Разработка технологического процесса ручной дуговой сварки конструкции "Кронштейн"

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Тема: «Разработка технологического процесса ручной дуговой сварки конструкции «Кронштейн».

Задачи:

- описание марки стали по свариваемости

- подготовка деталей к сварке

- расчет режимов сварки

- выбор оборудования

- технология сборки и сварки конструкции «Кронштейн»

- контроль качества

- техника безопасности при ручной дуговой сварке

- выполнить чертеж данной детали

Цель: Разработать технологический процесс ручной дуговой сварки конструкции «Кронштейн» и выполнить графическую часть задания.

Место и значение сварочного производства в промышленности

В настоящее время из всех способов неразъемного соединения материалов преимущественное применение имеет сварка. Она менее трудоемка и позволяет значительно экономить металл. В частности, замена клепаных соединений сварными позволяет уменьшить массу конструкции из низкоуглеродистых сталей на 10…25% за счет уменьшения площадей поперечного сечения в месте соединения. Кроме того, сварка обеспечивает особо высокую степень герметичности соединений, что весьма важно при производстве различных технологических резервуаров, емкостей, химических аппаратов и так далее. Важно и то, что сварочное оборудование для многих массовых способов сварки отличается простотой устройства и обслуживания, а дефекты сварных швов в большинстве случаев исправимы. Поэтому заклепочные соединения вытесняются сваркой в транспортном машиностроении, автостроении, в производстве котлов и так далее.

Перспективно применение сварки в литейном производстве. Сварные конструкции, как показывает практика, имеют более высокие механические свойства и меньший вес благодаря отсутствию литейных уклонов и больших припусков на механическую обработку.

Во многих тяжелых машинах вместо традиционных литых и кованых применяют сварно-литые, сварно-кованые и сварно-прокатные конструкции. Получать такие конструкции стало возможным благодаря электрошлаковой сварке.

Принципы, положенные в основу сварки, могут быть использованы и при наплавке металла. По условиям эксплуатации к поверхности многих деталей часто предъявляются особые требования - коррозионная устойчивость, износостойкость, теплостойкость, жаростойкость. С целью экономии дорогостоящих конструкционных материалов деталь может быть изготовлена из обычной углеродистой стали, а на ее рабочую часть наплавлены специальные сплавы. Таким способом упрочняются, например, валки прокатных станов, рабочие органы бурового оборудования, землеройных машин, угольных комбайнов, штампы и другие. Методом наплавки можно восстанавливать изношенные поверхности многих деталей автомобилей, тракторов и сельскохозяйственных машин, что используется при их ремонте.

Сваркой можно соединять также пластмассы, керамику, стекло и даже ткани живого организма. Предполагается, что сварка сохранит свое значение и в будущем, в том числе при различного рода монтажных работах в глубине морей и океанов, в космическом пространстве.

1. Технологический процесс

1.1 Характеристика сварочного узла

Данная конструкция «Кронштейн» состоит из: - позиция № 1 - «Скоба» - 1 шт. - позиция № 2 - «Косынка» - 1 шт.

- позиция № 3 - «Накладка» - 1 шт. Конструкция «Кронштейн» изготовлена из стали 05сп. Кронштейн - консольная опорная деталь или конструкция, служащая для крепления на вертикальной плоскости (стене или колонне) выступающих или выдвинутых в горизонтальном направлении частей машин или сооружений.

1.2 Описание марки стали по свариваемости

Марка стали: Сталь 05сп.

Сталь конструкционная углеродистая качественная.

Содержание углерода (С) 0,05%. Сталь низкоуглеродистая.

Сталь 05сп содержит: углерода - до 0,06%, кремния - до 0,03%, марганца - до 0,4%, никеля - до 0,3%, меди - до 0,3%, хрома - до 0,1% , серы и фосфора - до 0,04%.

Одно из важных достоинств марки - хорошая свариваемость.

Предел прочности при растяжении 255-370 МПа.

1.3 Подготовка кромок детали к сварке

Подготовка металла под сварку заключается в очистке, разметке, резке, правке и сборке.

Очистка применяется для того, чтобы очистить металл от ржавчины, краски, шлака. Для этого используют металлическую щетку, пламя газовой горелки, шлифовальный круг и так далее. Жирные масляные пятна удаляют 0,9% раствором соляной кислоты. Разметка - перенос размеров детали в натуральную величину с чертежа на металл. При этом пользуются следующими инструментами: линейкой, угольником, рулеткой, разметочным циркулем, чертилкой, керном.

Резка - разделение частей металла (механическая резка, термическая резка (кислородом), ножовка, ножницы по металлу).

Правка - устранение деформаций металла.

Может проводиться как в холодном, так и в горячем состоянии (ручным способом проводят при помощи молотков, механическим - пресса).

При сборке используют разнообразные приспособления: упорные и зажимные, стяжки и распоры сборочно-клиновые, струбцины и так далее.

Процесс подготовки деталей к сварке:

- подготовку металла и сборку выполняю на сварочной плите размером 200*1250*2600 мм, сборку произвожу с помощью тисков;

- выполняю очистку кромок: удаляю с поверхности металла ржавчину, окалину с помощью металлической щётки, растворителем удаляю жирные пятна, зачищаю на деталях места под сварку до чистого металла;

- правка и резка не нужны, так как детали соответствуют данным чертежа; - размечаю на скобе (позиция №1 - 1шт.) место установки накладки (позиция №2 - 1 шт.), отмерив 6 мм от края скобы и отцентрировав по осевой линии, также центрирую по осевой линии местоположение косынки.

1.4 Расчёт режима ручной дуговой сварки

Режимом сварки называют основные показатели, определяющие процесс сварки, которые устанавливаются на основе исходных данных и должны выполняться для получения сварного соединения требуемого качества, размеров и формы, установленных проектом.

К этим показателям при ручной дуговой сварке относятся: марка электрода, его диаметр, сила и род сварочного тока, полярность при постоянном токе, число слоев в шве.

Для определения режима сварки используют исходные данные, например марку и толщину основного металла, протяженность и форму сварных швов, проектные требования к качеству сварных швов (тип электрода), положение швов в пространстве.

В зависимости от марки свариваемого металла и его толщины подбирают тип и марку электродов. Диаметр электрода выбирается в зависимости от положения сварки и толщины металла. При нижнем положении сварки диаметр электрода можно определить, руководствуясь соотношением между диаметром электрода и толщиной свариваемого металла.

При сварке в вертикальном положении сила тока уменьшается на 10 - 15%, при сварке горизонтальных швов -- на 5 - 10 %.

1. Диаметр электрода.

Таблица №1. Диаметр электрода.

Толщина свариваемого металла, мм	1-2	3	4-5	6-8	9-12	13-15	16-20
Диаметр электрода, мм	1-2	3	3-4	4	4-5	5	6 и более

Так как толщина свариваемого металла 4 мм и катет шва 3 мм, то из (Таблицы №1) берем диаметр электрода d=3 мм.

2. Сила сварочного тока:

IСВ = k Ч d

k - коэффициент пропорциональности.

Таблица №2. Коэффициент пропорциональности.

Диаметр электрода, мм	1-2	3-4	5-6
k, А/мм	25-30	35-40	45-60

Из (Таблицы №2) берем k = 40 А/мм.

Сила сварочного тока: I = 40 * 3 = 120 А.

3. Детали изготовлены из стали марки Сталь 05сп, которая имеет предел прочности при растяжении 370 МПа.

По ГОСТу 9467-60 выбираю тип электрода Э42, марка АНО - 4.

Электроды АНО - 4.

Временное сопротивление разрыву 420 МПа.

Обеспечивают получение бездефектного шва при сварке на повышенных режимах, хорошее формирование металла шва, высокую стойкость металла шва против образования пористости и горячих трещин.

Сварку можно производить во всех пространственных положениях, как постоянным током, так и переменным.

Перед сваркой нужно прокалить электроды АНО - 4.

4. При сварке нахлёсточного и таврового соединений угол наклона электрода должен быть 450.

5. Конструкция «Кронштейн» изготовлена из стали марки 05сп. Для сварки обычных углеродистых сталей применяют переменный ток, потому что он дешевле постоянного тока.

Поэтому сварку выполняю на переменном токе.

6. Сталь марки 05сп не требует предварительного подогрева.

1.5 Выбор оборудования и вспомогательного инструмента

1. Так как сварку выполняю на переменном токе, то в качестве источника питания выбираю трасформатор.

Сварочные трансформаторы преобразуют переменное сетевое напряжение в пониженное, необходимое для сварки. Это наиболее простые и дешевые источники, широко используемые при ручной сварке покрытыми электродами.

Трансформатор ТДМ-252У2 - удобный и надёжный аппарат подачи сварочного тока с прекрасными рабочими характеристиками. Он отлично подойдёт для любого вида сварочных работ покрытым электродом, предназначенным для переменного тока.

Возможность регулировки сварочного тока в достаточно широком диапазоне позволяет подобрать режим работы, необходимый именно для используемого вами типа металла и его толщины

Технические характеристики трансформатора ТДМ-252У2.

Напряжение питания сети 220 в

Количество фаз 1

Номинальный сварочный ток 250 А

Номинальное рабочее напряжение 30 В

Пределы регулирования сварочного тока 50-250 А

Напряжение холостого хода 40-50 В

Частота 50 Гц

Максимально потребляемый ток из сети 70 А

Габариты 310*570*420 мм

Масса 40 кг

2. Выбираю сварочный кабель КГ 1х25.

Кабель медный КГ 1х25 является чрезвычайно стойким к химическим и механическим воздействиям, а также остается достаточно гибким даже при отрицательных температурах окружающего воздуха.

Сечение 25 мм2 . Сила тока до 180 А.

3. Электрододержатель - один из основных инструментов электросварщика, от которого во многом зависят производительность и безопасные условия труда. Электрододержатель должен удовлетворять следующим требованиям: быть легким (не более 0,5 кг) и удобным в обращении; иметь надежную изоляцию; не нагреваться при работе и обеспечивать наиболее полное расплавление электрода.

Выбираю электрододержатель пассажитижного типа ЭД-3102У1.

4. Инструмент сварщика: молоток, щетка, линейка, мел, чертилка, угольник. марка сталь свариваемость деталь

5) Спецодежда: куртка и брюки из плотного брезента, обувь на резиновой подошве, головной убор, рукавицы, маска со светофильтром.

1.6 Сборка и сварка деталей

Сборка является весьма ответственной операцией в общем технологическом процессе изготовления сварных конструкций. При сборке важно обеспечивать требуемую точность пригонки и совпадения кромок свариваемых элементов. Сварные конструкции собирают различными способами. В некоторых случаях собирают всю конструкцию, а затем ее сваривают. Но при этом цикл сварочных работ удлиняется, а сварка собранной конструкции в ряде случаев бывает затруднена, так как сварщикам не всегда приходится выполнять швы в наиболее удобном для сварки положении. Использование приспособлений обеспечивает точность взаимного расположения собираемых и свариваемых частей, облегчает трудоемкость сборочных работ, сокращает продолжительность процесса сборки, облегчает труд сварщика при установке, прихватке и поворотах изделия. Некоторые приспособления препятствуют короблению деталей при сварке, так как обеспечивают жесткое закрепление свариваемых частей. Точность сборки изделий под сварку зависит от их конструкции и назначения, а также способа сварки. Обычно она указывается на чертежах и в технических условиях на изготовление изделия. Для проверки точности сборки деталей под сварку используются шаблоны, измерительные линейки и щупы, а также универсальные измерители швов.

Чтобы исключить коробление листов необходимо делать прихватки.

Прихватки представляют собой сварные швы неполного сечения. Длина прихваток зависит от толщины свариваемого металла и длины шва.

При прихватке применяются те же самые электроды, что и для корневого шва.

Сборку и сварку конструкции «Кронштейн» произвожу на сварочной плите.

Шов №1.

В тисках зажимаю позицию №1 «Скоба» (1 шт.) к позиции №2 «Косынка» (1 шт.) и делаю прихватки.

Очищаю прихватки от шлака с помощью щетки. Проверяю точность прихваченных деталей по разметке и по чертежу. Выполняю сварку швов.

vГОСТ5264-80-Т3- 3 - 4 шва.

Ручная дуговая сварка, соединение тавровое, шов видимый, двусторонний, без скоса кромок, катет шва 3 мм.

Шов №2.

Прихватываю позицию №3 «Накладка» (1 шт.) к позиции №1 «Скоба» (1шт.).

Очищаю прихватки от шлака с помощью щетки. Проверяю точность прихваченных деталей по разметке и по чертежу. Выполняю сварку шва.

vГОСТ5264-80-Н2- 3 - 2 шва.

Ручная дуговая сварка, соединение нахлесточное, шов видимый, двусторонний, без скоса кромок, катет шва 3 мм.

После окончания сварки выполняю очистку шва от шлака с помощью щётки по металлу.

1.7 Контроль качества

Я провожу визуальный контроль качества.

- проверяю комплектность узла согласно комплектовочной карте;

- проверяю узел после сварки в местах деформаций (если есть деформации, правлю молотком);

- проверяю деформации узла после сварки (плоскостность косынки (позиция №2 - 1 шт.), центровку косынки (позиция №2 - 1 шт.) относительно скобы (позиция №1 - 1 шт.));

- проверяю линейные размеры: накладка должна быть на расстоянии 6 мм от края скобы;

- проверяю детали на соответствие размерам чертежа;

- проверяю катеты сварных швов и качество выполнения сварных швов внешним осмотром.

Сварные швы должны быть ровными, плотными, без наплывов, подрезов, прожогов.

Контроль качества сварных соединений необходим для:

Своевременного выявления и устранения дефектов швов

Получения сварного соединения высокого качества

Определения соответствия изделия требованиям заказчика

Контроль качества сварных соединений начинается с проверки качества подготовки шва, и заканчивается проверкой полученного соединения.

Проверка качества сварочных соединений включает в себя:

Разрушающие виды контроля сварных соединений

Неразрушающий контроль сварных соединений

К разрушающим видам проверки относятся:

Металлографические исследования

Физико-химические исследования

Механические испытания

Контроль исходных материалов, заготовок и качества сборки

Контроль оборудования, оснастки и приборов

Контроль режимов сварки, пайки, склеивания

Контроль квалификации производственного персонала

Неразрушающие виды включают в себя:

Контроль внешнего вида сварных швов

Радиационные виды неразрушающего контроля

Акустические виды неразрушающего контроля

Магнитные виды неразрушающего контроля

Электромагнитные методы

Капиллярные методы

Методы контроля сплошности сварных швов течеисканием

Тепловые методы контроля

1.8 Техника безопасности при ручной дуговой сварке конструкции «Кронштейн»

Защита от поражения электрическим током.

При исправном состоянии оборудования и правильном выполнении сварочных работ исключается возможность поражения током. Поражение от электрического тока происходит при прикосновении к токонесущим частям электропроводки и сварочной аппаратуры. Во избежание поражения электрическим током необходимо соблюдать следующие условия:

Корпуса источников питания дуги, сварочного вспомогательного оборудования и свариваемые изделия должны быть заземлены медным проводом, один конец которого закрепляют к корпусу источника питания дуги к специальному болту с надписью «Земля», а второй конец присоединяют либо к общей заземляющей шине, либо к металлическому штырю, вбитому в землю. Заземление передвижных источников питания производят до включения их в силовую сеть, а снятие заземления только после отключения от силовой сети.

При наружных работах сварочное оборудование должно находиться под навесом для защиты от дождя и снега.

Присоединять и отсоединять от сети электросварочное оборудование, а также наблюдать за их исправным состоянием в процессе эксплуатации должны электрики.

Запрещается применение проводов с ветхой и растрепанной изоляцией.

При сварке внутренних швов котлов, труб и других закрытых и сложных конструкций необходимо пользоваться резиновым ковриком, резиновым шлемом и галошами.

При поражении электрическим током необходимо пострадавшему оказать помощь: освободить его от электропроводов, обеспечить доступ свежего воздуха и, если пострадавший потерял сознание, немедленно вызвать скорую медицинскую помощь.

Защита глаз и открытой поверхности кожи от излучения электрической дуги.

Для защиты глаз и кожи лица от световых и невидимых лучей дуги сварщик должен закрывать лицо щитком, маской или шлемом.

Защита от брызг металла и шлака.

Для защиты от брызг металла и шлака необходимо ношение спецодежды для сварщика: костюм со специальной пропиткой, предупреждающей возгорание одежды при попадании на нее брызг металла и шлака, рукавицы брезентовые, а также спецобувь - ботинки. Кроме того, зачистку сваренных швов от шлака и флюса следует лишь после полного их остывания и обязательно в очках с простыми стеклами.

Защита от отравлений вредными газами, пылью и испарениями.

Особенное загрязнение воздуха вызывает сварка электродами с качественными покрытиями. Сварочная пыль представляет собой аэрозоль - взвесь частиц оксидов металлов и минералов в газовой среде.

Удаление вредных газов и пыли из зоны сварки, а также подача чистого воздуха осуществляются местной и общей вентиляцией. Местная вытяжка с верхним, боковым или нижним отсосом удаляет газы и пыль непосредственно из зоны сварки. Общая вентиляция должна быть приточно-вытяжной.

При сварке в замкнутых емкостях необходимо подавать свежий воздух по шлангу непосредственно в зону работы сварщика.

2. Современные технологии в сварочном производстве

FastMig X Pipe. Качественная сварка труб.

При сварке труб требования к качеству крайне высоки, а требования к производительности могут быть еще выше.

Если речь идет о тысячах и тысячах сварных швов на нефтепроводах и газопроводах, трубопроводах для воды и сосудах под давлением, имеет значение даже незначительное повышение качества и производительности. Мы же гарантируем существенное повышение. Эти технологии позволяют выполнять сварку в 5 раз быстрее и с более высоким качеством. Чего еще можно желать?

Мы подобрали идеальные настройки для качественной сварки труб, включая сварку с односторонними корневыми швами.



Преимущества:

* Совместимость с Kemppi ARC System 3: простое и точное управление производством и качеством.

* В 5 раз быстрее TIG-сварки

* Увеличение объемов сварки до 80% в день и снижение расходов на оплату труда и присадочные материалы до 50% благодаря WiseRoot+

* Обеспечивает оптимальный провар и форм у шва независимо от положения

* Отсутствие брызг, сокращение объема последующей обработки

* Устойчивый и простой для контроля процесс: квалификация сварщиков играет меньшую роль.

* Более быстрое изменение параметров во время сварки благодаря MatchLog: более высокая скорость и производительность

* Возможность использования двух механизмов подачи проволоки для повышения производительности с ограниченным перечнем оборудования

* Меньше деформаций -- меньше усилий на выправление -- экономия времени

* Простота поддержания сварочных параметров в соответствии с оговоренными требованиями технологических карт благодаря точному измерению напряжения дуги.

Данный сварочный аппарат специально разработан в соответствии со всеми требованиями, которые предъявляются к сварке труб в сложных условиях.

Среди других ключевых областей применения аппаратов FastMig X Pipe -- любые сварочные задачи, где требуется сварка односторонних корневых швов, например, в сосудах и резервуарах под давлением и в теплообменниках. Этот сварочный аппарат можно использовать в сложных погодных условиях ,то есть при высокой или низкой температуре, высокой солености и высокой концентрации пыли.

Качественное оборудование -- это только начало. Что действительно позволяет говорить об установке FastMig X для сварки труб как о системе высочайшего класса -- это встроенные специальные процессы, функции и программы.

ЛУЧШАЯ СОВРЕМЕННАЯ СИСТЕМА СВАРКИ КОРНЕВЫХ ШВОВ

Наши расчеты показывают, что использование системы WiseRoot+ позволяет на 80% увеличить дневной объем сварных работ. Экономия трудозатрат при этом составляет 50%. WiseRoot+ -- это индивидуальный процесс сварки MIG/MAG для выполнения корневых швов без подложки. Процесс WiseRoot+ основан на точном измерении напряжения и управлении током.

Процесс позволяет выполнять корневые швы во всех положениях, в том числе вертикально сверху вниз, и выполнять сварку с зазором или без зазора. Кабель измерения напряжения позволяет получать точную информацию о дуговой сварке.

Несмотря на невероятные возможности, устройство является простым в использовании -- требуется регулировка только двух параметров.

БЫСТРАЯ И БОЛЕЕ КАЧЕСТВЕННАЯ СВАРКА СО СФОКУСИРОВАННОЙ ДУГОЙ

Стабильный и простой в использовании процесс сварки положительно влияет на ее качество. WiseFusion -- это специальный процесс для синергетической сварки MIG/MAG импульсной дуговой сварки.

Процесс фокусирует сварочную дугу с целью концентрации плотности энергии дуги на небольшой области. Также увеличивается глубина провара и повышается скорость перемещения. Кроме того, уменьшенная деформация свариваемого материала снижает объем работ по исправлению, что позволяет экономить время и средства.

ДВОЙНАЯ ГИБКОСТЬ

Впечатляющий набор специальных процессов, сварочных программ и функций, а также простота регулировки и обновлений позволяют быстро реагировать на потребности пользователя. Все это сокращает временные затраты на простой оборудования и его настройки повышает прибыльность сварки. Можно подключить два или даже три механизма подачи проволоки. Это позволяет внести быстрые изменения в сварочный процесс или настройки, а также использовать различные типы присадочной проволоки. Не позволяйте оборудованию ограничивать ваши возможности.

Заключение

В данной работе на тему: «Разработка технологического процесса ручной дуговой сварки конструкции «Кронштейн» я выполнил поставленные задачи:

1) расшифровал марку стали по свариваемости;

2) описал подготовку деталей к сварке;

3) сделал расчёт режима ручной дуговой сварки;

4) выбрал оборудование для ручной дуговой сварки;

5) описал технологию ручной дуговой сварки;

6) произвел контроль качества;

7) описал технику безопасности при ручной дуговой сварке;

8) выполнил чертёж конструкции «Кронштейн».

Список используемой литературы

1. Алешин Н.П., Щербинский В.Г. «Контроль качества сварочных работ». М. Высшая школа, 1986.

2. И.В. Гуменюк, О.Ф. Иваськин, О.В. Гменюк. Технология электродуговой сварки. - Киев, Грамота, 2006.

3. Казаков Ю.В, Козулин М.Г. «Сварка и резка материалов». - М.: Издательский центр "Академия", 2000 - 400с.

4. Конспект.

5. Малышев Б.Д, Мельник В.И, Гетия И.Г. «Ручная дуговая сварка». - М.: Стройиздат, 1990. - 319с.

6. Николаев Г.А, Куркин С.А, Винокуров В.А. «Сварные конструкции». М.: Высшая школа, 1983.

7. Рыбаков В.М. «Дуговая и газовая сварка». М.: Высшая школа, 1986.

8. Фоминых В.П., Яковлев А.П. «Ручная дуговая сварка». - М.: Высшая школа, 1986. - 288с.

Приложение

Размещено на Allbest.ru

...