Контрольная работа по "Сварке"

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ  И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО  ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Филиал ФГБОУ ВПО  «МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» 
в г. Люберцы Московской области

 

 

 

 

Кафедра: гражданского и промышленного строительства

Дисциплина: «Сварка»

 

 

 

Контрольная работа

 

 

 

Выполнил:

Зимин Андрей Андреевич

студент V курса

шифр: ПГС-08-120

 

 

Проверил:

Бакалинский Владимир Геннадьевич

Ст. преп.

 

 

 

 

 

Люберцы 2013

II вариант

1. Автоматическая и полуавтоматическая сварка под флюсом (схема установки) и принцип действия.
2. Способы выполнения швов по длине в зависимости от длины шва и вида сварки.
3. Охрана труда при проведении сварочных работ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Автоматическая и полуавтоматическая сварка под флюсом (схема установки) и принцип действия

 

Автоматическая сварка под флюсом выполняется с помощью автоматической установки (сварочной головки или  сварочного трактора). Установка производит подачу голой электродной проволоки  и гранулированного флюса в зону сварки, перемещает дугу вдоль свариваемого шва и автоматически поддерживает стабильное горение дуги. Автоматическую сварку под флюсом целесообразно применять для сварки металла большой толщины (до 10 мм) в ответственных конструкциях, при массовом и крупносерийном производстве однотипных изделий.

Автоматическая сварка под флюсом имеет следующие преимущества по сравнению с ручной сваркой: высокая (в 5—10 раз выше) производительность сварки, высокое качество сварного шва, экономия электродного металла  и электроэнергии, улучшение  условий труда, а также возможность сварки металла толщиной до 20 мм без разделки кромок. В то- же время сварочные автоматы имеют ограниченною маневренность — сварка выполняется главным образом в нижнем положении.

Полуавтоматическая сварка под  флюсом применяется главным образом для конструкций, имеющих швы с малым радиусом кривизны, а также короткие швы или расположенные в труднодоступных местах. Полуавтоматическую сварку используют также в индивидуальном и мелкосерийном производстве. В отличие от автоматов, полуавтоматическая установка производит только подачу электродной проволоки в зону дуги, а перемещение дуги вдоль сварочного шва выполняет сам сварщик с помощью специального электрододержателя.

При автоматической и полуавтоматической сварке малоуглеродистой и низколегированной стали применяют плавленые флюсы АН-348А, ОСЦ-45, ФЦ-9, а высоколегированной стали аустенитного класса флюс ФЦЛ-2. Неплавленые керамические флюсы К-2 и КВС-19 применяют для сварки легированных и углеродистых сталей.

Для сварки под флюсом стали в основном используют калиброванную холоднотянутую сварочную проволоку круглого сечения. Сварочную проволоку изготовляют диаметром от 0,3 до 12 мм из стали различного химического состава. Наиболее часто применяют проволоку диаметром от 0,8 до 5 мм.

Для сварки малоуглеродистой и низколегированной стали применяют сварочную проволоку Св-08, Св-08ГА, Св-20Г2 и др. Для сварки легированной и высоколегированной стали используют сварочную проволоку из сталей тех же классов (аустенитную, перлитную).

Для автоматической сварки под флюсом применяют оборудование двух видов:  сварочные головки и сварочные тракторы.

Автоматические несамоходные сварочные  подвесные головки закрепляют неподвижно, а изделие устанавливают на специальном  механизме, обеспечивающем вращение или передвижение свариваемого изделия с заданной скоростью. Самоходные головки имеют приводные ходовые ролики для перемещения автомата по специальным направляющим или непосредственно по свариваемому изделию.

 

К самоходным головкам относятся автоматы АБС, предназначенные для дуговой сварки под флюсом продольных и кольцевых швов, стыковых, угловых и нахлесточных соединений металла толщиной 5—30 мм, а при наличии специальных приставок используют для широкослойной наплавки ленточным электродом, для сварки алюминия и меди, сварки в среде газообразной двуокиси углерода (углекислого газа) и т. д.

Головка АБС состоит из трех узлов: узел А — собственно головка, подающая электродную проволоку в зону сварки; узел Б — подвесной механизм; узел С — самоходная тележка. Из узлов А, Б и С можно комплектовать автоматы трех типов: подвесную головку А, подвесной автомат АБ и самоходный автомат АБС. Автомат АБС комплектуют аппаратным шкафом управления с силовыми контакторами.

Сварочные тракторы — более эффективные  и маневренные сварочные аппараты. Они широко применяются при изготовлении различных металлоконструкций, крупногабаритных резервуаров и других изделий.

Рис. 1. Трактор ТС-17М:

1 — механизм подачи  проволоки, 2 — механизм поперечной  корректировки, 3 — бункер для флюса, 4 — кассета, 5 — пульт управления, 6 — коробка скоростей сварки, 7 — механизм включения передвижения трактора, 8 — электродвигатель, 9 — коробка скоростей подачи проволоки

 

Сварочный трактор представляет собой  автоматическую головку, установленную  на самоходной тележке, перемещающейся с помощью электродвигателя по свариваемому изделию или направляющему рельсовому пути вдоль сварного шва.

Наиболее распространенный сварочный  трактор ТС-17МУ предназначен для  автоматической сварки под флюсом различных  наружных и внутренних кольцевых швов, а также для сварки труб и резервуаров диаметром более 860 мм. Сварочным трактором можно сваривать вее виды швов в нижнем положении. Сварка может выполняться вертикально или наклонно установленным электродом. Диаметр применяемой электродной праволоки 1,6—5 мм, скорость сварки 16—126 м/ч, масса аппарата 45 кг. Сила сварочного тока 200—1200 А.

Шланговые полуавтоматы ПШ-5 и ПШ-54 широко применяются для сварки под  флюсом. Для подачи электродной проволоки  в зону сварки используют гибкий шланговый провод длиной 3,5 м. Полуавтомат ПШ-54 является модернизированной конструкцией полуавтомата ПШ-5.

Рис. 2. Схема установки для шланговой полуавтоматической сварки труб под флюсом с помощью полуавтомата ПШ-54:

 

1 — дроссель, 2— сварочный трансформатор, 3 — щиток, 4 — аппаратный шкаф, 5 — подающий механизм полуавтомата, 6 — крюк для подвешивания подающего механизма. 7 — кассеты для электродной проволоки, 8 — гибкий шланг, 9 —держатель

 

В полуавтоматах ПШ-54 включение  электродвигателя для подачи электродной проволоки и тока сварочной цепи производится замыканием сварочной проволоки на изделие, а прекращение процесса сварки достигается отведением держателя от свариваемого изделия, т. е. обрывом сварочной дуги В полуавтоматах ПШ-5 включение и выключение подачи электродной проволоки и тока сварочной цепи производится с помощью пусковой кнопки на рукоятке.

Держатель автомата представляет собой  трубчатый мундштук с ручкой и  специальной воронкой для флюса, вмещающей 1,5 кг флюса и снабженной пластинчатой заслонкой.

Подготовка кромок деталей для  автоматической сварки имеет следующие  особенности: необходимо обеспечивать постоянный зазор по всей длине шва  и небольшой угол разделки, а также  защищать обратную сторону шва от вытекания металла из зазора. Угол скоса кромок при стыковых соединениях составляет 20—60°.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Способы выполнения швов по длине в зависимости от длины шва и вида сварки.

Способы выполнения сварных швов по длине зависят от их протяженности. Условно принято различать короткие швы длиной до 250 мм, средние швы длиной 250…1000 мм и длинные швы протяженностью более 1000 мм. Короткие швы выполняют сваркой на проход (рис. 3, а). Швы средней длины сваривают либо от середины к краям (рис. 3, б), либо, так называемым, обратноступенчатым способом (рис. 3, в).

 

 

                    а)                                            б)                                      в)

рис. 3 Способы выполнения сварных швов по длине

Обратноступенчатый способ заключается  в том, что весь шов разбивают на участки и сварку участка производят в направлении, обратном общему направлению сварки шва. Конец каждого участка совпадает с началом предыдущего участка. Длина участка выбирается в пределах 100...300 мм в зависимости от толщины металла и жесткости свариваемой конструкции. Длинные швы сваривают обратноступенчатым способом.

 

Рабочие стыковые швы выполняются  с обязательным проплавлением толщины  свариваемых кромок. Применяются  стыковые швы односторонние и  двусторонние, однослойные и многослойные, свариваемые кромки могут быть с разделкой и без разделки.

Односторонние и  двусторонние однослойные стыковые соединения без разделки кромок имеют  ряд преимуществ по сравнению  с соединениями с разделкой кромок. Так как кромки прямолинейные, то исключаются трудозатраты на снятие металла разделки. Расход сварочных материалов меньше, чем в случае применения сварных соединений с разделкой кромок, а отсюда уменьшение расхода электроэнергии. Так как величина провара зависит от тепловой мощности сварочного источника, то для каждого вида сварки имеется предельная толщина металла, свариваемого односторонним  и двусторонним однослойным швом. У такого сварного соединения в случае сварки «на весу», т.е. без специальных устройств с обратной стороны шва , удерживающих сварочную ванну, достаточно трудно получить стабильный провар с качественным валиком корня шва. В этом случае из-за вероятности вытекания сварочной ванны могут образовываться дефекты, связанные с искажением формы и размеров шва, прожоги. Для удержания сварочной ванны, а также для формирования обратного валика применяются разнообразные устройства и способы: остающаяся стальная прокладка, флюсовая подушка, флюсо- медная прокладка, медная прокладка, подварочный  шов.

Согласно отраслевому  стандарту, одностороннюю автоматическую сварку под флюсом следует выполнять с использованием флюсо-медной подкладки, медной подкладки с канавкой, обеспечивающих удовлетворительное формирования корня шва, а двустороннюю автоматическую сварку под флюсом – на флюсовой подушке.

Если толщина деталей без разделки кромок не проплавляется на всю толщину с одной или с двух сторон, в этом случае выполняют разделку кромок разной формы для того, чтобы переместить источник тепла в глубь металла и получить полный его провар. Так как площадь сечения разделки может быть больше площади сечения накладываемого слоя, то для заполнения всей разделки приходится выполнять сварку в несколько слоев.

Многослойная  сварка может быть одно – и двусторонняя. При выполнении сварки первого слоя (прохода) необходимо предусмотреть меры по удержанию сварочной ванны. Для этого используются подварочные швы или флюсовая подушка.

В случае применения механизированной сварки в углекислом газе при сварке стыков с V – образной разделкой кромок следует в первую очередь выполнять основной шов, а затем подварочный, а при сварке стыков с  
X – образной разделкой – чередовать выполнение слоев с обеих сторон стыка.

 По длине слои многопроходных  швов при автоматической сварке  выполняются «на проход». При  ручной дуговой сварке и механизированной  сварке в углекислом газе многопроходные  швы большой протяженности следует  выполнять слоями «обратноступенчатым»  способом, причем общее направление сварки в каждом последующем слое необходимо изменить на противоположное. При сварке металла толщиной свыше 25 мм применяются многопроходные швы, которые производятся способами «горкой» или «каскадом», а сварку швов стыковых соединений большой протяженности следует производить «блоками». Длина блока при этом не должна быть более 2000мм. Сварку всех блоков по длине шва необходимо осуществлять одновременно. Применение таких способов выполнения многопроходных швов позволяет снизить сварочные напряжения и деформации (рис. 4.).

 Размеры угловых швов тавровых, нахлесточных и угловых соединений представляются на чертежах КМД. Максимальное значение выполняемого в один проход катета таврового соединения зависит от вида сварки и положения шва в пространстве – «в угол» или «в лодочку». Сварка швов с катетами больших значений, чем приведено для однопроходных швов, производится в несколько слоев.

 При сварке многослойных швов используются те же способы выполнения, которые применяются для сварки стыковых соединений.

 

 

  

Рис.4. Способы выполнения многослойных швов

а – блоками; б – каскадом; в - горкой

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Охрана труда при проведении сварочных работ.

Рабочее место сварщика должно содержаться  в чистоте и порядке, не допуская ничего лишнего, мешающего работе на рабочем месте, а также в проходах и проездах. Детали и заготовки следует держать в устойчивом положении на подкладках и стеллажах, высота штабелей не должна превышать полторы ширины или полтора диаметра основания штабеля и во всех случаях не должна быть более 1 м.

Сварочные кабели нельзя располагать  рядом с газосварочными шлангами и трубопроводами, находящимися под  давлением, или по участкам с высокой  температурой, а также вблизи кислородных  баллонов и ацетиленовых генераторов.

Не должны производиться сварка и резка внутри сосудов с закрытыми люками или невывернутыми пробками, у неогражденных или незакрытых люков, проемов, колодцев и т. п.

Средства индивидуальной защиты

При электродуговой ручной сварке зона сварки (сварочная дуга, расплавляемый металл) является источником возможного травмирования электросварщика излучением и теплом сварочной дуги и брызгами расплавленного металла. Для защиты глаз, лица, кожного покрова головы и шеи сварщика от излучения и брызг металла, а также частичной защиты органов дыхания от непосредственного воздействия выделяемых при сварке паров металла, шлака и аэрозолей (мелких частичек расплавляемого металла и шлака, взвешенных в парах) предназначены защитные щитки. Щитки изготовляются двух основных видов наголовные и ручные. Наголовный щиток более удобен, так как освобождает руку сварщика от необходимости удерживать ручной щиток. Щитки изготовляют углубленной формы для того, чтобы они хорошо защищали все открытые части головы и шеи сварщика. При пользовании щитком для обзора конструкции не обязательно откидывать щиток назад на голову, достаточно поднять крышку рамки со светофильтром и осмотреть конструкцию через прозрачное защитное стекло, а также подготовить стык к сварке, зачистить кромки, удалить шлак и выполнить другие операции, требующие хорошей видимости. Для защиты от вредного излучения дуги в щитки вставляют стеклянные светофильтры темно-зеленого цвета, которые не пропускают вредного излучения, но позволяют видеть дугу, расплавляемый металл и манипулировать электродом для лучшего формирования шва. Применяют 13 классов светофильтров типа С для сварки на токах от 13 до 900 А. Разнообразие светофильтров позволяет сварщику подобрать подходящий для ею зрения светофильтр нужного класса. Необходимо иметь в виду, что излучение сварочной дуги может травмировать глаза рабочих, находящихся поблизости от работающего сварщика. Поэтому рабочих, находящихся в зоне сварки, следует снабдить очками и светофильтрами, предназначенными для подсобных рабочих. Излучение дуги опасно для зрения на расстоянии до 20 м.

 

Сварщики, работающие на строительных площадках, обязаны носить каски, предохраняющие голову рабочего от возможного травмирования  падающими предметами и защищающие от ударов поражения электрическим  током и атмосферных воздействий. Под каску должен одеваться головной убор — подшлемник. Важными средствами индивидуальной защиты сварщика являются спецодежда и спецобувь. Спецодежда (куртки и брюки) изготовляется из материала, предохраняющего сварщика от излучения и имеющего противоискровые нашивки. Для работы в стационарных постах сварщик использует фартук, предохраняющий от брызг, особенно опасных при дуговой резке. Обувь сварщика, работающего на монтажной площадке, должна быть с нескользящей подметкой.

К средствам индивидуальной защиты относятся также резиновый коврик, резиновые перчатки и галоши, применяемые при работе в особо опасных местах. Во время работы сварщик должен застегивать куртку, не допуская оголения и поражения лучами дуги открытых мест тела. Клапаны куртки должны быть закрыты, брюки носятся на выпуск так, чтобы они закрывали ботинки во избежание попадания брызг металла на ноги.

При проведении сварочных работ  на открытом воздухе в холодное время  года спецодежда должна комплектоваться  теплозащитными подстежками в соответствии с климатическими зонами.

При использовании материалов, выделяющих повышенное количество сварочных аэрозолей (цветных металлов и сталей с цинком и цинковым покрытием и др.), применяют  усиленную вентиляцию, обеспечивающую подачу чистого воздуха к сварщику Однако общая вентиляция не всегда достигает нужного эффекта, поэтому прибегают к средствам индивидуальной защиты. Для этого в основном используют фильтрующие противопылевые респираторы и реже — изолирующие шланговые и автономные дыхательные аппараты Необходимо отметить, что работа с использованием респиратора или противогаза вызывает быструю утомляемость рабочего, поэтому в каждом случае следует подобрать наиболее эффективный способ защиты.

Для снижения концентрации вредных  веществ на рабочих местах до предельно допустимой необходимо применять отсосы различных типов.

Местные отсосы для ручной электросварки

Ручная электросварка мелких изделий  должна производиться в кабинах  или фиксированных местах, оборудованных  местными отсосами в виде неподвижных решетчатых панелей равномерного всасывания.

В рабочем сечении панели скорость воздуха составляет 0,15 м/с, что обеспечивает подвижность воздуха в зоне сварки на расстоянии не более 0,7 м от отсоса 0,5 м/с.

При сварке под слоем флюса применяется  местный отсос, который подсоединен к шланговому полуавтомату.

При сварке в углекислом газе применяют  местный отсос, совмещенный с  автоматической или полуавтоматической горелкой.При выполнении сварочных  работ возникают опасные и  вредные производственные факторы, которые могут привести к травме или профессиональным заболеваниям.

При автоматической наплавке флюс препятствует интенсивному выгоранию легирующих элементов, однако в воздух попадают токсичные соединения марганца, хрома, титана, вольфрама, кобальта и др. Выделение пыли при самой сварке небольшое. Наибольшие концентрации ее (до 8 мг/м3) наблюдаются на расстоянии 200 мм от дуги. В состав свароч ного аэрозоля при сварке малоуглеродистых и низколегированных сталей входят окислы железа (до 80%) , марганца (до 12%) и двуокись кремния (8%). Концентрация окислов мар ганца (в пересчете на марганец) - 0,4 мг/м3, окиси кремния - до 1,6 мг/м3. Запыленность в зо не дыхания при нормальном течении процесса и достаточной квалификации сварщика не превышает ПДК. Однако отсос и сбор флюса, пересыпка для повторного его использования являются дополнительными источниками пылевыделения. Концентрация пыли в зоне дыхания сварщика во время сбора флюса составляет в среднем 30 мг/м3, что превышает ПДК.

 Установлено, что при повторном  использовании флюса запыленность воздушной среды выше в 2 раза, чем при сварке под свежим флюсом. При повторном применении флюса иногда наблюдается прорыв газов и пыли в месте дуги, что увеличивает в несколько раз количество выделяющихся вредных веществ. Кроме того, следует иметь в виду общий для всех видов сварки фактор увеличения выделений пыли при интенсификации процесса (ра бота на больших силах тока) за счет уноса мелкодисперсных частиц конвективными потока ми. Для борьбы с пылеобразованием при сборе флюса сейчас успешно применяют пневматический эжекторный флюсосборник ФСП, снабженный фильтром. Из выделяющихся при этом виде сварки вредных газов наиболее опасны окись углерода и фтористые соединения фтористый водород и фтористый кремний. Концентрация окиси углерода при применении керамических флюсов (без вентиляции) доходит до 400 мг/м3, фтористого водорода - до 1,7 мг/м3. Наибольшее количество фтористых соединений выделяется при сварке под флюсами ОСЦ-45 (до 360 мг/кг) и АН-348А (до 160 мг/кг), а наименьшее - при использовании флюсов ФЦ-9 (до 65 мг/кг) и АН-51, АН-10 (до 85 мг/кг). Кроме того, на выделение соединений фтора существенно влияют технологические режимы (скорость сварки, диаметр электрода, сила тока и др.). Так, с увеличением скорости сварки количество выделяющихся фтористых со единений уменьшается, то же происходит и при увеличении диаметра электрода (электрод ной проволоки). Однако для коренного улучшения условий труда следует отказаться от применения флюсов, содержащих фтористые соединения, заменив их менее вредными.

 К особенностям автоматической  сварки под флюсом следует  еще добавить, что рабочий, наблюдающий  за процессом сварки на некотором  расстоянии от дуги, в меньшей  степени подвергается воздействию  вредных веществ даже при отсутствии  местного отсоса.

 

 

 

 

 

Список литературы:

«Сварка строительных металлических  конструкций» В.М.Рыбаков, Ю.В.Ширшов, Д.М.Чернавский, А.В.Кривошей, В.П.Фоминых

«Сварка в промышленном строительстве» Е.К.Алексеев, В.И.Мельник

http://www.shkval-antikor.ru/mess644.htm

http://www.bibliotekar.ru/spravochnik-112-santehnika/99.htm

http://firma-selma.uaprom.net/p4961259-svarochnaya-golovka-avtomata.html

http://www.fenixcorp.ru/books/frolov-kv-oborudovanie-dlya-svarki-razdel-1/stranica-86

http://window.edu.ru/resource/795/77795/files/ИЛьященко  Д.П., Томас К.И. Технология сварочного  производства.pdf

http://www.autowelding.ru/publ/1/1/okhrana_truda_pri_vypolnenii_svarochnykh_rabot/6-1-0-101