Технология сварки металлических конструкций

Размещено на http://allbest.ru

Содержание

Введение

1. Описание изделия

1.1 Назначение и условия эксплуатации

1.2 Материалы изделия

1.3 Выбор оборудования для сборки и сварки фундамента барабана для размотки боновых заграждений

1.4 Процесс сборки и сварки фундамента барабана

2. Разработка технологических процессов сборки и сварки узлов

3. Нормативная документация

4. Контроль качества

4.1 Контроль качества основного металла

4.2 Контроль качества сварочных материалов

4.3 Контроль качества оборудования

4.4 Контроль качества технологии

4.5 Контроль квалификации сварщика

4.6 Методы контроля качества сварных соединений

4.6.1 Разрушающие методы контроля качества сварных соединений

4.6.2 Неразрушающие методы контроля качества сварных соединений

5. Устранение сварочных дефектов

5.1 Исправление деформированных элементов сварных конструкций

6. Нормативно-техническая документация на сварку

7. Разработка технологического процесса

Заключение

Список использованной литературы

Приложение



Введение

Изготовление конструкций различного назначения с помощью сварки получает все большее распространение во всех промышленно развитых странах. Экономичность изготовления сварных конструкций является основополагающим фактором, обеспечивающим их приоритетное применение по сравнению с литыми, коваными и штампованными конструкциями. Применение сварки для соединения элементов различных металлических объектов, имеет ряд преимуществ перед другими видами соединения: экономное использование металла конструкции, вследствие полного использования поверхности сечения для соединения; более низкий вес элементов, соединенных при помощи сварки; возможность соединения более тонких элементов конструкции; снижение уровня брака и уменьшение припусков на дополнительную обработку при замене литья сваркой; возможность создания полностью автоматизированного и механизированного производства различных сварных изделий; облегчение производства миниатюрных деталей и элементов; возможность использования в свариваемых конструкциях новейших материалов: высокопрочных сталей, облегченных профилей, листового проката с многими слоями, легких сплавов, особо чистых металлов и т.п.

Применение сварки имеет целый ряд финансовых преимуществ: снижение себестоимости работ вследствие уменьшения их трудоемкости, снижение ресурсоемкости, увеличение производительности труда и, вследствие этого, сокращение сроков выполняемых работ, уменьшение расхода материалов, снижение стоимости производственного оборудования. Сварка с успехом заменяет ковку и литье, так как при помощи сварочного аппарата можно с легкостью изготовить изделие сложной конструкции из отдельных штампованных или отлитых элементов.



1. Описание изделия

1.1 Назначение и условия эксплуатации

Барабаны предназначены для компактного хранения, транспортировки и удобства установки и снятия бонов. Установка катушек с бонами на причалах и судах позволяет хранить боновые заграждения в непосредственной близости от мест возможных утечек нефтепродуктов, разворачивать боны в течение короткого времени , как следствие - оперативно локализовывать разливы нефти и нефтепродуктов. Жесткая стальная рама барабана рассчитана на восприятие высоких нагрузок в процессе работы ( Рисунок 1) .

Габаритные размеры: длина 1830мм, ширина 600мм, высота 880мм, вес 215 кг (без боновых заграждений).

Рисунок 1 - Сварочный фундамент барабана для размотки боновых заграждений.

Технические характеристики барабана для боновых заграждений.

Привод	Гидромеханический, электрический, ручной
Габаритные размеры
Длинна	Мм.	1830
Ширина	Мм.	600
Высота	Мм.	880
Вес без бонов	Кг.	215
Вес с бонами	Кг.	450
Частота вращения	Об/мин	5

1.2 Материалы изделия

Качество и свойства материалов и полуфабрикатов должны удовлетворять требованиям соответствующих стандартов и технических условий и подтверждаться сертификатами поставщиков (Таблица 1).

Таблица 1. Стали для изготовления металлоконструкций

Вид проката	Наименование сталипо ГОСТ 27772
Фасонный (уголки, двутавры, швеллеры)	С235, С245, С255, С275, С285, С345, С345К, С375
Листовой, универсальный и гнутые профили	С235, С245, С255, С275, С285, С345, С345К, С375, С390, С390К, С440

Основной материал изделия - Сталь марки 3 ГОСТ 380- 05. Конструкционная углеродистая сталь обыкновенного качества Ст3 применяют для изготовления несущих и ненесущих элементов для сварных и несварных конструкций, а также деталей, работающих при положительных температурах.

Листовой и фасонный прокат 5 категории (до 10мм) - для несущих элементов сварных конструкций предназначенных для эксплуатации в диапазоне от --40 до +425 °С при переменных нагрузках.

Сплав Ст3 содержит: углерода - 0,14-0,22%, кремния - 0,05-0,17%, марганца - 0,4-0,65%, никеля, меди, хрома - до 0,3% , мышьяка до 0,08%, серы и фосфора - до 0,05 и 0,04% соответственно.

Сталь ст3 не склонна к отпускной хрупкости, нефлокеночувствительна. Свариваемость без ограничений.

Качество конструкционной стали определяется коррозионной стойкостью, механическими свойствами и свариваемостью. По своим механическим характеристикам стали делят на группы: сталь обычной, повышенной и высокой прочности.

Основные свойства стали непосредственно зависят от химического элементов, входящих в состав сплава и технологических особенностей производства.

1.3 Выбор оборудования для сборки и сварки фундамента барабана для размотки боновых заграждений

Большое значение при сварке имеет сварочное оборудование, которое должно обеспечивать высокое качество сварного соединения.

Для выполнения сварки существуют различные виды источников питания: генераторы, трансформаторы, выпрямители.

Традиционным источником переменного тока является сварочный трансформатор. Источником постоянного тока является выпрямитель, который сконструирован на базе трансформатора и полупроводникового выпрямителя.

Широкое распространение получили также инверторные источники тока, которые применяются для сварки как на переменном, так и на постоянном токе.

Требования к виду внешних характеристик определяется такими показателями сварочного процесса, как тип электрода (плавящийся, неплавящийся); характер среды, в которой происходит сварка (открытая дуга под флюсом, в защитных газах); степень механизации (ручная, механизированная, автоматическая сварка); способ регулирования режима горения дуги (саморегулирование, автоматическое регулирование напряжения дуги).

Выпрямитель сварочный типа ВД-305 У3 (Рисунок 2 ) предназначен для ручной дуговой сварки покрытыми электродами на постоянном токе, комплектации полуавтоматов и автоматов для сварки изделий из стали в среде защитных газов на постоянном токе.

Является регулируемым тиристорным выпрямителем с жесткой или падающей внешней характеристикой, широко известен и имеет одну из самых высоких сварочных характеристик в своем классе (Таблица 2).

Выпрямитель сварочный ВД-305 У3, именуемый в дальнейшем «выпрямитель», предназначен для сварки, резки и наплавки углеродистых, легированных и коррозийно-стойких сталей на постоянном токе электродами с основным и целлюлозным покрытием диаметром 2-6 мм.

Выпрямитель может использоваться в строительстве, на предприятиях машиностроения и других отраслях промышленности стационарно или в составе передвижных сварочных агрегатов.

Рисунок 2. Выпрямитель сварочный ВД - 305 УЗ

Таблица 2. Технические характеристики ВД - 305 УЗ.

Названия характеристик	Числовое значение
Напряжение питания сети, В	380
Максимальный сварочный ток, А	500
Частота, Гц	50
Пределы регулирования сварочного тока, А	100…500
Диапазон регулирования напряжения ,В	16-49
Напряжение холостого хода, В	60-75
Управление	Ступенчатое
Габаритные размеры, мм	445х316х370
Масса, кг	23

Выбираем сварочный выпрямитель ВД - 305 т.к. он занимает меньше производственной площади, экономически выгоден, подходит по техническим параметрам и режимам сварки и может обеспечить требуемое качество сварного соединения.

Под механическим оборудованием сварочного производства понимается оборудование:

а) для сборки;

б) для установки и поворота свариваемых изделий;

в) для зачистки кромок, швов и отделки сварных конструкций;

г) для установки и перемещения сварочных аппаратов и перемещения сварщиков;

д) для правки сварных конструкций и улучшения свойств сварных соединений;

е) для контроля и испытания сварных конструкций;

ж) специальное подъёмно-транспортное.

Механическое сборочно-сварочное оборудование служит для осуществления сопутствующих сварке основных операций, вспомогательных операций и приёмов, и обеспечивает в сочетании с основным сварочным оборудованием комплексную механизацию сварочного производства.

Для осуществления основных операций технологического процесса применяется механическое оборудование для сборки, правки сварных конструкций и улучшения свойств сварных соединений.

Зачистными и отделочными операциями являются зачистка и шлифовка сварочных швов, снятие усилия швов, зачистка сварных конструкций, а также нанесение защитных покрытий.

Зачистка сварных швов от шлака, грата и окалины, шлифовка швов и удаление наплывов, а также зачистка и отделка сварочных изделий производится механизировано ручными электрическими и пневматическими машинками.

Эти машины также применяются для зачистки свариваемых кромок и поверхностей от ржавчины, окалины и загрязнений.

При сборке-сварке Сварочного фундамента барабана для размотки боновых заграждений используется следующее механическое оборудование:

а) Сборочно-сварочный стенд с размещенными пневмоприжимами для закрепления заготовок и предотвращения их перемещения в процессе сварки;

б) Пневматическая шлифовальная машинка ИП-2014 для зачистки сварных швов, технические характеристики приведены в таблице 3.

Таблица 3 - Технические характеристики шлифовальной машины ИП-2014

Параметры	Числовые значения
Диаметр абразивного инструмента, мм, не более	150х25х32
Давление сжатого воздуха, МПа	0,43±0,02
Номинальная мощность, кВт	1,2
Частота вращения шпинделя на холостом ходу, мин№	7000-8500
Масса, кг, не более	3,25
Габаритные размеры, мм	350х200х140

1.4 Процесс сборки и сварки фундамента барабана

Перед сборкой под сварку кромки деталей и прилегающие к ним участки шириной 20-30 мм, должны зачищаться от ржавчины, окалины, краски, масла и других загрязнений, а при необходимости просушивать от влаги.

Зачистка производится пневматическими шлифовальными машинами, снабженные стальной щеткой или абразивным и кругом. В тех местах , где машину применять нельзя, производится в ручную "щетками".

Закрепление деталей при сборке конструкции под сварку должно выполняться при помощи электроприхваток.

Длина прихваток для деталей толщиной 5мм должна быть 15...20мм, расстояние между электроприхватками 150...250мм.

По концам стыкуемых листов следует ставить по 2-3 усиленные прихватки длиной 50...70мм при расстоянии между ними 100... 150 мм.

Прихватки должны зачищаться от шлака и брызг и тщательно проверяться внешним осмотром. Не допускается на прихватке наличия пор, трещин, подрезов металла и других дефектов. Некачественно выполненные прихватки подлежат обязательному удалению.

Применительно к методам дуговой сварки, рекомендуемым для изготовления и возведения металлических конструкций, такими параметрами являются:

род, полярность и величина тока в дуге (А);

диаметр электрода или сварочной проволоки (мм);

напряжение электрической дуги (В);

скорость подачи электродной проволоки (для механизированной и автоматической сварки) (м/ч);

вылет электрода (мм); скорость сварки (скорость перемещения детали относительно электрической дуги, или скорость перемещения дуги относительно свариваемой детали) (м/ч);

число проходов (при многопроходной сварке).

Параметры режима определяются:

§ видом сварки;

§ типом шва (формой разделки кромок);

§ толщиной свариваемого металла или высотой первого прохода для стыковых швов или катетом шва для угловых швов;

Маркой свариваемой стали и температурой окружающей среды (определяющих предрасположенность к образованию закалочных структур и трещин).

При сборке деталей под сварку обеспечивать надежное закрепление деталей относительно друг друга. При этом смещение кромок должно быть минимальным и не превышать 10-15% толщины свариваемых кромок.

Зазоры между кромками должны быть минимальными и постоянными по величине за исключением специальных случаев сварки в щелевой зазор. Сварочные приспособления должны обеспечивать фиксирование свариваемых деталей, предупреждая изменение зазора и смещение кромок в процессе сварки.

Использование специальной сборочно-сварочной оснастки позволяет повысить производительность труда, улучшить качество изготавливаемого узла. Приспособление представляет жесткий каркас, на котором расположены опоры, упор и прижимы.

При сборке детали устанавливают в приспособление вручную и поочередно, зафиксировав их прижимами. Приспособление для сборки сварки обеспечивает точность сваренного узла и не допускает его деформации при ведении сварочных работ. Данное приспособление удобно в эксплуатации и легко переналаживаемое.

Применение приспособлений снижает трудоемкость сборочных операций, повышает качество конструкций и упрощает контроль и приемку собранных конструкций. Правильно спроектированное и изготовленное приспособление должно, отвечать следующим требованиям: быть удобным в эксплуатации, обеспечивать проектные размеры изделия, обеспечивать быстрее установку элементов и съем собранного или сваренного изделия, иметь невысокую стоимость и удовлетворять требованиям техники безопасности при выполнении сборочных и сварочных работ.

Универсальные приспособления используют при сборке на стеллажах, сборочных плитах, роликовых стендах. Эти приспособления показаны на рисунке 3.



Рисунок 3. Универсальные сборочные приспособления: а -- клинья; б -- упоры из листов и угловых профилей; в -- угловая сталь на прихватках с болтом; г -- стяжка винтовая; д -- скобы; е -- рычажно-винтовая стяжка; ж -- струбцина откидная; з -- домкрат.



2. Разработка технологических процессов сборки и сварки узлов

Таблица 4. Технологическая карта.

№ операции	Содержание работ	Установить	Профессии
		Узлы	Детали
Технологический процесс сборки и сварки фундамента на стенде
1.	Установить швелеры, листы, ребра и кницы на стенд, разложить их согласно чертежу (приложени А), состыковать между собой (с подготовкой кромок под сварку, выпрямитель сварочный ВД-305 У3 ), взять на прихватки.	_____	1,2,3,4,5,6;13	Сборщик, Сварщик.
2.	Прижать детали грузами к стенду по обеим сторонам пазов.	_____	1, 2, 3	Сборщик, Сварщик.
3.	Прикрепить детали к стенду прихватками.	_____	1;2/3; 3;4;5	Сварщик.
4.	Установить и приварить по концам стыковых соединений выводные планки размером 100x100 (толщина планок 5;10 мм.).	_____	_____	Сборщик, Сварщик.
5.	Сдать конструкцию под сварку.	_____	_____	Мастер сборочных работ.
6.	Заварить пазы и стыки сварочным выпрямителем ВД - 305 электродами УОНИ 13/55, диаметр 4 мм.,	_____	_____	Сварщик.
7.	Освободить конструкцию от закреплении.	_____	_____	Сборщик,
8.	Перекантовать в соответствии со схемой кантовки и транспортировки.	_____	_____	Сборщик, Такелажник или Стропальщик
9.	Прижать конструкцию грузами к стенду по обеим сторонам пазов и стыков	_____	_____	Сборщик, Такелажник или Стропальщик
10.	Прикрепить конструкцию к стенду по контуру прихватками.	_____	_____	Сварщик.
11.	Выполнить сварку швов с обратной стороны аналогично п.6	_____	_____	Сварщик
12.	Освободить конструкцию от закрепления к стенду.	_____	_____	Сборщик
13.	Осуществить контроль сварных швов в соответствии с ОСТ 5.1093-79 и схемой контроля.	_____	_____	Мастер сварочных работ, Рентгенолог
14.	Проверить габаритные размеры, удалить припуски.	_____	_____	Проверщик
15.	Сдать полотнище на комплектность и качество.	_____	_____	Мастер сварочных работ, Мастер сборочных работ, Мастер ОТК.
16.	Поверхность изделия окрасить по схеме. Выполнить маркировку.	_____	_____	Маркировщик. Маляр.



3. Нормативная документация

СНиП II.23-81* -- Нормы проектирования. Стальные конструкции.

СП 16.13330-2011 -- Стальные конструкции. Актуализированная редакция СНиП II-23-81*.

Пособие по проектированию -- стальных конструкций (к СНиП II-23-81*).

СНиП 3.03.01-87 -- Несущие и ограждающие конструкции.

СП 53-101-98 -- Изготовление и контроль качества стальных строительных конструкций.

СП 53-102-2004 -- Общие правила проектирования стальных конструкций.

ГОСТ 21.502-2007 -- Правила выполнения проектной и рабочей документации металлических конструкций.

ГОСТ 23118-99 -- Конструкции стальные строительные. Общие технические условия.

Серия 2.400-10 -- Нормали заводских стыков профилей в строительных стальных конструкциях.

ГОСТ 14771-76 -- Дуговая сварка . Соединения сварные.



4. Контроль качества

4.1 Контроль качества основного металла

Проверка металла перед сваркой начинается с проверки наличия сертификата, где должны быть указаны: механические свойства, пластические свойства, химический состав металла. При отсутствии сертификата проводится полная проверка металла и лишь после этого он запускается в производство. Металл перед сваркой должен быть проверен на свариваемость, перед сваркой все заготовки должны быть очищены от ржавчины, окалины, загрязнений, и проверены на отсутствие механических повреждений.

4.2 Контроль качества сварочных материалов

Качество сварного соединения во многом зависит от качества сварочных материалов, поэтому каждую партию электродов, проволоки, флюсов, баллоны с защитным газом перед началом сварки необходимо тщательно проверять. Сварочные материалы должны иметь сертификат, в котором должны быть указаны данные в соответствии с ГОСТ, ТУ и паспорт.

4.3 Контроль качества оборудования

Данный вид контроля осуществляется в несколько этапов.

1. Контроль самим оператором производиться каждый день, перед началом смены.

2. Один раз в неделю оборудование должно осматриваться мастером участка и соответствующие записи должны производиться в журнале осмотра. Если в процессе осмотра выявлены серьезные недостатки, то дается заявка в группу механиков или электриков на их устранение. Работа на неисправном оборудовании запрещена.

3. Один раз в месяц производиться профилактический контроль и ремонт оборудования группой механиков и электриков. Этот контроль производиться по графику, утвержденному начальником цеха.

В процессе всех видов контроля обращают особое внимание на исправность всех контролирующих приборов, проводки, подводящей питание, шлангов (если это полуавтомат), держателей, горелок, редукторов, наличия заземления, а также наличия изоляционного коврика у сварщика. Профилактический осмотр проводиться в нерабочие дни.

4.4 Контроль качества технологии

Этот вид контроля предусматривает контроль над подготовкой заготовок, исправностью оснастки, необходимой, для сборки изделия, как поузловой, так и общей. Контроль заготовок производиться выборочно и если выявлены существенные отклонения, то проверяется вся партия. У сборочных и сварочных приспособлений проверяется исправность зажимных устройств, пригодность установочных поверхностей, исправность и пригодность медных, флюса - медных и других подкладок, теплоотвод элементов. Проверяются режимы выполнения сварочных операций, то есть: сварочный ток, напряжение на дуге, скорость сварки; контроль проводится путем визуального наблюдения за приборами и внешнего осмотра сварного шва.

При изготовлении особо ответственных конструкций, а также при серийном и крупносерийном производстве контроль ведется путем непрерывной записи параметров режима с помощью самопишущих приборов.



4.5 Контроль квалификации сварщика

Этот контроль производится на всех этапах производства сварной конструкции: заготовки, сборки, сварки и контроля готовой продукции. С этой целью производится периодическая аттестация операторов, паспортизация сварщиков, сборщиков, дефектоскопистов. Порядок и сроки аттестации указаны в соответствующих документах, отраслевых нормативах или в соответствующих распоряжениях по цеху или предприятию. В процессе аттестации производиться проверка теоретических знаний и практических навыков выполнения работы. Аттестация производиться комиссией, которая создается приказом по предприятию или распоряжением по цеху и включает ведущих специалистов отрасли.

4.6 Методы контроля качества сварных соединений

Под контролем качества сварки подразумеваются проверка условий и порядок выполнения сварочных работ, а также определение качества выполненных сварных соединений в соответствии с техническими требованиями.

В сварочном производстве применяют следующие виды контроля: входной (предупредительный), текущий (пооперационный) и приемочный (выходной) готовых изделий и узлов.

Цель входного контроля - уменьшить вероятность возникновения брака при выполнении сварочных работ (контроль документации, качества исходных и сварочных материалов, квалификации сварщиков и т. д.).

Текущий контроль осуществляется в процессе сборочно-сварочных работ.

Приемочный, или выходной контроль, осуществляется для выявления наружных и внутренних дефектов сварки.

Различают разрушающие и неразрушающие методы контроля качества сварных соединений.

4.6.1 Разрушающие методы контроля качества сварных соединений

Разрушающие испытания проводят на образцах-свидетелях, моделях и реже на самих изделиях для получения информации, прямо характеризующей прочность, качество или надежность соединений. К их числу относятся: механические испытания, металлографические исследования, химический анализ и специальные испытания. Эти методы применяют главным образом при разработке технологии изготовления металлических конструкций или для выборочного контроля готовой продукции.

Механические испытания предусматривают статические испытания различных участков сварного соединения на растяжение, изгиб, твердость и динамические испытания на ударный изгиб и усталостную прочность.

Металлографические исследования проводят для установления структуры металла сварного соединения и наличия дефектов.

При макроструктурном методе определяют характер и расположение видимых дефектов в разных зонах сварных соединений путем изучения макрошлифов и изломов металла невооруженным глазом или с помощью лупы.

При микроструктурном анализе исследуют структуру металла на полированных и травленных реактивами шлифах при увеличении в 50...2000 раз. Такие исследования позволяют обнаружить пережог металла, наличие окислов по границам зерен, сульфидных и оксидных включений, размеры зерна, микроскопические трещины и другие дефекты структуры.

Химический анализ позволяет установить состав основного и наплавленного металла, электродов и их соответствие ТУ на изготовление сварного соединения.

Специальные испытания проводят для получения характеристик сварных соединений, учитывающих условия эксплуатации (коррозионная стойкость, ползучесть металла при воздействии повышенных температур и др.).

4.6.2 Неразрушающие методы контроля качества сварных соединений

При неразрушающих испытаниях оценивают те или иные физические свойства, косвенно характеризующие прочность или надежность сварного соединения. Неразрушающие методы (ими проверяется более 80 % сварных соединений) применяют, как правило, после изготовления изделия для обнаружения в нем дефектов. К неразрушающим методам контроля качества сварных соединений относятся: внешний осмотр, радиационный, ультразвуковой и магнитный контроль, контроль на непроницаемость и ряд других методов, имеющих ограниченное применение.

Внешнему осмотру подвергается 100 % сварных соединений. Осмотр выполняют невооруженным глазом или с помощью лупы, используя шаблоны и мерительный инструмент. При этом проверяются геометрические размеры швов, наличие подрезов, трещин, непроваров, кратеров и других наружных дефектов.

Контролю на непроницаемость подвергают трубопроводы и емкости, предназначенные для транспортирования и хранения газов и жидкостей и, как правило, работающие при избыточном давлении.

Пневматические испытания основаны на создании с одной стороны шва избыточного давления воздуха (10...20 кПа) и промазывании другой стороны шва мыльной пеной, образующей пузыри под действием проникающего через неплотности сжатого воздуха. Негерметичность можно также оценить по падению давления воздуха в емкости, снабженной манометром.

Вид гидравлического испытания зависит от конструкции изделия. Налив воды применяют для испытания на прочность и плотность вертикальных резервуаров, газгольдеров и других сосудов с толщиной стенки не более 10 мм. Воду наливают на полную высоту сосуда и выдерживают не менее 2 ч. Поливу из шланга с брандспойтом под давлением не ниже 0,1 МПа подвергают сварные швы открытых сосудов. При испытании с дополнительным гидростатическим давлением последнее создают в наполненном водой и закрытом сосуде с помощью гидравлического насоса. Величину давления определяют по техническим условиям и правилам Котлонадзора. Дефектные места устанавливают по наличию капель, струек воды и отпотеваний.

Внутренние дефекты сварных соединений выявляют просвечиванием рентгеновскими лучами (толщина металла до 60 мм (рис. 1)), или гамма-лучами (толщина металла до 300 мм (рис. 2)). Выявление дефектов основано на различном поглощении рентгеновского или гамма-излучения участками металла с дефектами и без них. Результаты фиксируются на пленке или выводятся на специальный экран. Размеры выявляемых дефектов: при рентгенографии - 1...3 % от толщины металла, при радиографии - 2...4 %.

При оценке качества швов рекомендуется иметь эталонные снимки характерных дефектов для разных толщин металла. Альбомы эталонных снимков утверждаются инспекцией Ростехнадзора и являются неотъемлемой частью ТУ на приемку изделий.

Магнитографический контроль основан на обнаружении полей рассеивания, образующихся в местах расположения дефектов при намагничивании контролируемых сварных соединений . Поля рассеивания фиксируются на эластичной магнитной ленте, плотно прижатой к поверхности шва. Запись производят на дефектоскопе. Магнитографический контроль можно применять только для проверки сварных соединений металлов и сплавов небольшой толщины, обладающих ферромагнитными свойствами. Выявляют поверхностные и подповерхностные макротрещины, непровары, поры и шлаковые включения глубиной 2...7 % на металле толщиной 4...12 мм. Менее четко обнаруживаются поры округлой формы, широкие непровары (2,5...3 мм), поперечные трещины, направление которых совпадает с направлением магнитного потока.

Ультразвуковой контроль основан на способности ультразвуковых колебаний (механические колебания частотой 16...25 МГц) отражаться от поверхности, разделяющей среды с разными акустическими свойствами. Для получения ультразвуковых колебаний используют свойство титаната бария, кристаллов кварца и некоторых других веществ преобразовывать электрические колебания в механические и наоборот (обратный и прямой пьезоэффекты). технологический сварка соединение контроль

Ультразвуковой контроль имеет определенные преимущества перед радиационными методами: высокую чувствительность (площадь обнаруживаемого дефекта 0,2...2,5 ммІ при толщине металла до 10 мм и 2...15 ммІ при больших толщинах), возможность контроля при одностороннем доступе к шву, высокую производительность, возможность определения точных координат залегания дефекта, мобильность аппаратуры.

Основным методом УЗ-контроля является эхо-метод. Этим методом контролируют около 90 % всех сварных соединений толщиной более 4 мм.

Принципиальная схема УЗ-контроля эхоимпульсным методом с совмещенной схемой включения искателя и приемника. Импульсный генератор формирует короткие электрические импульсы с длинными паузами. Искатель преобразует эти импульсы в ультразвуковые колебания. При встрече с дефектом волны от него отражаются, снова попадают на искатель и преобразуются в электрические колебания, поступающие на усилитель и дальше на экран прибора . Зондирующий импульс генератора 6 размещается в начале развертки, импульс от донной поверхности - в конце развертки, а импульс от дефекта - между ними. В процессе контроля сварного соединения искатель перемещается зигзагообразно по основному металлу вдоль шва . Для обеспечения акустического контакта поверхность изделия в месте контроля обильно смазывают маслом (например, компрессорным).

К недостаткам метода следует отнести прежде всего низкую помехоустойчивость к наружным отражателям, резкую зависимость амплитуды сигнала от ориентации дефекта. Люминесцентная и цветная дефектоскопия относятся к методам капиллярной дефектоскопии. Контролируемую поверхность покрывают слоем флюоресцирующего раствора или ярко-красной проникающей жидкости. Затем раствор или жидкость удаляют, а поверхность облучают ультрафиолетовым светом (люминесцентный метод) или покрывают белой проявляющей краской (цветная дефектоскопия). В первом случае дефекты начинают светиться, а во втором - проявляются на фоне белой краски. С помощью этих методов выявляют поверхностные дефекты, главным образом трещины, в том числе в сварных соединениях из немагнитных сталей, цветных металлов и сплавов.

В каждом конкретном случае способ и объемы контроля качества сварного соединения выбираются в зависимости от назначения и степени ответственности конструкции в соответствии с отраслевыми нормативными документами, специальными техническими условиями или проектом.



5. Устранение сварочных дефектов

Крупные трещины в швах ликвидируют путем их заварки. Предварительно сверлят сквозные отверстия на расстоянии 40-50 мм от каждого конца трещины, чтобы предупредить ее дальнейшее распространение. Затем пневматическим зубилом, газовым резаком для поверхностной резки или воздушно-дуговым резаком производят V- или Х-образную разделку трещины, зачищают ее кромки от шлака и заваривают обратно-ступенчатым способом (рис. 4). Иногда перед сваркой металл в конце трещины нагревают газовой горелкой до температуры 150-200° С с тем, чтобы шов и нагретые участки остывали одновременно. Это позволяет избежать появления остаточных напряжений на концах шва.

Швы с внутренними мелкими трещинами, непроварами, газовыми и шлаковыми включениями полностью вырубают или выплавляют и заваривают вновь. Аналогичным образом поступают с пережженными участками.

В сварных конструкциях, изготовленных из углеродистых сталей, применяют как выплавку, так и вырубку швов; в конструкциях же из легированных сталей швы можно только вырубать, так как при выплавке происходит изменение структуры и свойств основного металла.

Неполномерность шва устраняют наплавкой дополнительных слоев, а подрезы заваривают тонкими валиковыми швами.

Наплавы, натеки, а также чрезмерное усиление шва (лишний металл в сечении шва) удаляют пневматическим зубилом или абразивным инструментом.

При перегреве металла выполняют соответствующую термическую обработку.



5.1 Исправление деформированных элементов сварных конструкций

В том случае, когда величина деформаций выходит за пределы допустимой, необходимо выправлять элементы или изделия механическим, термическим или термомеханичееким способом.

Для механической правки применяют домкраты, винтовые прессы, молоты и другие устройства, создающие ударную или статическую нагрузку, которая прилагается со стороны наибольшего выгиба изделия. Данный способ правки довольно трудоемкий. Неправильное его выполнение может привести к образованию трещин и разрывов в сварных швах, а иногда и в основном металле.

Деформированные изделия из тонколистового металла выправляют прокатыванием их между валками , предварительно установив накладки на сварные швы. В процессе прокатки сварной шов растягивается, в нем возникают пластические деформации снимающие напряжения и вызванные ими коробления.

Для выправления деформированных изделий из толстолистовой стали применяют послойную проковку сварных швов.

Термическая правка заключается в нагреве небольших участков металла деформированной конструкции при помощи сварочных горелок. Нагрев ведут до перехода металла на выпуклой стороне деформированного изделия в пластическое состояние. В процессе охлаждения нагретых участков возникают напряжения, выправляющие изделия.

При правке сварной тавровой балки выпуклую ее часть нагревают полосами шириной 20-30 мм, сходящимися под углом примерно 30° (рис. 10, а). Таким же образом для выправления швеллерной балки нагревают обе полки и, кроме того, полосами шириной около 30-40 мм - ее стенку. При общем выпучивании рамы, сваренной из швеллеров, полосы нагрева располагают в середине пролетов.

Температура нагрева поверхности стальных изделий составляет в °С:

При толщине металла до 6 мм: 300-500 ; 7-12 мм: 500-650 ; 13-20: 650-800Б; свыше 20: 800-850.

Чтобы определить время окончания нагрева, пользуются таблицами температур, соответствующих различным цветам при нагреве (таблица 5).

Таблица 5. Цвета стали при различных температурах нагрева.

Цвета стали	Температура, ° С	Цвета стали	Температура, °С
Темно-коричневый Коричнево-красный Темно-красный Темно-вишнево-красный Вишнево-красный Светло-вишнево-красный	550-580 580-650 650-730 730-770 770-800 800-830	Светло- красный Оранжевый Темно-желтый Светло-желтый Ярко-белый	830--900 900--1050 1050--1150 1150--1250 1250--1300

Более точно температуру нагрева контролируют оптическими или радиационными пирометрами.

Термомеханическая правка сочетает местный нагрев с приложением статической нагрузки, изгибающей деформированный элемент (в нужном направлении. Данный способ применяется для исправления сравнительно жестких узлов.

Все способы правки следует вести в приспособлениях, позволяющих контролировать размеры выпрямляемых элементов и их прогибы.

В большинстве случаев дефекты сварки, а также деформации сварных конструкций можно исправить описанными выше способами. В противном случае изделие бракуют и составляют акт по форме, принятой в данной организации.

Уменьшение величины напряжений. Внутренние напряжения в сварных швах снижают послойной проковкой швов, предварительным или сопутствующим подогревом изделий, термической обработкой после сварки.

Послойную проковку швов обычно выполняют пневматическим зубилом с закругленным бойком. Проковка рекомендуется при многослойной сварке деталей большой толщины, причем во избежание появления трещин и надрывов первый и последний слои шва не проковывают. Швы, склонные к закалке, проковывать не следует.

Предварительный или сопутствующий подогрев применяют при сварке сталей, склонных к закалке и образованию трещин. Температуру подогрева (100-600° С) выбирают в зависимости от марки стали и жесткости конструкции. Подогревают изделия индукторами, многопламенными горелками, в печах.

Термическая обработка после сварки, необходимая для выравнивания структуры шва и зоны термического влияния, также снимает внутренние напряжения. Для этого применяют низкотемпературный отпуск изделия из расчета 2--3 мин на 1 мм толщины металла и медленное охлаждение его вместе с печью.



6. Нормативно-техническая документация на сварку

Различают основные и вспомогательные документы. Основные документы бывают общего и специального назначений.

Основные документы полностью и однозначно определяют технологический процесс (операцию) изготовления изделий и содержат информацию, необходимую и достаточную для решения инженерно-технических, планово-экономических и организационных задач.

Вспомогательные документы применяют при разработке, внедрении и функционировании технологического процесса (операции).

Нормативно-техническая документация заполняется по правилам, изложенным в ГОСТ 3.1705-81.

Документы общего назначения применяют в отдельности или в комплекте на технологический процесс сварки (далее - ТП) вне зависимости от методов изготовления изделий.

К ним относятся: титульный лист (ТЛ), карта эскизов (КЭ), технологическая инструкция (ТИ).

Документы специального назначения применяют при описании ТП (операции) в зависимости от видов процессов изготовления изделий, типа и вида производства. К ним относятся:

· маршрутная карта (МК);

· карта ТП (КТП);

· карта типового ТП (КТТП);

· универсальная карта КТТП (КТТПN);

· операционная карта (ОК);

· карта типовой операции (КТО);

· комплектовочная карта (КК);

· технико-нормировочная карта (ТНК);

· карта кодирования информации (ККИ);

· ведомость технологических маршрутов (ВТМ);

· ведомость оснастки (ВО);

· ведомость оборудования (ВОб);

· ведомость материалов (ВМ) и др.

Комплектность документов определяют в зависимости от типа производства (единичное, серийное, массовое) и видов разрабатываемых процессов по их организации (единичный, типовой, групповой).

Каждый разработанный документ должен иметь самостоятельное обозначение.

Пример. ТД-0229014, где 02 - комплект документов ТП, 2 - типовой процесс, 90 сварка, 14 - рельефная сварка.

Терминология и классификация видов сварки, сварных соединений, швов, оборудования и материалов должны соответствовать ГОСТ 2601-84' и 19521-74.

Унифицированная запись наименований операций (переходов) должна выполняться в МК, КТП, КТТП, ОК, ВО, ВОб. Применяют три формы записи: полную, краткую, по кодовым обозначениям.

Полную запись применяют в МК при маршрутном описании ТП для единичного и мелкосерийного производства, а также в МК, КТП (КТТП), ОК при операционном и маршрутно-операционном описании ТП, если входящие в операцию переходы не различаются по способу сварки.

Если же они разнятся по способу сварки, то применяют краткую запись в нормативно-технической документации любого вида. Краткую запись практикуют также при операционном и маршрутно-операционном описании ТП.

Нумерацию операций ТП проставляют числами ряда арифметической прогрессии 5, 10, 15 и т.д. При корректировании ТП вновь вводимым операциям присваивают промежуточные номера, не кратные 5. Унифицированная запись операции (перехода) должна содержать ключевые слова:

· наименование, номер позиции, указания на выполняемые по эскизу сварные швы детали;

· наименование способа сварки;

· информацию о прихватках;

· наименование способа выполнения операции, перехода (по разметке, по упору и т.п.);

· особые условия сварки (положение, последовательность выполнения швов, температуру подогрева и т.п.) и дополнительные требования к выполнению операции (это указывают в графе «Особые указания»);

· информацию о безопасности труда;

· ссылку на документы, содержащие информацию, которая дополняет или разъясняет текстовую запись (чертеж, эскиз).

При описании операций указывают в технологической последовательности переходы, установки, сборки, сварки, зачистки и др., если их выполняют на том же рабочем месте, где идет сварка, и те же исполнители.



7. Разработка технологического процесса

Технологический процесс должен предусматривать решения по следующим разделам и операциям.

1. Сборочные операции: порядок сборки и соединения отдельных деталей в узлы; порядок сборки и соединения узлов в конструкцию; приспособления и рабочее место сборщика; схема прихваток, закреп; число рабочих по разрядам, затрата времени.

2. Сварочные операции : способ сварки; диаметры электродов и режимы по току, а в некоторых случаях и по напряжению на дуге; число, место и порядок наложения швов, пространственное положение швов; число валиков в шве, порядок их наложения; термический режим при сварке: предварительный и промежуточный подогрев, последующая термическая обработка, приспособления, применяемые при сварке, способ крепления конструкций к приспособлению; число рабочих по разрядам, затрата времени.

При составлении технологического процесса следует учитывать получающееся в процессе наложения валиков термическое воздействие на основной металл и на наложенные ранее валики.



Заключение

Была дана полная характеристика основному материалу, вспомогательным материалам. Произведен выбор способа сварки, метода и параметров контроля качества изделия, электрического и механического сварочного оборудования.

Итак, технологический процесс сборки и сварки фундамента барабана для размотки боновых заграждений подразумевает собой метод, при использовании которого сварочный ток (постоянный или переменный) подводится, непосредственно, от источника питания к электроду и изделию для образования, а также поддержания электрической дуги. Ручная дуговая сварка применима во всех пространственных положениях и обеспечивает получение высококачественных соединений. Имеет свои преимущества и недостатки.

Для сварки всей конструкции был выбран сварочный выпрямитель ВД - 305 т.к. он занимает меньше производственной площади, экономически выгоден, подходит по техническим параметрам и режимам сварки и может обеспечить требуемое качество сварного соединения.

Использование специальной сборочно-сварочной оснастки позволило повысить производительность труда, улучшить качество изготавливаемого сварочного фундамента.

В результате выше указанных мероприятий, полностью изучен технологический процесс сборки и сварки фундамента барабана для размотки боновых заграждений.



Список использованных источников

1 Куркин С.А., Николаев Г.А. Сварные конструкции. Технология изготовления, механизация, автоматизация и контроль качества в сварочном производстве. - М.: Высшая школа, 2009. - 172 с.

2 Куркин С.А., Ховов В.М., Рыбчук А.М. Технология, механизация и автоматизация производства сварных конструкций: Атлас. - М.: Машиностроение, 2009. - 373 с.

3 Рыжков Н.И. Производство сварных конструкций в тяжелом машиностроении. - М.: Машиностроение, 2009. - 110 с.

4 Сварка в машиностроении: Справочник: 4 т./ Под ред. Г.А. Николаева. - М.: Машиностроение, 2008 - 79. - Т.1 - 4.

5 Блинов А.Н., Лялин К.В. Организация и производство сварочно-монтажных работ. - М.: Стройиздат, 2008. - 230 с.

6 Блинов А.Н., Лялин К.В. Сварные конструкции. - М.: Стройиздат, 2009.



Приложение

Сборочный чертеж

Размещено на Allbest.ru

...