Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

"Санкт-Петербургский государственный морской технический университет"

(СПбГМТУ)

Кафедра сварки судовых конструкций

КУРСОВАЯ РАБОТА

На тему

«Технология сборки и сварки бортовой секции судна»

Выполнил: Зарубин М.

Студент группы 1570

Проверил: Шекин С.И.

Санкт-Петербург - 2014



Содержание

Задание

Свойства стали 09Г2

Способ сварки и сварочные материалы

Сварочное оборудование

Определение конструктивных параметров разделки кромок и сварного соединения.

Расчет режимов сварки

Порядок сборки и сварки бортовой секции

Контроль качества сварных швов

Техника безопасности при дуговой сварке

Список литературы



Задание

Вариант 4 предполагает следующие исходные данные, представленные в таблице 1.

Таблица 1. Исходные данные.

Материал	Основные размеры секции, мм	Толщина стенки поперечного набора, мм	Примечание
	Толщина	А	Б	Номер полособульба
09Г2	3	12000	6000	5	3	Расстояние между полособульбами - 300 мм, расстояние между балками - 800 мм.



Свойства стали 09Г2

сварка судно кромка бортовой

Заменители: 10Г2, 09Г2С, 09Г2Д, 09Г2Т.

Классификация стали: Сталь конструкционная низколегированная для сварных конструкций, марганцовистая.

Применения: Стойки ферм, верхние обвязки вагонов, хребтовые балки, двутавры и другие детали вагоностроения, детали экскаваторов, элементы сварных металлоконструкций и другие детали, работающие при температуре -40?С.

Аналоги: 7Mn6 (Германия), 68F62H5 (Англия), 09Mn2 (Китай), 09G2 (Болгария, Польша).

Химический состав представлен в таблице 2.

Таблица 2. Химический состав стали 09Г2.

C	Si	Mn	Ni	S	P	Cr	N	Cu	As
?0,12	0,17-0,37	1,4-1,8	?0,3	0,04	?0,035	?0,3	?0,008	?0,3	?0,08

Сталь 09Г2 обладает свариваемостью без ограничений, не чувствительна к флокенам, также не склонна к отпускной хрупкости. По ГОСТ 19282-70 сталь обладает следующими механическими свойствами, полученными в ходе испытаний при температуре 20?С:

1. Предел кратковременной прочности: 450 МПа;

2. Предел пропорциональности: 310 МПа;

3. Относительное удлинение при разрыве: 21%;

Чаще всего прокат из данной марки стали используется для разнообразных строительных конструкций благодаря высокой механической прочности, что позволяет использовать более тонкие элементы, чем при использовании других сталей. Устойчивость свойств в широком диапазоне позволяет применять детали из этой марки в диапазоне температур от -70 до +450?С, также легкая свариваемость позволяет изготавливать из листового проката этой марки сложные конструкции для химической, нефтяной, строительной, судостроительной и других отраслей. Сварка конструкций из данной стали может производиться как без предварительного подогрева, так и с подогревом до 100-120?С. Так как углерода в стали очень мало, то сварка её довольна проста, причем сталь не закаливается и не перегревается в процессе сварки, благодаря чему не происходит снижения пластических свойств или увеличения её зернистости.

Способ сварки и сварочные материалы

Сварка в среде углекислого газа является одним из наиболее эффективных процессов при устранении механических повреждений в тонколистовых узлах и деталях. Для защиты сварочной ванны применяют углекислый газ 1-ого и 2-ого сорта по ГОСТ 8050-85. Основные достоинства этого процесса:

· высокая производительность процесса сварки;

· возможность сварки в любом пространственном положении;

· незначительный нагрев детали

· меньшее коробление деталей после сварки;

· наиболее благоприятные условия труда.

Для сварки стали 09Г2 в среде углекислого газа применяют проволоки следующих марок: Св-08ГС, Св-08Г2С, Св-12ГС и др. Для нашей конструкции выберем проволоку Св-08Г2С по ГОСТ 2246-70. Диаметр проволоки 1,2 мм.

Материалы выбраны учетом класса точности и марки применяемой стали, способа сварки и типа сварного соединения. [2]



Сварочное оборудование

Для сварки используется сварочное оборудование фирмы ESAB WARRIOR 400i/500i CC/CV

Рисунок 2 - Инверторный полуавтомат WARRIOR 400i/500i CC/CV.

Таблица 2. Технические характеристики: WARRIOR™ 400i CC/CV 500i CC/CV

Напряжение сети, 3 ф. 50/60 Гц, В	380-460, +/-10%
Сетевой кабель, Ш ммІ	4 x 6
Предохранитель (инерционный), A	25
ПВ = 100%, 3 ф., А/В	300/32
ПВ = 60%, 3 ф., А/В	400/36
MIG/MAG	16-400
Напряжение холостого хода, В	54
КПД при макс. токе, %	88
Коэффициент мощности при макс. токе	0,91
Класс защиты	IP23
Размеры, Д х Ш х В, мм	712x325x470
с блоком охлаждения, Д х Ш х В, мм	712x325x700
Масса, кг	52
с блоком охлаждения без хладагента, кг	67
Рабочая температура, °C	-10 - +40
Класс применения	S



Определение конструктивных параметров разделки кромок и сварного соединения

При проектировании сварных конструкций предпочтение следует отдавать стыковым соединениям (С), выполняемым механизированными способами. Угловые (У), тавровые (Т) и нахлесточные (Н) соединения, если они необходимы на монтаже, должны выполняться преимущественно в нижнем положении и тоже механизированными способами. Следует избегать протяженной потолочной, горизонтальной и вертикальной ручной дуговой сварки узлов и конструкций.

Так как по условию толщины используемого металла 3 мм, то разделка кромок не требуется. Сварка может осуществляться в один проход. Исполнение стыковых соединений представлено на рисунке 5 и тавровых соединений на рисунке 6.[2]



Расчет режимов сварки

Расчетные значения режимов сварки, представленные в таблицах, произведены при помощи встроенного пакета для расчета режимов сварки в программном обеспечении САПР ТП Вертикаль, продукт предоставляется компанией АСКОН.

Таблица 3. Режим сварки для прихваток листов наружной обшивки в среде углекислого газа.

Обозначение соединения	С2
Проход	1
Величина сварочного тока, А	140-180
Напряжение дуги, В	22-23
Скорость сварки, м/ч	25
Род тока	Постоянный
Полярность	Обратная
Положение сварки	Нижнее
Вылет электрода, мм	12-16
Расход проволоки кг на 1м шва	0,283
Расход газа м3/с	0,1616
Длина шва, мм	24000
Скорость подачи проволоки, м/ч	144

Таблица 4. Режим сварки для сварки листов наружной обшивки в среде углекислого газа.

Обозначение соединения	С2
Проход	1
Величина сварочного тока, А	140-180
Напряжение дуги, В	22-23
Скорость сварки, м/ч	25
Род тока	Постоянный
Полярность	Обратная
Положение сварки	Нижнее
Вылет электрода, мм	12-16
Расход проволоки кг на 1м шва	1,716
Расход газа м3/с	22,3892
Длина шва, мм	24000
Скорость подачи проволоки, м/ч	144

Таблица 5. Режим сварки для прихваток стенки и полки поперечного набора в среде углекислого газа.

Обозначение соединения	Т1-3
Проход	1
Величина сварочного тока, А	150-180
Напряжение дуги, В	23-24
Скорость сварки, м/ч	27
Род тока	Постоянный
Полярность	Обратная
Положение сварки	Нижнее
Вылет электрода, мм	10
Расход проволоки кг на 1м шва	0,848
Расход газа м3/с	3,7935
Длина шва, мм	240000
Скорость подачи проволоки, м/ч	144

Таблица 6. Режим сварки для сварки стенки и полки поперечного набора в среде углекислого газа.

Обозначение соединения	Т1-3
Проход	1
Величина сварочного тока, А	150-180
Напряжение дуги, В	23-24
Скорость сварки, м/ч	27
Род тока	Постоянный
Полярность	Обратная
Положение сварки	Нижнее
Вылет электрода, мм	10
Расход проволоки кг на 1м шва	29,501
Расход газа м3/с	30,687
Длина шва, мм	240000
Скорость подачи проволоки, м/ч	144



Таблица 7. Режим сварки для прихваток полособульбов к полотнищу в среде углекислого газа.

Обозначение соединения	Т1-3
Проход	1
Величина сварочного тока, А	90-130
Напряжение дуги, В	19-21
Скорость сварки, м/ч	14-16
Род тока	Постоянный
Полярность	Обратная
Положение сварки	Нижнее
Вылет электрода, мм	10-12
Расход проволоки кг на 1м шва	1,039
Расход газа м3/с	3,2914
Длина шва, мм	90000
Скорость подачи проволоки, м/ч	144

Таблица 8. Режим сварки для приварки полособульбов к полотнищу в среде углекислого газа.

Обозначение соединения	Т1-3
Проход	1
Величина сварочного тока, А	90-130
Напряжение дуги, В	19-21
Скорость сварки, м/ч	14-16
Род тока	Постоянный
Полярность	Обратная
Положение сварки	Нижнее
Вылет электрода, мм	10-12
Расход проволоки кг на 1м шва	25,3312
Расход газа м3/с	31,0153
Длина шва, мм	90000
Скорость подачи проволоки, м/ч	144

Таблица 9. Режим сварки для прихваток балок поперечного набора к полотнищу в среде углекислого газа.

Обозначение соединения	Т1-3
Проход	1
Величина сварочного тока, А	90-130
Напряжение дуги, В	19-21
Скорость сварки, м/ч	14-16
Род тока	Постоянный
Полярность	Обратная
Положение сварки	Нижнее
Вылет электрода, мм	10-12
Расход проволоки кг на 1м шва	1,3312
Расход газа м3/с	3,0153
Длина шва, мм	90000
Скорость подачи проволоки, м/ч	144

Таблица 10. Режим сварки для приварки балок поперечного набора к полотнищу в среде углекислого газа.

Обозначение соединения	Т1-3
Проход	1
Величина сварочного тока, А	90-130
Напряжение дуги, В	19-21
Скорость сварки, м/ч	14-16
Род тока	Постоянный
Полярность	Обратная
Положение сварки	Нижнее
Вылет электрода, мм	10-12
Расход проволоки кг на 1м шва	25,3312
Расход газа м3/с	31,0153
Длина шва, мм	90000
Скорость подачи проволоки, м/ч	144

Порядок сборки и сварки бортовой секции



Рисунок 7 - Технология сборки и сварки бортовой секции.

Данная технология выстроена с применением программного обеспечения САПР ТП Вертикаль. Были сняты скриншоты с экрана компьютера и предоставлены в данную работу. Для обеспечения видимости так же были увеличены.

Контроль качества сварных швов

1. Аппаратура

Ультразвуковые дефектоскопы, соответствующие по параметрам и техническим требованиям ГОСТ 23049-84, укомплектованные пьезоэлектрическими или электромагнитно-акустическими преобразователями, а также другие средства ультразвукового контроля.

2. Подготовка к контролю

Подготовку к контролю производят в следующей последовательности:

· Оценивают визуальное состояние поверхности сварного шва;

· Проверяют функционирование средств механизации и автоматизации;

· Проверяют правильность настройки чувствительности контроля.

Поверхность сварных швов очищаю от грязи, отслаивают плен, прокалины и брызги металла.

3. Проведение контроля

Контроль проводят по технической документации в соответствии с ГОСТ 20451-82. При контроле сварное соединение сканируют одним или несколькими преобразователями. Параметры сканирования указывают в технической документации на контроль. При перемещении преобразователя вручную и для определения характеристик выявленных несплошностей допускается применять аппаратуру без вспомогательных устройств, предназначенных для соблюдения параметров сканирования.

4. Оценка и оформление результатов контроля

Допускается вводить дополнительные оценочные показатели, например минимальное расстояние между условными границами одиночных несплошностей, число несплошностей на всей площади единицы сварного соединения или её части и др., которые должны быть предусмотрены в нормативно-технической документации на конкретную продукцию.

Показатели результатов контроля устанавливают по согласованию изготовителя с потребителем и указывают в нормативно-технической документации на конкретную продукцию.

Несплошности, расположенные в одной или нескольких плоскостях по толщине сварного соединения, объединяют в одну, если расстояние между их условными границами допустимо согласно нормативно-технической документации на конкретную продукцию.

Скопление несплошностей объединяются в зону несплошностей. Условная площадь зоны несплошностей равна площади частицы единицы сварного соединения, находящейся в пределах контура, охватывающего все входящие в нее несплошности.

Сплошность оценивается по классам, в зависимости от сварного соединения.

Допускается для разных участков сварного соединения устанавливать требования к сплошности по разным классам.

Несплошности фиксируют в дефектограммах, протоколах или журналах контроля.

5. Требования безопасности

К ультразвуковому контролю сварных швов допускаются дефектоскопы, успешно сдавшие экзамены в соответствии с ГОСТ 20415-82.

При выполнении контроля должн6ы соблюдаться требования «Санитарных норм и правил при работе с оборудованием, создающим ультразвук, передаваемый контактным путем на руки работающих» №2282-80 утвержденных Минздравом РФ и требованиям безопасности, изложенных в технической документации на применяемую аппаратуру.

Уровни шума на рабочем месте дефектоскописта не должны превышать допустимых ГОСТ 12.1.003-83.

При организации контроля по контролю должны соблюдаться требования пожарной безопасности, приведенные в ГОСТ 12.1.004-85.

Техника безопасности при дуговой сварке

Вредное влияние излучений электрической дуги.

Невидимые ультрафиолетовые лучи, испускаемые сварочной дугой, вредной действуют на сетчатую и роговую оболочку глаз. Для защиты зрения служат щитки и маски с защитными стеклами. Стекла совершенно не пропускают ультрафиолетовых лучей, а инфракрасные лучи пропускают лишь в пределах от 0.1 до 3% общего их количества.

Для предохранения от действия лучей сварочной дуги людей, работающих по соседству, места сварки ограждаются светонепроницаемыми щитами, ширмами и кабинками из фанеры и брезента высотой до 1,8 м. Для улучшения вентиляции внутри кабины стенки не доводят до пола на 25-30 см. Чтобы уменьшить разность в яркости света, стенки кабин окрашивают в матовые светлые цвета и увеличивают искусственную освещенность рабочего места.

Загрязнение воздуха пылью, вредными парами и газами.

При сварке образуется пыль от окисления паров металла. Около факела сварочной дуги может образовываться до 130 мг на 1 куб.м. воздуха. Предельно допустимая концентрация вредных веществ в воздухе рабочей зоны сварочных цехов (мг/куб.м) приведена в таблице 11.



Таблица 11. Предельно допустимая концентрация вредных веществ в воздухе рабочей зоны.

Соединения марганца	0,3
Мышьяковистый водород	0,3
Окислы азота	5,0
Окислы цинка	5,0
Окись углерода	20
Соединения свинца(за исключением сернистого свинца)	0,01
Сернистый ангидрид	20
Фтористый водород и соли фтористоводородной кислоты	0,5
Неядовитая пыль	10
Неядовитая пыль, содержащая свыше 70% кварца	10
Окислы бериллия	0,001

Для удаления пыли и вредных газов у постоянных мест сварки делают отсосы. Чтобы вредные газе не попадали в зону дыхания сварщика, следует применять не вентиляционные вытяжки, расположенные над рабочим столом, а широкие боковые отсосы. Количество воздуха, отсасываемого от каждого сварочного поста, должно составлять от 1200 до 2000 куб.м на 1 кг расходуемых электродов. При сварке на больших токах выделение вредных окислов увеличивается (преимущественно марганца), и количество отсасываемого воздуха для каждого поста следует увеличить до 3000 куб.м на 1кг проволоки или электродов.

Сварочные полуавтоматы целесообразно оборудовать местными отсосами для удаления загрязненного воздуха легкий полый шланг или кабель. Особенно важны местные отсосы при сварке высоколегированных сталей и алюминиево-магниевых сплавов.

Вредной является сварка внутри резервуаров, где скапливается много пыли и вредных газов. В этом случае для вентиляции в резервуар подается свежий воздух. Лучше всего вентиляционный воздух подавать непосредственно в зону дыхания сварщика.

Поражение электрическим током.

Предельное напряжение холостого хода при сварке не должно превышать 70В. Особенно опасно поражение током при сварке внутри резервуаров, где сварщик соприкасается с металлическими поверхностями, находящимися под напряжением по отношению к электрододержателю. В тех случаях, когда сварка осуществляется внутри сосудов, а также сырых помещениях, сварочная установка должна снабжаться специальным устройством, отключающим сварочную цепь при обрыве дуги с выдержкой времени не более 0,5 сек. Для защиты сварщика от поражения электрическим током при сварке в сырых и тесных помещениях, а так же внутри металлических резервуаров разработан прибор, подключаемый к источнику сварочного тока. При прекращении горения дуги прибор автоматически снижает напряжение холостого хода до 12В. При касании электродом в момент возбуждения дуги это напряжение вновь повышается до рабочей величины.

Для предупреждения поражения электрически током необходимо:

1) В сырых места работать в резиновых сапогах и перчатках( брезентовых руковицах), одежда должна быть сухой и справной.

2) Не прикасаться незащищенными руками к токоведущим частям.

3) При работе непосредственно на свариваемом изделии, включенном в сварочную цепь, находиться на резиновом коврике или сухой деревянной подкладке.

4) Внутри резервуаров работать только вдвоем, с подручным сварщика, которых находится снаружи резервуара и может оказать помощь в случае необходимости.

5) При временно отлучке и окончании работы обязательно отключать сварочную установку от сети электрического тока.

6) Ремонтировать и монтировать сварочное оборудование только после того, как оно будет обесточено.

7) При обнаружении напряжения в частях аппаратуры или оборудовании, не являющихся токоведущими, немедленно прекратить сварку и вызвать мастера или электромантера.

8) Корпуса сварочной аппаратуры и источников питания должны быть надежно заземлены; запрещается использовать контур заземления в качестве обратного провода сварочной цепи.

9) Включающие и выключающие устройства должны быть оборудованы кожухами.

10) Номинальный ток плавких предохранителей не должен превышать ток, указанный в электросхеме или паспорте оборудования.

При поражении электрическим током пострадавшему должна быть оказана немедленная помощь. Если пораженный током еще держится за провод, нужно немедленно выключить ток или приподнять пострадавшего с земли. При этом лица, оказывающие помощь пострадавшему, должны иметь на руках резиновые перчатки и надежно изолировать себя от земли(встать на сухую доску, резину, надеть галоши и пр.) Полсе отключения пострадавшего от электрической цепи необходимо немедленно вызвать врача и, если пострадавший потерял сознание, делать ему искусственное дыхание до тех пор, пока он не очнется от обморока.

К выполнению сварочных работ могут допускаться только рабочие, сдавшие экзамены по правилам техники безопасности.

Запрещается производить сварочные работы вблизи легко воспламеняющихся материалов( бензина, керосина, стружки, пакли и пр.)

Все сварочные установки эксплуатируются под наблюдением ответственных лиц, имеющих необходимую техническую подготовку и практическую подготовку в области сварочного дела.



Список литературы

[1] www.splav-kharkov.com

[2] www.firedoc.pro

[3] www.tehnoinfa.ru

[4] ru-stroy.info

[5] Руссо В.Л., Разработка технологического процесса сварки судостроительной конструкции, Методические указания, ЛКИ, СПб 1962.

[6] ГОСТ 22727-88 «Методы ультразвукового контроля».

[7] ГОСТ 14771-76 «Дуговая сварка в среде защитного газа».

[8] ГОСТ 8050-80 «Углекислый газ сжиженный».

Размещено на Allbest.ru

...