Технологический процесс изготовления изделия "Кронштейн 32.13.000.82.15.001-0 СБ" сваркой в защитных газах

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Самарской области государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение Самарской области «Сызранский политехнический колледж»

Технологический процесс изготовления изделия «Кронштейн 32.13.000.82.15.001-0 СБ» сваркой в защитных газах

Выполнил: обучающийся гр. 423 СВ-3 Горшунов А.О.

Проверил: преподаватель Орлова Наталия Ивановна

г. Сызрань, 2019 г.



Содержание

Введение

1. Общие сведения об изделии

1.1 Назначение и описание данного изделия

2. Сварные соединения и швы, применяемые при сборке данного изделия

2.1 Типы сварных соединений

2.2 Классификация и обозначение сварного шва на чертеже

2.3 Основные геометрические параметры сварного шва

3. Технологический процесс выполнения сварного шва

3.1 Подготовка деталей под сварку

3.2 Применяемые сварочные материалы

3.3 Выбор режимов сварки

3.4 Расчет необходимого количества прихваток

3.5 Техника выполнения сварного шва

4. Оборудование и приспособления, применяемые при сварке данной конструкции

4.1 Оборудование, применяемое при сварке данной конструкции

4.2 Приспособления, применяемые при сварке данной конструкции

5. Контроль качества сварного соединения

5.1 Основные задачи контроля качества сварных соединений

5.2 Основные дефекты сварных соединений и методы их устранения

5.3 Выбор метода контроля сварного соединения

6. Организация рабочего места сварщика и техника безопасности

6.1 Организация рабочего места сварщика

6.2 Техника безопасности при выполнении сварочных работ

6.3 Пожарная безопасность

7. Экономический расчет

7.1 Расчет потребности в сварочных материалах

Заключение

Список используемой литературы



Введение

сварный шов технологический соединение

Сварочная техника и технология постоянно совершенствуются.

Среди самых эффективных способов сваривания металлов выделяется сварка в защитных газах. Специальные газы, поступающие в область сваривания, предотвращают поступление воздуха, который оказывает негативное влияние на свойства соединения материалов. Благодаря этому сварные швы получаются чистыми (без шлака), герметичными (без пор) и соответствуют заданным характеристикам при соблюдении рекомендаций ГОСТ 14771-76.

Проводимая на аппаратах полуавтоматического типа, ручная дуговая сварка в защитном газе бывает двух видов: локальная и общая в камере. Самая распространенной является локальная защита в струе инертного газа, который истекает из сопла сварочной горелки.

Преимущества данной технологии:

· высокое качество швов;

· универсальность в плане обрабатываемых материалов и их толщины;

· независимость результата от пространственного положения;

· визуальный контроль шва во время его образования;

· нет необходимости засыпать и убирать флюс, шлак;

· оперативность;

· возможность автоматизации;

· дешевизна.

Цель выполнения работы: Разработать технологический процесс изготовления изделия «Кронштейн 32.13.000.82.15.001-0 СБ» сваркой в защитных газах.

Для достижения цели необходимо выполнить следующие задачи:

· Выбрать способы подготовки и сборки изделия «Кронштейн 32.13.000.82.15.001-0 СБ».

· Подобрать режим сварки и технику выполнения сварных соединений.

· Выбрать сварочные материалы, оборудование, инструменты и приспособления для выполнения сварки в защитных газах.

· Выбрать метод контроля качества изделия «Кронштейн 32.13.000.82.15.001-0 СБ».

· При выполнении выпускной квалификационной работы использовалась учебная и справочная литература, ГОСТ, интернет - ресурсы.



1. Общие сведения об изделии

1.1 Назначение и описание данного изделия

Описание. «Кронштейн 32.13.000.82.15.001-0 СБ» выполнен из стали марки СТ 3 и состоит из трех деталей:

· Стойка 330х90х10 - 1 шт.

· Основание 100х200х10 - 2 шт.

· Стенка 200х340х10 - 1 шт.

Габаритные размеры нашего изделия: длина - 360 мм, ширина - 200 мм, высота - 100 мм.

Назначение. Кронштейн (нем. Kragstein -- скоба, держатель) -- консольная опорная деталь или конструкция, служащая для крепления на вертикальной плоскости (стене или колонне) выступающих или выдвинутых в горизонтальном направлении частей машин или сооружений. Конструктивно кронштейн может выполняться в виде самостоятельной детали либо многодетальной конструкции с раскосом, а также в виде значительного утолщения в базовой детали. Механический принцип действия -- сопротивление материала на скол и сдвиг.

Современные кронштейны широко используются в различных отраслях промышленности, хозяйства. Они применяются в строительстве, автомобилестроении, монтажных работах. Кронштейны часто необходимы при построении водослива, проведении трубопроводных коммуникаций. В быту это изделие используется для установки раковин, светильников, телевизоров, камер наблюдения. Толщина стенки варьируется в пределах 2-8 мм. Это зависит от предполагаемых нагрузок.

Кронштейн 32.13.000.82.15.001-0 СБ применяется в автомобилестроении, с его помощью к кузову автомобиля крепится штатное и дополнительное оборудование.



2. Сварные соединения и швы, применяемые при сборке данного изделия

2.1 Типы сварных соединений

При сварке в защитном газе применяют стыковые, нахлесточные, тавровые, угловые соединения (рис. 2.1.1):

· стыковые (С) - детали соединяются встык по торцевым поверхностям;

· угловые (У) - детали располагаются под углом и соединяются по кромкам снаружи угла;

· тавровое (Т) - детали образуют форму буквы Т;

· внахлестку (Н) - детали частично перекрывают друг друга.

Рисунок 2.1.1 Основные типы сварных соединений

Стыковым соединением называется сварное соединение двух элементов, примыкающих друг к другу торцевыми поверхностями и размещенных на одной поверхности или в одной плоскости.

Угловым соединением называется сварное соединение двух элементов, размещенных под углом и сваренных в месте примыкания их краев.

Тавровым соединением называется такое сварное соединение, в котором торец одного элемента примыкает под углом и присоединен к боковой поверхности другого элемента.

Нахлесточным соединением называется сварное соединение параллельно размещенных и частично перекрывающихся элементов.

2.2 Классификация и обозначение сварного шва на чертеже

Сварные швы классифицируются по различным признакам (рис. 2.2.1):

· По внешнему виду на: нормальные (плоские),выпуклые (усиленные) и вогнутые (ослабленные);

· По выполнению сварные швы могут быть односторонними и двусторонними;

· По количеству слоев сварка бывает однослойной и многослойной;

· По числу проходов - однопроходной и многопроходной;

· По протяженности сварные швы бывают непрерывными и прерывистыми.

· По направлению действующего усилия сварные швы бывают продольные (фланговые), поперечные (лобовые), комбинированные, косые;

· По положению в пространстве швы подразделяются на: нижние (Н), «в лодочку» (Л), горизонтальные (Г), полугоризонтальные (Пг), полувертикальные (Пв), вертикальные (В), полупотолочные (Пп), потолочные (П);

· По назначению сварные швы бывают прочные, плотные (герметичные), прочно-плотные;

· По условиям работы сварного изделия швы делятся на: рабочие, (предназначенные непосредственно для нагрузок), нерабочие (связующие или соединительные);

· По ширине сварные швы подразделяются на ниточные, уширенные.



Рисунок 2.2.1 Классификация сварных швов

Согласно Единой системе конструкторской документации (ЕСКД) изображения и обозначения швов сварных соединений на чертежах изделий должны соответствовать ГОСТ 2312-72 «Изображение швов сварных соединений» (таблица 2.2.2).



Таблица 2.2.2

Структура условного обозначения сварных соединений

Видимый шов сварного соединения условно изображают сплошной линией, а невидимый - штрихованной.

Обозначение шва отмечают линией - выноской, заканчивающейся односторонней стрелкой. Характеристики шва проставляют над полкой - для лицевой стороны шва - или под полкой - для обратной стороны шва.

Буквенная часть указывает на вид сварного соединения:

С - стыковые; У - угловые; Т - тавровые; Н - нахлёсточные.

Цифры являются порядковым номером типа шва в данном конкретном стандарте.

Условное обозначение основных способов сварки:

Р - ручная дуговая сварка (штучным электродом);

ЭЛ - электронно - лучевая сварка;

Ф - дуговая сварка под слоем флюса;

ПЛ - плазменная и микроплазменная сварка;

УП - сварка в активном газе плавящимся электродом;

ИП - сварка в инертном газе плавящимся электродом;

ИН - сварка в инертном газе плавящимся электродом;

Г - газовая сварка.

Вспомогательные знаки для обозначения сварных швов приведены в таблице 2.2.1.

Таблица 2.2.1

Вспомогательные знаки для обозначения сварных швов (ГОСТ 14771-76)

2.3 Основные геометрические параметры сварного шва

Из сборочного чертежа - необходимо выполнить 3 видимых сварных соединений ГОСТ 14771-76 Т3- 2 (таб.2.3.1),

где ГОСТ 14771- дуговая сварка в защитном газе;

Т3 -тавровое двухстороннее соединение, без скоса кромок;

2 Размещено на http://www.allbest.ru/

- катет шва 2 мм.



Таблица 2.3.1

Тип соединения



3. Технологический процесс выполнения сварного шва

3.1 Подготовка деталей под сварку

Подготовка и сборка деталей под сварку подразумевает выполнение очистки, выравнивания, разметки, резания и сборки заготовок. Кромки и примыкающую зону, 20-30 мм с каждой стороны, очищают от ржавчины, краски, окалин, масла и других загрязнений. Качественно подготовленные кромки и прилегающая зона имеют металлический блеск, что достигается при использовании металлических щеток, пламя, а при ответственных соединениях используют травление, обезжиривание, пескоструйную обработку.

Следующий этап подготовки деталей перенесение размеров из чертежа на металл и его разметка. Для измерений и разметки используют метры, линейки, угольники, циркули, чертилки, маркеры, мел и специально изготовленные шаблоны. Во время сварки заготовки укорачиваются, что необходимо учитывать при разметке заготовок. Для этого используют припуск с расчета 1 мм на каждый поперечный стык и 0,1-0,2 мм на 1 м продольного шва.

После разметки детали разрезают термическими или механическими способами, для придания заготовкам необходимого размера и формы. Для резки заготовок выбираем гильотину с педалями для ног (рис.3.1.1).



Рисунок 3.1.1 Гильотина с педалями для ног

Кромки на местах будущих сварных соединений делают напильником, зубилом или механическим способом на фрезерных станках, строгальных станках и др. Угол скоса зависит от способа сварки, химического состава металла и его толщины. В нашем случае скос кромок не требуется.

3.2 Применяемые сварочные материалы

Для сварки используем сварочную проволоку Св08Г2С. Сварочная проволока обеспечивает получение хороших механических свойств металла шва в сочетании с основным металлом. Сварные швы получаются хорошего качества с отсутствием холодных и горячих трещин. Химический состав металла шва выше, чем химический состав основного металла, что позволяет получить сварные швы хорошего качества и коррозионной стойкости.

В качестве защитного газа используем углекислый газ. Защитный газ позволяет защитить сварочную ванну от действия окружающего воздуха. В воздухе содержатся вредные газы: азот, водород, кислород. При наличии этих газов в металле шва они ухудшают механические и технологические свойства шва.

Углекислый газ (двуокись углерода) бесцветен, не ядовит, тяжелее воздуха. При давлении 760 мм рт. ст. и температуре 0°С плотность углекислого газа равна 1,97686 г/л, что в 1,5 раза больше плотности воздуха. Углекислый газ хорошо растворяется в воде. Жидкая углекислота -- бесцветная жидкость, плотность которой сильно изменяется с изменением температуры. Вследствие этого она поставляется по массе, а не по объему. При испарении 1 кг жидкой углекислоты в нормальных условиях (760 мм рт. ст., 0° С) образуется 509 л углекислого газа. Углекислоту транспортируют в жидком состоянии в стальных баллонах или изотермических емкостях.

В стальных баллонах углекислота находится под давлением до 50 ат, откуда отбирается в газообразном состоянии. Баллоны должны соответствовать требованиям ГОСТ 949--57, быть окрашенными в черный цвет с надписью «СО₂ сварочный», нанесенной желтой масляной краской. В обычный стандартный баллон емкостью 40 л заливают 25 кг углекислоты, при испарении которой образуется 12 600 л газа.

Из сборочного чертежа ясно, что детали нашего изделия выполнены из конструкционной углеродистой стали марки Ст3

Конструкционную углеродистую сталь обыкновенного качества Ст3 применяют для изготовления несущих и ненесущих элементов для сварных и несварных конструкций, а также деталей, работающих при положительных температурах.

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.

Технологические свойства стали марки ст3:

· Твердость материала ст.3: HB 10 ^-1 = 131 МПа

· Свариваемость ст 3: без ограничений

· Флокеночувствительность стали ст.3: не чувствительна

· Склонность к отпускной хрупкости: не склонна

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.

Для нашей детали используем листовой прокат толщиной 10мм.

3.3 Выбор режимов сварки

К параметрам режима сварки в углекислом газе относятся: род тока и полярность, диаметр электродной проволоки, сила сварочного тока, напряжение дуги, скорость подачи проволоки, расход углекислого газа и скорость сварки.

Выбор диаметра электродной проволоки при сварке и наплавке в углекислом газе зависит от толщины металла (таб. 3.3.1)

Таблица 3.3.1

Диаметр электродной проволоки

Толщина листа, мм	1- 2	3-6	6-24 и более
Диаметр электродной проволоки dЭ, мм	0,8-1,0	1,2-1,6	2,0

Для металла толщиной 10 мм - выбираем электродную проволоку 2мм

Расчет сварочного тока при сварке проволокой сплошного сечения производится по формуле

А (1),

где а - плотность тока в электродной проволоке, А/мм² (при сварке в СО₂ а=110 ч 130 А/мм² ;

d_Э - диаметр электродной проволоки, мм.

I_св== 361 А

Напряжение дуги и расход углекислого газа выбираются в зависимости от силы сварочного тока по табл. 3.3.2

Таблица 3.3.2

Зависимость напряжения и расхода углекислого газа от силы сварочного тока

Сила сварочного тока, А	50ч60	90ч100	150 ч160	220 ч240	280ч 300	360ч 380	430 ч450
Напряжение дуги, В	17-28	19-20	21-22	25-27	28-30	30-32	32-34
Расход СО2, л/мин	8-10	8-10	9-10	15-16	15-16	18-20	18-20

При сварочном токе 360 А:

· напряжение дуги - 30 В

· длина дуги должна быть в пределах 1,5 ч 4,0 мм.

· расход газа - 18 лит/мин

· вылет электродной проволоки составляет 8ч 15 мм (уменьшается с повышением сварочного тока).

Скорость подачи электродной проволоки расчитывается по формуле

, м/ч (2)

где б_Р - коэффициент расплавления проволоки, г/А· ч ;

с - плотность металла электродной проволоки, г/см³ (для стали с =7,8 г/см³).

Значение б_Р рассчитывается по формуле

(3)

= 17,44 г/А· ч (3),

тогда V_пр=256, м/ч (2)

Скорость сварки (наплавки)рассчитывается по формуле

, м/ч, (4)

где б_Н - коэффициент наплавки, г/А ч; б_Н = б_Р·(1-Ш),

где Ш - коэффициент потерь металла на угар и разбрызгивание (при сварке в СО₂ Ш = 0,1- 0.15); тогда б_Н =17,44х(1-0,1)=15,7 г/А ч

F_B - площадь поперечного сечения одного валика, см² (при сварке в СО₂ принимается равным 0,3 - 0,7 см²)

Тогда V_св== 14,5 м/ч, (4)

Занесем расчетные данные в таблицу 3.3.3

Таблица 3.3.3

Расчет режимов сварки

Диаметр электродной проволоки,мм	Величина сварочного тока,а	Напряжение дуги,в	Длина дуги,мм	Расход газа,лит	Вылет электродной проволоки,мм	Скорость подачи электродной проволоки, м/ч	Скорость сварки, м/ч
2	360	30	3	18	8	256	14,5



3.4 Расчет необходимого количества прихваток

Детали под сварку желательно собирать в специальных приспособлениях и прихватывать короткими швами для обеспечения правильного их взаимного расположения в процессе сварки. Прихватку выполняют при тех же режимах, что и основную сварку. Длина прихваток и расстояние между ними от свойств и толщины свариваемого металла, а также от длины шва. При сварке небольших узлов из тонкого металла длина прихваток составляет не более 5 мм, а расстояние между ними 50--100 мм. При сварке металла значительной толщины и большой протяженности шва длина отдельных прихваток может достигать 20--30 мм, а расстояние между ними 300--500 мм.

Прихватки выполняют по схеме (рис. 3.4.1).

Рис. 3.8 Порядок наложения прихваток в продольном шве: а -- от центра; б -- от кромки; 1-7 -- последовательность наложения прихваток

Количество прихваток для нашего изделия

Для шва ГОСТ 14771-76 Т3, длиной 360 мм - длина прихваток 5 мм, расстояние между ними 60 мм.

Для швов ГОСТ 14771-76 Т3, длиной 200 мм - длина прихваток 5 мм, расстояние между ними 50 мм.



3.5 Техника выполнения сварного шва

Зажигание дуги и ее длина. Зажигание дуги при сварке в углекислом газе на токах свыше 200 а не представляет затруднений. Перед зажиганием дуги необходимо следить, чтобы вылет электрода из горелки не превышал 40-45 мм. Зажигание дуги при большем вылете электрода может привести к плохому формированию начала шва и появлению в нем пор.

Как правило, сварку в углекислом газе следует производить на возможно более короткой дуге. При сварке на токах 200-500 а длина дуги должна находиться в пределах 1,5-4,0 мм. При увеличении длины дуги ее горение становится неспокойным, увеличиваются разбрызгивание жидкого металла и угар легирующих элементов. При сварке следует стремиться к быстрому перемещению горелки. При движении горелки катодное пятно должно находиться не на поверхности сварочной ванны, а по возможности на основном металле или границе сварочной ванны с основным металлом. Расположение и длительная задержка активного пятна дуги на сварочной ванне увеличивают разбрызгивание и могут привести к образованию пор в швах. Практически длина дуги оценивается по ее напряжению, величина которого выбирается в зависимости от сварочного тока (следует учитывать, что при использовании источников питания с жесткой характеристикой напряжение дуги остается постоянным, а ее длина изменяется в зависимости от величины тока). При сварке в углекислом газе соотношение между током и напряжением дуги можно выбирать по графику (рис.3.5.1).



Рисунок 3.5.1 График соотношения между током и напряжением дуги

Расстояние от сопла горелки до металла. В практике сварки в углекислом газе и инертных газах расстояние от сопла горелки до изделия обычно выдерживается в пределах 15-25 мм. Приближение горелки к изделию увеличивает ее забрызгивание, а чрезмерное удаление приводит к ослаблению газовой защиты зоны сварки и некоторому снижению устойчивости горения дуги. При сварке глубоких и узких разделок можно применять удлиненные наконечники (токосъемники), выступающие из сопла горелки на 5-10 мм. В этом случае расстояние от наконечника до места сварки целесообразно выдерживать в пределах 20-30 мм.

Наклон и манипулирование горелкой. Манипулирование горелкой при сварке в защитных газах несколько напоминает технику газовой сварки (правый и левый метод). Как правило, при полуавтоматической сварке каждый сварщик имеет свои специфические приемы манипулирования горелкой.

Сварка в углекислом газе отличается от сварки в инертных газах с добавками 3-5% кислорода применением более короткой дуги, большим разбрызгиванием жидкого металла, более глубоким кратером (большим давлением газов, отходящим от электрода в столбе дуги), повышенным выгоранием легирующих элементов, приводящим к зарождению в сварочной ванне большего количества газовых пузырей и неметаллических включений и др. особенностями.

При обычной технике сварки стыковых и тавровых швов угол наклона горелки относительно вертикальной оси (перпендикулярной поверхности изделия) принимается равным 15-30°. Чаще всего сварка производится углом вперед, но в некоторых случаях электрод наклоняется в противоположную сторону (такое положение горелки показано на рис. 3.5.2 пунктиром).

Рисунок 3.5.2 Техника сварки



4. Оборудование и приспособления, применяемые при сварке данной конструкции

4.1 Оборудование, применяемые при сварке данной конструкции

В состав технологического оборудования, необходимого для выполнения сварочных работ при дуговой механизированной сварке в защитных газах входят:

· источник питания;

· сборочно-сварочные приспособления;

· газовая аппаратура;

· приборы газовой магистрали;

· сварочный аппарат (полуавтомат).

Газобаллонное оборудование:

Газовая магистраль состоит из баллона с газом, подогревателя и осушителя, которые применяют только при использовании углекислого газа, а также из редуктора, расходомера, газоэлектрического клапана и шланга, соединяющего эти элементы со сварочной горелкой.

Электрический подогреватель устанавливают для того, чтобы предупредить замерзание влаги в каналах редуктора и закупорку их льдом, между вентилем баллона и редуктором.

Осушители предназначены для поглощения влаги, содержащейся в углекислом газе. Применяют два вида осушителей: высокого и низкого давления.

Редуктор служит для понижения сетевого давления или давления, под которым газ находится в баллоне, до рабочей величины и автоматического поддержания рабочего давления неизменным независимо от давления в баллоне или в сети. Расходомеры предназначены для измерения расхода защитного газа. Применяются расходомеры двух типов: поплавкового и дроссельного.

Для выполнения сварки нашего изделия выбираем полуавтомат типа «КЕМРРI» - FU 20. В таблице 4.1.2. указаны технические данные устройства.

Таблица 4.1.1

Технические характеристики «КЕМРРI» - FU 20

Рабочее напряжение 50/60 Гц, В*	30
Снимаемое напряжение, ВА	120
Ток нагрузки, ПВ 60%, А	500
Скорость подачи проволоки, м/мин	0 - 18
Применяемые присадочные проволоки, диаметр, мм:
Сплошная проволока Fe	0,6 - 1,6
Сплошная проволока Al	1,0 - 1,6
Порошковая проволока Fe	1,1 - 1,6
Катушка с проволокой:
Вес, кг, макс.	20
Диаметр, мм, макс.	300
Размеры:
Длина, мм	650
Ширина, мм	240
Высота, мм	470
Масса проволоки без катушки, кг	21
Класс исполнения корпуса	IP 23

Рабочим инструментом сварочного полуавтомата является сварочная горелка. Горелка предназначена для подачи в зону горения электродной проволоки и защитного газа.

Рукоятка сварочной горелки должна быть прочной и удобной для работы. С этой целью ее изготавливают из литьевого изоляционного материала. На рукоятке размещены предохранительный щиток и пусковая кнопка. Наиболее ответственными элементами сварочной горелки являются сопло и наконечник, подводящий ток.

Техническая характеристика некоторых сварочных горелок для ручной сварки вольфрамовым электродом приведена в таблице 4.1.2



Таблица 4.1.2

Техническая характеристика некоторых сварочных горелок

4.2 Приспособления, применяемые при сварке данной конструкции

Для изготовления сварных конструкций требуется правильная сборка деталей свариваемого изделия, т.е. их правильная взаимная установка и закрепление. Сборка может осуществляться прихватками или в специальных сборочно-сварочных приспособлениях.

Процесс сборки сварного изделия состоит из последовательных операций. Прежде всего, необходимо подать к месту сборки. Затем необходимо установить эти детали в сборочном приспособлении в определенном положении.

В этом положении детали должны быть закреплены, после чего их сваривают.

При выполнении сварочных работ сварщик пользуется традиционным инструментом: металлической щеткой для зачистки кромок перед сваркой и удаления остатков шлака после сварки; молотком - шлакоотделителем для удаления шлаковой корки; зубилом, шаблонами для проверки размеров швов; личным клеймом; рулеткой металлической; угольником и т.д.

Контроль собранных под сварку изделий осуществляется в основном по сопрягаемым и габаритным размерам. Проверку размеров осуществляют металлическими рулетками, линейками или шаблонами.

Для выполнения сварки выбираем зажимный элемент - прижим клиновой регулируемый, который обеспечит правильное положение и направление прижимного усилия для закрепления детали без сдвигов относительно установочных баз (рис.4.2.1)

Рисунок 4.2.1 Прижим клиновой регулируемый



5. Контроль качества сварного соединения

5.1 Основные задачи контроля качества сварных соединений

Задача контроля качества - выявление возможных причин появления брака и его предупреждение.

Работы по контролю качества сварочных работ проводят в три этапа:

· предварительный контроль, проводимый до начала сварочных работ, который включает в себя проверку квалификации сварщика ИТР, руководящих работами по сборке, сварке и контролю;

· контроль в процессе сборки и сварки, который включает в себя проверку качества подготовки кромок и сборки, режимов сварки, порядка выполнения швов, внешнего вида шва, его геометрические параметры, наблюдение за исправностью сварочной аппаратуры;

· контроль качества готовых сварных соединений - это проверка качества сварки в готовом изделии.

5.2 Основные дефекты сварных соединений и методы их устранения

Дефектом называется каждое отдельное несоответствие продукции требованиям, установленным нормативной документацией. Дефектами могут являться несоответствия формы, размеров, состояния поверхностей, физико - механических свойств, нарушения сплошности деталей.

Наиболее характерные дефекты подготовки и сборки: неправильный угол скоса кромок, неправильная величина притупления, непостоянство зазора между свариваемыми кромками, несовпадение стыкуемых плоскостей кромок и другие дефекты подготовки. Причинами таких дефектов могут быть неисправности приспособлений для сборки, низкое качество исходных материалов, ошибки в чертежах и т.д.

Исправлять дефекты надо не всегда. Нужно учитывать требования к изделию, условия его эксплуатации, оценивать, как данный дефект влияет на работоспособность конструкции и не вызовет ли его исправление новых, более опасных дефектов.

Наружные дефекты сварочных швов

· Непровар -- местное отсутствие сплавления между свариваемыми элементами, между основным и наплавленным металлом или отдельными слоями шва при многослойной сварке. Причинами непровара являются некачественная подготовка свариваемых кромок (окалина, ржавчина, малый зазор, излишнее притупление и т.д.), большая скорость сварки, смещение электрода с оси стыка, недостаточная сила тока. Если непровар превышает допустимую величину, участок шва подлежит удалению с последующей переваркой.

· Подрез -- дефект, наиболее часто встречающийся при сварке. Он выражен в виде углубления по линии сплавления сварного шва с основным металлом. В результате подреза происходит местное уменьшение толщины основного металла, что приводит к снижению прочности. При сварке угловых швов подрезы возникают в основном из-за смещения электрода в сторону вертикальной стенки, что вызывает значительный разогрев, плавление и стекание металла на горизонтальную полку. Этот дефект обнаруживается визуально и при отклонениях выше установленной нормы полежит переварке с предварительной зачисткой.

· Наплыв -- проявляется в виде натекания металла шва на поверхность основного металла без сплавления с ним. Причиной этого дефекта может стать пониженное напряжение дуги, наличие окалины на свариваемых кромках, медленная сварка, когда появляются излишки расплавленного присадочного металла. Чаще всего наплывы возникают при сварке горизонтальных швов на вертикальной плоскости.

· Прожог -- сквозное проплавление обычно возникает из-за большого тока при малой скорости сварки. Проявляется он в виде сквозного отверстия в сварочном шве, которое возникает в результате утечки сварочной ванны. При многослойной сварке прожог возникает в процессе выполнения первого прохода шва. Причинами прожога могут стать - завышенный зазор между свариваемыми кромками, недостаточная толщина подкладки или неплотное ее прилегание к основному металлу, что создает предпосылку для утечки сварочной ванны. Дефект обнаруживается визуально и переваривается после предварительной зачистки.

· Незаваренный кратер -- дефект сварного шва, который образуется в виде углублений в местах резкого отрыва дуги в конце сварки. В углублениях кратера могут появляться усадочные рыхлости, часто переходящие в трещины. Кратеры обычно появляются в результате неправильных действий сварщика. При автоматической сварке кратер может появляться в местах выводных планок, где обрывается сварочный шов. Их зачищают и заваривают.

· Поверхностное окисление -- окалина или пленка оксидов на поверхности сварного соединения. Поверхностное окисление зависит от плохой защиты сварочной ванны, качества подготовки свариваемых кромок, неправильной регулировки подачи защитного газа, его составом, большим вылетом электрода.

· Свищ -- воронкообразное углубление в сварочном шве, развивающееся из раковины или большой поры. Причиной развития свища чаще всего является некачественная подготовка поверхности и присадочной проволоки под сварку. Дефект обнаруживается визуально и подлежит переварке.

Внутренние дефекты сварочных швов

· Трещины бывают холодные и горячие. Трещины могут быть как наружными, так и внутренними. Это самые опасные дефекты сварного соединения, часто приводящие к его разрушению. Проявляются они в виде разрыва в сварном шве или в прилегающих к нему зонах. Причинами образования трещин являются большие напряжения, возникающие при сварке.

· Поры -- представляют собой полости внутри шва, заполненные не успевшим выделиться газом (в первую очередь водородом). Основными причинами появления пор являются: присутствие вредных примесей в основном или присадочном металлах, ржавчина или другие загрязнения, не удаленные со свариваемых кромок перед сваркой. Основной причиной появления пор при сварке плавящимся электродом является отсыревшее покрытие. Участок сварочного шва, в котором присутствуют поры, подлежит переварке предварительной механической зачисткой.

· Шлаковые включения -- это дефекты сварного шва, выраженные в наличии полостей, заполненных не успевшим всплыть шлаком. Образование шлаковых включений происходит при некачественной подготовке свариваемых кромок и присадочного материала, завышенной скорости сварки или плохой защите ванны. При сварке в защитных газах шлаковые включения встречаются редко. Участок шва, на котором шлаковые включения превышают допустимые нормы, подлежит вырубке переварке.

· Вольфрамовые включения -- возникают при нарушении защиты сварочной ванны при сварке неплавящимся вольфрамовым электродом. Кроме этого вольфрамовые включения возникают при коротких замыканиях или завышенной плотности тока.

· Оксидные включения -- образуются в результате образования труднорастворимых тугоплавких пленок. Чаще всего они возникают вследствие значительных поверхностных загрязнений или при нарушениях защиты сварочной ванны. Являясь прослойкой в массиве шва, оксидные включения резко снижают прочность сварного соединения, могут привести к его разрушению под приложенной в процессе эксплуатации нагрузкой.



5.3 Выбор метода контроля сварного соединения

Для контроля качества сварного соединения выбираем визуальный осмотр.

Визуальный контроль, как правило, производится невооруженным глазом или с использованием увеличительных луп.

Дефекты, обнаруженные при визуальном контроле, должны быть исправлены до проведения контроля другими методами.

Измерения производятся с использованием приборов и инструментов (рис.5.3.1): лупы измерительные; угольники; штангенциркули; щупы; шаблоны и др. Приборы и инструменты для измерений, в том числе собственного изготовления должны быть проверены.

Рисунок 5.3.1 Комплект визуального и измерительного контроля



6. Организация рабочего места сварщика и техника безопасности

6.1 Организация рабочего места сварщика

Рабочее место сварщика - закрепленный участок, за который отвечает специалист или вся бригада. Это местность на площади территории, расположенной на производстве. Она должна быть оснащена необходимыми инструментами и техникой, которые необходимы для осуществления технологического процесса. Здесь все должно соответствовать технике безопасности. Организация рабочего места сварщика предполагает подготовку всех необходимых для работы вещей, а также уборку всех лишних, которые могут мешать во время проведения процедур и быть опасными. Также организация зависит от размеров и типа свариваемой конструкции.

Планировка рабочего места сварщика должна обеспечивать беспрепятственный доступ к заготовкам, а также безопасные условия труда, когда рядом нет легковоспламеняющихся и взрывоопасных веществ, а сварочные баллоны, если используется газовая сварка, находятся недостаточно удалении от открытого пламени. Также в удобном доступе должны располагаться расходные материалы, такие как электроды, проволока, флюс и прочее, для того чтоб модно было их легко сменить для продолжения работы. Должна соблюдаться инструкция по охране труда, как в индивидуальном, так и в общем плане. Заготовки должны располагаться на своих местах, уже подготовленные к свариванию.

От того, насколько правильно пройдет организация рабочего места сварщика, зависит эффективность и безопасность труда (рис.6.1.1). Сюда также можно отнести факторы правильного размещения самого места и оборудования, различных приспособлений и инструментов, которые могут понадобиться во время работы. Подготовка рабочего места сварщика к работе предполагает следование важным элементам, которые определяют качество и производительность труда.

Рисунок 6.1.1 Организация рабочего места сварщика

6.2 Техника безопасности при выполнении сварочных работ

1. Перед пуском сварочного полуавтомата необходимо проверить исправность пускового устройства (рубильника, кнопочного выключателя).

2. Корпуса источника питания дуги и аппаратного ящика должны быть заземлены.

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

4. Шланги для защитного газа и водяного охлаждения у полуавтомата в местах соединения со штуцерами не должны пропускать газ и воду.

5. Опираться или садиться на источник питания дуги и аппаратный ящик запрещается.

6. При работе открытой дугой на расстоянии менее 10м необходимо ограждать места сварки или пользоваться защитными очками.

7. Намотку сварочной проволоки с бухты на кассету нужно производить только после специального инструктажа.

8. По окончании работы выключить ток, газ, воду.

9. О замеченных неисправностях в работе оборудования необходимо доложить мастеру цеха и без его указания к работе не приступать.

10.Устранять неисправности полуавтоматах самому сварщику запрещается.

6.3 Пожарная безопасность

Причинами пожара при сварочных работах могут быть искры и капли расплавленного металла и шлака, неосторожное обращение пламенем горелки при наличии горючих материалов вблизи места сварщика. Опасность пожара особенно следует учитывать на строительно-монтажных площадках и при ремонтных работах в помещении.

Необходимо соблюдать следующие противопожарные меры:

1. Нельзя хранить вблизи от места сварки огнеопасные и легковоспламеняющиеся материалы, а так же производить сварочные работы в помещениях, загрязненных промасленной ветошью, бумагой, древесиной и тд;

2. Нельзя выполнять сварку и резку свежее выкрашенных масляными красками конструкции до полного высыхания

3. Запрещается выполнять сварку аппаратами, находящимися под электрическим напряжением, и сосудов, находящихся под давлением;

4. Нельзя проводить без специальной подготовки сварку и резку из-под жидкого топлива;

5. Нужно всегда иметь под рукой противопожарные средства - воду, песок и другое;

6. После окончания сварочных работ необходимо убедиться в отсутствии горячих или тлеющих предметов и проверить выключение аппарата

7. Запрещается применять воду и пенные огнетушители при случае тушения керосина, бензина, нефти. В этих случаях нужен песок или сухой огнетушитель.



7. Экономический расчет

7.1 Расчет потребности в сварочных материалах

Расход материалов преследует цель - изыскать методы и средства их экономии и добиться снижения себестоимости сварных конструкций.

Для экономии проволоки необходимо уменьшать количество концов уходящих в металлолом.

Масса наплавленного металла, г, рассчитывается по следующей формуле:

(1)

где l - длина шва, см;

с - плотность наплавленного металла (для стали с=7,8 г/см3);

F_св - площадь сварного изделия, см².

Находим

G_н= 0,32х152х7,8=379,3 г, (1)

Время горения дуги, ч, определяется по формуле

(2)

б_Н =17,44х(1-0,1)=15,7 г/А ч

Находим

t_о==0,07 ч, (2)

Полное время сварки (наплавки), ч, определяется по формуле

(3)

где kП - коэффициент использования сварочного поста, ( kП= 0,6 ч 0,57)

Находим

Т=0,07/0,6=0,11 ч, (3)

Расход электродной проволоки, г, рассчитывается по формуле

(4)

где GH - масса наплавленного металла, г;

Ш - коэффициент потерь, (Ш = 0,1 - 0,15)

Находим

G_пр=379,3(1+0,1)=417,23 г, (4)

Расход электроэнергии, кВт· ч, определяется по формуле

(5)

где UД- напряжение дуги, В;

з- КПД источника питания: при постоянном токе 0,6ч0,7, при переменном 0,8ч 0,9;

W_O- мощность источника питания, работающего на холостом ходе, кВт. На постоянном токе Wо = 2,0ч 3,0 кВт, на переменном - Wо= 0,2ч0,4 кВт.

Находим

А= х0,07+0,2х(0,11- 0,07)=1,26 кВт· ч, (5)

Расход газа, в кг, определяется по формуле

N = Nп х Rг, (6)

где G_пр -- норма расхода проволоки на изделие, определяемая в кг;

Rг -- коэффициент, учитывающий затраты защитного газа на 1кг расходуемой проволоки, кг/кг. - 1,15.

Находим

N=0,38х1,15=0,437 , кг (6)



Заключение

Тема моей письменной экзаменационной работы: Выполнение сварки в защитных газах при изготовлении изделия «Кронштейн 32.13.000.82.15.001-0 СБ».

В ходе выполнения работы определено назначение и применение данного изделия, выбраны способ сварки и необходимые сварочные материалы.

Рассмотрены вопросы, касающиеся выбора сварного соединения и шва, применяемого при сборке и сварке изделия «Кронштейн 32.13.000.82.15.001-0 СБ». Для раскрытия этой темы изготовлен чертеж изделия, даны характеристики типов сварных швов, классификация и обозначение сварного шва на чертеже, согласно ГОСТ подобраны основные геометрические параметры сварного шва.

Описан технологический процесс изготовления изделия «Кронштейн 32.13.000.82.15.001-0 СБ»: выбран способ подготовки деталей под сварку, подобран режим сварки, рассчитано необходимое количество прихваток и определена техника выполнения шва.

Описано применяемое сварочное оборудование и приспособления, применяемые для сборки и сварки изделия.

Рассмотрены вопросы контроля качества полученного сварного соединения. Для раскрытия этой темы были определены основные задачи контроля качества сварных соединений, виды дефектов и методы их устранения, выбран способ контроля получившегося сварного изделия.

Описано оборудование сварочного поста, а также изложены общие положения техники безопасности сварки в защитных газах и пожарной безопасности.

В экономической части рассчитаны материальные затраты на изготовление изделия.

Поставленная цель достигнута, задачи выполнены.

Список используемой литературы

1. ГОСТ 2.004-88. ЕСКД. Общие требования к выполнению конструкторских и технологических документов на печатающих и графических устройствах вывода ЭВМ.

2. ГОСТ 12.3.003-86 Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Работы электросварочные. Требования безопасности

3. ГОСТ 2.312-72 Единая система конструкторской документации (ЕСКД). Условные изображения и обозначения швов сварных соединений

4. ГОСТ 21694-94 Оборудование сварочное механическое. Общие технические условия

5. ГОСТ 30242-97 Дефекты соединений при сварке металлов плавлением. Классификация, обозначение и определения

6. ГОСТ 8050-85 Двуокись углерода газообразная и жидкая. Технические условия

7. ГОСТ 14771-76 Дуговая сварка в защитном газе. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры

8. Куликов В.П. Технология и оборудование сварки плавлением и термической резки. - Мн.: Экоперспектива, 2006. - 415 с.; ил.

9. Маслов В.И. «Сварочные работы»: Учеб. для нач. проф. образования: учеб. Пособие для сред. проф. образования - М.: Издательский центр «Академия», 2007.

10. Руководство для обучения газосварщика и газорезчика: Практическое пособие /Малаховский В А.- М.: Высш. шк., 1990.

11. Сварка и резка металлов: Учеб. пособие для нач.образования / М.Д Баннов, Ю.В. Казаков и др.; под ред. Ю.В.Казакова - М.: Издательский центр «Академия», 2004.

12. Справочник сварщика. Под редакцией В.В. Степанова - М.: «Машиностроение», 2000.

13. Чернышов Г.Г. «Сварочное дело»: сварка и резка металлов: Учебник для нач. проф. образования. - М.: ИРПО; ПрофОбрИздат, 2006.

14. http://welding-zone.ru/

15. http://www.smart2tech.ru/images/images/articles/welding%20joints/tipy%214. 0svarnykh%20soedinenii.jpg

15. http://samsvar.ru/

16. http://ooo-pekko.narod.ru/_si/0/34284484.jpg

17. https://www.chermet.com/articles/

18. http://metallicheckiy-portal.ru/.

Размещено на Allbest.ru

...