Процес зварювання опори трубопроводів

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

Тема «Зварювання опори трубопроводів»

Введення
З наукової літератури відомо, що зварюванням називається процес отримання нероз'ємних з'єднань шляхом встановлення міжатомних зв'язків між сполученими частинами при їх нагріванні та / або / пластичної деформації / ГОСТ 2601 - 84 /.
Зварювання є одним з основних технологічних процесів у машинобудуванні та будівництві. Основним видом зварювання є дугове зварювання.
Основоположниками дугового зварювання є російські вчені та інженери - В.В. Петров (1761 - 1834), М.М. Бенардос (1842 -1905) і Н.Г. Славянов (1854 - 1897). Видатний внесок у розробку теоретичних основ зварювання внесли радянські вчені: В.П. Вологдін, В.П. Нікітін, К.К. Хренов, Є.О. Патон, Г.А. Миколаїв, Н.О. Окерблом, М.М. Риколін, К.В. Любавський, Б.Є. Патон.
У 1802 році вперше в світі професор Санкт Петербурзької медика - хірургічної академії Василь Володимирович Петров відкрив і спостерігав дуговий розряд від побудованого ним надпотужного "вольтового стовпа", який стояв з 2100 пар різнорідних гуртків - елементів / мідь + цинк /, прокладені паперовими гуртками, змочені водним розчином нашатирю. Цей стовп, або батарея був найбільш потужним джерелом електричного струму в той час. Проробивши велику кількість дослідів з цією батареєю, він показав можливість використання електричної дуги для освітлення і плавлення металів. У сьогодення, в в'язі з розвитком науково-технічної революції різко зріс діапазон зварюються товщин, матеріалів, видів зварювання. В даний час зварюють матеріали товщиною від кількох мікрон (у мікроелектроніці) до декількох метрів (у важкому машинобудування). Поряд з конструкційними сталями зварюють спеціальні сталі та сплави на основі титану, цирконію, молібдену, ніобію та інших матеріалів, також різнорідні матеріали.
Таким чином, зробимо висновок: сутність зварювання полягає у зближенні елементарних частинок зварюються частин настільки, щоб між ними почали діяти міжатомні зв'язку, які забезпечують міцні з'єднання.

1. Основна частина
1 .1 Коротка характеристика заданої конструкції, область застосування
При будівництві підприємств нафтової, хімічної, харчової, металургійної промисловості, а також об'єктів з виробництва мінеральних добрив та агропромислового комплексу значний обсяг складають роботи з виготовлення та монтажу технологічних трубопроводів. Перш ніж розібрати задану тему, а саме зварювання опор і естакад для трубопроводів, необхідно дати визначення самого терміну «трубопровід». Трубопроводами називаються пристрої, які служать для транспортування рідких, газоподібних і сипучих речовин. Трубопроводи складаються з щільно з'єднаних між собою прямих ділянок труб, деталей, запірно-регулюючої арматури, контрольно-вимірювальних приладів, засобів автоматики, опор і підвісок, кріплення, прокладок і ущільнень, а також матеріалів, застосовуваних для теплової і антикорозійного ізоляції.
Опори трубопроводів поділяють на рухомі і нерухомі.
Нерухомі опори застосовуються для трубопровідних систем надземної прокладки або для трубопроводів підземної безканальної прокладки. Нерухомі опори трубопроводів служать для сприйняття і згладжування зусиль, що з'являються в трубопроводах у результаті температурних коливань.
Блоки будівельних конструкцій використовують при зведенні збірних залізобетонних та металевих естакад балкового і ферменной типів. До складу блоку будівельних конструкцій балкових залізобетонних естакад входять балки, траверси, перехідні містки та їх огородження, а металевих ферменних - ферми, верхні і нижні балки, елементи зв'язків, перехідні містки та їх огородження.
Трубопровідні блоки включають в себе: прямі ділянки трубопроводів, що складаються з однієї або декількох секцій (у межах температурного блоку) з обігріваючими трубопроводами-супутниками; вузли трубопроводів з трубопровідною арматурою; П-образні, лінзові, сильфонні або сальникові компенсатори; опори і теплоізоляційні покриття.
Комбінований блок - це пролітна будова металевої естакади з встановленими і закріпленими трубопровідними блоками, зібране до підйому і установки в проектне положення.
Вид блоку і ступінь його укрупнення (у тому числі нанесення теплової ізоляції) визначаються ППР в залежності від конструктивних рішень естакад, кількості та розташування трубопроводів, їх діаметрів, наявності вантажопідйомних механізмів і транспортних засобів, а також місцевих умов виконання робіт. Зазвичай монтаж ведуть трубопровідними і комбінованими блоками. До складу блоку з будівельних конструкцій балкових залізобетонних естакад входять балки, траверси, перехідні містки та їх огородження, а металевих ферменних - ферми, верхні і нижні балки, елементи зв'язків, перехідні містки та їх огородження.
При монтажі конструкцій прогонових будов естакад і трубопроводів необхідно забезпечити стійкість і незмінність змонтованої частини естакади.
До монтажних робіт з прокладання зовнішніх міжцехових трубопроводів на окремо стоячих опорах або естакадах приступають тільки після отримання від будівельної організації актів про повну відповідність опорних конструкцій проекту та технічним умовам, а також перевірки фактичного виконання цих робіт представниками монтажних організацій.
Необхідно перевірити готовність будівельних конструкцій стійок естакад (для комбінованих і трубопровідних блоків, що прокладаються по окремо стоїть стійок) і прогонових будов (для трубопровідних блоків) під монтаж і скласти виконавчу схему, що враховує відхилення відміток і положення в плані опорних конструкцій естакади.
Монтаж конструкцій прогонових будов естакади починають від нерухомої (анкерної) стійки і ведуть в обидва боки від неї.
Комбіновані блоки двоярусних залізобетонних естакад монтують тільки після закінчення монтажу всіх вставок (етап I) і зварювання вставок з опорними стійками. Траверси і зв'язку по верхньому ярусу встановлюють після монтажу комбінованих блоків на нижньому ярусі і укладання в ньому трубопроводів, що підвішуються до верхнього ярусу, якщо це допускається конструкцією естакади.
Комбіновані блоки металевої ферменной естакади монтують одним краном, за винятком компенсаторних блоків, які монтують двома кранами. Комбінований блок наводять у проектне положення шляхом суміщення монтажних отворів, креслення рисок або опорних закладних деталей з відповідними установочними місцями раніше змонтованих конструкцій прогонових будов або опор. Щоб уникнути удару, блок наводять дуже невеликими переміщеннями монтажного крана, а також ручним натягом розчалок (не менше двох) монтажними ломиками, струбцинами і домкратами.
На знову споруджуваних естакадах залишають вільні місця для прокладки додаткових ліній трубопроводів на випадок можливого розширення підприємства і нарощування потужностей. Додаткові лінії трубопроводів на діючих естакадах зазвичай прокладають окремими трубами. Труби піднімають краном і з допомогою трактора або лебідок і відвідних блоків протягують всередину естакади. Окремі деталі естакади, як і трубопроводів з'єднують шляхом зварювання.

1 .2 Вибір металу та зварювального матеріалу
Фізичні, хімічні і технологічні властивості сталі з якої виконані деталі естакади
СТ 3 - це сталь вуглецева звичайної якості. Основним металом в цій сталі, є залізо
Таблиця № 1
Основний метал стали
щільність
г / смі
t ° C
плавлення
Коеффіціент
Лінійного
Розширення
Питома теплоємність
З кал / г-град
Теплопро
Водність
λкал 1см
З-град
питомий електричні.
з'єднання При 20 ˚ С Ом · мм м
7,86
1539
11,9
0,11
0,14
0,10
Фізичні властивості
  До фізичних властивостей стали відносяться: питома вага, щільність, температура плавлення, теплопровідність, теплове розширення, питома теплоємність, електропровідність і здатність намагнічуватися.
Щільністю називається кількість речовини міститься в одиниці об'єму V.
Температура плавлення - це температура, при якій метал повністю переходить з твердого стану в рідкий.
Теплопровідність - це властивість тіл проводити з тією чи іншою швидкістю тепло при нагріванні.
Теплове розширення-властивість металів розширюватися при нагріванні.
Хімічні властивості
  Хімічні властивості характеризують здатність металів і
сплавів чинити опір окисленню або вступати в з'єднання з різними речовинами: киснем повітря, розчинами кислот, лугів та ін
Чим легше метал вступає в з'єднання з іншими елементами, тим швидше він руйнується. До хімічного впливу активних середовищ відносяться: окислюваність, розчинність, корозійна стійкість. Метали, стійкі до окислення при сильному нагріванні, називають жаростійкими або окаліностойкості.
Опір корозії, окалинообразованием і розчинення, визначають по зміні маси піддослідних зразків на одиницю поверхні за одиницю часу.

Технологічні властивості.

З технологічних властивостей найбільше значення мають оброблюваність, зварюваність, ковкість, прокаливаемость.
Оброблюваність -
комплексне властивість матеріалу, зокрема металу, що характеризує здатність його піддаватися обробці різанням. Зазвичай оброблюваність визначається за швидкістю різання і за чистотою обробки.
Зварюваність-
властивість металу, давати доброякісне з'єднання при зварюванні, що характеризується відсутністю тріщин та інших дефектів металу у швах і до прилеглих до шва зонах.
Ковкість-
здатність металів і сплавів без руйнування змінювати свою форму при обробці тиском.
Прокаливаемость-
здатність стали сприймати загартування на певну глибину від поверхні.
Жидкотекучесть
- Здатність розплавленого металу добре заповнювати порожнину ливарної форми.
Вибір режиму зварювання.
Режимом зварювання називається група показників, що визначають характер протікання процесу зварювання. Ці показники впливають на кількість теплоти, що вводиться у виріб при зварюванні.
Основними показниками режиму зварювання є: діаметр електрода, зварювальний струм, напруга на дузі і швидкість зварювання.
Додатковими показниками режиму зварювання є: рід і полярність струму, тип і марка покритого електрода, кут нахилу електрода, температура попереднього нагрівання металу. Діаметр електрода вибирається в залежності від товщини металу, що зварюється, типу звареного з'єднання, типу шва і.т.д.
При зварювання встик в нижньому положенні діаметр електрода повинен дорівнювати товщині металу, що зварюється. У багатошарових станових і кутових швах перший шар виконується електродом діаметром 2-4 мм, наступні шари виконуються електродами більшого діаметра.
У вертикальному і стельовому положенні зварювання виробляють електродами діаметром не більше 4 мм.
Струм вибирають залежно від діаметра електрода за формулою:
J = К d,
де К = 35: 60А/мм, d-діаметр електрода.
Малий зварювальний струм веде до нестійкого горіння дуги, непровари і малої продуктивності.
Надмірно великий струм веде до сильного нагрівання електрода при зварюванні, збільшенню швидкості плавлення електрода і непровари.
При зварюванні у вертикальному та горизонтальному положенні струм повинен бути зменшений проти прийнятого для зварювання в нижньому положенні приблизно на 5-10%, для стельових на 10-15% з тим, щоб рідкий метал не випливав зі зварювальної ванни. Зменшення діаметра електрода при постійному зварювальному струмі підвищує щільність струму в електроді і глибину проварки.
Зі зменшенням діаметра електрода ширина шва зменшується, внаслідок зменшення катодного і анодного плям. Зі зміною струму міняється глибина провару. Підвищення напруги дуги за рахунок збільшення її довжини приводить до зниження зварювального струму і глибини провару. Ширина шва при цьому підвищується незалежно від полярності зварювання. Зі збільшенням швидкості ручного зварювання глибина провару і ширина шва знижуються.
J = Kd K = 40 A / MM d = 4MM J = 40 x 4 = 160A
Підготовка металу до зварювання.
Підготовка металу під зварку полягає в очищенні, розмітці, різанні і збірці. Очищення застосовується для того, щоб очистити метал від іржі, фарби, шлаку, і.т.д.
Перенесення розмірів деталі на натуральну величину з креслення на метал називають розміткою. При цьому користуються інструментом: рулеткою, лінійкою, косинцем і чертилкой. Простіше і швидше розмітка виконується шаблоном, що виготовляється з тонкого металевого листа.
При розмітці заготовок враховується укорочення їх у процесі зварювання конструкції. Тому передбачається припуск з розрахунку 1мм на кожен поперечний стик і 0,1-0,2 мм на 1мм поздовжнього шва.
При підготовці деталі до зварювання застосовують переважно термічну різання. Механічне різання доцільно виконувати при заготівлі однотипних деталей, головним чином з прямокутним перетином.
Часто кисневу різання застосовують, особливо машинну, поєднують зі зняттям кута скосу крайок.
Збирання і техніка зварювання.
Складання деталей під зварювання-це трудомісткість складова близько 30% від загальної трудомісткості виготовлення виробу. Вона залежить від ряду умов (серійність виробництва, типу вироби і.т.д.). Для зменшення часу збірки, а так само для підвищення її точності, застосовують різні пристосування. Пристосування можуть бути призначені тільки для складання деталей під зварювання, або тільки для зварювання вже зібраного вироби (наприклад, для виконання швів у виробі тільки в нижньому положенні) або використовуються комбіновані складально-зварювальні пристосування. Вироби частіше збирають на зварювальних прихватках. Зварювальні прихватки представляють собою неповноцінні короткі шви з поперечним перерізом до 1 / 3 перерізу повного шва Довжина прихватки від 20 до 100 мм залежно від товщини листів, що зварюються і довжини шва, відстань між прихватками в залежності від умов іноді досягає 1 метр. Прихватки надають виробу жорсткість і перешкоджають переміщенню деталей, що може призвести до тріщин у прихватках при їх охолодженні. Чим більше товщина листів, що зварюються, тим більше, розтягується усадочна сила в прихватках і більше можливість утворення тріщин. Тому складання на зварювальних прихватках застосовують для конструкцій з листів невеликої товщини (до 6-8 мм) і труб.
При значній товщині аркушів необхідно забезпечити піддатливість деталей, і збірку виробу виконують на механічних пристроях.
1 .3 Зварювальне обладнання та приладдя зварника
Організація робочого місця при зварюванні вузла.
Робочим місцем при зварюванні є зварювальний пост. Пости поділяються на стаціонарні та пересувні. Стаціонарні це посади, що знаходяться в цехах, переважно у зварювальних кабінах, в яких зварюються вироби невеликих розмірів.
У кабіні повинен стояти джерело живлення (трансформатор) приєднаний дротом до нього електротримач, призначений для затиску електрода.
Струм до електротримач і виробу проводиться по дротах. До допоміжних інструментів відносяться дротяні щітки для зачистки крайок перед зварюванням, молоток для видалення шлакової кірки, зубило для вирубування неякісних швів, набір шаблонів для перевірки розмірів швів, метр, сталева лінійка, схил, косинець, чертілка, крейда, а так само ящик для зберігання і перенесення інструмента.
Устаткування, що застосовується при складанні і зварюванні даного вузла.
Трансформатор ТСК-500 з підвищеним магнітним розсіюванням. Трансформатор має дві обмотки: первинну і вторинну. Первинна закріплена нерухомо, а друга рухома. Кожна з обмоток складається з двох котушок. Зварювальний струм регулюється зміною відстані між обмотками.
При зварювальних роботах зварювальник також користується спеціальним інструментом і приладдям.
До інструменту зварника відносяться:
1 Електродотримач від якого залежить продуктивність і безпеку праці. Електродотримачі повинен бути легким (ні більше 0,5 кг) і зручний в обігу. (Рис 4)
2 Щиток або маска застосовується для оберігання очей та шкіри обличчя зварника від шкідливого впливу інфрачервоного випромінювання та бризок металу.
3 Зварювальні дроти по яких струм від силової мережі підводиться до зварювального апарату (марки КРПТ) від зварювальних апаратів до місць роботи, зварювальний струм надходить за гнучким проводу марки ПРГ, АПР, або ПРГД з гумовою ізоляцією.
До приладдю зварника відносяться;
- Сталева щітка застосовувана для зачистки металу від бруду, іржі перед зварюванням і шлаку після зварювання.
- Молоток з загостреним кінцем для відбиття шлаку з зварювальних швів та для поставки особистого клейма.
- Зубило для вирубки дефектних місць зварного шва.
- Для виміру геометричного розмірів швів, зварнику видають набір шаблонів. Також зварювальник користується деякими вимірювальними інструментами (лінійка, рулетка). Для перевірки кутів використовується кутник.
1 .4 Дугова і газова зварка
Плавящийся електрод являє собою металевий стрижень з електродного дроту, на поверхню якого нанесено шар покриття.
Електродні покриття призначені для стабілізації горіння дуги, захисту розплавленого металу від кисню та азоту повітря і легування металу шва. До складу електродних покриттів входять стабілізуючі, шлакоутворювальні, газоутворюючі, раскисляющие, легуючі і сполучні групи компонентів.
Для зварювання деталі опори я використовую електроди типу Е42 марка ВСП-1 і ОМА-2. Ці електроди містять целюлозне (ц) покриття.
Містить органічні складові, що утворюють захисні гази, в основному електродну целюлозу марки ЕЦ. Як розкислювачів вводяться феросплави марганцю. Шлакоутворювальні добавки: рутил, карбонати, алюмосилікати і ін
Легування металу шва здійснюється через дріт, а так само, введенням до складу покриття металевих порошків і феросплавів. Ці покриття утворюють на шві тонкий шар шлаку. Електроди з целюлозними покриттями зручні для монтажних робіт, коли необхідно накладати шви у всіх просторових положеннях. Вони добре забезпечують провар кореня і формування зворотної сторони шва.
Ручна дугова зварка
Ручне дугове зварювання виконують зварювальними електродами, які вручну подають у дугу і переміщають уздовж заготівки. У процесі зварювання металевим покритим електродом - дуга горить між стрижнем електрода і основним металом. Стрижень електрода плавиться, і розплавлений метал краплями стікає в металеву ванну. Разом зі стрижнем плавиться покриття електрода, утворюючи газову захисну атмосферу навколо дуги і рідку шлакову ванну на поверхні розплавленого металу. Металева та шлакові ванни разом утворюють зварювальну ванну. У міру руху дуги зварювальна ванна твердне і утворюється зварювальний шов. Рідкий шлак після охолодження утворює тверду жужільну кірку.
Електроди для ручного зварювання являють собою стрижні з нанесеними на них покриттями. Стрижень виготовляють з зварювального дроту підвищеної якості. Зварювальний дріт всіх марок залежно від складу поділяють на три групи: низьковуглецевий, легована і високолегована.
Ручна зварка зручна при виконанні коротких і криволінійних швів в будь-яких просторових положеннях - нижньому, вертикальному, горизонтальним, стельовому, при накладанні швів у важкодоступних місцях, а також при монтажних роботах і складання конструкцій складної форми. Ручна зварка забезпечує гарну якість зварних швів, але має більш низькою продуктивністю, наприклад, в порівнянні з автоматичного дугового зварювання під флюсом.
Продуктивність процесу в основному визначається зварювальним струмом. Проте струм при ручному зварюванні покритими електродами обмежений, тому що підвищення струму понад рекомендованого значення призводить до розігрівання стрижня електрода, відшаровування покриття, сильному розбризкуванню і чадові розплавленого металу. Ручну зварку поступово замінюють напівавтоматичного в атмосфері захисних газів. Електроди для ручного зварювання являють собою стрижні з нанесеними на них покриттями. Стрижень виготовляють з зварювального дроту підвищеної якості. Зварювальний дріт всіх марок залежно від складу поділяють на три групи: низьковуглецевий, легована і високолегована
Ручна зварка зручна при виконанні коротких і криволінійних швів в будь-яких просторових положеннях - нижньому, вертикальному, горизонтальним, стельовому, при накладанні швів у важкодоступних місцях, а також при монтажних роботах і складання конструкцій складної форми. Ручна зварка забезпечує гарну якість зварних швів, але має більш низькою продуктивністю, наприклад, в порівнянні з автоматичного дугового зварювання під флюсом. Продуктивність процесу в основному визначається зварювальним струмом. Проте струм при ручному зварюванні покритими електродами обмежений, тому що підвищення струму понад рекомендованого значення призводить до розігрівання стрижня електрода, відшаровування покриття, сильному розбризкуванню і чадові розплавленого металу. Ручну зварку поступово замінюють напівавтоматичного в атмосфері захисних газів
Газове зварювання.
При газополум'яної обробки металів як джерела теплоти використовується газове полум'я - полум'я горючого газу, що спалюється для цієї мети в спеціальних пальниках.
В якості горючих газів використовують ацетилен, водень, природні гази, нафтовий газ, пари бензину, гасу та ін Найбільш високу температуру в порівнянні з полум'ям інших газів має ацетіленокіслородное полум'я, тому воно знайшло найбільше застосування.
Газове зварювання - це зварювання плавленням, при якій метал в зоні з'єднання нагрівається до розплавлення газовим.
До переваг газового зварювання відносяться: простота способу, нескладність обладнання, відсутність джерела електричної енергії.
До недоліків газового зварювання відносяться: менша продуктивність, складність механізації, велика зона нагріву і більш низькі механічні властивості зварних з'єднань, ніж при дуговому зварюванні.
Газове зварювання використовують при виготовленні та ремонті виробів з тонколистової сталі товщиною 1-3 мм, зварюванні чавуну, алюмінію, міді, латуні, наплавленні твердих сплавів, виправленні дефектів лиття та інших
При зварюванні місце з'єднання нагрівають до розплавлення високотемпературним газовим полум'ям. При нагріванні газозварювальним полум'ям кромки зварюються заготовок розплавляються, а зазор між ними заповнюється присадним металом, який вводять у полум'я пальника ззовні. Газове полум'я отримують при згорянні пального газу в атмосфері технічно чистого кисню.
Кисневий балон являє собою сталевий циліндр з сферичним днищем і горловиною для кріплення запірного вентиля. На нижню частину балона насаджується черевик, що дозволяє ставити балон вертикально. На горловині є кільце з різьбою для накручення захисного ковпака. Середня рідинна місткість балона 40 дм3. При тиску 15 МПа він вміщує ~ 6000дм3 кисню. Конструкція ацетиленових балонів аналогічна конструкції кисневих балонів. Тиск ацетилену в балоні 1,5 МПа. У балоні знаходиться пориста маса (активізований вугілля) і ацетон. Розчинення ацетилену в ацетоні дозволяє помістити в малому обсязі велика кількість ацетилену. Розчинений в ацетоні ацетилен просочує пористу масу і стає безпечним.
При газовому зварюванні заготівлі нагріваються більш плавно, ніж при дуговому, це і визначає основні сфери її застосування: для зварювання металів малої товщини (0,2 - 3 мм); легкоплавких кольорових металів і сплавів, що вимагають поступового нагрівання й охолодження, наприклад інструментальних сталей, чавуну, латуней; для пайки а наплавочних робіт; для підварки дефектів у чавунних і бронзових виливках. При збільшенні товщини металу продуктивність газового зварювання різко знижується. При цьому за рахунок повільного нагрівання зварюються вироби значно деформуються. Це обмежує застосування газового зварювання.
Техніка газового зварювання.
У практиці застосовують два способи зварювання - правий і лівий (див. рис.8) При правому способі зварювання ведуть зліва на право, зварювальне полум'я направляють на зварену ділянку шва, а присадні дріт переміщують слідом за пальником. Так як при правому способі полум'я направлено на зварену шов, то забезпечується кращий захист зварювальної ванни від кисню та азоту повітря, велика глибина плавлення, уповільнене охолодження металу шва в процесі кристалізації. Теплота полум'я розсіюється менше, ніж при лівому способі, тому кут оброблення крайок робиться не 90 °, а 60-70 °, що зменшує кількість наплавленого металу і викривлення. При правому способі продуктивність на 20-25% вище, а витрата газів на 15-20% менше, ніж при лівому. Правий спосіб доцільно застосовувати при зварюванні металу товщиною понад 5 мм і металів з великою теплопровідністю.
При лівому способі зварювання ведуть справа наліво, зварювальне полум'я направляють на ще не зварені кромки металу, а присадні дріт переміщують попереду полум'я. При лівому способі зварювальник добре бачить зварюваний метал, тому зовнішній вигляд шва краще, ніж при правому способі; попередній підігрів кромок зварюється металу забезпечує гарне перемішування зварювальної ванни. Завдяки цим властивостям лівий спосіб найбільш поширений і застосовується для зварювання тонколистових матеріалів і легкоплавких металів.
Потужність зварювального пальника при правому способі вибирають з розрахунку 120-150 дм ^ 3 / год ацетилену, а при лівому -100-130 дм ^ 3 / год на 1 мм товщина металу, що зварюється.
Діаметр присадочной дроту вибирають в залежності від товщини металу, що зварюється і способу зварювання. При правому способі зварювання діаметр присадочной дроту d = S2 мм., Але не більше 6 мм, при лівому d = S2 +1 мм, де S-товщина металу, що зварюється, мм
Швидкість нагріву регулюють зміною кута нахилу aмундштука до поверхні металу, що зварюється.
Чим товще метал і більше його теплопровідність, тим більше кут нахилу мундштука до поверхні металу, що зварюється.
У процесі зварювання газозварник кінцем мундштука пальника здійснює одночасно два рухи: поперечний (перпендикулярно осі шва) і поздовжнє (вздовж осі шва). Основним є поздовжнє рух. Поперечний рух служить для рівномірного прогріву крайок основного металу і одержання шва необхідної ширини.
Газової зварюванням можна виконувати нижні, горизонтальні (на вертикальній площині), вертикальні і стельові шви. Горизонтальні і стельові шви зазвичай виконують правим способом зварювання, вертикальні знизу вгору - лівим способом.
1 .5 Технічний процес зварювання вироби
Запалювання дуги.
Запалювання дуги між покритим електродом і зварюваних виробом виконують у два прийоми: коротким замиканням кінця електрода з виробом і відривом електрода від виробу на відстань, рівне приблизно діаметру покритого електрода.
Коротке замикання електрода з виробом необхідно для нагрівання металу до відповідної температури в катодному плямі, що забезпечує вихід первинних електронів і, отже, дуги.
Існує два способи запалювання дуги покритими електродами-впритул і ковзанням, чирканья.
За першим способом запалювання дуги, метал нагрівається в точці короткого замикання, по другому в декількох точках, в результаті ковзання торця електрода по поверхні виробу, що зварюється. Використовують обидва способи запалювання дуги, причому перший частіше застосовується при зварюванні у вузьких та незручних місцях.
Довжина дуги.
Негайно після запалювання дуги починається плавлення основного і електродного металів. На виробі утворюється ванна розплавленого металу. Зварювальник повинен підтримувати горіння дуги так, що б її довжина була постійною. Від правильно обраної довжини дуги залежать продуктивність зварювання і якість зварного шва.
Зварювальник повинен подавати електрод у дугу зі швидкістю плавлення електрода. Уміння підтримувати дугу постійної довжини характеризує кваліфікацію зварника.
Нормальною вважають довжину дуги, що дорівнює 0,5-1,1 діаметру стрижня електрода, в залежності від типу і марки електрода і положення зварювання в просторі. Збільшення довжини дуги знижує її стійке горіння, глибину проплавлення основного металу, підвищує втрати на угар і розбризкування електрода, викликає утворення шва з нерівною поверхнею і посилює шкідливу дію навколишнього середовища й атмосфери на розплавлений метал.
Положення електрода.
Нахил електрода при зварюванні залежить від положення зварювання в просторі, товщини і складу металу, що зварюється, діаметра електрода, виду і товщини покриття. Напрямок зварювання може бути зліва на право, справа на ліво, від себе, на себе.
Незалежно від напрямку зварювання електрод повинен бути нахилений до осі шва, так, що б метал виробу, що зварюється проплавляються на найбільшу глибину і правильно б формувався метал шва.
Для одержання щільного та рівного шва для зварювання в нижньому положенні на горизонтальній площині кут нахилу електрода повинен бути 15-30 ° від вертикалі в сторону ведення шва-кутом назад. Зазвичай дуга зберігає напрямок осі електрода: зазначеним нахилом електрода зварювальник домагається не тільки максимального проплавлення металу і кращого формування шва, але й так само зменшується швидкість охолодження металу зварювальної ванни, що запобігає утворенню гарячих тріщин у шві.
Коливальні рухи електроду.
Для отримання валика потрібної ширини виробляють поперечні коливальні рухи електроду. Якщо переміщати електрод тільки уздовж осі шва без поперечних коливальних рухів, то ширина валика визначається лише зварювальним струмом та швидкістю зварювання і становить від 0,8 до 1,5 діаметра електрода.
Такі вузькі (ниткові) валики застосовують при зварюванні тонких аркушів, при накладенні першого (кореневого) шару багатошарового шва, При зварюванні за способом опирання і в інших випадках. Найчастіше, застосовують шви шириною від 1,5 до 4 діаметрів електрода, одержувані за допомогою поперечних коливальних рухів електродів.
Рух трикутником застосовують при виконанні кутових швів з катетами шва більше 6 мм та стикових зі скосом кромок в будь-якому просторовому положенні. У цьому випадку досягається добрий провар кореня і задовільний формування шва.
Способи заповнення шва по довжині й перетину.
Шви по довжині й перетину виконують на прохід і назад ступінчастим способом. Сутність способу зварювання на прохід полягає в тому, що шов виконується до кінця в одному напрямку. Зворотно-ступінчастий спосіб полягає в тому, що довгий передбачуваний до виконання шов ділять на порівняно короткі щаблі.
За способом заповнення швів по перетину розрізняють однопрохідні, одношарові шви, багатопрохідні і багатошарові. Якщо число шарів дорівнює числу проходів дугою, то такий шов називають багатошаровим.
Багатошарові шви частіше застосовують в стикових з'єднаннях, багатопрохідні-в кутових і таврових. Для більш рівномірного нагріву металу шва по всій його довжині виконують подвійним шаром, секціями, каскадом і блоками, причому в основу всіх цих способів покладено принцип обратноступенчатой ​​зварювання.
Закінчення шва.
У кінці шва не можна відразу обривати дугу і залишати на поверхні металу шва кратер.
Кратер може викликати появ тріщини у шві внаслідок вмісту в ньому домішок, перш за все, сірки та фосфору. При зварюванні низьковуглецевої сталі кратер заповнюють електродним металом або виводять його в сторону на основний метал.
При зварюванні сталі, схильної до утворення гартівних мікроструктур, висновок кратер у бік неприпустимий зважаючи на можливість утворення тріщин.
Не рекомендується заварювати кратер за кілька обривів і запалювання дуги зважаючи утворень оксидних забруднень металу.
Кращим способом закінчення шва буде заповнення кратера металом в слідстві припинення поступального руху електродів в дугу і повільного подовження дуги до її обриву.
Попередження деформації.
Деформацією називається зміна форми і розмірів виробу під дією внутрішніх і зовнішніх сил. Деформації можуть бути пружними і пластичними.
Вони поділяються на деформації розтягування, стиснення, кручення, згинання, зрізу. Деформації при зварюванні виникають при нерівномірному нагріванні й охолодженні металу. Зменшення деформацій виробляють конструктивним і технологічним способом.
Конструктивним - зменшення кількості зварних швів і їх перерізів, що знижує кількість введеної теплоти. Між кількістю теплоти і деформації існує пряма залежність.
Технологічний спосіб - застосування силової обробки металу зварювального виробу в процесі його зварювання.
Види застосовуваних сил:
1) Зовнішня статична або пульсуюча сила, прикладена до зібраного під зварювання виробу
2) Місцева проковування і обкатування металу шва, околошовной металу.
Деформації виражаються у зміні форми і розмірів деталі в порівнянні з наміченими до різання.
Способи боротьби з деформаціями при кисневого різання:
Раціональна технологія різання, застосування жорсткого закріплення кінців різу, попередній підігрів вирізується деталі, застосування штучного охолоджування і ін
У раціональну технологію різання входять, правильний вибір початку різання, встановлення правильної послідовності різання, вибір найкращого режиму різання. Защемлением решт різу можна знизити деформацію по кромках. Зменшувати деформацію можна попереднім підігрівом місця вирізки деталі, що призводить до більш рівномірного охолодження металу.
Зменшення деформацій досягається також безперервним охолодженням струменем води по зоні термічного впливу у розрізаючої частини.
Що б не утворилося деформацій поза площиною листа, не можна допускати провисання його під дією нагрівання при різанні. Тому різання треба виконувати на стелажах з великим числом опор.
Прогресивні методи складання та зварювання вузла.
Щоб підвищити продуктивність праці і полегшити працю зварника застосовують різні високопродуктивні способи зварювання.
Зварювання пучком (гребінкою) електродів.

Принцип цього способу полягає в тому, що два чи кілька електродів з'єднує пучок, яким за допомогою звичайного електрода-власника ведуть зварювання.

При зварюванні пучком електродів дуга виникає між зварюваних виробом і одним з його стрижнів в міру оплавлення останнього, переходить на сусідній, тобто дуга горить поперемінно між кожним з електродів пучка та вироби.
У результаті цього нагрів стрижнів електродів внутрішньої теплотою буде менше, ніж при зварюванні одним електродом при тій же величині струму.
Тому при зварюванні пучком можна встановлювати більшу величину струму, ніж при зварюванні одинарним електродом того ж діаметру, а це в свою чергу дозволяє збільшити продуктивність праці.
Зварювання з глибоким проплавленням
Складів деяких покриттів, нанесені на стрижень електрода більш товстим шаром, ніж зазвичай, дозволяє сконцентрувати теплоту зварювальної дуги, підвищити її проплавляються дії: збільшити глибину проплавлення основного металу.
Зварювання в таких випадках ведеться короткою дугою, горіння якої підтримується за рахунок того, що спирається козирком покришки на основний метал.
При зварюванні похилим електродом оплавляються кінець електрода спирається про зварювані кромки, а сам електрод переміщається вздовж лінії з'єднання в міру заповнення оброблення крайок.
Контроль якості зварювання.
У виробництві зварних виробів розрізняють дефекти: зовнішні, внутрішні і наскрізні, поправні та невиправні, внутрішньоцехові і зовнішні.
а) зовнішні дефекти: тріщини, мікротріщини, осадові раковини, утяжин, угнутості кореня, некрізні свищі, пари, бризки металу і.т.д.
б) внутрішні дефекти: непровар, внутрішня пора і.т.д.
в) наскрізні дефекти: свищі, пропали, тріщини, суцільні непровари.
Виправні дефекти-дефекти, усунення яких технічно можливі та економічно доцільно.
Основні види контролю класифікуються за формою впливу на виробництво, активний і пасивний. За охопленням продукції на суцільний і вибірковий. За місцем проведення на стаціонарний і рухомий.
Розрізняють такі види контролю за якістю зварювання:
Зовнішній огляд -
служить для визначення зовнішніх дефектів у зварних швах і виробляється неозброєним оком або за допомогою лупи, що збільшує в 5-10 разів.
Випробування гасом -
застосовується для визначення щільності зварних швів. Доступну для огляду бік шва покривають водною суспензією крейди або каоліну і підсушують. Іншу сторону змащують гасом. Поява жирної плями на крейді виявляє місце дефекту.
Випробування обдувом повітря-
полягає в тому, що одна сторона обдувається стисненим повітрям, а інша покривається водним розчином з милом. Поява бульбашок показує місце дефекту шва.
Випробування вакуумом-певну ділянку шва покривають мильним розчином і встановлюють вакуумну камеру, поява міхурів або піни показує місце дефекту шва.
Випробування водою-
під тиском одну сторону шва обливають водою, якщо з іншого боку з'являються течі, краплі, це означає, що шов з дефектом.
Також проводяться випробування повітряним тиском, гідравлічним тиском, просвічуванням зварних з'єднань, ультразвуком, магнітопорошкового методом, технологічні, хімічні та механічні випробування.

1 .6 Безпечні прийоми роботи і організація робочого місця
1. Зварювальні роботи повинні проводитися електрозварювальних цехах або на спеціально обладнаних майданчиках.
2. Зварювальний пост знаходиться як в приміщенні, так і на відкритому повітрі, повинен бути огороджене щитами або ширмами для захисту оточуючих від шкідливої ​​дії електричної дуги.
3. При зварюванні виробів масою більше 20 кг., Повинні бути встановлені підйомно-транспортні механізми.
4. У електрозварювальне цеху повинен бути передбачений прохід, що забезпечує зручність і безпеку виробництва зварювальних робіт і пересування. За всіх умов ширина проходу повинна бути не менше 1 метра.
5. Зварювальний цех повинен мати опалення і температура в приміщення повинна бути не нижче +16 ° С.
6. У зварювальному цеху повинна бути вентиляційна система.
7. У зварювальному цеху повинна бути система загального або комбінованого освітлення.
8. Зварювальні роботи повинні виконуватися в спеціальному одязі і взутті, в рукавицях, берете. Для захисту очей і обличчя застосовуються щитки або маски, а газорізальники та допоміжні робітники - окулярами. Корпус маски повинен бути виготовлений з негорючого матеріалу, а проріз для очей захищена світлофільтром (склом) різної щільності.
9. Корпус трансформатора, робочий стіл, і всі металеві нетоковедущие частині пристрою, повинні бути заземлені.
10. Провід й кабелі зварювального апарату повинні бути добре заізольовані і захищені від механічних пошкоджень і високої температури.
11. Рукоятка електротримач повинна бути з струмонепровідних і вогнестійкого матеріалу.
12. Виправляти електричний ланцюг може тільки електрик і при вимкненому рубильнику.
13. Після закінчення роботи або при тимчасовій отлучке з робочого місця зварювальник зобов'язаний відключити обладнання від мережі.

Література
1. Виноградов Ю.Г., Орлов К.С. Матеріалознавство для слюсарів-монтажників. М. 1983
2. Банів М.Д. "Технологія і обладнання контактного зварювання
3. Лупачов В.Г. Ручна дугова зварка. Мн. 2006
4. Тавастшерна Р.І. Виготовлення та монтаж технологічних трубопроводів. М. 1985
5. Тавастшерна Р.І. Монтаж технологічних трубопроводів. М.1980
6. Чернишов Г.Г. "Зварювальне справа: Зварювання та різання металів.", ІРПО, ПрофОбрІздат, 2002
7. В. Л. Лихачов "Електродугова зварювання. Посібник для зварників і фахівців зварювального виробництва", Солон-Прес, 2006
Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Виробництво і технології | Реферат
82.7кб. | скачати


Схожі роботи:
Процес зварювання обічайки
Процес ручного дугового зварювання
Технологічний процес складання та зварювання вузлів та секції
Технологічний процес складання та зварювання секції палуби першого ярусу в районі 200220шп з економічною
Технологічний процес складання та зварювання секції палуби першого ярусу в районі 200 220шп з економічною
Технологічні основи процесу зварювання металів і сплавів е класифікація прогресивні способи зварювання
Банківська реклама нова точка опори
Розробка технологічного процесу механічної обробки опори для важеля
Збірка замку зібраного становища основної опори шасі літака ТУ 204
© Усі права захищені
написати до нас