електричного струму, електричної дуги, електромагнітного поля і статичної електрики .

Електробезпека забезпечується:

ь виконанням вимог електробезпеки електрозварювального обладнання, надійною ізоляцією, застосуванням захисних огорож, автоблокуванням, заземленням напруги холостого ходу джерел живлення;

ь індивідуальними засобами захисту (робота в сухому та міцному спецодязі та рукавицях, у черевиках без металевих шпильок та гвіздків);

ь додержання умов роботи - припинення роботи під час дощу та сильного снігопаду, коли немає укриття, користуватися гумовим килимком, колошами та гумовим шоломом при роботі в середині посудини, а також переносною лампою напругою не більше 12 В;

ь весь ремонт електрозварювального обладнання та апаратури повинні проводити спеціалісти - електрики.

Електричні травми - це ураження тканини і органів внаслідок проходження струму чи впливу променів електродуги на людину.

Ураження електричним струмом відбувається при дотику до струмоведучих частин електропроводки та зварювальної апаратури. Струми, що проходять через тіло людини, більш ніж 0,05А(при частоті 50 Гц) і можуть викликати важкі наслідки й навіть смерть (0,1А).

Опір людського організму залежно від стану його здоров'я (втомленість, вологість шкіри, стан здоров'я) зміцнюється в широких межах від 1000 до 20000 ОмЧН холостого ходу джерел живлення нормальної дуги досягає 90 В, а стиснутої дуги 200 В.

При ураженні електричним струмом треба: звільнити від електроприладів (з додержанням ТБ), забезпечити доступ свіжого повітря, при втраті потерпілим свідомості негайно викликати швидку медичну допомогу, до прибуття лікаря, в разі потреби робити штучне дихання.

Також створює загрозу для людини електрична зварювальна дуга.

Електрична зварювальна дуга створює три види випромінювання: світлове, ультрафіолетове, інфрачервоне.

Світлові промені діють засліплюючи, бо їх яскравість значно перевищує допустимі норми.

Ультрафіолетові випромінювання навіть при короткочасній дії протягом кількох секунд викликає захворювання, що називається електрофтальмією.

Воно супроводжується гострим болем, різзю в очах, слизотечею, спазмами повік.

Тривала дія для ультрафіолетового випромінювання призводить до опіків шкіри.

Інфрачервоне випромінювання може привести до послаблення і втрати зору, теплова дія цих променів викликає опіки шкіри.

Для захисту від випромінювання дуги в стаціонарних умовах встановлюють закриті кабіни, а при будівельних та монтажних роботах використовують переносні щити та ширми.

Для охорони тіла застосовують спецодяг із цупкого брезенту чи сукна, іноді з азбестової тканини.

Обов'язково треба дбати, щоб під час роботи, іскри та бризки не попали працюючому в кишені або за рукава.

11.3 Пожежна безпека

Причинами виникнення пожежі і вибухів у цеху і на ділянці є :

Ш іскри і бризки розплавленого металу, а так само шлаку;

Ш несправність електричного та зварювального устаткування;

Ш коротке замикання в кабельних і електрокомунікаціях;

Ш недотримання протипожежних норм при будівництві споруд;

Ш неправильна експлуатація устаткування і порушення технологічного процесу;

Ш порушення працюючими в цеху протипожежних норм;

Ш несправність захисту від блискавок;

Ш вибухи газу та таке інше.

За рівнем пожежної небезпеки цех згідно з ОНТП 24-86 відноситься до категорії Д з ЙЙІ рівнем вогнестійкості конструкцій за СНиП 2.01.02-85.

Пожежонебезпечним є ацетилен (НМВ 2,3 і ВМВ 82%), пропан (НМВ 2,0 і ВМВ 9,5%), окис вуглецю (НВП 12,5 і ВТТВ 78%), зварювальне і електроустаткування.

Причинами займання і пожежі може бути неправильне зберігання і використання горючих матеріалів, коротке замикання електричних ланцюгів і обладнання, наладка і ремонт обладнання, самозаймання легкозаймистих речовин, удар блискавки та інше.

Пожежна профілактика

З метою зниження пожежної небезпеки проводиться інструктаж робітників по веденню технологічного процесу і пожежної безпеки, своєчасно проводяться

планові і капітальні ремонти устаткування, комунікацій та таке інше. Зниження пожежної небезпеки досягається суворим додержанням інструкцій по веденню технологічного процесу та пожежної безпеки, своєчасним видаленням пилу та стружки, ЗОР з систем вентиляції та цеху, проведення планових і капітальних ремонтів обладнання, ПТМ, вентиляторів, кондиціонерів, пристроїв для очищення від пилу та газу. На території підприємства повинні бути підземні резервуари із достатнім запасом води для гасіння пожеж.

Охорона навколишнього середовища

Захист повітряного басейну здійснюється шляхом встановлення на верстатах індивідуальних агрегатів для вловлювання пилу типу ЗИЛ-900 М, ВЦНИОТ, ПВМ-212 А, вловлювачів мастильного туману типу А-72-12, Н-2000 та інших.

Концентрація нафтопродуктів в стічних водах повинна відповідати вимогам санітарних норм, дрібна стружка, магнітний пил титану та його сплавів по мірі накопичування підлягають похованню на спеціальних майданах або спалюванню.

Заходи з цивільного захисту при надзвичайних ситуаціях

Найбільш ймовірна для існуючих умов виробництва надзвичайна ситуація техногенного характеру при складально - зварювальних роботах - пожежі

та вибухи. Основні причини виникнення надзвичайних ситуацій можуть бути пов'язані з електричним струмом: розряди атмосферної електрики та перевантаження мережі, несправність обладнання та відсутність заземлення, поява іскор та статичної дуги. До інших причин появи надзвичайних ситуацій також відносять: самозаймання речовин, несправність зварювального або складального обладнання, неправильна будова систем вентиляції чи їх несправність, необережне поводження з відкритим полум'ям при зварюванні та різанні металу, порушення технологічного процесу виготовлення виробу, недотримання умов транспортування балонів із захисними газами (порушення герметизації), відсутність запобіжних та огороджувальних пристроїв під час зварювання.

На робочому місці балони слід зберігати у вертикальному положенні в спеціальних стійках або шафах, або в горизонтальному положенні. У всіх випадках балони обов'язково повинні бути закріплені. Транспортування балонів з киснем на місце зварювання забороняється проводити разом із балонами горючих газів. Балони з рідинами під тиском забороняється кидати та ударяти.

Слід також враховувати, що в процесі роботи відбувається випаровування зрідженої вуглекислоти. Тиск зрідженої вуглекислоти в балоні залежить від температури навколишнього повітря і з підвищенням її збільшується. Так, при зміні температури повітря від 0 до 20°С тиск в балоні змінюється від 35 до 55 ат., тому балони в приміщенні потрібно розташовувати так, щоб відстань від них до найближчого нагрівального приладу складала не менше 5 м.



Список використаної літератури

1. І.В.Гуменюк: «Технологія електродугового зварювання».-К.:Грамота, 2006р.

2. О.Г.Биковський: «Довідник зварника »,К.:Техніка,2002р.

3. Сварка и свариваемые материалы: В 3-х т. Т.1. Свариваемость

материалов. Сп.. Под ред. Э.Л.Макарова. - М.: Металлургия, 1991. - 528 с.

4. Алешин Н.П., Чернышев Г.Г., Акулов А.И., Братчук С.Д. “Сварка. Резка.Контроль” Москва “Машиностроение” 2004р

5. Козаков Ю.В. і ін. Зварювання й різання матеріалів: Навчальний посібник. - К., 2004

6. Виноградов В.С. Електричне дугове зварювання. - К., 2007

7. Виноградов В.С. Устаткування й технологія дугового автоматичного й механізованого зварювання. - К., 2006

8. В.М. Рибаков: „Дуговая и газовая сварка.”

9. Матеріали сайтуhttp://dieselmastera.ru, http://www.tiberis.ru/pages/vybor-regima-ruchnoi-dugovoi-svarki, weld.in.ua., http://weldering.com/defekty-svarnyh-soedineniy, http://elektrod-3g.ru/elektrod-mr-3t.php.

Размещено на Allbest.ru

...