Сварка регистра отопления

Сварка  регистра  отопления

1.Введение..............................................................................................

2.  Характеристика  изделия………………………………………………….

3. Характеристика  материала………………………………………...

4. Организация рабочего  места………………………………………

5. Разработка технологического  процесса………………………….

5.1 Заготовительные операции………………………………………

5.1.1 Очистка………………………………………………………….

5.1.2 Правка……………………………………………………………

5.1.3 Разметка…………………………………………………………

5.1.4. Резка…………………………………………………………….

5.1.5 Обработка кромок……………………………………………..

5.1.6 Сборка ………………………………………………………….

5.2 выбор режима сварки…………………………………………….

5.2.1 Выбор напряжения……………………………………………..

5.2.2 Выбор рода тока………………………………………………..

5.2.3. Выбор диаметра электрода…………………………………..

5.2.4 Расчет силы сварочного тока………………………………….

Сварочные операции………………………………………………….

5.3.1  Выбор пространственного положения……………………

5.3.2 Ведение сварочной операции……………………………

5.3.3 Контроль за ведением операции…………………………

6.Техника безопасности............................................................

7. Экономическая часть  ………………………………………

Заключение ....................................................................................

Литература  …………………………………………………….

 

Введение

 

        Современное общество называют цивилизацией железа. Невозможно представить современную жизнь без металлов и их соединений. Существует несколько способов соединения металлических изделий. Одним из наиболее прочных и простых является сварка. В машиностроении, строительстве, сооружение различного вида коммуникаций сварка металллов - один из основных, а подчас - ведущий процесс. Почти все виды монтажных работ связаны с выполнением большого объема сварочных работ. С помощью сварки можно получить сложнейшие изделия из заготовок, выполненных прокаткой, литьем, ковкой или штамповкой. В настоящее время сваривают материалы различного химического состава и толщиной от некольких микрометром до нескольких метров. Проводить сварочные работы можно и в необычных условиях, например под водой, в космосе, при повышенных и пониженных температурах и др.

Многочисленные  способы сварки в зависимости  от метода, используемого для соединения заготовок, делят на две основные группы: сварка плавлением, с помощью которой выполняется около 70 % объема всех сварочных работ, и сварка давлением.

Наиболее распространен  сейчас метод ручной дуговой сварки и масштабы применения ручной дуговой сварки не только не сокращаются, а увеличиваются. Это связано с созданием новых материалов и нового оборудования для ручной дуговой сварки, новых марок электродов. Начальной и окончательной операцией создания конструкций в большинстве случаев является ручная дуговая сварка.

От электросварщика  требуется знание сварочного оборудования, особенностей процесса сварки, методов контроля сварных швов и соединений, а также умение практически выполнять сварочные работы.

Цель  работы – описать технологический процесс сварки регистра отопления

2. Характеристика  изделия

         Изделие, которое нам предстоит  изготовить – регистр  отопления – предназначен  для поддерживания теплового баланса (тепла), в холодное время года в рабочих или жилых  помещениях, а так же на фермах, колхозных постройках, теплицах, производственных и гражданских зданиях, и.т. 
       Регистр отопления - это прибор из нескольких соединенных вместе стальных труб, образующих каналы для транспортировки теплоносителя.

Отопительные  регистры сваривают из труб Ду 32-100 мм, расположенных друг от друга на расстоянии, на 50 мм превышающем диаметр труб, из которых изготовлен регистр, что уменьшает взаимное облучение и соответственно увеличивает теплоотдачу в помещение. Регистры обладают одним из самых высоких коэффициентов теплопередачи, их пылесобирающая поверхность невелика и они легко очищаются.Поверхность нагрева 1 м гладкой трубы регистра, 1 экм (эквивалентный квадратный метр)

 

 
 
 

 

 

 

Схема регистра отопления

  Сварка регистра отопления из труб Ф 63 мм: патрубок 32 мм, длина труб 1500 мм и стали Ст 3.

3. Характеристика  материалов

            Для обеспечения необходимых свойств сварных соединений и конструкций решающее значение имеет выбор материала. Одним из основных условий, определяющих выбор материала для сварных конструкций, является свариваемость материала.

       Для изготовления сварных конструкций  широко применяют стали углеродистые обыкновенного качества. Эти стали регламентированы ГОСТом.

 Углеродистые  стали относят к числу самых  распространенных конструкционных  материалов. Объем их производства  достигает 80 % от общей выплавки  стали.

 Достоинствами  конструкционных углеродистых сталей являются удовлетворительные механические свойства в сочетании с технологичностью обработки, недостатками – высокая критическая скорость закалки, небольшая прокаливаемость (до 15 мм).

  Так как  наша конструкция к большим  механическим нагрузкам не подвергается, поэтому мы выбрали сталь Ст3 , т. к.  она более дешёвая и хорошо сваривается.

       Сталь имеет хорошую свариваемость,  сваривается любыми способами  без применения особых приёмов  (подогрева, термической обработки).

В структуре стали Ст3 имеется :

Углерод-0, 14-0,22%

Кремний-0,12-0,30%

Марганца- 0,40-0,65 %

Хром - 0,3% Никель -0,3%

Сера - 0,05 % Фосфор - 0,04 %

Медь - 0,003 %

Механические свойства стали  Ст 3:

Временное сопротивление  разрыву -   38кгс/см

Предел текучести - 25 кгс(мм   )

Относительное удлинение -26% Ударная вязкость (KCU) - 8 кгс см / см    

      Из технологических  свойств наибольшее значение  имеют обрабатываемость, свариваемость,  ковкость, прокаливаемость

 Обрабатываемость-комплексное  свойство материала, в частности металла, характеризующее способность его подвергаться обработке резанием. Обычно обрабатываемость определяется по скорости резания и по чистоте обработки.

Свариваемость- свойство металла, давать доброкачественное соединение при  сварке, характеризующееся отсутствием трещин и других пороков металла в швах и к прилегающим к шву зонах.

Ковкость- способность металлов и  сплавов без разрушения изменять свою форму при обработке давлением.

Прокаливаемость- способность стали  воспринимать закалку на определенную глубину от поверхности.

Жидкотекучесть  -способность расплавленного металла хорошо заполнять полость  литейной формы.

 Выбранная нами  марка стали СТ-3 обладает всеми  названными свойствами

Сварочные электроды

Электроды для сварки представляют собой металлические стержни, на поверхность которых нанесено специальное покрытие. Состав металла стержня и электродного покрытия влияют на состав и свойства сварочного шва и на горение дуги. Общие требования к электродам: получение металла определённых свойств и химического состава, свободного от дефектов: спокойное и равномерное плавление электрода, минимальные потери электродного металла от удара и разбрызгиванием, высокая производительность сварки, лёгкая отдираемость шлаков от корки и поверхности шва.

    В соответствии  с ГОСТ 9466-75 электроды по назначению  подразделяют на классы, обозначаемые  буквами : у — для сварки  углеродистой стали, л — легированные  конструкции, т — легированные  теплоустойчивые, в — высоко  легируемые стали с особыми  свойствами, к — для плавки поверхностных слоёв стали с различными свойствами..

    Каждая упаковка  электрода условными обозначениями. , в которых содержится достаточная  информация о них 6 1 тип, 2 ширина, номер разработчика, 3 — длина  электрического стержня, 4 -класс  по назначению, 5 — толщина покрытия ( м — малая, с — средняя, д — толстое,, г — особо толстое), 6 — точность изготовления электродов, 7 — механические свойства плавления металла, 8 — обозначение вида покрытия ( А — кислое, Б — основное, у — углеродистое, Д - , П — другие виды покрытия)., д — допустимое пространственное положение ( 1 — для сварки во всех положениях, 2 — то же, кроме вертикального, 3 — для низкого, горизонтального на вертикальной плоскости и вертикально снизу вверх, 4 — для нижнего и в лодочку).

10- род применяемого  тока ( 0 — обратная, 1 — в любом  положении, 2 — прямая).11 и 12 —  ГОСТы на электроды.

А также мы выбрали  электроды  3 мм в соответствии с  таблицей отношения толщины металла  к диаметру электрода.

 Для изготовления  сварочной конструкции  « регистр отопления» понадобится  электрод ОЗС -4

Электроды ОЗС-4 сварочные (тип 46А)

ОЗС-4 (тип 46А) - электрод с рутиловым покрытием, для сварки ответственных конструкций из углеродистых сталей.

ОЗС-4 (тип 46А) - электрод с рутиловым покрытием, для сварки ответственных конструкций из углеродистых сталей с временным сопротивлением разрыву  до 451 МПа. Одобрены ГОСТ Р.

Электроды покрытые металлические для ручной дуговой сварки, наплавки и резки металла (-)

Электроды ОЗС-4 (технические характеристики)

Тип и марка электродов - Э-46, ОЗС-4

ТУ, ГОСТ - ТУ 14-4-1854-2001,  ГОСТ 9467-75,  ГОСТ 9466-75.

Вид покрытия -  Рутиловый P.

Назначение и область  применения - сварка ответственных  конструкций из углеродистой стали  с временным сопротивлением разрыву  до 490 Н/мм^2.

Механические свойства: временное сопротивление разрыву-  ≥450 Н/мм^2; относительное удлинение- ≥18%; ударная вязкость - ≥79 Дж/см^{2 .}

Диаметр, мм : 3; 4; 5; 6. Род  тока - переменный или постоянный прямой полярности.

Пространственные положения  сварки -любое, кроме вертикального сверху вниз.

Электроды сварочные ОЗС-4 (химсостав)

Марка электродов

Химический  состав наплавленного металла, %

С

Мn

Si

S

Р

Сr

В

V

Ni

Nb

Сu

W

Мо

Fe

Ферритная фаза

ОЗС-4

≤0,11

0,50-0,85

0,10-0,20

≤0,040

≤0,045

Ост

Упаковка: в картонные  коробки по 5 кг, которые устанавливаются  на палет массой до 1040 кг и стягиваются

 

 

 

 

 

4.Организация рабочего места

                             Рабочим местом при сварке  является сварочный пост - рабочее  место сварщика, оснащенное  комплектом  технологически связанного между собой  оборудования, необходимыми  приспособлениями и инструментом. Посты подразделяются на стационарные и передвижные. Стационарные - это посты, находящиеся в цехах, преимущественно в сварочных кабинах, в которых свариваются изделия небольших размеров.

      Стационарный сварочный пост представляет собой открытую сверху кабину размером 2000 х 2500 х 2000мм. Ее стенки изготовляют из тонкой стали, фанеры или брезента, причем фанера и брезент  должны быть пропитаны огнестойким составом, например, раствором алюмокалиевых квасцов.- и окрашивают светлосерой краской, хорошо поглощающей  ультрафиолетовое излучение. Пол выполняют из огнестойкого материала. Освещенность кабины должна составлять не менее 80лк.

       Кабину оборудуют местной вентиляцией обеспечивающей воздухообмен 40 куб.м. в час.  Вентиляционный отсос должен быть расположен так,  чтобы выделяющиеся при сварке газы отводились от сварщика.

 Сварку выполняют  на рабочем столе высотой 500…700мм  с чугунной крышкой 20-25мм.

 Для включения источника  сварочного тока в кабине устанавливают   рубильник или магнитный пкскатель.

             В кабине должен стоять источник  питания (трансформатор) присоединенный  проводом к нему электродержатель, предназначенный для зажима электрода. Электродержатель должен выдерживать 8000 зажимов.

               Ток  к    электродержателю  и изделию проводится по проводам. К вспомогательным инструментам  относятся проволочные щетки  для зачистки кромок перед  сваркой, молоток для удаления шлаковой корки, зубило для вырубания некачественных швов, набор шаблонов для проверки размеров швов, метр, стальная линейка, отвес, угольник, чертилка, мел, а так же ящик для хранения и переноски инструмента.

  Передвижной пост  применяют при сварке крупногабаритных изделий  в зоне выполнения сварочных работ.  Пост, расположенный на открытой площадке, оборудуют навесом. Для защиты  от светового излучения используют  складные щиты.

  В своей работе  мы используем стационарный сварочный  пост

 

 

 

 

 

 

Рис2. Стационарный сварочный пост

1-источник сварочного  тока, 2 – стол  для электродов, 3 – ящик для инструмента, 4 –  рубильник, 5,6 – вытяжная  камера, 7 – электродержатель, 8 – стул  сварщика.

Щитки, маски сварщика нужны для предотвращения попадания  на лицо брызг металла, искр и излучения. Щиток и маска имеют смотровые окна со светофильтрами. Снаружи фильтр защищён сменным прозрачным стеклом от брызг металла. Спец. Одежду для сварки изготавливают из брезента или плотного сукна. Спец. Одежда не должна иметь открытых карманов. Обувь должна иметь глухой верх. Рукавицы сварщика необходимо изготавливать из кожи, плотного брезента или асбестовой ткани. В моем случае был использован стационарный сварочный пост. Он представляет собой кабину для сварки изделий небольших размеров, там помещается  однопостовой сварочный трансформатор.

Сварочный аппарат  переменного тока представляет собой устройство трансформаторного типа, предназначенное для ручной дуговой сварки.

          Основной деталью сварочного аппарата является понижающий трансформатор, преобразующий ток однофазной или трехфазной сети в ток электрической дуги меньшего напряжения. Сварка осуществляется переменным током с использованием электрода, который, расплавляясь, заполняет промежуток между свариваемыми металлическими поверхностями, образуя сварочный шов.

Сварочный аппарат  обладает следующими техническими характеристиками:

— Напряжение сети питания, которая может быть однофазной или трехфазной, выдавая напряжение в 220 В или 380 В. Для бытового применения подойдет сварочный аппарат переменного тока, который можно подключить в обычную розетку, а для сварки на производстве рекомендуется использовать трехфазные сварочные аппараты, которые значительно мощнее;

— Ток сварки, от которого зависит максимальная толщина  используемого электрода и толщина свариваемого листа. Как правило, чем больше ток сварки — тем мощнее дуга, при помощи которой можно сваривать более толстый лист, при прочих равных условиях. Между разными типами сварочных аппаратов, к сожалению, нет прямой зависимости в сварочном токе: так, сварочный аппарат постоянного тока будет выдавать лучшие показатели, чем аппарат переменного тока. В этом случае надо будет оценивать конкретные потребности покупателя;

— Мощность холостого  хода сварочного аппарата должна быть минимальной. Для этой цели предусмотрены даже ограничители напряжения холостого хода, которыми должен быть укомплектован любой сварочный аппарат, в особенности сварочный аппарат переменного тока. Дело в том, что в условиях ограниченного пространства возможны прикосновения сварщика к электроду, что может привести к несчастным случаям доже на холостом ходу;

— Максимальная мощность сварочного аппарата имеет  прямую зависимость с током сварки. В зависимости от толщины электрода  и толщины свариваемого листа, мощности сварочного аппарата должно хватать с резервом 20 – 25%. Это позволит не прерывать работу в течение более длительного времени из-за перегрева сварочного аппарата, причем современные модели сварочных аппаратов оснащаются термозащитой;

— Диаметр электрода обусловлен мощностью сварочного аппарата и толщиной листа. Чем мощнее аппарат, тем более толстый лист металла он может сварить с использованием более толстого электрода;

— Вес и габариты сварочного аппарата переменного тока влияют на его мобильность и удобство транспортировки.

 

 

 

 

 

 

 

5. Заготовительные  операции

5.1. Заготовительные  операции

 Мне нужно  изготовить сварочную конструкцию  «регистр отопления». Для этого  нужно определить размер конструкции,  выбрать материал.

  Размеры  регистра определены в соответствии с размерами места, куда он  будет  размещен.  Это ниша под окном  длиной1.5м

  После того, как мы выбрали марку стали и подходящий размер электрода , нам нужно  выполнить следующие заготовительные операции - очистку, правку, гибку, разметку, разделка кромок не производится, сборку под сварку .

Кромки подготавливают термическими и механическими способами.

  Обязательно  в процессе сварки делают зазор   для проплавления металла на  всю его толщину. Его размеры  0,5-5мм, в зависимости от толщины  свариваемого металла.

  Притупление  кромок необходимо для формирования  корня шва, и для того, чтобы  непроплавить тонкий металл. Его  размеры 2-2,5 мм.

 

 

 

 

 

55. 1. 1. Очистка. 1. 1. Очистка

         Очистку поверхности металла под сварку применяют для удаления с поверхности металла средств консервации, загрязнений, смазочно-охлаждающих жидкостей, ржавчины, окалины, заусенцев, грата и шлака.

При сварке металла с неочищенной поверхностью возникают различные дефекты шва: поры и трещины, а также ухудшается формирование шва. Для очистки проката, дегалей и сварных узлов используют механические и химические методы. К механическим методам относятся дробеструйная и дробеметная обработка, зачистка металлическими щетками, иглофрезами, шлифовальными кругами и

лентами.

Дробеструйную и дробесметную очистку применяют для листового и профильного проката и сварных узлов с целью очистки от окалины, ржавчины и загрязнений при толщине металла 3 мм и более. В дробеструйных аппаратах дробь выбрасывается на очищаемую поверхность через сопло с помощью сжатого воздуха, в дробеметных аппаратах — лопатками вращающегося ротора за счет центробежной силы. Для очистки применяют дробь чугунную литую и колотую, стальную литую, колотую, рубленую размером 0,7—0,9 мм при толщине металла до 4 мм; 0,9—1,6 мм — при толщине металла до 30 мм; 1,6—2,5 мм — при толщине металла свыше 30 мм.

Дробеструйную и дробеметную очистку осуществляют в камерах, оборудованных для размещения и транспортировки очищаемых изделий, устройствами для сбора, очистки и возврата дроби в дробеструйный аппарат и для вытяжки загрязненного воздуха. Заготовки и прокат перед сваркой очищают обычно дробеметным методом, сварные узлы (в труднодоступных местах) — дробеструйным.

Химическими методами очистки обезжиривают и травят поверхности свариваемых деталей. Различают ванный и струйный методы.

В первом случае детали последовательно опускают в ванны с различными растворами и выдерживают в каждом из них определенное время.

Во втором случае поверхность деталей обрабатывается последовательно струями раствора различного состава, что позволяет осуществлять непрерывный процесс очистки. Химический способ очистки эффективен, однако в производстве сварных конструкций он используется главным образом для очистки цветных металлов.

  Детали для  нашего изделия мы будем очищать  ручным способом – металлической щеткой .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.1.2. Правка

     Наиболее частыми видами деформаций стали являются волнистость, местные выпучены и вогнутости, изломленные кромки, серповидность в плоскости листа  .Для правки листов и полос, толщиной от 0,5 до 50 мм широко используют многовалковые машины. Исправление достигается многократным изгибом при пропускании листа между верхним и нижним рядами валков, расположенных в шахматном порядке. Листы толщиной менее 0,5 мм правят растяжением с помощью приспособлений на прессах или на специальных растяжных машинах. Мелко- и среднесортовой, а также профильный прокат правят на роликовых машинах, работающих по схеме листоправильных. Двутавры и швеллеры исправляют изгибом на правильно-гибочных прессах кулачкового типа. В случае более значительных деформаций правка и гибка производятся в горячем состоянии.

 Трубы   обычно деформации не имеют,  поэтому операцию правки мы  производить не будем.  Нежелательно   проводить операцию правки труб также потому, что может произойти разрушение швов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.1.3. Разметка

        После правки и очистки деталей  можно наносить разметку. От правильной разметки зависит дальнейшее изготовление изделия. Разметки проводятся в строгом соответствии с чертежом. Беру заготовку и мелом (тальком) наношу разметки.

 Разметку нашего  изделия разбиваем на этапы:

1.Разметка труб диаметром   50мм;

2. Разметка патрубков диаметром 25мм;

3.Разметка листового металла для вырезки заглушек и фланцев;

4.Разметка пруткового металла диаметром 14мм для придания жесткости.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.1.4.Резка

          Механическую резку металла производят ножницами, на отрезных станках и в штампах на прессах. Для резки используют ножницы листовые с наклонным ножом, высечные, дисковые, комбинированные, пресс-ножницы, сортовые для резки уголка, швеллеров и двутавров, ручные пневматические и электрические. Листовые детали с прямолинейными кромками из металла толщиной до 40 мм, как правило, режут на гильотинных ножницах и пресс-ножницах. Дисковые ножницы, резка которыми осуществляется за счет круглых вращающихся ножей, позволяют вырезать листовые детали с непрямо линейными кромками толщиной до 20—25 мм. Для получения листовой детали заданной ширины с параллельными кромками дисковые ножи располагают попарно на заданном расстоянии друг от друга. При поперечной резке фасонного проката применяют пресс-ножницы и комбинированные ножницы с фасонными ножами.

      Отрезные станки применяют для резки труб, фасонного и сортового материала. На отрезных станках можно резать металл больших сечений, чем на ножницах, при этом обеспечивается более высокое качество разрезания. Однако трудоемкость резки на отрезных станках значительно выше, чем при резке на ножницах. Поэтому отрезные станки используют для профилей, которые невозможно резать на ножницах, например, для резки труб, профилей большого сечения, профилей под углом или в случаях, когда необходимо обеспечить высокую точность реза. Детали сварных конструкций вырезают на отрезных станках с дисковыми и ленточными пилами, трубоотрезных станках, на станках с абразивными кругами, в некоторых случаях гладким диском за счет силы трения. Наиболее производительным является процесс вырубки в штампах заготовок под сварку в массовом производстве.

      Термическая разделительная резка менее производительна, чем резка на ножницах, но более универсальна и применяется для получения свариваемых заготовок разных толщин как прямолинейного, так и криволинейного профиля.

     В зависимости от источника теплоты, применяемой для резки, различают газовую резку, основанную на использовании теплоты газового пламени; дуговую резку расплавлением с использованием теплоты электрической дуги, обычно горящей между разрезаемым металлом и электродом; плазменно-дуговую резку (резку сжатой дугой) — особый вид дуговой резки, основанный на выплавлении металла из полости реза направленным потоком плазмы.

     Металл из полости реза в процессе термической резки удаляется так: термическим способом за счет расплавления и вытекания металла из полости реза; химическим способом за счет окисления металла, его превращения в окислы и шлаки, которые также удаляются из полости реза; механическим способом за счет механического действия струи газа, способствующей выталкиванию жидких и размягченных продуктов из полости реза.

     Газовая резка основана на способности металла сгорать в струе технически чистого кислорода и удалении продуктов сгорания из полости реза. При газовой резке одновременно действуют все три способа, при дуговой и низменно-дуговой — преимущественно термический и механический.

Наряду с газовой резкой все шире применяют плазменно-дуговую резку, позволяющую обрабатывать практически любые металлы и сплавы. Использование в качестве плазмообразующего газа сжатого воздуха обеспечивает не только экономические, но и технические преимущества, так , как наряду с высоким качеством обеспечивается значительное повышение скорости резки, особенно металла малой и средней толщины (до 60 мм).