Введення
Електричне зварювання - велике російське винахід.У 1802 році В.В. Петров вперше у світі відкрив явище електричної дуги і вказав на можливість використання теплової енергії дуги в расплавлении металів. Він перший побудував найбільшу для того часу батарею, за допомогою якої і проводив свої досліди. Ці чудові досліди з електричною дугою В.В. Петров опублікував в 1803 році. У ній вказується на можливість застосування електричної дуги.
Перший у світі електродугове зварювання здійснив російський інженер Микола Миколайович Бенардос (1842-1904 рр.).. Роботи над створенням великих акумуляторних батарей привели його в 1882 році до винаходу способу електричного дугового зварювання металів в Росії і ряді інших країн.
Подальший розвиток зварювання знайшло застосування в роботах Н.Г. Славянова (1854-1897 рр.).. З ім'ям Славянова пов'язаний розвиток металургійних основ електричного зварювання і створення методу зварювання металевим електродом. Йому також належить заслуга створення автоматичного регулятора довжини дуги і першого зварювального генератора.
Н.Г. Славянов на Пермських гарматних заводах, начальником яких він був, організував значний на ті часи електрозварювальний цех і виконував велику кількість зварювальних робіт з мистецтвом заслуговує на увагу і в даний час. З 1891 по 1894 року особисто С.Г. Славянова і під його керівництвом виконано ремонтно-зварювальних робіт на 1631 виробів з загальною вагою 250 тонн і витрачено при цьому 11 тонн електродів.
Н.Г. Славянов був інженером-металургом, глибоко розумів фізико-хімічну сутність процесів, що відбуваються під час зварювання і розробив ряд флюсів і шлаків, що дозволяють отримати високоякісний, наплавлений метал.
Розвиток зварювання можна розділити на три етапи:
перший етап з 1924 по 1935 рік. Зварювальний процес у той час здійснювався вручну, електродами без покриття або з тонким ізолюючим покриттям електродів.
Другий етап з 1935 по 1940 рік. У ці роки зварювання широко впроваджувалася у всіх галузях промисловості на базі застосування електродів зі спеціальним покриттям.
Третій етап з 1940 року. Цей етап характеризується максимальним впровадженням механізації в зварювальний процес на базі розробленого в 1940 році під керівництвом Є.О. Патонова сучасного способу автоматичного зварювання під шаром флюсу.
Великі заслуги в справі розвитку і вдосконалення теорії і практики зварювального виробництва мають колективи Інституту ім. Є.О. Патона АНУССР, ЦНИИТМАШ, ЛПІ ім. Калініна, МВТУ ім. Баумана, галузевих ЦНДІ, завод «Електрик», Кіровського, Уралмаш та ін
Застосування зварювання дає не тільки економію металу (на 20-25%), але й економію часу та робочої сили.
Розроблені та застосовуються в деяких галузях промисловості нові методи зварювання: зварювання тиском, тертям, ультразвуком, струмами високої частоти, плазмовою дугою, зварювання електронним променем у вакуумі, дифузійна зварювання у вакуумі, вибухом, зварювання під водою променем лазера. У найближчі роки можна досягти серйозних подальших успіхів у розвиток і в промисловому застосуванні нових видів зварювання. Відбулися досягнення в галузі механізації та автоматизації зварювальних процесів, які дозволили підняти на високий технічний рівень виготовлення котлів, труб і трубопроводів, морських і річкових суден, нафтоапаратури, прокатних верстатів, потужних пресів і насосів та інших машин і механізмів.
1. Основна частина
1.1 Класифікація стали
Сталлю називається сплав заліза з вуглецем, де вміст вуглецю до 2%.
Стали поділяються на вуглецеві і леговані. За призначенням розрізняють, стали конструкційні з вмістом вуглецю в сотих частках і інструментальні з вмістом вуглецю в десятих частках відсотках.
Основним елементом у вуглецевих і конструкційних сталях є вуглець, який визначає механічні властивості сталей цієї групи. Вуглецеві сталі виплавляють звичайної якості і якісні.
Стали, вуглецеві звичайної якості поділяються на три групи:
Група А - за механічними властивостями
Група Б - за хімічним складом
Група В-за механічними властивостями і хімічним складом.
Виготовляють, стали наступних марок:
Група А - Ст 0, Ст 1, Ст2, Ст3, Ст4, Ст5, ст6;
Група Б - БСТ 0, БСТ 1, БСТ 2, БСТ 3, БСТ 4, БСТ 5, БСТ 6
Група В-ВСТ 0, ВСТ 1, ВСТ 2, ВСТ 3, ВСТ 4, ВСТ 5.
За ступенем розкислення сталь звичайної якості має наступне позначення КП - кипляча ПС - полуспокойная СП - спокійна.
Киплячої сталі, не мають підвищену хладноломкость, тому вони не придатні для виготовлення відповідальних зварних деталей і конструкцій, що працюють при низьких температурах.
Напівспокійних стали у меншій мірі схильні до тріщин при зварюванні, ніж киплячі.
Добре зварюються, спокійні сталі, вони мають однорідну структуру і можуть застосовуватися для виготовлення відповідальних зварних конструкцій. Вуглецеві сталі діляться в свою чергу на низьковуглецеві, середньовуглецеві і високовуглецеві сталі.
Низьковуглецеві стали містять вуглецю до 0,20%, зварюються добре, і не вимагають, з тієї або особливою технологією.
Середньовуглецеві сталі з вмістом вуглецю до 0,45%, зварюються дещо гірше. При зварюванні цих сталей в ділянках, що належать до зварному шву, утворюються гартівні зони, в яких можуть виникати тріщини.
Високовуглецеві сталі з вмістом вуглецю більше 0,45%, мають поганий зварюваністю, і вимагають при зварюванні ряду технологічних обмежень.
Легованої сталлю називається така сталь, у складі якої є в певних кількостях спеціальні легуючі елементи до 65%, введені з метою додання стали особливих механічних та фізико-хімічних властивостей.
Всі леговані стали, за своїм призначенням можуть бути поділені на такі групи: низьколеговані сталі - з вмістом легуючих елементів до 2,5%, ці сталі, виробляються, для отримання стали високими механічними властивостями, що працюють при нормальній температурі. В якості легуючих елементів в них міститься недефіцитні матеріали, як наприклад: марганець, кремній, хром.
Середньолеговані сталі - зміст легуючих елементів у цих сталях від 0,25% до 10%. Ці сталі застосовуються для спеціальних механічних конструкцій. Ця група сталей відрізняється підвищеним вмістом вуглецю від 0,2% до 0,5% і легуючими елементами, що викликають глибоку прокаливаемость.
Ці сталі набувають підвищені механічні властивості тільки після відповідної термічної обробки.
Високолеговані сталі - зміст легуючих спеціальних елементів у цих сталях від 10% до 65%. Ці сталі, що володіють особливими фізико-хімічними (нержавіючі і жароміцні) ці стали зварюються погано.
Маркування всіх легованих конструкційних сталей однотипна, перші дві цифри позначають вміст вуглецю в сотих частках, літери є умовним позначенням легуючих елементів, цифра після букви позначає зміст легуючих елементів у відсотках, причому зміст, дорівнює одному відсотку і менше не ставиться. Буква «А» в кінці марки показує, що сталь високоякісна і має знижений вміст сірки і фосфору. Для окремих легуючих елементів прийняті наступні буквені позначення: Н - нікель, Х - хром, У-вольфрам, Ф - вонадій, К - кобол, С - кремній, М - молібден, Г - марганець, Д - мідь, Т - титан, Ю - алюміній.
Коробчата конструкція виготовлена зі сталі Ст 3, вона має такий хімічний склад:
Fe - до 99%
C - 0,05 - 1,7%
Si - 0,15 - 0,35%
Mn - 0,3 - 0,8%
S - до 0,06%
P - до 0,07%
І відноситься по класифікації стали до низьковуглецевої, тому що вміст вуглецю в ній до 0,25%.
1.2 Визначення зварюваність сталі
Зварюваність сталі.
Під зварюваністю розуміється властивості металу або властивості металу утворювати встановленої технології зварювання з'єднання, що відповідають вимогам, обумовленим конструкцією і експлуатацією виробу.
При визначенні поняття зварюваності необхідно розрізняти
фізичну, технологічну і експлуатаційну зварюваність.
Фізична або металургійна зварюваність визначається процесами, що відбуваються на кордоні стикання деталей, що зварюються при різних фізико-хімічних методах з'єднання металів.
На кордоні стикання деталей, що з'єднуються повинні відбутися фізико-хімічні процеси (рекристалізація, хімічна сполука тощо), в результаті яких утворюється міцне нероз'ємне з'єднання - зварювання.
Під технологічної зварюваністю розуміється можливість отримання зварного з'єднання певним способом зварювання. Основними показниками технологічної зварюваності є стійкість розплавленого металу при зварюванні проти утворення гарячих тріщин і зміни в металі під дією термічного циклу зварювання. Технологічна зварюваність встановлює оптимальні режими зварювання, способи зварювання, технологічну послідовність виконання робіт, що забезпечують отримання вимагав зварного з'єднання.
Дані експлуатаційної зварюваності визначають конкретної області та умови припустимого застосування матеріалів, зварних конструкціях і зварних виробах.
На зварюваність металів і сплавів впливають хімічні елементи, що входять до їх складу.
Зварюваність сталі змінюється в залежності від вмісту в ній вуглецю і легуючих елементів.
За зварюваність сталі поділяються на чотири групи:
Перша група - добре зварюваних сталей, у яких Секв не більше 0,25%. Ці сталі, при звичайних засобах зварювання не дають тріщин, зварювання таких сталей здійснюється без попереднього та супутнього підігріву, без наступної термічної обробки.
Друга група - задовільно зварюваних сталей, у яких
Секв в межах від 0,25% до 0,35%, такі стали допускають зварювання без появи тріщин тільки в нормальних виробничих умовах, коли температура навколишнього середовища вище нуля градусів і відсутня вітер і т.д.
В умовах, що відрізняються від нормальних попереднім підігрівом або з попередньою і наступною термообробкою.
Третя група - З обмеженою здатністю до зварювання, де С екв в межах від 0,35% до 0,45%. До цієї групи відносяться сталі, які в звичайних умовах зварювання схили до утворення тріщин. Зварювання таких сталей проводиться за спеціальною технологією, що регламентує режими попередньої термообробки і теплової обробки після зварювання.
Четверта група - з поганою здатністю до зварювання, де С екв більше 0,45%. Сталі, що входять в цю групу, найбільш важко піддається зварці, схильні до утворення тріщин. Зварювання їх виконується з обов'язковим попереднім термообробкою перед зварюванням, підігрівом в процесі зварювання і наступною термообробкою. Температура підігріву для низьколегованих сталей четвертої групи в залежності від величини, для попередження утворення тріщин зварювання сталь цієї групи виконується з З екв приймається наступне:
| Еквівалент вуглецю (С екв) у% | 0,58 | 0,60 | 0,62 | 0,74 | 0,85 | |
| Темп. підігріву (0 С) (за Цельсієм) | 100 | 125 | 150 | 175 | 200 |
Важлива умова отримання зварного шва високої якості є стійкість процесу зварювання. Для цього джерела харчування дуги повинні забезпечити порушення і стабільне горіння дуги. Для цього необхідно щоб джерела харчування дуги задовольняли наступним вимогам:
1. Напруга холостого ходу Uxx = 90 вольт для постійного струму. Напруга холостого ходу дорівнює 80 вольт для змінного струму - це необхідно для легкого збудження дуги і неповинно перевищувати норму безпеки.
2. Напруга стійкого горіння дуги (робоча напруга) має швидко встановлюватися і змінюватися в залежності від довжини дуги. Зі збільшенням довжини дуги, напруга зростає. Зі зменшенням довжини дуги напруга спадає.
3. Струм короткого замикання не повинен перевищувати зварювальний струм більш ніж на 40 - 50%, при цьому витримувати тривалі короткі замикання зварювального ланцюга.
4. потужність джерела живлення повинна бути достатачно для виконання зварювальних робіт.
1.4 Зовнішня вольт-амперна характеристика джерел живлення дуги
Зовнішня вольт - амперна характеристика джерела живлення дуги.
Джерело струму для живлення зварювальної дуги повинні мати спеціальну зовнішню вольт - амперна характеристику.
Зовнішньою характеристикою джерела живлення називається залежності напруги на його висновках від сили зварювального струму в електричному ланцюзі. Різні джерела харчування дуги в залежності від їх конструкцій і призначення можуть мати обізнані вольт - амперна характеристики: падаюча, пологопаюдащая, жорстка, і зростаюча.
Джерела струму вибирають залежно від вольт - амперної характеристика дуги відповідним прийнятим способом зварювання. Джерела зварювального струму з падаючим (1,2) характеристиками необхідні для полегшення запалювання дуги засчет підвищеної напруги холостого ходу ІХХ і для полегшення стійкого горіння дуги коливаннях її довжини.
Джерела живлення дуги з жорсткою (3) і зростаючої (4) характеристики застосовують для зварювання плавким електродом в атмосфері, захисних газах і для електрошлакового зварювання.
1.5. Підбір зварювального обладнання та джерела живлення дуги
Напівавтомат А - 547У для зварювання в газі: є пульт управління, пальники, шланга для подачі дроту, валізи з механізмом, що подає і котушки для дроту, зварювального дроту, кнопки «Пуск» для подачі напруги від джерела харчування для дуги і двигуна напівавтомата.
Зварювальний випрямляч ВДГ - 301: є понижуючий трансформатор трифазної з рухомою обмоткою, блоку вентилів і пристрою, що регулює зварювальний струм.
Призначення джерела живлення дуги
Зварювальний випрямляч типу ВДГ - 301 Призначені для живлення дуги при напівавтоматичному зварюванні плавкими електродами в середовищі вуглекислого або інертного газу.
Напівавтомат А - 547У дозволяє зварювати сталь 0,8 мм і вище, ним виконуються кутові шви катетамі1 - 7 мм в різних положеннях шва.
Пристрій випрямляча ВДГ - 301 та напівавтомата А - 547 У.
Він складається з понижуючого трифазного трансформатора з рухомою обмоткою, блоку вентилів і пристрою, що регулює зварювальний струм. Трансформатор випрямляча має два діапазони регулювання зварювального струму: малих струмів - при включенні обмоток трансформатора зіркою і великих струмів - при включенні трикутників. Він складається з легкого валізи з механізмом, що подає і котушкою для дроту і пульта управління, змонтованого разом з джерелом живлення.
Автоматична подача дроту з котушки здійснюється механізмом, що подає, що складається з електродвигуна змінного або постійного струму, коробки швидкостей ведучого і притискного ролика. Дріт подається роликами з постійною заданою швидкістю через внутрішній канал гнучкого шланга, утримувач і наконечник.
Однією з основних частин напівавтомата є шланг, що складається з дротової спіралі з оплеткой і гумової оболонкою, по внутрішньому каналі якої проходить електродний дріт.
Напівавтомат А - 547У забезпечується легкої пальником (масою 120г) для зварювального дроту діаметром 0,8-1,0 мм, зі шлангом завдовжки 1,2 м і важкої пальником - для дроту 1,2 - 1,4 мм. Газ підводиться по окремій трубці, приєднаної до штуцера.
Принцип дії або роботи
Зварювальний випрямляч типу ВДГ - 301 призначений для живлення дуги напівавтоматичного зварювання плавким електродом в середовищі вуглекислого або інертного газу.
Подача дроту плавно регулюється зміною швидкості електродвигуна постійного струму і зміною подавальних роликів. Особливістю напівавтомата є харчування електродвигуна та інших кіл керування від джерела живлення постійного струму. Перед початком зварювання вимикачем / вмикачем (ВК) проводиться підключення всього ланцюга напівавтомата. Після натискання кнопки «Пуск», розташованої на щитку зварника, замикається ланцюг котушки силового контактора, спрацьовує контактор і на пальник подається зварювальне напруга джерела живлення; одночасно включається двигун механізму подачі дроту, який починає подавати її в зону зварювання.
Процес зварювання продовжується до тих пір, поки замкнута кнопка «Пуск». При відпусканні кнопки процес зварювання припиняється.
| Номінальний зварювальний струм при ПР = 60%, А | 300 |
| Межі регулювання струму, А | 40-300 |
| Напруга, В номінальною робоче живильної мережі | 30 380 |
| Споживана потужність, кВ * А | 15 |
| Розміри, мм висота ширина глибина | 960 775 700 |
| Маса, кг | 210 |
| Виробник | СЕМЗ |
Технічні дані зварювальних напівавтоматів
| Зварювальний напівавтомат | Номінальний Зварювальний струм при ПВ = 60%. А | Спосіб захисту дуги | Діаметр електродного дроту, мм | Швидкість подачі електродного дроту, м / год | Довжина шланга, м | Маса Подаючого пристрою, кг |
| А-547У А-765 А-825М А-1230м | 315 500 315 315 | Г Про Г Г | 0,8 - 1,4 2 - 3,5 0,8 - 1,4 0,8 - 1,4 | 160-640 72-720 140-650 145-680 | 1,5; 2,5 3 1,5; 2,5 1,5; 2,5 | 6,25 20 11 10 |
Обслуговування електрозварювального обладнання, у тому числі і джерел живлення дуги, входить в обов'язки головного зварника або головного енергетика або іншої відповідальної і призначеного наказом по підприємству. Він організовує монтаж обладнання, навчання обслуговуючого персоналу (електромонтерів по зварювальному обладнанню, наладчиків та ін), спостереження за правильністю експлуатації та ремонту устаткування. Підключення та відключення від мережі, заземлення і технічне обслуговування з ремонтом джерел харчування виробляються навченими електромонтерами, допущеними до цих робіт.
На підприємствах, де немає спеціально закріплених до зварювальних постів електромонтерів, зварювальникам дозволяється підключати і відключати зварювальні проводи, продувати стисненим повітрям зварювальні перетворювачі і трансформатори, чистити колектори, закріплювати контакти зварювального ланцюга.
Основні обов'язки зварника з обслуговування джерела живлення:
1. Перед включенням джерела живлення очистити його від пилу і бруду, перевірити надійність ізоляції зварювальних проводів та їх приєднання, а також захистити місце зварювання щитами, ширмами або брезентовими завісами. При виявленні дефектів у походженні та у зварювальних проводах повідомити про це майстра, налагоджувальникові або електромонтеру для їх усунення. Рекомендується мати журнал для реєстрації несправностей та їх усунень.
2. Переконатися в наявності заземлення.
3. Забезпечити захист устаткування від атмосферних опадів.
4. Включити джерело живлення магнітним пускачем або рубильником.
5. Під час зварювання працювати в брезентових рукавицях і брезентовому костюмі. У сиру погоду або в сирому приміщенні користуватися гумовими килимками.
1.7 Підготовка металу під зварку
Підготовку металу для виготовлення зварних конструкцій можна розділити на наступні операції: очищення, правка, розмітка, різка. Устаткування для очищення. Для очищення прокату, деталей і зварювальних вузлів застосовують механічні та хімічні методи. До механічних методів відноситься способи очищення: дробеструйная, Дробеметная, на завістних верстатах, в галтувальних барабанних, за допомогою ручних пневматичних та електричних машин. До хімічних методів належать обезжирення і травлення, що виконуються ванним або струменевим способами.
Обладнання для редагування. Правка необхідна для виправлення прокату до його обробки і заготівлі після вирізки, яка виробляється шляхом пластичного вигину або розтягування металу. За принципом дії обладнання для редагування поділяється на ротаційні машини, преси:
гвинтові, гідравлічні колонні, гідравлічні з пересувним порталом, гідравлічні і кривошипні горизонтальні, гідравлічні і кривошипні одностійкові.
Обладнання для розмітки - це слюсарна операція нанесення на оброблювану заготовку розмічальних ліній, що визначають контур майбутньої деталі або місця, що підлягає обробці.
Устаткування для різання. У виробництві зварних конструкцій застосовують ножиці: листові з похилим ножем, висічні, дискові, комбіновані, сортові, для різання куточка, для різання швелерів і двотаврів, прес - ножиці комбіновані, механізовано - ручні пневматичні та електричні.
1.8 Технологія складання та контроль
Складання деталей під напівавтоматичну зварювання виконують більш ретельно, ніж під ручну. Особливу увагу слід приділяти рівномірності зазору по всій протяжності шва, тому що в місцях з підвищеним зазором шви виходять увігнутими, а в місцях з невеликими зазорами крім непроварів виходить занадто велика, опуклість шва.
Збірку коробчатої конструкції виробляють на рівній площині.
Її можна проводити напівавтоматичним зварюванням, зварювального дроту d = 1 мм, марка дроту Св - 08ГС, сила зварювального струму Iсв = 75 - 120 А.
Виробляємо прихватки на розмір 500 мм, від країв на відстань 20 мм, довжина прихваток (Lпр.) дорівнює 10 мм відстань між прихватками (Lт.пр.) приблизно 35 мм, кількість прихваток 9 шт. Перевіряємо кути на 90 о і розмір вузла.
SHAPE \ * MERGEFORMAT
Lпр. = 9шт. Lт.пр. = 35мм Від країв відступаємо 20мм |
Збірку 2 вузла виробляємо аналогічну збірку на розмір 500 мм, як у 2 вузла на розмір, від країв відступаємо по 20 мм, довжина прихваток 10 мм відстань між прихватками 45 мм, кількість прихваток 9 шт.
SHAPE \ * MERGEFORMAT
Lпр. = 9шт. Lт.пр. = 45мм Від країв відступаємо 20мм |
Збірку 3 вузли виробляємо аналогічно розміром стінки 500 мм як 1 вузол розміром стінки 600 мм як 2 вузол.
Збірку 4 вузол (готовий виріб) проводиться аналогічно розмір стінки 500 мм як у 1 вузла, і 2-х стінок розмірами 600 мм 2 вузла.
Контроль всіх вузлів здійснюємо наступні чином: перевіряємо розмір, перевіряємо вузли на 90 о, звіряємо діагоналі. Після контролі збірки можна приступати до зварювання.
1.9 Технологія зварювання і контроль
До основних факторів (параметрам) режимів зварювання в захисних газах належить: діаметр електродного дроту; марка дроту; сила зварювального струму; напруга дуги; швидкість подачі електродного дроту; швидкість зварювання; виліт електрода; витрата захисного газу; нахил електрода уздовж осі шва; рід струму і полярність. Коротко розглянемо вплив окремих факторів (параметрів) режиму на форму і розміри шва, а також його якість.
Діаметр електродного дроту вибирають в межах 0,5 - 3 мм залежно від товщини металу, що зварюється і положення шва в просторі. Зі зменшенням діаметра дроту при інших рівних умовах підвищується стійкість горіння дуги, збільшується глибина провару і коефіцієнт наплавлення, уміщається розбризкування рідкого металу. Зі збільшенням діаметра дроту повинна бути збільшена сила зварювального струму.
Марка електродного дроту. Вуглекислий газ є окислювачем. При зварюванні в його середовищі відбувається окислення заліза і домішок, що знаходяться в сталі. Для відновлення їх зварювання повинно здійснюватися спеціальними електродними дротами, до складу яких входять раскислители. Для зварювання низьковуглецевих і низьколегованих сталей такими дротами є Св - 08ГС, Св - 08Г2С, Св-12ГС, Св - ХГ2С та інші (ГОСТ 2246 - 70) з підвищеним вмістом марганцю і кремнію.
У середовищі інертних захисних газів зазвичай зварюють леговані та високолеговані сталі. У цьому випадку електродні дроту вибирається приблизно того ж складу, що і зварювальний метал. Так, при зварюванні в аргоні хромоникельовой стали 12Х18Н9Т застосовують електродний дріт Св - 06Х19Н9Т. при неправильному виборі марки електродного дроту можливе утворення пір в шві.
Сила зварювального струму. Зі збільшенням сили зварювального струму підвищується глибина провару, що призводить до збільшення частки основного металу у шві. Ширина шва спочатку дещо збільшується, а потім зменшується. Силу зварювального струму встановлюють залежно від обраного діаметра електрода.
Напруга дуги. Зі збільшенням напруга дуги глибина провару зменшується, а ширина шва збільшується. Надмірне збільшення напруга дуги супроводжується підвищеним розбризкуванням рідкого металу, погіршенням газового захисту і утворенням пір в наплавленном металі. Напруга дуги встановлюється в залежності від обраної сили зварювального струму.
Швидкість подачі електродного дроту пов'язана з силою зварювального струму. Її встановлюють з таким розрахунком, щоб у процесі зварювання не відбувалося коротких замикань і обривів дуги, а протікав стійкості від обраної сили зварювального струму.
Швидкість зварювання. Зі збільшенням швидкості зварювання зменшується всі
геометричні розміри шва. Вона встановлюється в залежності від товщини металу, що зварюється і з урахуванням забезпечення гарного формування шва. Зварювання металу великої товщини краще виконувати більш вузькими валиками на більшій швидкості. При занадто великій швидкості зварювання кінець електрода може вийти із зони захисту та окислитися на повітрі. Повільна швидкість зварювання викликає надмірне збільшення зварювальної ванни і підвищує ймовірність утворення пор в металі шва.
Виліт електрода. Зі збільшенням вильоту електрода погіршується стійкість горіння дуги та формування шва, а також збільшується розбризкування рідкого металу. Дуже малий виліт утрудняє спостереження за процесом зварювання, викликає часте подгораніе газового сопла пальник до поверхні металу, оскільки із збільшенням цієї відстані погіршується газовий захист зону зварювання і можливо потрапляння кисню та азоту повітря в розплавлений метал, що призводить до утворення газової пір. Величину вильоту електрода, а також відстань від сопла пальника до поверхні металу встановлюють залежно від обраного діаметра електродного дроту
Витрата захисного газу визначають в основному в залежності від обраного діаметра електродного дроту, але на нього чинять також вплив швидкість зварювання, конфігурація виробу та наявність руху повітря, тобто протягів в цеху, вітру та ін Для поліпшення газового захисту в цих випадках доводиться збільшувати витрати захисного газу, зменшувати швидкість зварювання, наближати сопло до поверхні металу або користуватися захисними щитами.
Нахил електрода уздовж шва має великий вплив на глибину провару і якість шва. При зварюванні кутом вперед важче вести спостереження заформірованіем шва, але краще видно зварювані кромки і легше направляти електрод точно по зазору між ними. Ширина шва при цьому зростає, а глибина провару зменшується.
Зварювання кутом вперед рекомендується застосовувати при невеликих товщинах
металу, коли існує небезпека наскрізних пропалів. При зварюванні кутом тому поліпшується видимість зони зварювання, підвищується глибина провару і наплавлений метал підвищується глибина провару і наплавлений метал виходить більш щільним.
| Діаметр електродного дроту, мм | 0,5 - 0,8 | 1 - 1,4 | 1,6 - 2 | 2,5 - 3 |
| Виліт електрода, мм | 7 - 10 | 8 - 15 | 15 - 25 | 18 - 20 |
| Відстань від сопла горіння до поверхні металу, що зварюється, мм | 7 - 10 | 8 - 14 | 15 - 20 | 18 - 22 |
| Витрата вуглекислого газу, дм 3 / хв | 5 - 8 | 8 - 16 | 15 - 20 | 20 - 30 |
Рід струму і полярність. Зварювання в захисному газі виконують на постійному струмі зворотної полярності. Постійний струм прямої полярності і змінний струм майже не застосовують з - за низької стійкості процесу зварювання, незадовільною формування і поганої якості зварного шва. Змінний струм застосовують тільки при зварювання алюмінію і його сплавів.
Кутові шви можуть виконуватися як похилим, так і вертикальним електродом в човник. При зварюванні похилим електродом пальник нахиляється упоперек шва під кутом 30 - 45 о до вертикалі, а вздовж шва - на 5 - 15 о.
Торець електроду направляють в кут з'єднання або зміщують від нього на відстань до 1 мм по горизонтальному листу. У процесі зварювання пальник переміщають зворотно - поступально по осі шва без поперечних коливань. Бажано вести зварку на спуск з нахилом виробу на 6 - 10 о. Це покращує формування шва, дозволяє підвищувати швидкість зварки і зменшувати розбризкування металу. Основними труднощами при виконання кутових швів похилим електродом є розтікання рідкого металу по горизонтальній площині, що може призвести до підрізів і непровару. Щоб уникнути цього за один прохід звичайно формують кутові шви катетом не більше 8 мм. При виконанні кутових швів у човник особливих труднощів не виникає.
Основні типи, конструктивні елементи і розміри швів зварних з'єднань при механізованому зварюванні в захисних газах ті ж, що і при автоматичній.
Механізоване зварювання в захисних газах може проводитися у всіх просторових положеннях шва, з яких найбільш зручним є нижнє. Коливальні рухи упоперек шва повідомляють електроду залежно від необхідної ширини шва, товщини металу, що зварюється і форми підготовлених крайок.
Зварювання виробляємо в тій же послідовності, що і збірку для зменшення деформацій і напруг при зварюванні. Джерело струму ВДГ - 301, марка дроту СВ - 08ГС, d ел = 1,2 мм.
У таблиці наведено приблизні режими напівавтоматичного зварювання в середовищі вуглекислого газу (СО 2).
Режими зварювання кутових швів вуглецевих і низьколегованих сталей у середовищі вуглекислого газу
| Товщина металу, мм | Діаметр дроту, мм | Катет шва, мм | Число шарів | Струм, А | Напруга, В | Швидкість зварювання, м / год | Витрата газу, л / хв. |
| 1,0 | 0,5 0,6 0,8 | 1,0 1,2-2,0 1,2-2,0 | 1 1 1 | 60 60 50 | 18 18 18-19 | 18-20 18-20 16-18 | 5-6 5-6 6-8 |
| 1,5 - 2,0 | 0,8 0,8 | 1,5-3,0 2,0-3,0 | 1 1 | 75 110 | 18-20 19-20 | 16-18 16-18 | 6-8 6-8 |
| 1,5 - 3,0 | 1,0 1,2 | 1,5-4 2,0-6,0 | 1 1 | 75-120 90-130 | 18-19 19-21 | 14-18 14-16 | 8-10 8-10 |
| 3,0 -4,0 | 1,2 1,6 1,6 2,0 | 3,0-4,0 3,0-4,0 5,0-6,0 7,0-9,0 | 1 1 1 1-2 | 120-150 150-180 260-280 300-350 | 20-22 27-29 27-29 30-32 | 16-18 20-22 20-25 25-30 | 12-16 12-16 16-17 17-18 |
| 5 і більше | 2,0 2,0 2,0 2,5 | 11,0-14,0 13,0-16,0 22,0-24,0 7-8 | 3 4-5 9 1 | 300-350 300-350 300-350 300-350 | 30-32 30-32 30-32 30-32 | 25-30 25-30 25-30 25-30 | 17-18 17-18 17-18 17-18 |
1.10 Дефекти і способи їх усунення
Зварні шви по міцності майже не поступаються основного металу. Однак через низку причин у зварних швах зустрічаються дефекти, що погіршують механічні властивості, герметичність і псують зовнішній вигляд зварних швів і з'єднань.
Дефекти зварних швів можна розділити на наступні групи: зовнішні, внутрішні і дефекти підготовки та складання виробів під зварювання.
Першою причиною зниження якості зварних швів і конструкцій в цілому є дефекти підготовки та складання виробів під зварювання.
Характерні дефекти заготовок і складання виробів під зварювання плавленням:
а) неправильний кут скосу кромок в стикових швах з У-, Х-і К-образної обробленням крайок;
б) мінливість кута скосу кромок в стикових і кутових швах по довжині зварюваних елементів;
в) занадто велике чи мале притуплення по довжині з'єднуються крайок;
г) занадто великий зазор між крайками для даної товщини металу;
д) непостійність зазору між кромками по довжині з'єднувальних елементів;
е) розбіжність стикуються площин крайок (зміщення кромок).
Причинами появи зазначених дефектів можуть бути несправності верстатів, на яких обробляли заготівлі та пристосування для складання; низька кваліфікація різьбяра; недоброякісність матеріалу, помилки в кресленнях і низька кваліфікація збирачів.
Зовнішні дефекти
До них відносяться нерівномірність розмірів і форми зварного шва, підрізи, незаплавленние кратери, тріщини, пори, напливи, пропали.
Нерівномірність розмірів і форми зварного шва Зменшення основних розмірів шва в порівнянні з нормальними або запроектованими може викликати руйнування зварного з'єднання, збільшення витрати електродів і ваги конструкцій. Характерними дефектами є: послаблення стикового з'єднання, надмірне посилення шва, нерівномірність висоти і ширини шва по його довжині.
Причини зазначених дефектів наступні: нерівномірний пересування електрода, неправильна підгонка крайок, недотримання режиму зварювання, низька кваліфікація зварника. Усувають дефекти додатковим накладанням швів або вирубкою з подальшою заваркою.
Підрізи являють собою поглиблення (канавки) в основному металі, що йдуть по краях шва. Підрізи виходять при зварюванні на підвищеному струмі, а також від неправильного кута нахилу електрода, пальники. Вони зменшують робочу товщину металу, викликають концентрацію напруг і можуть бути причиною руйнування швів. Підрізи усувають заваркою з попередньою розчисткою запарюваної місця.
Незаплавленние кратери. Вони утворюються при обриві дуги, залишаються на шві у вигляді заглиблень. Кратер зменшує робочий перетин шва і є осередком концентрації усадкових і температурних напружень через увігнутій поверхні, малого об'єму розплавленого металу, підвищеної швидкості охолодження, великої кількості часу і раковинних включень. Внаслідок цього в кратерах частіше, ніж в інших місцях, виникають тріщини, руйнують зварне з'єднання. Усувають дефекти ретельно заплавленіем кратерів швів.
Тріщини - Найбільш небезпечний вид шлюбу, що веде до руйнування зварного з'єднання. Вони бувають поздовжні і поперечні. Поздовжні тріщини в більшості випадків розташовуються близько шва, в зоні термічного впливу.
Причини утворення тріщин - загартування і зміна структури основного металу в зоні термічного впливу. Чим вище в зварюваний виріб вміст вуглецю і легуючих елементів, тим більше можливість утворення тріщин. Приводять до них і нерівномірне нагрівання і охолодження, усадка металу шва, неправильний вибір способу зварювання, зварювання при низькій температурі, різниця хімічного і електродного
складів основного металу, підвищений вміст фосфору і сірки в сталі; наявність дефектів зварювання (пори, жужільні включення, непровари, підрізи); зосередження кількох швів на невеликій ділянці зварного з'єднання (конструктивний недолік).
Заходи боротьби з трещинообразование:
а) застосування електродів, що дають пластичний метал шва;
б) складання у пристосуваннях;
в) обратноступенчатий метод зварювання (при зварюванні багатошарових швів застосовувати метод зварювання «гіркою» або «каскадний»);
г) застосування переривчастих швів замість суцільних;
д) попередній підігрів до 200-300 ° С;
е) низькотемпературний отжиг.
При виправленні тріщин кінці їх засверливают, дефект вирубують, обробляють як кромки стикового шва і заварюють.
Пори утворюються внаслідок перенасичення ванни розплавленого металу газами, які при охолодженні металу шва не встигають виділитися в шлак і атмосферу. Причини появи пір: забрудненість крайок, що зварюються, іржа, волога на зварюються крайках, вологість обмазки електродів і флюсу, велика довжина дуги, неправильне регулювання полум'я і надмірне охолодження зварювальної ванни в результаті неправильної техніки зварювання, забруднена присадні дріт. Пори порушують щільність і міцність швів. У шві пори можуть розташовуватися групами, рівномірно по всій довжині або у вигляді бесіди. Усувають пори вирубкою з подальшою заваркою.
Напливи або натікання утворюються в результаті стікання розплавленого електродного металу на основний метал. Напливи можуть бути місцевими або по всій довжині шва.
Причиною їхнього утворення є порушення в режимі зварювання, надмірна сила струму і велика швидкість зварювання шва. У місцях напливів часто буває непровар. Напливи видаляють механічним шляхом або газовим різаком. Місця зрізу по необхідності проварюють знову.
Прожоги утворюються при зварюванні металу невеликої товщини і при заварці першого шару в багатошарових швах. Причини: дуже велика сила струму і недостатня швидкість переміщення електрода, великий зазор, мала величина притуплення, тонкий основний метал. Місця пропалів вирубують і заварюють знову.
Внутрішні дефекти
До них відносяться непровари, внутрішні тріщини, пори, жужільні включення, перегрів, прожога.
Непровар - Недостатнє сплавлення або відсутність сплавлення крайок основного металу з металом шва або між швами. Зменшуючи робочий перетин шва і викликаючи концентрацію напружень у ньому, непровар є дуже небезпечним дефектом. Причинами непровару можуть бути:
а) неправильна оброблення крайок (малий кут скосу і велика притуплення крайок, недостатній або зовсім відсутній зазор між зварюються крайками);
б) значна забрудненість крайок оксидами;
в) недостатня потужність пальника, мала сила зварювального струму і швидкий рух електрода;
г) більша довжина зварювальної дуги;
д) зміщення і перекоси зварюваних елементів;
е) мала величина зазору і великий діаметр електрода для даної оброблення шва;
ж) затікання шлаку в зазори між зварюються крайками;
з) магнітне дуття;
і) неповне видалення шлаку з окремих валиків при накладенні багатошарової зварювання;
к) низька кваліфікація зварника та ін
Непровар усувається вирубкою і подальшої заваркою шва. Причини виникнення внутрішніх тріщин і пор в металі шва такі ж, як і при зовнішніх дефектах.
Шлакові включення - порожнини в металі шва, заповнені неметалевими речовинами. Шлакові включення зменшують робочий перетин шва і призводять до послаблення зварного з'єднання. Зазвичай шлакові включення спостерігаються в місцях непровару. Причина появи шлакових включень - короткочасність остигання малого обсягу розплавленого металу, що ускладнює повне виділення шлаку на поверхню зварювальної ванни; тугоплавкість; затікання шлаку в зазори; розтріскування і нерівномірність плавлення електродного покриття, частинки якого механічно засмічують метал шва; довга дуга; неправильна техніка ведення зварювання ; окалина та іржа на зварюються крайках.
Перегрів - освіта тендітної крупнокристаллической структури в зоні термічного впливу шва або наплавленого металу, яка викликає зниження механічних властивостей і пластичності зварного з'єднання. Перегрів металу відбувається при його тривалому нагріванні на малій швидкості зварювання і щодо великої потужності газового пальника, а також застосування пального з низькою температурою полум'я, що уповільнює процес зварювання. Наслідки перегріву можна виправити тільки відповідною термообробкою (відпал або нормалізація) зварного з'єднання або виробу в цілому.
Перепал характеризується окисленої поверхнею шва. Шов при цьому набуває сірого відтінку, пухке будова і знижені механічні властивості. Перепалені ділянки шва слід повністю вирубувати до здорового металу і знову заварити.
При електродугового зварювання цей дефект зустрічається дуже рідко, частіше - при газовому зварюванні.
Деформації, попередження і способи їх усунення.
Деформацією називається зміна форми і розмірів твердого тіла під дією будь-якого зусилля. Розміри деформації визначаються величиною прикладеного зусилля. Чим більше зусилля, тим більше деформація. Про величину зусилля судять за напругою. Напругою називається внутрішня сила, яка припадає на одиницю площі поперечного перерізу тіла. Отже, між напругою і деформацією існує нерозривний зв'язок.
Внутрішні напруження виникають тільки в тому випадку, коли вільному розширенню і скорочення деталі (вузла) що-небудь перешкоджає. Таким перешкодою при зварюванні є сусідні холодні ділянки металу внаслідок нерівномірного його нагрівання. Основні причини виникнення напруг і деформацій при зварюванні: нерівномірний нагрів основного металу, ливарна усадка і структурні зміни металу.
Нерівномірний нагрів металу. Електродугова зварювання характеризується високим і швидким розігрівом невеликого об'єму металу, який при розширенні чинить тиск на прилеглий до нього нагрітий метал. Після припинення дії джерела нагріву нагріті і наплавлені обсяги металу почнуть охолоджуватися в обсязі, тобто стягуватимуть прилеглі шари металу, викликаючи деформацію вироби або викривлення.
Усадка наплавленого металу - це зменшення обсягу металу при переході з рідкого стану в твердий. При затвердінні метал стає більш щільним, обсяг його скорочується. При зварюванні відбувається поздовжня і поперечна усадка.
Поздовжня усадка викликає скорочення довжини листів при зварюванні поздовжніх швів. Поперечна усадка призводить до викривлення листів в бік більшого обсягу наплавленого металу. Величина деформації залежить від величини зони нагріву. Ось чому газове зварювання дає велику деформацію, ніж ручна дугова металевим електродом.
Розміри і положення швів також впливають на величину деформації. Найбільші деформації викликають довгі шви, розташовані несиметрично щодо перетину зварюється профілю. Чим більше швів на сайті, тим більше деформація при зварюванні.
Структурні зміни наплавленого металу. При зміні структури металу змінюються розміри і взаєморозташування його зерен (кристалів), причому змінюється і щільність металу. Ці зміни викликають виникнення внутрішньої напруги. При зварюванні легованих сталей структурна зміна надає більш сильний вплив, ніж при зварюванні низьковуглецевої сталі, де ці зміни незначні і майже не приймаються в розрахунок.
Заходи щодо зменшення напружень і деформацій при зварюванні. Зварювальні напруги та деформації доставляють чимало труднощів при виготовленні і експлуатації зварних конструкцій, так як можуть викликати:
1. зміна запроектованих розмірів зварюваних деталей і вузлів;
2. спотворення і зміна форми окремих зварних вузлів і конструкцій;
3. поява тріщин і розривів у процесі виготовлення зварних конструкцій;
4. руйнування зварних конструкцій в процесі експлуатації, особливо при знижених температурах.
Заходи для зменшення напружень зі зварювання можна розділити на конструктивні і технологічні.
Для здійснення конструктивних заходів необхідно при виборі основного металу та електродів керуватися тим, що основний метал не повинен мати схильності до утворення гартівних структур при охолодженні на повітрі, враховувати, що електроди повинні давати наплавлений метал і мати пластичні властивості не нижче властивостей основного металу.
Не можна допускати скупчення швів в конструкції, слід уникати їх перетинів. Не допускати короткозамкнених швів, а також обмежити застосування косинок і накладок.
При розстановці ребер жорсткості розташовувати їх слід так, щоб при зварюванні нагріванню піддавалися одні й ті ж місця основного металу, так як це зменшує поперечну усадку стінки, а, отже, і всієї конструкції.
Застосовувати необхідно переважно стикові шви, які є менш жорсткими, ніж вузлові.
Проектуючи складні конструкції, треба передбачати їх виготовлення у вигляді окремих вузлів, які після з'єднаються в цілу конструкцію.
У складних зварних конструкціях доцільніше застосовувати штамповані та литі вузли. Розташування швів не повинно ускладнювати механізацію зварювальних робіт. Передбачати складання та зварювання необхідно у пристосуваннях, що забезпечують точну збірку і правильну послідовність зварювальних робіт.
Технологічні заходи. Вони, перш за все, передбачають вибір правильного теплового режиму зварювання в частині нагріву основного металу, а також вибір правильної послідовності накладення швів. Порядок повинен бути таким, щоб зварюються деталі перебували у вільному стані, особливо це відноситься до стикових швах. У першу чергу зварюються стикові шви балок, а потім кутові.
При зварюванні циліндричних резервуарів або полотнищ спочатку зварюють стики кожного поясу, а потім - пояси між собою. Зварювання слід проводити напроход від середини вироби до країв, але ні в якому разі не варити від країв до його середини. Не можна ставити прихватки на перетині швів.
Важлива умова в роботі - зменшення зазорів щоб уникнути поперечних усадок і виконання швів великих перетинів у кілька шарів із застосуванням «гірки» або «каскадного» методу.
Чим вище температура навколишнього середовища, тим рівномірніше і повільніше відбувається охолодження шва. Зварювання на морозі, сильному вітрі, протязі часто призводить до тріщин. Місце зварювання повинно бути захищене від атмосферних опадів, холоду і протягів.
Застосування зворотних деформацій. Перед зварюванням виріб піддається вигину.
Обратноступенчатая зварювання. Проковування ущільнює шов, у результаті чого зменшує дію усадки шва. Останній шар його проковувати не рекомендується, щоб не викликати тріщину на поверхні шва.
1.11 Штучне охолодження розігрітого металу
Зварювання деталей в закріпленому положенні
Точність збірки. Вона гарантує рівномірне перетин швів і зменшує напруги.
Попередній нагрів, глибокий провар кореня шва і інші перераховані заходи сприяють зменшенню напруги і деформацій при зварюванні, гарантують запобігання тріщин в процесі зварювання і експлуатації.
Після зварювання деформовані деталі правлять. Застосовуються два види правки - холодна і гаряча.
Холодне випрямлення проводиться домкратами, пресом, кувалдою або молотком. Метод громіздкий і вимагає багато зусиль, можливе утворення тріщин і розривів у швах в процесі виправлення.
Гаряча правка проводиться місцевим нагріванням до пластичного стану опуклої сторони виробу. Після остигання в місцях нагріву з'являються залишкові напруги розтягнення, які розпрямляють виріб. При гарячої правці місцевий нагрів виробляють газополум'яної пальником. Гаряча правка більш проста і ефективна, ніж холодна. Після правки, якщо цього вимагає технологія, виробляють відпал.
Контроль якості зварної конструкції.
Основними завданнями технічного контролю зварювальних робіт є: виявлення виробничого браку та встановлення причин його виникнення; вказівку методів усунення та виправлення шлюбу.
Розрізняють три види контролю:
Попередній. Для запобігання браку, коли перевіряють якість основного металу, зварювального матеріалу, електродів, флюсів і т.д. (Заготовок, які надходять на складання, стан зварювальної апаратури і якість збірки, а так само кваліфікацію зварника).
1.12 Поточний (контроль у процесі зварювання)
Перевіряють зовнішній вигляд шва, його геометрію, режими та порядок зварювання, справність зварювального обладнання та пристосувань.
Контроль готового сайту. Передбачає зовнішній огляд і обмір зварних з'єднань, випробування на щільність, просвічування рентгенівськими чи гамма променями, контроль ультразвуком, магнітним методом контролю, металографічних дослідженнях, механічні випробування.
Вид контролю вибирають залежно від призначення виробу та вимог, що пред'являються технічним умовам або ДСТУ.
Зовнішній огляд здійснюється неозброєним оком або за допомогою лупи з двадцяти кратним збільшенням. Цим методом виявляються всі видимі дефекти зварювання та підготовки кромок під зварювання. Зовнішньому огляду піддаються 100% швів.
Випробування аміаком.
Сутність цього методу полягає в тому, що випробовувані шви покриваються паперовою стрічкою або марлею просоченої п'яти процентним розчином азотнокислої ртуті або фенолфталеїном. У виріб до певного тиску нагнітається повітря і одночасно подається певну кількість газу аміаку. Проходячи через пори аміак, залишає після себе чорні або червоні плями, в залежності від просочення паперу (азотнокисла ртуть - чорні плями, фенолфталеїн - червоні).
Гідравлічні випробування.
Перевірку змонтованих резервуарів, трубопроводів, посудин і ємностей проводять двома способами: наливом води і гідравлічним тиском.
Наливом води випробовуються вертикальні резервуари та інші ємності. Для випробування резервуар до країв наповнюється водою, потім витримують не менше двох годин, протягом цього часу ведеться спостереження за появою дефекту.
Якщо дефект виявиться, зливають воду до рівня дефекту, усувають його і знову заливають водою. Якщо протягом 24-х годин у зварних швах дефект не виявлений, резервуар вважається витримали випробування. Дрібні дефекти у вигляді пір виправляють після випробування. Категорично забороняється проводити під час гідравлічного випробування отстукування швів щоб уникнути його руйнування. Гідравлічне випробування застосовується при перевірці щільності та міцності різних котлів, трубопроводів і посудин, що працюють під тиском. Підвищений тиск в трубопроводах створюється гідравлічними насосами. Величина тиску при випробуванні береться 1,25 -2 робочого тиску.
Пневматичні випробування
Проводяться стисненим повітрям або газом. Цей метод значно зручніше, ніж гідравлічне випробування, але на увазі небезпеку вибуху в будівельно-монтажних організаціях він майже не застосовується.
Механічні випробування
При механічних випробуваннях перевіряється міцність зварних з'єднань.
Зразки зварюються зварниками в тих же умовах, що вироби, або вирізаються з виробу.
Засвердлювання шва застосовують для визначення дефектів шва або кромки найбільш сумнівних місць, виявлених просвічуванням або дефектоскопією. У досліджуваному місці шов насверлівают свердлом, діаметр якого на три міліметри більше ширини шва. Поверхня засверленних місця просочують 10 - 12% розчином йодної подвійної солі хлористої міді і амонію. При цьому дефекти добре видно після випробування, засверленних місце заварюють.
Дослідження макро-і мікроструктури виробляють на спеціальних зразках, званих макро-і мікрошліф. Поверхня зразків повинна бути ретельно відшліфована і протравлена. Випробування проводять у лабораторіях за допомогою мікроскопів і луп.
Контроль просвічуванням швів (рентгенівськими чи гамма променями) дозволяє виявити дефекти всередині шва без руйнування зварного з'єднання. Ці промені, невидимі людським оком, здатні проникати через товщину метала, діючи на світлочутливу фотоплівку, прикладену до шва із зворотного боку. У місцях, де є дефект (пори, тріщини й ін), поглинання променів металом буде менше, і вони нададуть більш сильний вплив на чутливу плівку. Тому в цьому місці після прояву плівки буде темна пляма, що відповідає за розмірами і формою наявного дефекту.
Джерелом рентгенівських променів служить рентгенівська трубка. В якості джерела гамма променів застосовують радіоактивний кобальт, цезій та ін
Ультразвуковий контроль заснований на здатності високочастотних коливань (50000 Гц) проникати в метал. Ці коливання, проходячи через метал шва, відбиваються від поверхні пор, тріщин та інших дефектів. Відбитки коливання вловлюються шукачем і перетворюються в електричні імпульси, які на спеціальному приладі дають сигнал про наявність дефекту в зварному шві. Даний метод тільки визначає місце дефекту, не даючи даних про його характер і розмірах, а характер дефекту засверловкой.
Магнітний контроль здійснюється шляхом намагнічування вироби. Суть методу полягає в тому, що магнітні силові лінії, проходячи через зварний шов, відхиляються в місцях дефекту від свого шляху. У цих місцях виникає потік розсіювання, в який входить на поверхню виробу. Розрізняють три методи магнітних порошків, магнітної суспензій, магнітопорошкового.
Метод магнітних суспензій
Магнітної суспензією називається рідина (гас, трансформаторне масло, воду, спирт) з зваженими частинками магнітного порошку. Суспензія наноситься на намагнічений шов пензлем або зануренням. Виявлення дефектів відбувається так само, як і при порошковому методі. Ці два методи дозволяють виявити тріщини глибиною до восьми міліметрів і не проварити до шести міліметрів.
Після контролю вироби розмагнічують.
Магнітопорошкового метод заснований на записі потоків розсіювання намагніченого шва, що виникають у зоні розташування дефектів за допомогою феромагнітної плівки. Потім дефекти відтворюються зі стрічки на екрані електронно трубки. Метод простий і зручний, дає високу продуктивність (5 - 6 м / хв.).
1.13 Нанесення захисних покриттів
Сталь і чавун складові головну частину всіх технічних металів і сплавів, дуже сильно схильні до корозії, тому їх захист від корозії вимагає особливої уваги.
Виробництво корозійне - стійких сплавів (наприклад високолегованих, хрому і хромоникельовой сталі) саме по собі вже є способом боротьби з корозією, причому найбільш ефективним. Нержавіючі сталі і чавун, також як і корозійностійкої сплави кольорових металів, - дуже цінний конструкційний матеріал, однак застосування таких сплавів ж завжди можлива через їх високу стійкість або за механічним міркуванням.
Застосовуються такі способи захисту металевих виробів від корозії:
1. Металеві покриття.
2. Хімічні покриття.
3. Електрохімічний захист.
4. Неметалева покриття.
Металеві покриття
Це захист від корозії шляхом нанесення тонкого шару металу володіє достатньою стійкістю в даному середовищі, дає хороші результати і є вельми распростроненности. Металеві покриття можуть бути нанесені наступному способом: гальванічним, дідгузіонним.
Хімічний захист
Полягає в тому, що на поверхню виробів штучно створюють захисні неметалеві плівки, найчастіше окисні за рахунок окислення поверхневого шару металу. Процес створення окисних плівок називають оксидуванням або воронінням.
При оксидуванні стали вироби піддають дії будь-яких
окислення. Найбільш поширений спосіб занурення з в азотне - кислих солей при t близько 140 о. Оксидування застосовують для алюмінію та їх сплавів. Цим способом здійснюється захист виробів працюють в атмосферних умовах (різні і інструменти та прилади).
Електрохімічні захист
Поділяється на прожекторні і катодну. Протекторний захист застосовується для виробів, що працюють в електролізу. Суть її полягає в тому, що і поверхні підлягає захисту або в близи прикріплюють протектори, після сделони з металу, що має потенціал менший ніж потенціал захищається вироби. При цьому утворюється гальванічному пара вироби - протектор в якій воно там буде протектор, а катодом виріб. У таких умовах протектор буде поступово руйнується захищаючи тим самим виробом (підводної частини суден, гвинти і кіль).
Неметалеві покриття
Це покриття фарбами, емалями, лаками і мастилом, а також підсумовування. Лакофарбові покриття ізолюють метал від зовнішнього середовища і перешкоджає утворенню мікроелементів на поверхні металу. Лакофарбові покриття застосовуються досить часто. Це пояснення надійність даного способу захисту від корозії в атмосферних умовах і простотою виконання операцій покриття. В якості мастил застосовують різні мінеральні масла і жири. Захист мастилом проводиться при зберіганні і транспортування металевих виробів змащення повністю оновлюють.
Ізмерованіем називають покриття металів гумою або ебонітом для захисту хім. апаратури (судини, труби проводи травлені і гальванічні ванни крани) від корозійної впливу кислотних лугів розчинів солей. Надійний захист секцій паркану забезпечує епоксидної шпаклівка (П-0010, Емаль, ЕП-140, ЕП-711, ЕП-755) потім наносять емаль епоксидне пековую (ЕП-72) двома або чотирма шарами толщенной не менше 10 мікрон і сушать при t = 100 про - 120 про не менш 4-х годин.
1.14 Здача конструкції ВТК
Для того щоб пред'явити до здачі коробчатої конструкцію відділу технічного контролю (ВТК), необхідно перевірити розмірність згідно з кресленням, розмірність катета шва (див. розділ 1.10. «Дефекти і способи їх усунення").
При контролі була проведена перевірка швів на герметичність. Залежно від виду дефектів їх усувають різними способами.
Після усунення дефектів конструкцію здають контролеру ВТК.
Після цього конструкція направляється в маляропогрузочний цех для нанесення захисних покриттів, для захисту конструкції від корозії.
2. Економічна частина
Економічність техніки і технології зварювання можна оцінити собівартості.
Собівартість зварювання плавленням можна визначити з розрахунку на 1 кілограм наплавленого металу. Таку собівартість називають питомою:
З уд = С 1 + С 2 + С 3 + З 4 + З 5 + З 6 + З 7,
де С 1 - основний зарплата;
З 2 - додаткова зарплата;
З 3 - відрахування на соціальне страхування;
З 4 - витрата на зварювальні матеріали;
З 5 - вартість електроенергії;
З 6 - амортизаційні відрахування;
З 7 - витрати на ремонт обладнання.
Основна зарплата (С 1) розраховується як добуток годинної роботи (Р) відповідно до тарифної сітки на загальний час роботи (Т) зварювальника:
З 1 = РТ, Т = t o / K уч.
Годинна ставка зварника залежить від його розряду.
| Розряди (Тарифікація ЧТПЗ на 01.01.2006) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| Годинна ставка | 11,08 | 12,91 | 13,26 | 14,36 | 18,5 |
Час горіння дуги на один кілограм наплавленого металу визначається за формулою:
t o = 1000 / α н * I св
Додаткова заробітна плата (З 2) дорівнює 10% від основної заробітної плати. Фонд додаткової заробітної плати складається для оплати відпусток за виконання державних і громадських справ в робочий час і ін
Примітка: основний час (час горіння дуги) розраховується за формулою:
t o = 7.85 FL / α н * I св
де F - площа перерізу шва (см 2);
L - довжина шва (см);
7,85 - питома щільність наплавленого металу (г / см 3);
α н - коефіцієнт наплавлення (г / А * год)
I - зварювальної струм (А).
Зварювальний струм (I св) беремо згідно з технологією виготовлення зварювальної конструкції за формулою Хренова.
Для ручного дугового зварювання:
I св = (20 + 6d ел) * d ел
Відрахування на соціальне страхування (накопичення пенсійного фонду) (З 3) складає 61% від основної і додаткової зарплата:
З 3 = 0,61 * (С 1 + С 2)
Вартість зварювальних матеріалів, необхідних для плави на один кілограм металу розраховується за формулою:
З 4 = З пр * К р,
де С пр - вартість одного кілограма покритих електродів;
Кр - коефіцієнт витрати дроту, що враховує втрати електродного металу і масу покриття.
Примітка: Витрата покритих електродів, необхідних для зварювання, можна визначати множенням наплавленого металу на коефіцієнт витрати електродів, що враховує масу покритті втрати металу при зварюванні:
G пе = G н * K р
Коефіцієнт витрата покритих електродів дорівнює у електродів марки АНО-5-1, 6; АНО-6-1, 7 та ін
Вартість флюсу приймаємо рівною 40 руб. / кг, а зварювального дроту - 140 руб. / кг. Витрата дроту дорівнює витраті флюсу.
Витрата покритих електродів у штуках можна визначати за середнім виходу наплавленого металу з одного електрода. Тоді кількість покритих електродів у штуках дорівнюватиме частці від розподілу маси наплавленого металу на коефіцієнт виходу наплавленого металу з одного електрода:
К = G н / K в
Для різних марок покритих електродів є відповідний вихід наплавленого металу. Наприклад, вихід наплавленого металу при виконанні швів у нижньому положенні на змінному струмі при максимальному значенні зварювального струму згідно паспорту електродів діаметрами 3, 4, 5, 6 мм відповідно складає 30,9; 70,7; 111,1; 160 р. для електродів марки ОЗС-3 і 15,4; 35,2; 55,3; 79,6 г для електродів марки АНО - 6.
Коефіцієнт витрати зварювального дроту (К р) для шлангового полуавтомачіской зварювання у вуглекислому газі становить 1,08.
Коефіцієнт витрати порошкового дроту (К р) становить 1,2 - 1,3 в залежності від виду поперечного перерізу і діаметра дроту, технологічних умов зварювання.
Норма витрати газу (дм 3 / с), при зварюванні і кисневого різання:
Витрата вуглекислого газу при полуавтомачіской зварюванні - 0,2 - 0,4;
Витрата кисню при зварюванні - 0,4 - 0,6.
Середня витрата електроенергії (кВт * год), на один кілограм наплавленого металу (А):
Зварювання покритими електродами при змінному струмі - 3,5 - 4,0;
Зварювання покритими електродами від випрямляча - 4,0 - 4,5;
Зварювання покритими електродами на постійному струмі - 6,0 - 7,0.
Вартість електроенергії на зварювання (С 5) визначається за формулою:
З 5 = З ел. * А / K уч,
де С ел = 3,35 (грн. / кВт * год);
А - витрати електроенергії при зварюванні кВт * год / кг наплавленого металу;
K уч - коефіцієнт, що враховує організацію праці і досконалість джерела харчування дуги струмом від втрат електроенергії.
Його можна приймати рівним від 0,5 при ручному зварюванні без виключення ходу джерела живлення дуги і до 1 при автоматичному зварюванні.
Амортизаційні відрахування () складають грошові фонд, частина коштів якого витрачається на потреби капітального ремонту обладнання, а інша частина - на фінансування капітальних вкладень на обладнання. Норми амортизаційних відрахувань на вартість зварювального устаткування визначається відомчими органами.
Амортизаційні відрахування зазвичай складають 34,2% вартість устаткування і визначається за формулою:
З 6 = 0,342 * З об * Т / (Ф * До об),
де З об - вартість обладнання (грн.)
Ф - Річний планової фонд часу обладнання при двозмінному режимі роботи 3976 (ч).
До про - коефіцієнт використання плавного фонду часу обладнання, що враховує його простої за технологічним і організаційних умов (0,75 - 0,9).
Примітка: Вартість зварювального трансформатора приймаємо рівною 20 тис. руб., Зварювальний випрямляча - 20 тис. руб., Зварювального перетворювача - 45 тис. руб.
Витрата по поточному обслуговуванню і ремонту устаткування (З 7) становлять 20% від його вартості.
Ці витрати розраховуються за формулою:
З 7 = 0,2 * З об * Т / (Ф * До об)
Завдання: визначте питому собівартість зварювання.
Розрахунок питомої собівартості коробчатої конструкції.
З 1 - основний зарплата
З 1 = РТ, Т = t o / K уч
t o = 1000 / α н * I св., де α н - 12,2 (г / а * ч) для дроту Св - 08 ГС
I св = 110 А, K уч = 1.
t o = 1000 / (12,2 * 110) = 0,75 (ч)
Т = t o / K уч = 0,75 / 1 = 0,75 (ч)
З 1 = РТ, де Р 4р = 14,36
З 1 = 14,36 * 0,75 = 10,77 (грн. / кг)
З 2 - додаткова зарплата становить 10% від основної зарплати.
З 2 = 1,077 (грн. / кг)
З 3 - соціальне страхування
З 3 = 0,61 * (С 1 + С 2) = 0,61 * (10,77 + 1,077) = 7,227 (грн. / кг)
З 4 - вартість зварювальні матеріали.
З 4 = З пр * Кр, де С пр - вартість одного кілограма покритих електродів,
З пр = 140 (грн. / кг), Кр = 1,08 для дроту Св - 08 ГС.
З 4 = 140 * 1,08 = 151,2 (грн. / кг)
З 5 - вартість електроенергії
З 5 = З ел. * А / K уч, де С ел = 3,35 (грн. / кВт * год)
А = 4 кВт * год - для випрямляча ВДГ - 301;
K уч = 1.
З 5 = 3,35 * 4 / 1 = 13,4 (грн. / кг)
З 6 - амортизаційні відрахування 34,2% від вартості обладнання.
З 6 = 0,342 * З об * Т / (Ф * До об),
де С про - вартість обладнання становить 20000 руб.
Т = 0,75 (ч).
Ф = Річний фонд часу приймаємо рівним 3976 (ч).
До про - коефіцієнт використання плавного фонду часу обладнання, що враховує його простий за технологічними і організаційних умов, становить 0,75
З 6 = 0,342 * 20000 * 0,75 / (3976 * 0,75) = 1,72 (грн. / кг)
З 7 - витрата по поточному обслуговування та ремонту обладнання становлять 20% від його вартість.
З 7 = 0,2 * З об * Т / (Ф * До об)
З 7 = 0,2 * 20000 * 0,75 / (3976 * 0,75) = 1 (руб. / кг)
Питома собівартість (С уд) складається з семи елементів.
З уд = С 1 + С 2 + С 3 + З 4 + З 5 + З 6 + З 7
З уд = 10,77 +1,077 +7,227 +151,2 +13,4 +1,72 +1 = 186,4 (грн. / кг)
3. Охорона праці
3.1 Техніка безпеки при виконанні зварювальних робіт
1. До електрозварювальних робіт допускається особи обох статей не молодше 18 років, що пройшли спеціальне навчання, що має посвідчення на право виконання робіт і отримали кваліфікаційну групу з техніки безпеки, згідно з правилами Держенергонагляду. Особи жіночої статі можуть допускається до ручного електродугового зварювання тільки на відкритих майданчиках всі приміщення.
2. Кожен електрозварник може бути допущений до роботи тільки після проходження або вступного інструктажу з техніки безпеки і виробничої санітарії, інструктажу на робочому місці, який повинен проводитися також при кожному переході на іншу роботу або при зміні умов роботи.
Повторний інструктаж проводиться не рідше одного разу на місяць. Проведення інструктажу реєструється у спеціальному журналі. Знання зварником правил техніки безпеки перевіряється щорічно.
3. Електродугове зварювання виробляється як змінним струмом, так і постійним. Змінний струм надходить через зварювальний трансформатор, а постійний - від варильного генератора.
Джерелом зварювального струму можу бути тільки Однопостові та багатопостові трансформатори, генератори і випрямлячі.
Спеціально призначені для електрозварювальних робіт електрозварювальні установки включається в електромережу за допомогою пускових пристроїв.
Здійснювати живлення зварювальної дуги безпосередньо від силової або освітлювальної електромережі забороняється.
4. Всі електрозварювальне обладнання повинно бути в занедбаному виконанні, а всі обертається під напругою мережі живлення, повинні бути надійно захищене.
Всі органи управління зварювальним обладнанням повинно мати надійні фіксатори, що виключають мимовільне чи випадкове їх включення (або відключення). Розміщення зварювального обладнання, а також розташування і конструкція його вузлів і механізмів повинна забезпечувати безпеки і вільний доступ до нього.
5. Внаслідок невиконання правил техніки безпеки при виробництві електрозварювальних робіт можуть виникнути:
- Ураження електричним струмом;
- Ураження очей світлом зварювальної дугою;
- Шкідливий вплив ультрафіолетових і інфрачервоних променів;
- Отруєння організму шкідливими газами, які виділяються при зварюванні металів;
- Опік бризками розплавленого металу.
6. Небезпека ураження електричним струмом виникає як при безпосередньому зіткненні з струмоведучими частинами установки, що знаходиться під напругою, так і при зіткнення з металевими частинами установки, випадково опинилися під напругою наслідок пошкодження ізоляції.
Електричний струм може мати шкідливий вплив на організм людини: викликати опіки, ураження внутрішніх органів і навіть смерть потерпілого.
7. З метою попередження уражень робочих електричним струмом всі металеві частини електроустановки (корпусу електрогенераторів, зварювальних трансформаторів, кожуха рубильників), які можуть опинитися під напругою при будь-яких несправностей, що повинні бути заземлені.
Для влаштування заземлення застосовуються труби діаметром 35 - 40 мм довжиною 2,5 - 3,5 м або смугова сталь товщиною не менше 4 мм і шириною 48 мм. Опір захисного заземлення повинен бути не більше 40 м.
8. зварювальний дуга є потужним джерелом випромінювання з різною хвиль, які в різній мірі впливають на здоров'я людини і, особливо на його зір. Невидимі інфрачервоні промені при тривалому опромінення викликає загальну втрати зору. Видимі світлові промені, при яких випромінювання викликає тимчасове осліплення, а при тривалому - загальне ослаблення зору.
Ультрафіолетові промені, навіть при порівняно короткому опроміненні (протягом кілька хвилин), викликають захворювання очей (світлобоязнь), а при тривалому опроміненні (протягом 1-3 ч.) крім того, викликають опіки тіла.
9. Для оберігання очей і шкіри від шкідливого впливу зварювальної дуги, ультрафіолетових та інфрачервоних променів, від опіків розплавленим металом, електрозварник повинен працювати з захисним щитком, маскою або шоломом зі спеціальними світлофільтрами, в брезентовому костюмі і брезентових рукавицях з крагами.
Штани й куртка носяться тільки на випуск, кишені куртки повинні бути закриті клапанами, черевики щільно зашнуровані.
Світлофільтри підбираються в залежності від сили струму (ГОСТ 9497 - 60). Зазначені світлофільтри виготовляються розміром 121 х 69 мм. Для запобігання їх від бризок розплавленого металу світлофільтр слід прикривати зовні звичайними безбарвними стеклами.
10. При зварюванні в закритому приміщенні робочі місця електрозварювальників повинні бути відокремлені від суміжних, робочих місць і проходів екранами. При зварюванні на відкритому повітрі огорожі інших робітників.
11. Для видалення шкідливих газах і пилу при виробництві електрозварювальних робіт всередині закритих приміщень повинна встановлюється витяжна вентиляція, що забезпечує повну заміну забрудненого повітря чистим.
12. Робоче місце електрозварника повинно бути добре освітлено, штучне освітлення при роботі в закритих посудинах повинно здійснюватися переносними лампами з напругою не більше 12 В. При роботі на відритому повітрі робоче місце зварника повинно бути захищене від дощу та вітру. Для роботи в сидячому або лежачому положенні зварник повинен бути забезпечений спеціальними килимами.
13. Електрозварювання та різання цистерн. Баків, бочок, резервуарів та інших ємностей з - під горючих і легкозаймистих рідин, а також горючих і вибухонебезпечних газів без попередньої ретельної очистки, пропарювання цих ємностей і видалення газів вентилюванням не допускаються. У роботі повинні брати участь не менше двох осіб, з яких один робочий зобов'язаний спостерігати за зварювальником, перебуваючи поза резервуаром.
14. Усі електрозварювальні установки, призначені для зварювання в особливо небезпечних умовах (усередині металевих ємностей, в колодязях, тунелях, на понтонах, у котлах, відсіках судин та ін), повинні бути оснащені пристроями автоматичного відключення напруги холостого ходу або обмеження її до напруги 12В з витримкою часу не більше 0,5 сек.
Електрозварники повинні бути забезпечені гумовими шоломами для захисту голови, спеціальними діелектричними калошами, рукавичками.
15. Виконувати зварювальні роботи на висоті з риштувань, підмостків та колисок дозволяється тільки після перевірки цих пристроїв керівником робіт, а також вживання заходів проти загоряння настилів і падіння розплавленого металу на працюючих або проходять внизу людей.
3.2 Обов'язки електрозварника до початку роботи
1. Перед початком робіт електрозварник зобов'язаний перевірити заземлення, ізоляцію зварювальних проводів і електротримач, а також переконатися у відсутності на робочому місці легкозаймистих речовин.
2. Одягти спецодяг (брезентову куртку, штани, черевики і глухим верхи і головний убір). При стельового зварювання кольорових металів і сплавів, які містять цинк, мідь, свинець, користуватися респіратором з хімічним фільтром.
3. Перевірити справність захисного щита або шолома, справність світлофільтру, протерти безбарвні стекла, і при необхідності замінити їх новими.
4. Привести в порядок своє робоче місце, звільнивши його від непотрібних для роботи предметів і захистивши ширмами або щитками.
3.3 Обов'язки електрозварника під час роботи
1. Перед тим, як запалити зварювальну дугу, електрозварник зобов'язаний попередити всіх оточуючих робочих вигуком «Закрийтеся».
2. Під час коротких перерв у роботі не кидати і не залишати на робочому місці електротримач, що знаходиться під напругою, а поміщати його на особливій підставці або підвісці.
3. Щоб уникнути виникнення пожежі при роботі в сухому дерев'яному приміщенні, на підмостки або лісах покривати підлогу або настил під місцем зварювання листами заліза або азбестовими картонами.
4. При одночасній роботі кілька зварників на різних умовах під одній вертикалі, поряд з обов'язковою захисної голови каскою, повинні бути передбачені огороджувальні пристрої (тенти, глухі настили тощо) для захисту працюючих від падаючих бризкав металу, недогарків і т.д., а зварники повинні користуватися сушками для електродів і ящиками недогарків.
5. Електрозварники і робітники інших професій при електрозварювання під флюсу повинні застосовувати флюсоотсоси або металеві скребки. Совки та щітки з міцними і зручними рукоятками і одягати запобіжні окуляри «Щоб уникнути опіків і уколів не можна підправляти і вирівнювати флюс незахищеною рукою в близи зварювальної дуги».
6. При автоматичному зварюванні обертання деталей, секцій працю за допомогою стаціонарних вращателлей має здійснюватися з дотриманням наступних умов: обертач, що складається з електродвигуна, індуктора, патрона і рухливих роликових опор на візках, що переміщаються по рейковому шляху, повинен бути заземлений: всі рухомі частини обертача повинні бути вільними і мати ширину не менше 1 м.
Захаращення проходів допускається.
7. При роботі в траншеях під час зварювання за Хлестов та інших з'єднань необхідно, щоб майстер або виконавець робіт перевірив умови безпеки (кріплення траншей, тимчасове огородження місця робітників і т.п.).
8. Усі електрозварювальні установки повинні бути забезпечені пусковими регулюючими реостатами і вимірювальними приладами, що забезпечують можливість безперервного контролю над роботою установки.
9. Електрозварникові забороняється: працювати без спецодягу та інших захисних засобів; приступати до роботи при несправній або не відповідає встановленим правилам і нормам зварювальної апаратури; виконувати зварювання резервуарів або трубопроводів, що знаходяться під тиском газу, або містять горючі рідини; вживати як електропроводу рейки, труби, прутковий метал і т.п.; ремонтувати зварювальний агрегат та електричне обладнання, цю роботу повинен виконувати тільки електромонтер: стосуватися руками нагрітих аркушів зварювання; працювати в нетверезому стані.
10. При зварюванні всередині металевих конструкцій, котлів, резервуарів, електрозварник зобов'язаний підстелити. Користуватися металевими щитками у таких випадках забороняється, зовні резервуарів, повинен неодмінно знаходиться спостерігач, готовий у разі необхідності надати першу допомогу.
11. У разі поганого самопочуття (різь очей, головні болі і т.п.) припинити роботу і звернутися до лікаря.
3.4 Обов'язки електрозварника після закінчення робіт
1. Після закінчення роботи електрозварник зобов'язаний відключити зварювальну апаратуру від джерела енергії, скласти проводу в бухти, скласти їх у спеціально відведене місце.
2. Привести в порядок своє робоче місце, прибрати інструменти і захисні пристосування у відведене місце.
3. Повідомити майстра (виконроба) про всі помічені під час роботи несправності.
3.5 Небезпеки, що виникають при електрозварювальних роботах
Під час горіння зварювальної дуги відбувається випромінювання не лише яскравих світлових, але й невидимих ультрафіолетових і інфрачервоних теплових променів. І якщо видимі світлові промені лише засліплюють і неприємні відчуття, що виникають при цьому, швидко проходять, то ультрафіолетові промені можуть викликати захворювання очей - електроофталмію яка проявляється через кілька годин після поразки різзю в очах, сльозотечею, спазмами століття, почервонінням слизової оболонки. Захворювання це триває від одного до декількох днів.
Висновок
Для розгляду теоретичних питань були вивчені вісім джерел літератури, документація технологічних процесів, технологічні карти.
У практичній частині було обрано обладнання для напівавтоматичного зварювання під флюсом: джерело живлення - випрямляч ВДГ - 301 і зварювального напівавтомата А - 547У
У графічній частині зображена установка для виготовлення коробчатої конструкції кутовими швами.
В економічній частині розрахована питома собівартість коробчатої конструкції. Вона склала 186,4 (грн. / кг)
У розділі «Охорона праці» докладно розглянуто питання техніки безпеки при виконанні зварювальних робіт.
Список літератури
1. Бельфор М.Г., Патон В.Є. Устаткування для дугового і шлакової зварювання і наплавлення. Уебн. посібник для курсів інструкторів з впровадження в народне господарство передових методів зварювання і наплавлення. М., «Вища школа», 1974
2. Виноградов В.С. Обладнання та технологія дугового автоматичного і механізованого зварювання: Учеб. для проф. навч. закладів. - 2 - ге вид., Стер. - М.: Вища школа; Вид. Центр «Академія», 1999
3. Гайнулін Р.Т. Довідник зварника - монтажника. - Челябінськ: Пд. - Урал. Кн. Вид-во, 1990
4. Миколаїв А.А., Герасименко О.І. Електрогазозварник: Учеб. посібник для ПТУ. - Ростов - на - Дону, вид. «Фенікс», 2002
5. Рибаков В.М. Дугова і газова зварка: Підручник для ПТУ. М., Вища школа, 1981
6. Фоміних В.П., Яковлєв О.П. Ручна дугова зварка: Підручник для середовищ. ПТУ. - 7 - е вид., Справність. і доп. - М.: Вища школа, 1986
7. Шебеко Л.П. Обладнання та технологія дугового автоматичного і механізованого зварювання: Учеб. для середовищ. ПТУ. - М.: Вищ. школа., 1986
8. Степанов В.В. Довідник зварника. Вид. 3 - Е.М., «Машинобудування», 1974
3. Електродугове зварювання виробляється як змінним струмом, так і постійним. Змінний струм надходить через зварювальний трансформатор, а постійний - від варильного генератора.
Джерелом зварювального струму можу бути тільки Однопостові та багатопостові трансформатори, генератори і випрямлячі.
Спеціально призначені для електрозварювальних робіт електрозварювальні установки включається в електромережу за допомогою пускових пристроїв.
Здійснювати живлення зварювальної дуги безпосередньо від силової або освітлювальної електромережі забороняється.
4. Всі електрозварювальне обладнання повинно бути в занедбаному виконанні, а всі обертається під напругою мережі живлення, повинні бути надійно захищене.
Всі органи управління зварювальним обладнанням повинно мати надійні фіксатори, що виключають мимовільне чи випадкове їх включення (або відключення). Розміщення зварювального обладнання, а також розташування і конструкція його вузлів і механізмів повинна забезпечувати безпеки і вільний доступ до нього.
5. Внаслідок невиконання правил техніки безпеки при виробництві електрозварювальних робіт можуть виникнути:
- Ураження електричним струмом;
- Ураження очей світлом зварювальної дугою;
- Шкідливий вплив ультрафіолетових і інфрачервоних променів;
- Отруєння організму шкідливими газами, які виділяються при зварюванні металів;
- Опік бризками розплавленого металу.
6. Небезпека ураження електричним струмом виникає як при безпосередньому зіткненні з струмоведучими частинами установки, що знаходиться під напругою, так і при зіткнення з металевими частинами установки, випадково опинилися під напругою наслідок пошкодження ізоляції.
Електричний струм може мати шкідливий вплив на організм людини: викликати опіки, ураження внутрішніх органів і навіть смерть потерпілого.
7. З метою попередження уражень робочих електричним струмом всі металеві частини електроустановки (корпусу електрогенераторів, зварювальних трансформаторів, кожуха рубильників), які можуть опинитися під напругою при будь-яких несправностей, що повинні бути заземлені.
Для влаштування заземлення застосовуються труби діаметром 35 - 40 мм довжиною 2,5 - 3,5 м або смугова сталь товщиною не менше 4 мм і шириною 48 мм. Опір захисного заземлення повинен бути не більше 40 м.
8. зварювальний дуга є потужним джерелом випромінювання з різною хвиль, які в різній мірі впливають на здоров'я людини і, особливо на його зір. Невидимі інфрачервоні промені при тривалому опромінення викликає загальну втрати зору. Видимі світлові промені, при яких випромінювання викликає тимчасове осліплення, а при тривалому - загальне ослаблення зору.
Ультрафіолетові промені, навіть при порівняно короткому опроміненні (протягом кілька хвилин), викликають захворювання очей (світлобоязнь), а при тривалому опроміненні (протягом 1-3 ч.) крім того, викликають опіки тіла.
9. Для оберігання очей і шкіри від шкідливого впливу зварювальної дуги, ультрафіолетових та інфрачервоних променів, від опіків розплавленим металом, електрозварник повинен працювати з захисним щитком, маскою або шоломом зі спеціальними світлофільтрами, в брезентовому костюмі і брезентових рукавицях з крагами.
Штани й куртка носяться тільки на випуск, кишені куртки повинні бути закриті клапанами, черевики щільно зашнуровані.
Світлофільтри підбираються в залежності від сили струму (ГОСТ 9497 - 60). Зазначені світлофільтри виготовляються розміром 121 х 69 мм. Для запобігання їх від бризок розплавленого металу світлофільтр слід прикривати зовні звичайними безбарвними стеклами.
10. При зварюванні в закритому приміщенні робочі місця електрозварювальників повинні бути відокремлені від суміжних, робочих місць і проходів екранами. При зварюванні на відкритому повітрі огорожі інших робітників.
11. Для видалення шкідливих газах і пилу при виробництві електрозварювальних робіт всередині закритих приміщень повинна встановлюється витяжна вентиляція, що забезпечує повну заміну забрудненого повітря чистим.
12. Робоче місце електрозварника повинно бути добре освітлено, штучне освітлення при роботі в закритих посудинах повинно здійснюватися переносними лампами з напругою не більше 12 В. При роботі на відритому повітрі робоче місце зварника повинно бути захищене від дощу та вітру. Для роботи в сидячому або лежачому положенні зварник повинен бути забезпечений спеціальними килимами.
13. Електрозварювання та різання цистерн. Баків, бочок, резервуарів та інших ємностей з - під горючих і легкозаймистих рідин, а також горючих і вибухонебезпечних газів без попередньої ретельної очистки, пропарювання цих ємностей і видалення газів вентилюванням не допускаються. У роботі повинні брати участь не менше двох осіб, з яких один робочий зобов'язаний спостерігати за зварювальником, перебуваючи поза резервуаром.
14. Усі електрозварювальні установки, призначені для зварювання в особливо небезпечних умовах (усередині металевих ємностей, в колодязях, тунелях, на понтонах, у котлах, відсіках судин та ін), повинні бути оснащені пристроями автоматичного відключення напруги холостого ходу або обмеження її до напруги 12В з витримкою часу не більше 0,5 сек.
Електрозварники повинні бути забезпечені гумовими шоломами для захисту голови, спеціальними діелектричними калошами, рукавичками.
Змін. |
Лист |
№ докум. |
П про дпіс ь |
Дата |
Лист |
4 березня |
ПЕР 0204.00.14.10 ПЗ |
3.2 Обов'язки електрозварника до початку роботи
1. Перед початком робіт електрозварник зобов'язаний перевірити заземлення, ізоляцію зварювальних проводів і електротримач, а також переконатися у відсутності на робочому місці легкозаймистих речовин.
2. Одягти спецодяг (брезентову куртку, штани, черевики і глухим верхи і головний убір). При стельового зварювання кольорових металів і сплавів, які містять цинк, мідь, свинець, користуватися респіратором з хімічним фільтром.
3. Перевірити справність захисного щита або шолома, справність світлофільтру, протерти безбарвні стекла, і при необхідності замінити їх новими.
4. Привести в порядок своє робоче місце, звільнивши його від непотрібних для роботи предметів і захистивши ширмами або щитками.
3.3 Обов'язки електрозварника під час роботи
1. Перед тим, як запалити зварювальну дугу, електрозварник зобов'язаний попередити всіх оточуючих робочих вигуком «Закрийтеся».
2. Під час коротких перерв у роботі не кидати і не залишати на робочому місці електротримач, що знаходиться під напругою, а поміщати його на особливій підставці або підвісці.
3. Щоб уникнути виникнення пожежі при роботі в сухому дерев'яному приміщенні, на підмостки або лісах покривати підлогу або настил під місцем зварювання листами заліза або азбестовими картонами.
4. При одночасній роботі кілька зварників на різних умовах під одній вертикалі, поряд з обов'язковою захисної голови каскою, повинні бути передбачені огороджувальні пристрої (тенти, глухі настили тощо) для захисту працюючих від падаючих бризкав металу, недогарків і т.д., а зварники повинні користуватися сушками для електродів і ящиками недогарків.
5. Електрозварники і робітники інших професій при електрозварювання під флюсу повинні застосовувати флюсоотсоси або металеві скребки. Совки та щітки з міцними і зручними рукоятками і одягати запобіжні окуляри «Щоб уникнути опіків і уколів не можна підправляти і вирівнювати флюс незахищеною рукою в близи зварювальної дуги».
6. При автоматичному зварюванні обертання деталей, секцій працю за допомогою стаціонарних вращателлей має здійснюватися з дотриманням наступних умов: обертач, що складається з електродвигуна, індуктора, патрона і рухливих роликових опор на візках, що переміщаються по рейковому шляху, повинен бути заземлений: всі рухомі частини обертача повинні бути вільними і мати ширину не менше 1 м.
Захаращення проходів допускається.
7. При роботі в траншеях під час зварювання за Хлестов та інших з'єднань необхідно, щоб майстер або виконавець робіт перевірив умови безпеки (кріплення траншей, тимчасове огородження місця робітників і т.п.).
8. Усі електрозварювальні установки повинні бути забезпечені пусковими регулюючими реостатами і вимірювальними приладами, що забезпечують можливість безперервного контролю над роботою установки.
9. Електрозварникові забороняється: працювати без спецодягу та інших захисних засобів; приступати до роботи при несправній або не відповідає встановленим правилам і нормам зварювальної апаратури; виконувати зварювання резервуарів або трубопроводів, що знаходяться під тиском газу, або містять горючі рідини; вживати як електропроводу рейки, труби, прутковий метал і т.п.; ремонтувати зварювальний агрегат та електричне обладнання, цю роботу повинен виконувати тільки електромонтер: стосуватися руками нагрітих аркушів зварювання; працювати в нетверезому стані.
10. При зварюванні всередині металевих конструкцій, котлів, резервуарів, електрозварник зобов'язаний підстелити. Користуватися металевими щитками у таких випадках забороняється, зовні резервуарів, повинен неодмінно знаходиться спостерігач, готовий у разі необхідності надати першу допомогу.
11. У разі поганого самопочуття (різь очей, головні болі і т.п.) припинити роботу і звернутися до лікаря.
3.4 Обов'язки електрозварника після закінчення робіт
1. Після закінчення роботи електрозварник зобов'язаний відключити зварювальну апаратуру від джерела енергії, скласти проводу в бухти, скласти їх у спеціально відведене місце.
2. Привести в порядок своє робоче місце, прибрати інструменти і захисні пристосування у відведене місце.
3. Повідомити майстра (виконроба) про всі помічені під час роботи несправності.
3.5 Небезпеки, що виникають при електрозварювальних роботах
Під час горіння зварювальної дуги відбувається випромінювання не лише яскравих світлових, але й невидимих ультрафіолетових і інфрачервоних теплових променів. І якщо видимі світлові промені лише засліплюють і неприємні відчуття, що виникають при цьому, швидко проходять, то ультрафіолетові промені можуть викликати захворювання очей - електроофталмію яка проявляється через кілька годин після поразки різзю в очах, сльозотечею, спазмами століття, почервонінням слизової оболонки. Захворювання це триває від одного до декількох днів.
Висновок
Для розгляду теоретичних питань були вивчені вісім джерел літератури, документація технологічних процесів, технологічні карти.
У практичній частині було обрано обладнання для напівавтоматичного зварювання під флюсом: джерело живлення - випрямляч ВДГ - 301 і зварювального напівавтомата А - 547У
У графічній частині зображена установка для виготовлення коробчатої конструкції кутовими швами.
В економічній частині розрахована питома собівартість коробчатої конструкції. Вона склала 186,4 (грн. / кг)
У розділі «Охорона праці» докладно розглянуто питання техніки безпеки при виконанні зварювальних робіт.
Список літератури
1. Бельфор М.Г., Патон В.Є. Устаткування для дугового і шлакової зварювання і наплавлення. Уебн. посібник для курсів інструкторів з впровадження в народне господарство передових методів зварювання і наплавлення. М., «Вища школа», 1974
2. Виноградов В.С. Обладнання та технологія дугового автоматичного і механізованого зварювання: Учеб. для проф. навч. закладів. - 2 - ге вид., Стер. - М.: Вища школа; Вид. Центр «Академія», 1999
3. Гайнулін Р.Т. Довідник зварника - монтажника. - Челябінськ: Пд. - Урал. Кн. Вид-во, 1990
4. Миколаїв А.А., Герасименко О.І. Електрогазозварник: Учеб. посібник для ПТУ. - Ростов - на - Дону, вид. «Фенікс», 2002
5. Рибаков В.М. Дугова і газова зварка: Підручник для ПТУ. М., Вища школа, 1981
6. Фоміних В.П., Яковлєв О.П. Ручна дугова зварка: Підручник для середовищ. ПТУ. - 7 - е вид., Справність. і доп. - М.: Вища школа, 1986
7. Шебеко Л.П. Обладнання та технологія дугового автоматичного і механізованого зварювання: Учеб. для середовищ. ПТУ. - М.: Вищ. школа., 1986
8. Степанов В.В. Довідник зварника. Вид. 3 - Е.М., «Машинобудування», 1974