Технология сварки углеродистых сталей
Современный технический прогресс в промышленности неразрывно связан с совершенствованием сварочного производства. Сварка как высокопроизводительный процесс изготовления неразъемных соединений находит широкое применение при изготовлении металлургического, химического и энергического оборудования, различных трубопроводов, в машиностроении, в производстве строительных и других конструкции.
Сварка – такой же необходимый
технологический процесс, как и
обработка металлов, резанием, литье,
ковка. Большие технологические
возможности сварки обеспечили ее широкое
применение при изготовлении и ремонте
судов, автомобилей, самолетов, турбин,
котлов, реакторов, мостов и других
конструкций. Перспективы сварки, как
в научном, так и в техническом
плане безграничны. Её применение способствует
совершенствованию
Газовая сварка, при которой
для плавления металла
Наибольшее распространения получила газовая сварка с применением ацетилена. В настоящее время объем газосварочных работ в промышленности значительно сокращен, но ее успешно применяют при ремонте изделий из тонколистовой стали, алюминия и его сплавов, при пайке и сварки меди, латуни и других цветных металлов используют в современных производительных процессах газо-термическую резку, например при цеховых условиях и на монтаже.
2. Тех.
Процесс газовой сварки
В зависимости от химического состава
сталь бывает углеродистая и легированная углеродистая
сталь делится на низкоуглеродистую (содержание
углерода до 0,25%), среднеуглеродистую (
По микроструктуре
различают стали перлитного, мартенситного, аустенитного,
По способу производства - сталь может быть:
обыкновенного качества (содержание углерода до 0,6%), кипящая, полуспокойная и спокойная. Кипящую сталь получают при неполном раскислении металла кремнием, она содержит до 0,05% кремния. Спокойная сталь имеет однородное плотное строение и содержит не менее 0,12% кремния. Полуспокойная сталь занимает промежуточное положение между кипящей и спокойной сталями и содержит 0,05-0,12% кремния, , качественной - углеродистой или легированной, в которых содержание серы и фосфора не должно превышать по 0,04 каждого элемента.
высококачественной - углеродистой или легированной, в которых содержание серы и фосфора не должно поевышать соответственно 0,030 и 0,035% Такая сталь, также имеет повышенную чистоту по неметаллическим включениям и обозначается буквой А, помещаемой после обозначения марки.
По назначению стали бывают строительные, машиностроительные (конструкционные), инструментальные и стали с особыми физическими свойствами.
При сварке низкоуглеродистой стали на качество сварного соединения влияет скорость охлаждения. Повышенная скорость охлаждения металла шва увеличивает его прочность, но уменьшает пластичность и ударную вязкость, что объясняется изменением структуры шва и зоны термического влияния. Скорость охлаждения зависит от дины свариваемых деталей, их конструкции, режима сварки и начальной температуры изделия.
Для сварки низкоуглеродистой стали применяют электроды Э42 и Э46 различных мг, но для сварки конструкций с элемент большой толщины (более 20 мм), а также ответствен конструкций, работающих под большим давлением или испытывающих динамические и вибрационные нагрузки, изготовляемых из спокойной стали и работающих или свариваемых при низкой температуре, должны применят электроды Э42А и Э46А. Прокаленные электроды лучше хранить в сушильных печах при температуре 45 — 100 градусов, в помещении с относительной влажностью при температуре не ниже 15°С. На рабочем месте прокаленных электродов должно быть не более чем на половину рабочей смены. Не допускается при сварке возбуждать дугу или водить кратер на основном металле, это следует дел только в пределах шва. Если в проекте имеется специальное указание, то при сварке стыковых, угловых и тавровых швов должны устанавливаться начальные и выводные планки, на которые выводятся начало и конец шва.
Механизированная сварка низкоуглеродистой стали широко применяется при изготовлении и монтаже конструкций. На заводах, изготовляющих строительные конструкции, распространена сварка в углекислом газе, на строительных площадках — сварка порошковой проволокой. Механизированную сварку под флюсом применяют для манной сварки стержней арматуры сборных железобетонных конструкций и протяженных швов в нижнем положении.
Сварка высокоуглеродистых сталей чаще всего выполняется при изготовлении инструмента - режущего, врубового, бурильного, деревообрабатывающего и др. Технология сварки предусматривает предварительный подогрев изделий и последующую термообработку. Основные способы сварки этих сталей: стыковая, контактная, газовая, электродуговая.
Сварка высокоуглеродистых сталей затруднена и возможна при толщине металла не более 6 мм. При сварке осуществляются предварительный подогрев и последующая термическая обработка.
Сварка высокоуглеродистых сталей производится с применением флюса ( 50 % углекислого натрия Na2C03 и 50 % двууглекислого натрия NaHC03) и подогревом до 600 - 650 С для более медленного охлаждения наплавленного металла с целью избежания закалки. После сварки изделие отжигают при температуре 750 - 800 С.
Сварка высокоуглеродистых сталей марок ВСтб, 45, 50 и 60 и литейных углеродистых сталей с содержанием углерода до 0 7 % еще более затруднительна. Эти стали применяют главным образом в литых деталях и при изготовлении инструмента. Сварка их возможна только с предварительным и сопутствующим подогревом до температуры 350 - 400 С и последующей термообработкой в нагревательных печах. При сварке должны соблюдаться правила, предусмотренные для среднеуглеродистой стали. Хорошие результаты достигаются при сварке узкими валиками и небольшими участками с охлаждением каждого слоя. После окончания сварки обязательна термическая обработка.
Сварка низкоуглеродистых сталей. Такие стали имеют повышенное содержание углерода, которое является причиной образования кристаллизационных трещин при сварке, а так же малопластичных закалочных структур в около-шовной зоне. Поэтому для повышения стойкости металла шва против образования кристаллизационных трещин следует понизить количество углерода в металле шва.
Что бы снизить
вероятность появления
Среднеуглеродистые стали
свариваются электродами УОНИ-
Основные технологические указания по газовой сварке среднеуглеродистых сталей сводятся к следующему:
1. В целях уменьшения
а) 50% углекислого натрия и 50% двууглекислого натрия;
б) 70% борной кислоты и 30% углекислого натрия; в) 34% буры, 6,5% хлористого натрия, 58% углекислой соды и 1,5% окиси железа.
2. Чтобы получить более
3. В целях уменьшения перегрева
и времени пребывания ванны
в расплавленном состоянии
4. Во избежание получения
Все эти мероприятия позволяют получать доброкачественные сварные соединения при содержании углерода в стали до 0,5-0,6%. При большем содержании углерода сварка может быть успешной только при малых сечениях свариваемых деталей.
В ряде случаев вместо сварки можно рекомендовать применение пайки твердыми припоями.
Для сварки неответственных конструкций из низколегированных сталей применяют электроды типа Э42А, а ответственных-типа Э50А, что обеспечивает получение металла шва с необходимой стойкостью против образования кристаллизационных трещин и с требуемыми прочностными и пластическими свойствами. Легирование металла шва легирующими элементами за счет основного металла и повышенные скорости охлаждения позволяют получить металл шва с более высокими, чем при сварке низкоуглеродистых сталей, прочностными показателями.
Сварка толстого металла «каскадом» или «горкой» с замедленной скоростью охлаждения металла шва и околошовной зоны предупреждает образование в них закалочных структур. Этого же можно достигнуть предварительным подогревом изделия до температуры 150-200°С. Указанные выше способы дают хорошие результаты на нетермоупрочненных сталях. При сварке термоупрочненных сталей с целью уменьшения разупрочнения стали в околошовной зоне рекомендуется выполнять сварку длинными валиками по охлажденным предыдущим валикам.
3. Материалы, инструменты и приспособления.
Основным инструментом сварщика-ручника
является электрододержатель, конструктивное
исполнение которого в значительной мере
определяет удобство работы и производительность
труда. Электрододержатели долж
Конструкция электрододержателя должна обеспечивать замену электрода в течение не более 4 с и закрепление электрода в одной плоскости не менее чем в двух положениях (перпендикулярно и под углом), а также надежное присоединение кабелей.
Изолирующие детали электрододержателей, расположенные в области крепления электрода, должны быть изготовлены из материала, стойкого к термическому воздействию сварочной дуги.
Требования безопасности электрододержателей регламентированы ГОСТ 12.2.007.8—75. Сопротивление изоляции токопроводящих частей электрододержателей при нормальных климатических условиях должно быть не ниже 5 МОм, изоляция рукоятки должна выдерживать без пробоя в течение 1 мин испытательное напряжение 1500 В частотой 50 Гц, температура наружной поверхности рукоятки по сравнению с температурой внешней среды на участке, охватываемом рукой сварщика, при нормальном режиме работы не должна быть выше 40 °С.
Электрододержатели серии ЭД позволяют закреплять электрод нажатием рычага в положениях, удобных для сварщика. Аналогично удаляется огарок. Сварочный кабель присоединяется через кабельный наконечник, изоляционные детали изготовлены из термостойких полимерных материалов.
Электрододержатели серии ЭП пассатижного типа используют при силе сварочного тока 250 и 500 А. Усилием цилиндрической пружины 2 электрод зажимается между нижней губкой 5, по которой к нему подводится электрический ток, и рычагом 3. Канавки в зажиме, расположенные под различными углами, позволяют закреплять электрод под двумя углами к продольной оси электрододержателя. Огарок освобождается нажатием на рычаг. Сварочный кабель подсоединяется к электрододержателю путем механического зажатия кабеля с расклиниванием конца его между корпусом нижней губки и конусом втулки 6. Электрододержатель изолируется теплостойкими полимерными деталями.
Электрододержатели серии ЭДС защелочного типа предназначены для работы с силой тока 125, 300 и 500 А.
Электрододержатели серии ЭУ ("Луч") того же защелочного типа рассчитаны на силу тока до 315 А (ЭУ-300) и до 500 А (ЭУ-500). Электрод вставляется в отверстие и поворотом на требуемый угол (три положения) фиксируется в держателе. Усилие прижатия создает размещенная в изолированном корпусе цилиндрическая пружина, расположенная по оси рукоятки и корпуса держателя.
Техническая характеристика электрододержателей для ручной сварки плавящимся электродом.
4.Техника безопасности
при выполнении сварочных
Нарушение техники безопасности при проведении сварочных работ часто приводит к самым печальным последствиям – пожарам, взрывам и как следствие травмам и гибели людей.
Так же при сварке возможны следующие травмы – поражение электрическим током, ожоги от шлака и капель металла, травмы механического характера.
Для предотвращения всех этих положений важно неукоснительно соблюдать меры предосторожности.
1. Надежная изоляция всех, проводов,
связанных с питанием
2. Применение в источниках
3. Надежное устройство
4.Работа в исправной сухой
спецодежде и рукавицах. При
работе в тесных отсеках и
замкнутых пространствах
5. При работе на электронно-
Защитные стекла, вставленные в
щитки и маски, снаружи закрывают
простым стеклом для
Для ослабления резкого контраста между яркостью дуги и малой яркостью темных стен (кабины) последние должны быть окрашены в светлые тона (серый, голубой, желтый) с добавлением в краску окиси цинка с целью уменьшения отражения ультрафиолетовых лучей дуги, падающих на стены.
При работе вне кабины для защиты
зрения окружающих, работающих сварщиков
и вспомогательных рабочих
Предотвращение опасности
Для защиты от соприкосновения с влажной, холодной землей и снегом, а также с холодным металлом при наружных работах и в помещении сварщики должны обеспечиваться теплыми подстилками, матами, подколенниками и подлокотниками из огнестойких материалов с эластичной прослойкой.
Предотвращение отравления вредными газами и аэрозолями, выделяющимися при сварке. Высокая температура дуги (6000- 8000° С) неизбежно приводит к тому, что часть сварочной проволоки, покрытий, флюсов переходит в парообразное состояние. Эти пары, попадая в атмосферу цеха, конденсируются и превращаются в аэрозоль конденсации, частицы которой по дисперсности приближаются к дымам и легко попадают в дыхательную систему сварщиков. Эти аэрозоли представляют главную профессиональную опасность труда сварщиков. Количество пыли в зоне дыхания сварщика зависит главным образом от способа сварки и свариваемых материалов, но в известной степени определяется и типом конструкций. Химический состав электросварочной пыли зависит от способов сварки и видов основных и сварочных материалов.
Существуют строгие требования в области вентиляции при сварочных работах. Для улавливания сварочного аэрозоля на стационарных постах, а где это возможно, и на нестационарных нужно устанавливать местные отсосы в виде вытяжного шкафа вертикальной или наклонной панели равномерного всасывания стола с подрешеточным отсосом и др. При сварке крупногабаритных серийных конструкций на кондукторах, манипуляторах и т. п. местные отсосы необходимо встраивать непосредственно в эти приспособления. При автоматической сварке под флюсом, в защитных газах, электрошлаковой сварке применяют устройства с местным отсосом газов.
При использовании баллонов со сжатыми газами необходимо соблюдать установленные меры безопасности: не бросать баллоны, не устанавливать их вблизи нагревательных приборов, не хранить вместе баллоны с кислородом и горючими газами, баллоны хранить в вертикальном положении. При замерзании влаги в редукторе баллона с СО2 отогревать его только через специальный электроподогреватель или обкладывая тряпками, намоченными в горячей воде. Категорически запрещается отогревать любые баллоны со сжатыми газами открытым пламенем, так как это почти неизбежно приводит к взрыву баллона.
При производстве сварочных работ на емкостях, ранее использованных, требуется выяснение типа хранившегося продукта и наличие его остатков. Обязательна тщательная очистка сосуда от остатков продуктов и 2-3-кратная промывка 10%-ным раствором щелочей, необходима также последующая продувка сжатым воздухом для удаления запаха, который может вредно действовать на сварщика.
Категорически запрещается продувать емкости кислородом, что иногда пытаются делать, так как в этом случае попадание кислорода на одежду и кожу сварщика при любом открытом источнике огня вызывает интенсивное возгорание одежды и приводит к ожогам со смертельным исходом.
Взрывоопасность существует и при выполнении работ в помещениях, имеющих большое количество пылевидных органических веществ (пищевой муки, торфа, каменного угля). Эта пыль при определенной концентрации может давать взрывы большой силы. Помимо тщательной вентиляции для производства сварочных работ в таких помещениях требуется специальное разрешение пожарной охраны.
Предотвращение пожаров от расплавленного
металла и шлака. Опасность возникновения
пожаров по этой причине существует
в тех случаях, когда сварку выполняют
по металлу, закрывающему дерево либо
горючие изолировочные
Предотвращение травм, связанных со сборочными и транспортными операциями (травмы механического характера). Важное значение имеет внедрение комплексной механизации и автоматизации, что значительно уменьшает опасность травм такого рода.
Основные причины травматизма при сборке и сварке: отсутствие транспортных средств для транспортировки тяжелых деталей и изделий; неисправность транспортных средств; неисправность такелажных приспособлений; неисправный инструмент: кувалды, молотки, гаечные ключи, зубила и т. п., отсутствие защитных очков при очистке швов от шлака; отсутствие спецодежды и других защитных средств.
Меры безопасности в этом случае: все указанные средства и инструменты следует периодически проверять; такелажные работы должны производить лица, прошедшие специальный инструктаж; от рабочих необходимо требовать соблюдения всех правил по технике безопасности, включая работу в спецодежде, рукавицах; использование средств индивидуальной вентиляции (где это необходимо) и т. д. Важное значение имеет внедрение комплексной механизации и автоматизации, что значительно уменьшает опасность травм такого рода.
Чтобы было удобно работать сварщикам нужно соблюдать следующие рекомендации
1. Сборку и сварку
2. При сварке объемных секций
на высоте необходимо
3. Все оборудование, которое при
неисправном состоянии может
оказаться под напряжением,
4. Все сварочные установки
5. При сварке крупногабаритных
изделий следует применять
5.Организация рабочего места сварщика.
Научная организация
труда (НОТ) на предприятии есть совокупность
организационных, технологических
и санитарно-гигиенических
В зависимости от габаритов свариваемых изделий и характера производства рабочее место сварщика может быть расположено либо в специальной кабине, либо в цехе или непосредственно на сборочном объекте. Размеры кабины должны быть не менее 2x2 м2. Стены кабины делают высотой 1,8-2 м. Для лучшей вентиляции между полом к нижним обрезом стенки оставляют просвет 150-200 мм. В качестве материала для стен кабины можно использовать тонкое железо, а также фанеру, брезент, прочитанные огнестойким составом, или другие огнестойкие материалы. Каркас кабины делают из металлических труб или уголковой стали. Дверной проем кабины обычно закрывают брезентовым занавесом, укрепленным на кольцах.
Как указывалось
выше, для окраски стен кабины рекомендуется
применять цинковые белила, желтый
крон, титановые белила, которые
хорошо поглощают ультрафиолетовые
лучи. Окраска сварочных цехов
и кабин в темные цвета не рекомендуется,
так как при этом ухудшается общая
освещенность места сварки. В тех
случаях, когда сварочные работы
приходится выполнять на открытых участках
цеха, места сварки со всех сторон надо
огораживать щитами или ширмами.
Наружные стороны таких оградительных
устройств рекомендуется
В организации сварочных работ важное значение имеет правильное размещение оборудования. Многопостовые агрегаты и установки, состоящие из нескольких сварочных агрегатов, располагают в отдельном помещении или на площади общего производственного помещения, огражденной постоянными перегородками высотой не менее 1,7 м. Сварочные преобразователи при работу создают шум, оказывающий вредное действие на нервную систему человека, вызывая понижение внимания и снижение работоспособности. По этой причине все сварочные преобразователи надо изолировать в помещение цеха или вынести их за пределы производственного помещения, огородив со всех сторон и укрыв от атмосферных осадков.
В стационарных многопостовых сварочных установках присоединение сварочных постов к электросварочному агрегату осуществляют через общий щит, на котором должны находиться необходимые измерительные приборы, защитные средства, сигнальные лампочки, рубильники и зажимы для присоединения сварочных постов. При однопостовой сварке должны быть предусмотрены индивидуальные щиты, оборудованные вольтметром и сигнальной лампочкой, указывающей сварщику на наличие пли отсутствие напряжения в сварочной цепи.
Проходы между многопостовыми сварочными агрегатами и между установками автоматической сварки должны быть не менее 1,5 м; проходы между однопостовыми сварочными трансформаторами или между сварочными генераторами, а также проходы с каждой стороны стеллажа или стола для выполнения ручных сварочных работ - не менее 1 м. Расстояние между стационарным сварочным агрегатом и стеной или колонной должно составлять не менее 0,5 м, а расстояние между стеной или колонной и сварочным автоматом - не менее 1 м. Проходы между машинами точечной и шовной (роликовой) сварки с расположением рабочих мест напротив друг друга должны быть не менее 2 м, а между машинами стыковой сварки — не менее 3 м. Мри расположении перечисленных выше машин тыльными сторонами друг к другу ширина проходов должна быть не менее 1 м, а при расположении передними и тыльными сторонами друг к другу - не менее 1,5 м.

- Технология сварочного производства
- Технология свеклосахарного производства
- Технология свинины прессованной
- Технология свободного труда С.Френе
- Технология силикатных автоклавных материалов
- Технология современного проектного обучения
- Технология современной информационной войны: новые направления
- Технология сварки
- Технология сварки балки коробчатого сечения
- Технология сварки двутавровой балки
- Технология сварки и резки сжатой дуговой плазмой
- Технология сварки меди и медных сплавов со сталью
- Технология сварки пластмасс
- Технология сварки трубопроводов