Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Технология изготовления балки покрытия

1.1 Назначение конструкции

Область применения сварных балок - это их использование в качестве металлических стальных конструкций для создания каркасов быстровозводимых зданий. Сварные балки применяются также и в межэтажных перекрытиях, стойках, эстакадах, подкрановых балках, покрытиях, рабочих площадках, мостах, воротах и в прочих металлических конструкциях. Особенно эффективное использование сварных балок в качестве многопролётных конструкций огромных промышленных цехов и комплексов, и в прочих сооружениях. Сварные двутавровые профили нашли применение в машиностроении и строительстве, а тавровые пролёты - в судостроении. С помощью балок возводятся опоры, перекрытия и другие строительные конструкции.

На практике, как правило, горизонтально расположенная балка (рис.1) воспринимает вертикальную поперечную весовую нагрузку, но в отдельных случаях необходимо учитывать влияние и вероятных горизонтальных поперечных сил (например, ветровую нагрузку или при учёте возможного землетрясения). Нагруженная балка, в свою очередь, воздействует на опоры, которыми могут являться колонны, подвесы, стены или другие балки (перекладины). Затем нагрузка передаётся далее и в итоге, в большинстве случаев, воспринимается конструктивными элементами, работающими на сжатие, -- опорами.

Прочностные качества балки зависят от нескольких её характеристик:

* площади и формы её поперечного сечения;

* длины балки;

* материала балки;

* способа её закрепления.



Рис.1. Балка покрытия

К основным преимуществам сварной балки относятся:

* уменьшенная масса сварной балки в сравнении с горячекатаной балкой за счет сбалансированного подбора сечения;

* возможность изготовления балок переменного сечения;

* возможность изготовления балок заданной длины, исключающая обрезки и отходы при дальнейшей обработке.

1.2 Материалы, применяемые для изготовления конструкции

сварка балка покрытие

Для сварки балки покрытия применяется полуавтоматическая сварка в смеси защитных газов (рис.2). На сегодняшний день это самый распространенный вид сварки в силу своей универсальности и высокой производительности. Возможно с его помощью выполнить сварку изделия с высоким качеством и минимальными затратами на сварочное оборудование. Снижаются требования к квалификации сварщика и улучшается качество сварочных работ. Преимуществом сварки в среде защитных газов является возможность видеть процесс и результаты сварки.

Рис. 2. Схема сварки в защитных газах: 1 - горелка; 2 - сопло;3 - мундштук; 4 - защитный газ; 5 - медный наконечник; 6 - проволока сварочная; 7 - сварочная ванна; 8 - дуга электрическая; 9 - сварной шов; 10 - свариваемые детали.

Балка покрытия в соответствии с чертежом изготавливается из стали марки Ст3сп. Это сталь конструкционная углеродистая обыкновенного качества, поставляется по ГОСТ 380-2005. По ГОСТ 27772-88 сталь Ст3сп соответствует стали для строительных конструкций С245. Применяется для изготовления несущих элементов сварных и не сварных конструкций и деталей, работающих при положительных температурах. Применение Ст3сп5 связано не только с более доступной ценой на рынке, но и эксплутационными характеристиками данного вида стали, такими как отличной пластичностью и гибкостью, необходимой для создания несущих конструкции. Сталь Ст3сп отлично сваривается. Химический состав Ст3сп дан в табл. 1.

Таблица 1

Химический состав в % материала Ст3сп ГОСТ 380 - 2005

C	Si	Mn	Ni	S	P	Cr	N	Cu
0.14-0.22	0.15 - 0.3	0.4 - 0.65	до 0.3	до 0.05	до 0.04	до 0.3	до 0.008	до 0.3

Механические свойства Ст3сп даны в табл. 2.

Таблица 2

Механические свойства при Т=20oС материала Ст3сп

Сортамент	ув, МПа	ут, МПа	d5,%
Прокат, ГОСТ 535-2005	370-490	205-255	23-26
Лист толстый, ГОСТ 14637-89	370-480	205-245	23-26

ув, - предел прочности, МПа

ут, - предел текучести, МПа

d5 - относительное удлинение, %

Технологические свойства Ст3сп даны в табл. 3.

Таблица 3

Технологические свойства Ст3сп

Свариваемость	без ограничений
Флокеночувствительность	не чувствительна
Склонность к отпускной хрупкости	не склонна

Сталь - это сплав железа с углеродом. Сталь классифицируется по:

1. Химическому составу на:

· углеродистые содержание углерода до 0,25%.

· среднеуглеродистые содержание углерода от 0,25 до 0,45%,

· высокоуглеродистые содержание углерода от 0,6%;

2. По применению на:

· конструкционные;

· инструментальные;

· специальные.

3. По степени раскисления на:

· кипящие (кп) - нераскисленные стали;

· полуспокойные (пс) - частично раскисленные кремнием и марганцем;

· спокойные(сп) - полностью раскисленные.

Сварные швы выполняются сварочной проволокой Св-08Г2С по ГОСТ 2246-70 механизированной сваркой в смеси защитных газов: углекислого газа (СО2) и аргона (Аr). Сварка производится на постоянном токе.

Проволока сварочная марки Св-08Г2С предназначена для электродуговой сварки углеродистых и низколегированных сталей в среде защитных газов (100% CО2 или 80% Ar + 20% CО2) во всех пространственных положениях. Проволока применяется следующих диаметров: 1,2 - 1,6 мм. Проволока сварочная Св-08Г2С представляет собой одну из самых универсальных марок проволоки, используемой в механизированных сварочных процессах. Она подходит как для использования в устройствах механизированной сварки, так и в сварочных автоматах. Проволока этой марки пригодна для сварки в любых пространственных положениях. Проволока Св-08Г2С обеспечивает надёжное сварное соединение высокого качества. Шов при сварке получается ровным и чистым. Св-08Г2С: сварочная проволока углеродистая, легированная марганцем с добавлением кремния. Марганец делает сварочный шов особо прочным. Химический состав сварочной проволоки Св-08Г2С и механические свойства наплавленного металла даны в табл. 4 и 5.

Таблица 4

Химический состав сварочной проволоки Св-08Г2С по ГОСТ 2246-70,%

C	Si	Mn	P	S	Cr	Ni	Ai
0,05-0,11	0,1-0,95	1,8-2,1	до 0,03	до 0,025	до 0,2	до 0,25	до 0,05

Таблица 5

Механические свойства наплавленного металла

Предел текучести, МПа	Временное сопротивление разрыву, МПа	Относительное удлинение, %	Ударная вязкость, Дж/смІ
>430	>560	28	55

В процессе сварки, для того, чтобы защитить сварочный шов от воздействия окружающего воздуха, а именно от азота и кислорода, требуется защитный газ. Попадание азота и кислорода в зону сварки может привести к пористости, несплавлению, хрупкости металла сварного шва и т.д. Эти дефекты - общая проблема для всех сварочных процессов.

В качестве защитных газов при сварке плавлением применяют инертные газы, активные газы и их смеси. Инертными называют газы, не способные к химическим реакциям и практически не растворимые в металлах. Это одноатомные газы. Из инертных газов для сварки сталей используют аргон, гелий и их смеси. Из активных газов - углекислый газ.

Аргон -- негорючий и невзрывоопасный газ без цвета и запаха. Он не образует взрывчатых смесей с воздухом. Будучи тяжелее воздуха, аргон обеспечивает хорошую газовую защиту сварочной ванны. Аргон - инертный газ, который не образует химических соединений с другими элементами.. Аргон немного тяжелее воздуха, поэтому его струя хорошо защищает сварочную дугу и зону сварки. Сварочная дуга в аргоне имеет, кроме того, высокую стабильность. Аргон поставляется в баллонах серого цвета, которые имеют в верхней части надпись «Аргон чистый».

Углекислый газ, или диоксид углерода (СО2) - активный газ, в нормальных условиях представляет собой бесцветный газ без запаха плотностью 839 кг/м3. Он тяжелее воздуха, что обеспечивает хорошую газовую защиту сварочной ванны. Углекислый газ хорошо растворяется в воде. Жидкая углекислота -- бесцветная жидкость, плотность которой сильно изменяется с изменением температуры. Углекислый газ хранят и транспортируют в стальных баллонах под давлением 60-70 кгс/см2. Цвет баллона черный, с надписью желтого цвета «Углекислота». В углекислом газе не должны содержаться минеральные масла, глицерин, сероводород, соляная, серная и азотная кислоты, спирты, эфиры, органические кислоты и аммиак. В баллонах со сварочной углекислотой, кроме того, не должно быть воды. Перед подачей в зону дуги углекислый газ должен осушаться, так как повышенное содержание водяных паров в такой углекислоте может при сварке привести к образованию пор в швах и снизить пластические свойства сварного соединения. Технические требования для сварочного углекислого газа даны в таблице 6.

Таблица 6

Технические требования для сварочного углекислого газа

Показатель	Сорт
	I	II
Содержание углекислого газа, не менее	99%	99,5%
Содержание влаги, не более	0,18%	0,51%

Применение в качестве защитного газа смеси Ar+CO2 позволяет получать не только «красивые» и высокопрочные сварные швы, но и минимизировать трудозатраты на зачистку от сварочных брызг (что является характерной особенностью сварки в защитных газах) и получать меньшее количество дефектов сварного шва.

Для сварки стали использование чистого аргона не выгодно, так как он обеспечивает достаточного низкое проплавление. Высокое проплавление при сварке стали обеспечивает использование углекислого газа. Но даже при большом проплавлении и дешевизне этого газа, в настоящее время сварку в углекислом газе используют все реже, так как в углекислом газе происходит большое разбрызгивание и образование оксидов на сварном шве. Всё чаще и чаще для сварки стали применяют смеси газов. В том числе смесь углекислого газа и аргона. Аргон предотвращает избыточное образование оксида, а углекислый газ обеспечивает глубокое проплавление. Чем больше содержание углекислого газа, тем больше разбрызгивание. Это происходит, когда содержание углекислого газа в смеси более 20% смеси. Обычно для сварки стали используют смесь 80% Ar и до 20 % CO2. Добавление аргона уменьшает разбрызгивание металла и образование пор в металле шва. Преимущества использования газовых сварочных смесей на основе аргона по сравнению с углекислотой: снижение потерь электродного металла на разбрызгивание;

· снижение количества прилипания брызг (набрызгивания) в районе сварного

· соединения и как следствие уменьшение до 95% трудоемкости по их удалению.

· повышение плотности и пластичности металла шва;

· повышение прочности сварного соединения;

· процесс сварки стабилен даже при некоторой неравномерности подачи сварочной проволоки, а также наличия на её поверхности следов технологической смазки и ржавчины;

· гигиенические условия труда на рабочем месте сварщика улучшаются за счет значительного уменьшения количества выделений сварочных аэрозолей и дымов.

1.3 Технология изготовления заготовок

К заготовительным работам относятся правка, разметка, резка, сверловка отверстий, обработка кромок под сварку, доставка заготовок на сборку балки.

Изготавливают балки из специального металлопроката:

· уголка;

· двутавров;

· листового металла.

Балка ворот состоит из двутавра и приваренных к нему ребер жесткости из листового металла. Для устранения волнистости производят правку листового металла на многовалковой машине с числом валков более пяти, расположенных в шахматном порядке. Правка производится путем пластического изгиба или растяжения.

Рис. 3. Правильные вальцы

Правкой называется операция по устранению дефектов заготовок и деталей в виде вогнутости, выпуклости, волнистости, коробления, искривления и т. д. Схема многовалковой машины изображена на рис.3.

Правка необходима и для выправления профильного проката. Она производится на правильном прессе (рис.4).

Рис. 4. Правка балки

При изготовлении деталей применяют следующие виды резки:

· на отрезных станках;

· на штампах;

· на прессах;

· термическую резку.

Термическую резку (газовую и плазменную) на машинах с ЧПУ применяют для резки листового материала и вырезки заготовок (рис. 5).

Рис. 5. Плазменная резка металла

Резку деталей и вырезку отверстий производят на машине газовой резки «Комета» (рис. 6).

Рис. 6. Машина газовой резки «Комета»

Одновременно с вырезкой заготовок в них вырезаются необходимые отверстия (рис. 7).

Фрезерная обработка кромок. Так как в большинстве случаев балка изготавливается из довольно толстого металла, кромки заготовок к сварке нужно специальным образом подготовить-обработать их на кромкофрезерном станке (рис. 8) для того, чтобы можно было в процессе сварки добиться идеальной проварки шва.

Очистку применяют для удаления с поверхности листа средств консервации, загрязнений ржавчины окалины, заусенцев, шлака, которые затрудняют процесс сварки, вызывают дефекты сварных швов и препятствуют нанесению защитных покрытий, для очистки деталей применяют механическую и химическую очистку.



Рис. 7. Вырезанные детали



Рис. 8. Станок для фрезерной обработки кромок

К механическим относят: дробеструйную, дробемётную, пескоструйную обработку и обработку на зачистных станках, в галтовочных барабанах. К химическим методам относят: обезжиривание, ванный или струйный способ. Кромки и прилегающие к ним поверхности должны быть зачищены с двух сторон на ширину не менее 20 мм. Зачистку следует производить до полного удаления грата и брызг после термической резки, краски, масел и других загрязнений. Зачистку производить стальной щеткой, наждачным кругом и др. (рис. 9).

Рис 9. Очистка металла

1.4 Технология сборки и сварки

Методы сборки элементов под сварку должны обеспечивать правильное взаимное расположение сопрягаемых элементов и свободный доступ к выполнению сварочных работ в последовательности, предусмотренной технологическим процессом

Если производство сварных балок не имеет массового характера, для сборки применяют специальный стеллаж, оснащенный зажимами, помогающий правильно расположить все элементы будущей балки. Но и при использовании такого стеллажа сборка балки все равно занимает немало времени и требует немалых усилий. Собранные детали фиксируют на прихватках. Размеры и расположение прихваток задают не только из условий прочности и жесткости, но и с позиции исключения их вредного влияния на качество выполнения сварных соединений и работоспособность конструкции. Поэтому прихватки должны иметь ограниченное поперечное сечение и длину и располагаться в местах, обеспечивающих их полную переварку при укладке основных швов.

Прихватку элементов выполняют теми же сварочными материалами, что и сварку. Сварные швы выполняются механизированной сваркой плавящимся электродом.

Ребра жесткости можно приваривать как к стенке, так и к полке балки в любой последовательности после предварительной их прихватки. Прихватки размещаются в местах расположения сварных швов. Высота прихваток должна быть не более 2/3 высоты шва, чтобы при последующей сварке они были перекрыты швом, и не менее 4 - 6 мм для прихватываемых ребер жесткости толщиной 6 мм и более. Длина каждой прихватки должна быть равна 4 - 5 толщинам прихватываемых элементов, но не менее 30 мм и не более 100 мм, а расстояние между прихватками - в 30 - 40 раз больше толщины свариваемого металла.

Балка покрытия состоит из двух симметричных частей (дет.156), которые укладывают на сборочный стеллаж (рис. 10) и приваривают друг к другу через пластину 160.



Рис. 10. Укладка двутавра на сборочный стеллаж

На полку двутавра (рис.11) устанавливаются по разметке восемь пластин (дет. 47), прихватываются и привариваются по замкнутому контуру, далее к ним привариваются уголки (дет.161). Уголки обвариваются с трех сторон.

Рис.11. Приварка пластин и уголков

Далее на эту же полку с двух стороны приваривают пластины (дет. М-36), а к ним приваривают уголки (дет.161).



Рис.12. Приварка пластины М-36

После этого производят приварку пластин (дет.140) по обе стороны двутавра (рис.13).

Рис.13. Приварка пластин 140 и 141

В центре двутавра на этой же полке устанавливают пластины (дет.141) и приваривают (рис.14).

Рис.14. Приварка дет.141

Далее собирают нижние узлы конструкции. Для этого к пластине (дет. 263) приваривают перпендикулярно пластину (дет.137) и две пластины (дет. 143), что поясняет рис. 15.

Рис.15. Приварка деталей 137 и 143

Затем всю конструкцию кантуют на 90о (рис.16) и внутрь ее устанавливают два ребра жесткости (дет.142).

Рис.16. Приварка ребер жесткости

Также с этой стороны стенки привариваютсяк двутавру две детали М-38 (рис.17) и вторым торцом приваривается пластина (дет.160); и к пластине (дет.160) приваривариваются две пластины (дет.166).



Рис.17. Приварка детали М-38

Приварка пластин (дет.166) показана на рис.18.

Рис.18. Приварка пластин (дет.166)

Далее двутавр кантуют еще на 90о и с внешней стороны полки приваривают нижние узлы (рис.19)и обваривают двутавр (рис.20).



Рис.19.Приварка нижних узлов

Рис.20. Обварка двутавра

1.5 Параметры режима сварки

Качество сварки в значительной мере зависит от правильности выбора режимов работы сварочного полуавтомата, а также от правильности выбора сварочных материалов. Диаметр сварочной проволоки для сварки согласно чертежа равен 1,2 -- 2,0 мм.

К параметрам режима механизированной сварки относятся:

· род тока и полярность;

· диаметр электродной проволоки;

· сила сварочного тока;

· напряжение дуги;

· скорость подачи проволоки;

· вылет электрода;

· расход углекислого газа;

· наклон электрода относительно шва;

· скорость сварки.

При сварке в углекислом газе обычно применяют постоянный ток обратной полярности, так как сварка током прямой полярности приводит к неустойчивому горению дуги. Переменный ток можно применять только с осциллятором, однако в большинстве случаев рекомендуется применять постоянный ток. Сварочный ток устанавливается в зависимости от выбранного диаметра электродной проволоки.

Диаметр электродной проволоки следует выбирать в зависимости от толщины свариваемого металла.

Режимы механизированной сварки стали приведены в таблице 7.

Таблица 7

Режимы механизированной сварки низкоуглеродистой стали

Катет шва, мм	Диаметр проволоки, мм	Режим сварки	Вылет электрода, мм
		Сила тока, А	Напряжение на дуге, В	Расход газа, л/мин
4,0	1,2 1,4	200 270	22-23 24-25	10-12	12-15 15-18
5,0-6,0	1,4 1,6	320 280	27-28 27-29	12-15	18-20

С увеличением силы сварочного тока увеличивается глубина провара и повышается производительность процесса сварки.

Напряжение дуги зависит от длины дуги. Чем длиннее дуга, тем больше напряжения на ней. С увеличением напряжения дуги увеличивается ширина шва и уменьшается глубина его провара. Устанавливается напряжение дуги в зависимости от выбранной силы сварочного тока.

Скорость подачи электродной проволоки подбирают с таким расчётом, чтобы обеспечивалось устойчивое горение дуги при выбранном напряжении на ней.

Вылетом электрода называется длина отрезка электрода между его концом и выходом его из мундштука. Величина вылета оказывает большое влияние на устойчивость процесса сварки и качества сварного шва. С увеличением вылета ухудшается устойчивость горения дуги и формирования шва, а также увеличивается разбрызгивание. При сварке с очень малым вылетом затрудняется наблюдение за процессом сварки и часто подгорает контактный наконечник. Величину вылета рекомендуется выбирать в зависимости от диаметра электродной проволоки. Перед началом процесса сварки следует установить величину вылета электродной проволоки, равную 15 -- 20 мм, так как с увеличением этого расстояния возможно попадание кислорода и азота воздуха в наплавленный металл и образования пор в шве.

Величину расстояния от сопла горелки до изделия следует выдерживать в приведенных значениях (табл.8.).

Таблица 8

Рекомендуемые расстояния от сопла до изделия, мм

Рекомендуемые расстояния от сопла горелки до изделия
Диаметр электродной проволоки, мм	0,5-0,8	1,0-1,2	1,6-2,0	2,5-3,0
Расстояние от сопла горелки мм,	5-15	8-18	15-25	20-40

Расход углекислого газа определяют в зависимости от силы тока, скорости сварки, типа соединения и вылета электрода. В среднем газа расходуется от 5 до 20 л/мин.

Наклон электрода относительно шва оказывает большое влияние на глубину провара и качество шва. В зависимости от угла наклона сварку можно производить углом назад и углом вперёд. При сварке углом назад в пределах 5 - 10 град улучшается видимость зоны сварки, повышается глубина провара и наплавленный металл получается более плотным.

При сварке углом вперёд труднее наблюдать за формированием шва, но лучше наблюдать за свариваемыми кромками и направлять электрод точно по зазорам. Ширина валика при этом возрастает, а глубина провара уменьшается. Скорость сварки устанавливается самим сварщиком в зависимости от толщины металла и необходимой площади поперечного сечения шва. При слишком большой скорости сварки конец электрода может выйти из-под зоны защиты газом и окислиться на воздухе.

Если диаметр проволоки увеличивается, то при одной и той же силе сварочного тока уменьшается глубина проплавления и при этом увеличивается его ширина.

Род тока и его полярностью во многом определяют количество теплоты, которое выделится на изделие во время сварки. На практике оказывается, что величина проплавления при использовании прямой полярности меньше, чем при обратной. Катодное пятно занимает меньшую площадь, чем анодное, так что вырастает ширина сварного шва.

1.6 Контроль качества

Качество продукции есть совокупность свойств продукции, обуславливающих ее пригодность удовлетворять определенные потребности в соответствии с ее назначением. Качество сварных изделий зависит от состояния оборудования, соответствия материала техническим условиям и оснастки, правильности и уровня отработки технологической документации, соблюдения технологической дисциплины, а также квалификации работающих. Обеспечить высокие технические и эксплуатационные свойства изделий можно только при условии точного выполнения технологических процессов и их стабильности. Особую роль здесь играют различные способы объективного контроля как производственных процессов, так и готовых изделий.

Сварные конструкции контролируют на всех этапах их изготовления. Кроме того, систематически проверяют приспособления и оборудование. При предварительном контроле подвергаются проверке основные и вспомогательные материалы, устанавливается их соответствие чертежу и техническим условиям.

После заготовительных работ детали подвергают чаще всего наружному осмотру, т.е. проверяют внешний вид детали, качество поверхности, наличие заусенцев, трещин, забоин и т.п., а также измеряют универсальными и специальными инструментами, шаблонами, с помощью контрольных приспособлений.

Особенно тщательно контролируют участки, подвергающиеся сварке.

Профиль кромок, подготовленных под сварку плавлением, проверяют специальными шаблонами, а качество подготовки поверхности - с помощью оптических приборов или специальными микрометрами.

Во время сборки и прихватки проверяют расположение деталей друг относительно друга, величину зазоров, расположение и размер прихваток, отсутствие трещин, прожогов и других дефектов в местах прихваток и т.д. Качество сборки и прихватки определяют наружным осмотром и обмером.

Наиболее ответственным моментом является текущий контроль выполнения сварки. Организация контроля сварочных работ может производиться в двух направлениях: контролируют сами процессы сварки либо полученные изделия.

Швы сварных соединений и конструкции по окончании сварки металлоконструкций должны быть очищены от шлака, брызг и натеков металла.

При визуальном контроле сварные швы должны удовлетворять следующим требованиям:

· иметь гладкую или равномерно чешуйчатую поверхность без резких переходов к основному металлу (требование плавного перехода к основному металлу должно быть специально обосновано и обеспечено дополнительными технологическими приемами);

· швы должны быть плотными по всей длине и не иметь видимых прожогов, сужений, перерывов, наплывов, а также недопустимых по размерам подрезов, непроваров в корне стыкового шва, несплавлений по кромкам, шлаковых включений и пор;

· металл шва и околошовной зоны не должен иметь трещин любой ориентации и длины;

· кратеры швов в местах остановки сварки должны быть переварены, а в местах окончания - заварены. На поверхности балки не должно быть трещин, расслоений, плен, закатов, рванин, раскатанных загрязнений

Для измерения формы и размеров изделий и сварных соединений, угловых и линейных величин полуфабрикатов, деталей, сборочных единиц, сварных соединений, изделий, а также поверхностных дефектов следует применять исправные, прошедшие метрологическую поверку, инструменты и приборы:

· лупы измерительные по ГОСТ 25706;

· линейки измерительные металлические по ГОСТ 427;

· угольники поверочные 90° лекальные по ГОСТ 3749;

· штангенциркули по ГОСТ 166;

· щупы № 2 - 4;

· шаблоны, в том числе универсальные (например, типа УШС по ТУ102.338). Перед проведением визуального и измерительного контроля поверхность объекта в зоне контроля подлежит зачистке до чистого металла от ржавчины, окалины, грязи, краски, масла, шлака, брызг расплавленного металла, продуктов коррозии и других загрязнений, препятствующих проведению контроля.

Измерительный контроль изделий проводится с целью подтверждения размеров сварных швов, допустимости размеров поверхностных дефектов, выявленных при визуальном контроле, а также соответствия основных размеров изделий (деталей, сборочных единиц) требованиям стандартов, ТУи паспортов изделий.

Схемы измерения отдельных размеров подготовки деталей под сварку и сборки соединений под сварку с помощью шаблона универсального типа УШС приведены на рис. 21-24.

Рис. 21. Шаблон универсальный типа УШС



Рис. 22. Схема измерения угла скоса кромки

Рис. 23. Схема измерения размера притупления разделки

а б в

Рис. 24. Схема измерения с помощью УШС размеров сварного шва: а) измерение высоты шва и глубины подреза; б) измерение ширины шва; в) измерение западаний между валиками

Сварные соединения, не удовлетворяющие требованиям к их качеству, должны быть исправлены в соответствии с разработанной технологией и повторно проконтролированы.

После визуально - измерительного контроля балку подвергают ультразвуковой дефектоскопии. Ультразвуковой контроль основан на способности ультразвуковых волн, которые представляют собой упругие колебания материальной среды с частотой колебания 20 кГц, проникать в металл на большую глубину и отражаться от находящихся в нем дефектных участков. В процессе контроля пучок ультразвуковых колебаний от вибрирующей пластинки-щупа (пьезокристалла) вводится в контролируемый шов. Когда при прохождении через сварной шов ультразвуковые волны встречают на своём пути дефекты (трещины, поры, шлаковые включения, расслоения и т.д.), они отражаются от границы раздела металл-дефект. И могут быть зафиксированы при помощи специальных ультразвуковых дефектоскопов. Схема контроля показана на рис. 25.

Рис.25. Схема ультразвукового контроля сварных швов: 1 - генератор УЗК, 2 - щуп, 3 - усилитель, 4 - экран

Эти колебания после их усиления подаются на экран электронно-лучевой трубки дефектоскопа, которые свидетельствуют о наличии дефектов. По характеру импульсов судят о протяженности дефектов и глубине их залегания. Ультразвуковой контроль можно проводить при одностороннем доступе к сварному шву без снятия усиления и предварительной обработки поверхности шва.

Преимущества ультразвукового контроля:

· это очень распространенный и недорогой способ неразрушающего контроля сварных швов;

· скорость проведения является достаточно высокой и результатов не придется долго ждать;

· безопасность для здоровья человека;

· исследуемую деталь не нужно отделять от всей конструкции;

· есть много вариантов приборов для проведения процедуры;

· можно подвергать анализу достаточно широкие области изделия;

· точно определяет место, где находится тот или иной дефект, а также его характер.

2. Оборудование, инструменты и приспособления

Для изготовления балки покрытия требуется оборудование:

1. Правильный пресс - для правки двутавра. Технические характеристики правильного пресса приведены в табл.9.

Таблица 9

Технические характеристики правильного пресса

Характеристики	Описание
Ширина полки, мм	до 600
Толщина полки, мм	до 40
Толщина стенки, мм	до 30
Высота стенки, мм	до 800
Усилие правки, т	300
Ход гидравлического прижима, мм	700

2. Многовалковая машина - для правки листов. Технические характеристики правильного пресса приведены в табл.10.

Таблица 10

Технические характеристики машины листоправильной СКМЗ

Характеристики	Описание
Толщина листа, мм	10-20
Скорость правки м/мин	10,2
Ширина листа, мм	1200
Количество валков	5
Габаритные размеры, мм	4000х 2980х1975
Масса, т	14,033

3. Станок для фрезерной обработки кромок. Торцефрезерные станки используются для фрезерования торцов сварных и горячекатаных двутавровых балок или балок коробчатого сечения, а также других видов заготовок. Технические характеристики торцефрезерного станка даны в табл.11.

Таблица 11

Технические характеристики торцефрезерного станка

Характеристики	Описание
Скорость перемещения	660 мм/мин
Рабочая скорость	50-440 мм/мин
Мощность двигателя горизонтальной подачи	4/3 КВт (1500/960 об./мин)
Диаметр фрезы	125-250 мм
Ход шпинделя	70 мм
Скорость вертикального резания	55-500 мм/мин
Скорость горизонтального резания	50-440 мм/мин
Угол фрезерования	0-45°

4. Машина газовой резки «Комета» - для резки листовых заготовок. Технические характеристики машины «Комета» представлены в табл.12.

Таблица 12

Технические характеристики машины «Комета»

Наименование параметров и размеров	Нормы
Габариты разрезаемого листа, мм: - длина - ширина	6000, 12000, 24000 2500, 3600, 6300, 7600
Диапазон разрезаемых толщин низкоуглеродистой стали, мм: - одним кислородным резаком - двумя и более резаками одновременно	3-300 3-100
Наибольшая скорость перемещения резака, мм/мин	12000
Число суппортов	до 9
Напряжение питания машины, В	3х380
Применяемые горючие газы	Природный газ, пропан-бутан, ацетилен,

5. Угловая шлифовальная машина - для зачистки швов и дефектов. Обработку кромок выполняют угловой шлифовальной машиной (рис. 26). Технические характеристики угловой шлифовальной машины Makita 9565HZ даны в табл. 13.



Рис. 26. Угловая шлифовальная машина Makita 9565HZ

Таблица 13

Технические характеристики угловой шлифовальной машины Makita 9565HZ

Показатель	Величина
Мощность, Вт	1100
Диаметр диска, мм	125
Посадочный диаметр диска, мм	22,2
Резьба на шпинделе	М14
Число оборотов	11000
Длина сетевого шнура, м	3
Габариты, мм	328х135х124
Вес, кг	2,3

6. Механизм подачи проволоки открытого типа со встроенным

микропроцессорным блоком управления и индикации ПДГО - 570 - 4К (рис. 27) в комплекте со сварочным выпрямителем ВДУ-506С (рис.28). Технические характеристики ПДГО - 570 - 4К и сварочного выпрямителя ВДУ-506С представлены в табл. 14 и 15.



Рис.27. Механизм подачи проволоки ПДГО - 570 - 4К

Таблица 14

Технические характеристики ПДГО - 570 - 4К

Параметр	Величина
Встроенный блок управления	цифровой
Номинальный сварочный ток, А	500
Пределы регулирования сварочного тока, А	60 - 500
Диаметр стальной электродной проволоки, мм	0,8 - 2,0
Скорость подачи электродной проволоки, м/ч	35 - 1500
Расход защитного газа, л/ч	500 - 1200
Масса (без кассеты), кг, не более	13
Габариты (ДхШхВ), мм	660х185х405
Максимальная масса проволоки, кг	18

Рис.28 . Сварочный выпрямитель ВДУ-506С

Таблица 15

Технические характеристики сварочного выпрямителя ВДУ-506С

Наименование параметра:	Значение:
Напряжение питающей сети, В	3х380
Частота питающей сети, Гц	50
Номинальный сварочный ток, А (при ПВ, ПН%)	500 (60%)
Пределы регулирования сварочного тока, А	50-500
Номинальное рабочее напряжение, В	46
Напряжение холостого хода, В, не более	85
Потребляемая мощность, кВА, не более	40
Масса, кг, не более	230
Габариты, мм, не более	840 х 505 х 795

7. Молоток - для подбивки заготовок.

8. Зубило - для зачистки брызг металла.

9. Металлическая щетка.

3. Безопасность труда при выполнении сварочных работ

К электросварочным работам допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие специальное обучение и имеющие удостоверение на право производства работ; вводный инструктаж по технике безопасности, инструктаж на рабочем месте, обучение и проверку знаний по вопросам охраны труда.

Сварщики, могут быть допущены к самостоятельной работе после медицинского осмотра и сдачи экзамена на знание требований инструкций по безопасности труда.

Электросварщик должен иметь группу по электробезопасности не ниже II.

Электросварщик ежегодно проходит проверку знаний по вопросам охраны труда. Повторный инструктаж по охране труда проводится не реже чем один раз в 6 месяцев.

Вблизи места производства сварочных работ должны находиться средства пожаротушения (огнетушители, лопата, ящик с песком).

Электросварщик должен выполнять только работу, порученную ему непосредственным руководителем. Во время работы он должен быть внимательным, не отвлекаться на посторонние дела и разговоры

Электросварщику запрещается:

включать и останавливать (кроме аварийных ситуаций) машины, станки и механизмы, пользоваться электрофицированным или пневматическим инструментом, к работе с которыми он не имеет допуска;

самостоятельно устранять неисправности в электрооборудовании;

прикасаться к электрооборудованию: электрораспределительным щитам, арматуре общего освещения, электропроводам (особенно оборванным), клеммам и другим токоведущим частям;

открывать дверцы электрораспределительных шкафов и снимать ограждения и защитные кожухи с токоведущих частей оборудования;

применять и хранить огнеопасные вещества (бензин, ацетон, уайт-спирит и др.) в местах наладки сварочных машин и производства сварочных работ;

выполнять одновременно сварочные и лакокрасочные работы на оборудовании, расположенном в одном помещении;

работать в одежде и рукавицах со следами масел и жиров, бензина, керосина и других горючих жидкостей;

производить сварочные работы на свежеокрашенных поверхностях оборудования и конструкций;

пользоваться случайными и неисправными приспособлениями и инструментом.

Корпус сварочной машины и другие металлические части, связанные с машиной должны быть заземлены. Перед началом электросварочных работ необходимо внешним осмотром проверить исправность изоляции сварочных проводов, а также надежность соединений всех контактов

В помещении для электросварочных установок должны быть предусмотрены достаточные по ширине проходы, обеспечивающие удобство и безопасность выполнения сварочных работ и доставки изделий к месту сваривания и назад, но не менее 0,8 м.

При электросварочных работах в производственных помещениях рабочие места сварщиков должны быть отделены от других рабочих мест и проходов несгораемыми экранами (ширмами, щитами) высотой не менее 1,8 м.

Внеочередные повторные испытания электросварщика проводятся перед возобновлением им работы при перерывах в работе более трех месяцев. Каждый электросварщик может быть допущен к работе только после прохождения им инструктажей по технике безопасности и производственной санитарии в соответствии с общими требованиями инструктажа рабочих перед допуском их к самостоятельной работе.

При каждом перемещении электросварочных проводов сварщиком должны приниматься меры против повреждения изоляции, а также соприкосновения проводов с водой, маслом, стальными канатами, шлангами от ацетиленового аппарата, газопламенной аппаратуры и горячими трубопроводами.

Рабочее место электросварщика должно быть хорошо освещено, освобождено от ненужных для работы предметов и легковоспламеняющихся веществ. Расстояние от рабочей площадки до места их возможного размещения должно составлять не менее 10 метров.

Электросварщик должен быть экипирован в спецодежду, а также обувь, обеспечивающую гарантированную защиту от попадания на тело расплавленных частиц металла. В комплект одежды входят брезентовые брюки и куртка, имеющие карманы, закрытые специальными клапанами (одеваться должны только навыпуск), шнуровка обуви должна быть плотной. На руках должны быть сварочные перчатки.

Должна быть проверена электрическая изоляция токоведущих элементов. Проверяется надежность и правильность заземления следующих элементов: корпуса сварочного агрегата, его электрической части, свариваемой заготовки и рубильника. Все соединения кабеля и сварочного агрегата должны быть надежными.

Для защиты органов зрения и лица обязательно применение защитных масок или щитков, они должны обеспечить защиту всего лица. Также необходимо предусмотреть защиту от воздействия сварочной дуги посторонних лиц. С этой целью устанавливаются специальные экраны или щиты, не допускающие ослепления подручных сварщика.

Основные требования безопасности труда при механизированной сварке

· перед пуском сварочного полуавтомата необходимо проверить исправность пускового устройства (рубильника, кнопочного выключателя);

· корпуса источника питания дуги и аппаратного ящика должны быть заземлены;

· при включении полуавтомата первоначально следует включить рубильник (магнитный пускатель), а затем - аппаратный ящик. При выключении - наоборот;

· шланги для защитного газа и водяного охлаждения у полуавтомата в местах соединения со штуцерами не должны пропускать газ и воду;

· опираться или садиться на источник питания дуги и аппаратный ящик запрещается;

· при работе открытой дугой на расстоянии менее 10м необходимо ограждать места сварки;

· по окончании работы выключить ток, газ;

· о замеченных неисправностях в работе оборудования необходимо доложить мастеру цеха и без его указания к работе не приступать;

· устранять неисправности полуавтоматах самому сварщику запрещается.

Список использованной литературы

1. Галушкина, В. Н. Технология производства сварных конструкций [Текст]: учебник / В. Н. Галушкина. - М.: Академия, 2010. - 192 с.

2. Куликов, О. Н. Охрана труда при производстве сварочных работ [Текст]: учебник /О. Н. Куликов, Е. И. Ролин. - 7-е изд., перераб. и доп.- М.: Академия, 2012. - 224с.

3. Овчинников, В. В. Современные материалы для сварных конструкций [Текст]: учебное пособие / В. В. Овчинников, М. А. Гуреева.- М.: Академия, 2013. - 304 с.

4. Овчинников, В. В. Технология газовой сварки и резки металлов [Текст]: учебник для нач. проф. образования / В. В. Овчинников. - 2-е изд., стер. - М.: Академия, 2010. - 240 с.

5. Овчинников, В. В. Технология ручной дуговой и плазменной сварки и резки металлов [Текст]: учебник / В. В. Овчинников. - М.: Академия, 2010.

6. Овчинников, В. В. Оборудование, механизация и автоматизация сварочных процессов [Текст]: учебник / В. В. Овчинников. - 2-е изд., испр. - М.: Академия, 2012. - 256 с.

Интернет-ресурсы:

1. Сварка углеродистых и конструкционных сталей [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://www.svarki.com, свободный. - Загл. с экрана.

2. Сварочный портал Svarka.coM [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://www.svarka.com, свободный. - Загл. с экрана.

3. Словарь металлургических терминов [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://www.mto.nnov.ru/sl.html, свободный. - Загл. с экрана.

4. Шторм. Передовые технологии сварки и резки [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://www.shtorm-its.ru, свободный. - Загл. с экрана.

5. Svarkainfo.ru: Все для надежной сварки! [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://www.svarkainfo.ru, свободный. - Загл. с экрана.

6. WebSvarka.ru [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://websvarka.ru, свободный. - Загл. с экрана.

Размещено на Allbest.ru

...