Технология изготовления сварной конструкции
Введение
Сварка является одним
из ведущих технологических
Сварка — процесс получения неразъёмного соединения посредством установления межатомных связей между свариваемыми частями при их местном или общем нагреве, или пластическом деформировании, или совместном действии того и другого. Обычно применяется для соединения металлов, их сплавов или термопластов, а также в медицине.
Для производства сварных изделий используются различные источники энергии: электрическая дуга, газовое пламя, лазерное излучение, электронный луч, трение, ультразвук. Развитие технологий позволяет в настоящее время осуществлять сварку не только на промышленных предприятиях, но и на открытом воздухе, под водой и даже в космосе.
Целью данной работы является углубление теоретических знаний в области ручной дуговой сварки плавящимся электродом (электросварки), которое будет способствовать совершенствованию практических навыков проведения сварных работ и более высокому уровню развития профессиональной компетентности.
1. Технология изготовления
сварной конструкции
«рама рекламного щита»
- Организация рабочего места сварщика
Рабочее место сварщика должно быть расположено в специальных сварочных кабинках или непосредственно у сварочного изделия. Сварочная кабина должна иметь размер 2:3 метра, каркас должен быть металлический, стены кабины высотой 2 метра, расстояние от пола 300 мм., стены сделаны из стали или другого несгораемого материала, стены окрашивают в светлые тона огнестойкой краской, дверной проем закрывают брезентовым занавесом. В кабине должна стоять местная вентиляция, внутри кабинки должен стоять стол высотой 500-600 мм., для работы, сидя 900 мм., для работы, стоя к столу приварен болт, служащий для заземления, также должен быть шкафчик для необходимых инструментов и документаций, для удобства работы устанавливают винтовой стул. Все оборудование кабины должно быть заземлено.
- Назначение конструкции и описа
ние сварочных швов
Конструкция «щит ограждения» представляет собой сварное изделие из профильной трубы. Данная конструкция должна быть прочной и надежной, но при всех затратах труда и материалов она должна быть экономичной и иметь долгий срок службы.
Такое изделие, как щит ограждения может быть использовано для ограничения доступа посторонних людей на строительные площадки, к месту проведения опасных работ и в других аналогичных целях.
Сварной шов – это участок сварного соединения, образовавшийся в результате кристаллизации расплавленного металла. Швы классифицируют по следующим признакам:
1) По типу сварного соединения:
- Стыковые – обозначаются буквой: С.
- Угловые - обозначаются буковой: У.
- Тавровые - обозначаются буквой Т.
- Нахлесточные – обозначаются буквой: Н.
2) По положению в
пространстве: в нижнем положении,
вертикальное положение,
3) По форме наружной поверхности: нормальный шов; усиленный или выпуклый шов; ослабленный или вогнутый шов.
4) По протяженности: сплошной, прерывистый (цепной в шахматном порядке).
5) По заполнению сечения: однослойный однопроходный; многослойный; многослойный многопроходный; двухсторонний.
6) По отношению к
направлению действующих сил: ф
Согласно сборочному чертежу, представленному в графической части, «щит ограждения» выполняется ручной дуговой сваркой плавящимся электродом.
При изготовлении каркаса щита ограждения используются следующие сварные швы (согласно ГОСТ 5264-80 Ручная дуговая сварка. Соединения сварные):
Тавровое соединение, односторонний, без скоса кромок
Гост 5264-80-Т1
Угловое соединение, односторонний, без скоса кромок
Гост 5264-80-У4
Стыковое соединение, односторонний, без скоса кромок
Гост 5264-80-С2
1.3 Материалы, применяемые для изготовления конструкции
Материалом, из которого выполняется сварное изделие «щит ограждения» – является сталь.
Сталь – деформируемый (ковкий) сплав железа с углеродом (до 2%) и другими элементами. Это важнейший материал, который применяется в большинстве отраслей промышленности. Существует большое число марок сталей, различающихся по структуре, химическому составу, механическим и физическим свойствам.
По назначению стали делятся на конструкционные, инструментальные и стали с особыми свойствами.
Конструкционные стали применяют для изготовления строительных конструкций, деталей машин и механизмов, судовых и вагонных корпусов, паровых котлов.
Согласно чертежу по деталям, представленному в приложении, для изготовления каркаса щита ограждения потребуется профильная труба квадратного сечения 40х40х1,5, изготовленная по ГОСТ 8645-68 из стали марки ст.3ПС: сталь конструкционная низкоуглеродистая, обыкновенного качества, степень раскисления полуспокойная.
При этом из проф. трубы потребуется изготовить два отрезка длиной 1,2 со скосами под углом 45° на одной из сторон м, 1 отрезок длиной 1,5 м с двусторонними скосами под углом 45 ° и 1 отрезок длиной по 1,48 м, без скосов – для перекладины.
1.4 Подготовка к сварке
К заготовительным операциям относят: очистку, гибку, резку, правку, механическую обработку.
Правка необходима для выправления проката. Правка производится путем пластического изгиба или растяжения. Оборудование для правки делят на: ротационные машины, прессы растяжные, правильные машины.
Гибка. Ее выполняют путем пластического изгиба заготовок. По принципу действия оборудование для гибки делят на: ротационные машины и прессы.
Очистка. Её применяют для удаления с поверхности листа средств консервации, загрязнений ржавчины окалины, заусенцев, шлака, которые затрудняют процесс сварки, вызывают дефекты сварных швов и препятствуют нанесению защитных покрытий, для очистки деталей применяют механическую и химическую очистку.
Резка. При изготовлении деталей применяют резку ножницами на отрезных станках, штампах, на прессах, термическую резку.
Механическая обработка. В производстве деталей сварных конструкций металлорежущие станки применяют для выполнения операций сверления отверстий, обработок кромок и поверхностей.
Перед изготовлением деталей используют следующие технологические операции: разметку, резку, штамповку, зачистку, правку, подготовку кромок.
1.5 Выбор сварочного оборудования
В качестве источника питания для Электрической дуги применяют «Трансформатор», «Выпрямитель», «Преобразователь».
Сварочный трансформатор предназначен для положения напряжения сети до необходимого рабочего напряжения и регулировки силы сварочного тока.
Сварочный выпрямитель представляет собой устройство, предназначенное для преобразования переменного тока в постоянный.
Сварочный преобразователь – это машина, служащая для преобразования переменного тока в постоянный сварочный ток.
При изготовлении щита ограждения использован сварочный трансформатор ТД-500У2
Трансформатор сварочный ТД-500У2 является передвижным и служит для питания одного сварочного поста при ручной дуговой сварке, резке и наплавке металлов переменным током частоты 50 Гц и предназначен для работы в закрытых помещениях и на открытом воздухе. При сварочных работах на открытом воздухе он должен быть защищен навесом от попадания на него дождя и снега.
Расшифровка условного обозначения модели трансформатора:
ТД – трансформатор для дуговой сварки
500 – номинальный сварочный ток, А
У2 - климатическое исполнение и категория размещения по ГОСТ 15150-69 (условия эксплуатации на открытом воздухе под навесом, температура окружающей среды от минус 40 до 40°С.)
Технические характеристики.
Номинальный сварочный ток, А — 500
Пределы регулирования сварочного тока, А:
при диапазоне малых токов — 85-240
при диапазоне больших токов — 240-560
Частота, Гц — 50
Номинальное первичное напряжение, В — 380 или 220
Вторичное напряжение холостого хода, В:
при диапазоне больших токов — 60
при диапазоне малых токов — 76
Номинальное рабочее напряжение, В — 40
Продолжительность цикла сварки, мин. — 5
Номинальная мощность, кВ*А — 32
Масса, кг, не более — 185
1.6 Технология выполнения сварочных работ
Сборка – это технологическая операция, обеспечивающая подлежащими сварке деталями необходимое взаимное расположение с закреплением их специальными приспособлениями или прихватками.
Основой сборочного приспособления является жесткий каркас, несущий упоры фиксаторы и прижимы. При сборке детали заводят в приспособления, укладывают по упорам и фиксаторам и закрепляют пружинами.
Последовательность выполнения сборочно-сварочных операций может быть различной:
- Сварку выполняют после полного завершения сборки.
- Сборку и сварку производят
переменно, например, при изготовлении
конструкций наращиванием
- Общей сборке и сварке
Под режимом сварки понимают – совокупность параметров, которые обеспечивают устойчивое горение дуги, получение сварочных швов заданных размеров, формы и качества. К главным параметрам относятся: сила сварочного тока; напряжение дуги; скорость сварки.
К дополнительным относятся: диаметр электрода; тип и марка электрода; род и полярность сварочного тока; пространственное положение шва.
Определение режимов сварки для щита ограждения:
1) По толщине металла (1,5 мм) определяем диаметр электрода (dэл), будем использовать электрод диаметром 2 мм.
2) Сила сварочного тока J(А) зависит от диаметра электрода и равна 60 А.
3) Напряжение на дуге (Uд) при ручной дуговой сварке будет равно 24В.
4) Скорость сварки (Uсв) зависит от квалификации сварщика и толщины свариваемого металла.
5) Положение шва в пространстве при ручной дуговой сварке можно производить по всех пространственных положениях.
При сварке каркаса щита ограждения, применяются электроды:
Э42А – тип электрода
Э–электрод
УОНИ 13/45- марка электрода
У – для углеродистой стали
Д – толстое покрытие
Е-412(3) – группа индексов, характеризующая механические свойства
Б- основное покрытие
20 – род и полярность
При изготовлении сварной конструкции «щит ограждения» необходимо руководствоваться сборочным чертежом, на котором представлены две проекции готового изделия: вид спереди и вид сбоку.
Вид спереди отражает общий внешний вид конструкции. На проекции «вид сбоку» обозначены места расположения сварных швов, скрепляющих стойки основания и балясины щита ограждения.
Согласно сборочному чертежу данная сварная конструкция выполняется тавровыми и угловыми сварными соединениями в поперечном и продольном исполнении.
1.7 Контроль качества сварных соединений
Существуют различные методы контроля сварных швов: гидравлические, пневматические, вакуумные, керосиновый. Сварные швы стола контролируются внешним осмотром. Он заключается в том, что это простейший и не обходимый способ проверки качества сварки в готовом изделий. Внешний осмотр выявляет несоответствие шва требуемым геометрическим размерам, наплывы подрезы, прожоги. Размеры швов должны соответствовать указным на чертеже. Не допускается какое бы ни было уменьшение фактического размера шва по сравнению с заданным размером. При выявлени наружных дефектов (поры, трещины) – нужно удалить шлак, зачистить место сварки удалить поры и трещины с помощью горелки или шлифмашинки, а после удаления и зачистки переварить шов сначала.
- Техника безопасности, электробезопасность
и противопожарные мероприятия
К электросварочным и
газосварочным работам допускаю
Организация каждого рабочего места должна обеспечивать безопасное выполнение робот.
Проходы между источниками сварочного тока должны быть не менее 0,8 м. Проходы между группами сварочных трансформаторов должны иметь ширину не менее 1 м. Запрещается установка сварочного трансформатора над регулятором тока.
Запрещается производство электросварочных работ во время дождя и снегопада, при отсутствии навесов на электросварочным оборудованием и рабочим местом. При электросварочных работах в сырых местах сварщик должен находиться на настиле из сухих досок или на диэлектрическом ковре.
При любых отлучках с места работы сварщик обязан отключить сварочный аппарат.
При электросварочных работах сварщик должен пользоваться индивидуальными средствами защиты: щиток, служащий для защиты лица и глаз, рукавицы для защиты рук. Одежда должна быть из несгораемого материала с низкой электропроводностью, кожаные ботинки.
Сварочные работы относятся к категории работ с повышенной степенью опасности, что обуславливает повышенные требования к организации рабочих мест, обслуживанию аппаратуры и оборудования. Нарушение этих требований запрещено, чтобы избежать травматических случаев (отравлений газом, поражения электрическим током и др.). Сварщику при выполнении работ приходится работать при электрическом токе силой свыше 1000А и напряжении от 24 до 220/380В. Применяемые при газовой сварке, наплавке и резке металлов кислород и горючие газы подаются к месту работы в сжатом состоянии, чаще под высоким давлением. Горючие газы, смешиваясь с воздухом или кислородом, взрываются от искры любого происхождения, открытого пламени, нагретого тела и других тепловых импульсов. Широко используемый газ – ацетилен, даже если отсутствует кислород и воздух, взрывоопасен. Серьезная опасность возникает при получении ацетилена в специальных генераторах на месте производства работ.
Высокой химической активностью обладает кислород, находящийся под большим давлением в баллоне, особенно при соприкосновении с различными маслами и жирами – животными, минеральными и растительными. Резка металлов сопровождается выбросом из места резки большого количества расплавленного металла и шлака.
При электросварочных работах проходы между однопостовыми источниками сварочного тока для сварки плавлением, резки, наплавки должны иметь ширину не менее 0,8 м., между многопостовыми источниками – не менее 1,5 м., расстояние от одно- и многопостовых источников сварочного тока до стены должно быть не менее 0,5 м.
Регулятор сварочного тока может размещаться рядом со сварочным трансформатором или над ним. Запрещается установка сварочного трансформатора над регулятором тока.
Запрещается производство
электросварочных работ во время
дождя и снегопада при
При электросварочных работах в производственных помещениях рабочие места сварщиков должны быть отделены от смежных рабочих мест и проходов несгораемыми экранами (ширмами, щитами) высотой не менее 1,8 м.
При электросварочных работах в сырых местах сварщик должен находиться на настиле из сухих досок или на диэлектрическом ковре.
При электросварочных работах сварщик и его подручные должны пользоваться индивидуальными средствами защиты: защитной каской из токонепроводящих материалов, которая должна удобно сочетаться со щитком, служащим для защиты лица и глаз: защитными очками с бесцветными стеклами для предохранения глаз от осколков и горячего шлака при зачистках сварочных швов молотком или зубилом; рукавицами с крагами или перчатками, специальной одеждой из искростойких материалов с низкой электропроводностью, кожаными ботинками.
Причинами пожара при сварочных работах могут быть искры и капли расплавленного металла и шлака, неосторожное обращение с пламенем горелки при наличии горючих материалов вблизи рабочего места сварщика.
Для предупреждения пожаров необходимо соблюдать следующие противопожарные меры: нельзя хранить вблизи от места сварки огнеопасные или легковоспламеняющиеся материалы, а также производить сварочные работы в помещениях, загрязненных промасленной ветошью, бумагой, древесными отходами;
Запрещается пользоваться одеждой и рукавицами со следами масел, жиров, бензина, керосина и других горючих жидкостей; нельзя выполнять сварку и резку свежевыкрашенных масляными красками конструкций до полного их высыхания;
Запрещается выполнять сварку аппаратов, находящихся под электрическим напряжением, и сосудов, находящихся под давлением.
Нужно постоянно иметь противопожарные средства – огнетушители, ящики с песком, лопаты, ведра, пожарные рукава и следить за их исправным состоянием, а также содержать в исправности пожарную сигнализацию; после окончания сварочных работ необходимо выключить сварочный аппарат, а также убедиться в отсутствии горящих или тлеющих предметов.
Заключение
Письменная экзаменационная работа выполнена по теме: "Технология изготовления сварной конструкции "щит ограждения".
В основной части работы рассмотрены вопросы организации рабочего места сварщика, инструмент и принадлежности, необходимые для проведения сварных работ, основные технологические операции ручной дуговой сварки плавящимся электродом (электросварки), указан и аргументирован выбор сварочных материалов, предназначенных для сварки конструкции, произведен расчет основных параметров сварки, предложены методы и способы контроля качества сварного соединения.
Так как сварочные работы относятся к категории работ с повышенной степенью опасности, то в работе также рассмотрены вопросы, касающиеся техники безопасности, электробезопасности и противопожарной безопасности.
В результате выполнения данной работы, я закрепил и углубил свои теоретические знания в области изготовления сварных конструкций и соблюдения технологии выполнения сварочных работ, что в дальнейшем мне пригодится при трудоустройстве по профессии и позволит совершенствовать свои профессиональные навыки и компетенции
Список используемой литературы
1. Виноградов В.С. «Оборудование и технология дуговой автоматической и механизированной сварки»
2. Маслов В.И. «Сварочные работы»
3. Попов В.А «Дуговая и газовая сварка сталей»
4. Чернышов Г.Г. «Сварочное дело»
5. Кобзев В.А., Коваленко В.В. «Сварочные трансформаторы»
