Размещено на http://www.allbest.ru/

ВВЕДЕНИЕ

Сварка наряду с литьем и обработкой давлением является древнейшей технологической операцией, освоенной человеком в бронзовом веке во время приобретения опыта работы с металлами. Ее появление связано с необходимостью соединения различных деталей при изготовлении орудий труда, боевого оружия, украшений и других изделий.

Первым способом сварки была кузнечная, которая обеспечивала достаточно высокое по тем временам качество соединения, особенно при работе с пластичными металлами, такими, как медь. С появлением бронзы (более твердая и хуже поддается ковке) возникла литейная сварка. При литейной сварке края соединяемых деталей заформовывали специальной земляной смесью и заливали разогретым жидким металлом. Этот присадочный металл сплавлялся с деталями и, застывая, образовывал шов. Такие соединения были обнаружены на бронзовых сосудах, сохранившихся со времен Древней Греции и Древнего Рима.

С появлением железа увеличилась номенклатура используемых человеком изделий из металлов, поэтому расширился объем и области применения сварки. Создаются новые виды оружия, совершенствуются средства защиты воина в бою, появляются кольчуги, шлемы, латы. Например, при изготовлении кольчуги приходилось соединять кузнечной сваркой больше 10 тыс. металлических колец. Развиваются новые технологии литья, постепенно приобретаются знания, связанные с термообработкой стали и приданием ей различной твердости и прочности. Часто эти знания были получены случайно и не могли объяснить суть происходящих процессов.

Например, в рукописи, найденной в храме Балгона в Азии, так описывается процесс, известный нам как закалка стали: "Нагревать кинжал до тех пор, пока не засветится подобно утреннему солнцу в пустыне, потом охладить его до цвета царского пурпура, втыкая лезвие в тело мускулистого раба. Сила раба, переходя в кинжал, придает ему твердость". Тем не менее несмотря на достаточно примитивные знания, еще до нашей эры были изготовлены мечи и сабли, обладавшие уникальными свойствами и получившие название дамасских. Чтобы придать оружию высокую прочность и твердость и одновременно обеспечить пластичность, не позволявшую мечу быть хрупким и ломаться от ударов, его изготавливали слоистым. Поочередно, в определенной последовательности соединяли сваркой твердые слои из средне- или высокоуглеродистой стали и мягкие полосы из низкоуглеродистой стали или чистого железа. В результате получалось оружие, обладающее новыми свойствами, которые получить без применения сварки невозможно. Впоследствии, в Средние века, эта технология стала применяться для изготовления высокоэффективных, самозатачивающихся плугов и других орудий труда.

Кузнечная и литейная сварка длительное время оставалась основным способом соединения металлов. Эти способы хорошо вписывались в технологию производства того времени. Профессия кузнеца-сварщика была весьма почетной и престижной. Однако с развитием в XVIII в. машинного производства потребность в создании металлических сооружений, паровых машин, различных механизмов резко возросла. Известные способы сварки во многих случаях перестали удовлетворять требованиям, так как отсутствие мощных источников тепла не позволяло равномерно нагревать большие конструкции до необходимых для сварки температур. Основным способом получения неразъемных соединений в это время стала клепка.

Положение стало меняться в начале XX в. после создания итальянским физиком А.Вольта источников электрической энергии. В 1802 г. русский ученый В.В.Петров открыл явление электрической дуги и доказал возможность ее использования для плавления металла. В 1881г. русский изобретатель Н.Н.Бенардос предложил использовать электрическую дугу, горящую между угольным электродом и металлической деталью, для расплавления ее кромок и соединения с другой деталью. Он назвал этот способ соединения металлов "электрогефест" в честь древнегреческого бога-кузнеца. Металлические конструкции любых размеров и различной конфигурации стало возможным соединять прочным сварным швом. Так появилась электродуговая сварка - выдающееся изобретение XIX в. Она сразу же нашла применение в наиболее сложной в то время отрасли промышленности - паровозостроении. Открытие Н.Н. Бернардоса в 1888 г. усовершенствовал его современник Н.Г.Славянов, заменив неплавящийся угольный электрод плавящимся металлическим. Изобретатель предложил применять шлак, который защищал сварной шов от воздуха, делая его более плотным и прочным .

Параллельно развивалась газовая сварка, при которой для плавления металла использовалось пламя, образующееся при сгорании горючего газа (например, ацетилена) в смеси с кислородом. В конце XIX в. этот способ сварки считался даже более перспективным, чем дуговая, так как не требовал мощных источников энергии, а пламя одновременно с плавлением металла защищало его от окружающего воздуха. Это позволяло получать достаточно хорошее качество сварных соединений. Примерно в это же время для соединения стыков рельсовых путей стали применять термитную сварку. При сгорании термитов (смеси алюминия или магния с оксидом железа) образуется чистое железо и выделяется большое количество тепла. Порцию термита сжигали в огнеупорном тигле и расплав выливали в зазор между свариваемыми стыками.

Важным этапом в развитии дуговой сварки стали работы шведского ученого О. Кельберга, предложившего в 1907 г. наносить на металлический электрод покрытие, которое, разлагаясь при горении дуги, обеспечивало хорошую защиту расплавленного металла от воздуха и его легирование необходимыми для качественной сварки элементами. После этого изобретения сварка стала находить все большое применение в различных отраслях промышленности. Особое значение в это время имели работы русского ученого В.П. Вологдина, который создал первую кафедру сварки в политехническом институте г. Владивостока. В 1921 г. на Дальнем Востоке был открыт первый сварочный цех по ремонту судов, в 1924 г. с применением сварки отремонтирован крупнейший мост через реку Амур. В это же время создаются цистерны для хранения масла емкостью 2000 т, изготавливается с помощью сварки генератор для Днепрогэса, который был в два раза легче клепаного. В 1926 г. проводится первая Всесоюзная конференция по сварке. В 1928 г. в СССР насчитывалось 1200 агрегатов для дуговой сварки.

В 1929 г. в Киеве при АН УССР открылась лаборатория сварки, которая в 1934 г. преобразована в Институт электросварки. Возглавил институт известный ученый в области строительства мостов профессор Е.О.Патон, именем которого впоследствии назван институт. Одной из первых крупных работ института была разработка в 1939 г. автоматической сварки под флюсом. Она позволила повысить производительность процесса сварки в 6-8 раз, улучшить качество соединения, существенно упростить труд сварщика, превратив его в оператора по управлению сварочной установкой. Эта работа института в 1941 г. получила Государственную премию. Огромную роль автоматическая сварка под флюсом сыграла в годы Великой Отечественной войны, впервые в мире став основным способом соединения броневых листов толщиной до 45 мм при изготовлении танка Т34 и до 120 мм при изготовлении танка ИС-2. В условиях дефицита во время войны квалифицированных сварщиков повышение производительности сварки за счет автоматизации позволило в короткий срок существенно увеличить производство танков для фронта.

Значительным достижением сварочной науки и техники явилась разработка в 1949 г. принципиально нового способа сварки плавлением, получившего название электрошлаковой. Электрошлаковая сварка играет огромную роль в развитии тяжелого машиностроения, так как позволяет сваривать металл очень большой толщины (больше 1 м). Примером применения электрошлаковой сварки является изготовление на Новокрамоторском машиностроительном заводе по заказу Франции пресса, который может создавать усилие 65 000 т. Пресс имеет высоту, равную высоте 12-этажного дома, а его вес превышает в два раза вес Эйфелевой башни.

В 50-е гг. прошлого века промышленностью освоен способ дуговой сварки в среде углекислого газа, который в последнее время является самым распространенным способом сварки и применяется практически на всех машиностроительных предприятиях.

Активно идет развитие сварки и в последующие годы. С 1965 по 1985 г. объем производства сварных конструкций в СССР возрос в 7,5 раза, парк сварочного оборудования - в 3,5 раза, выпуск инженеров-сварщиков -- в пять раз. Сварка стала применяться для изготовления практически всех металлических конструкций, машин и сооружений, полностью вытеснив клепку. Например, обычный легковой автомобиль имеет больше 5 тыс. сварных соединений. Трубопровод, по которому поставляется газ из Сибири в Европу, также сварная конструкция, имеющая больше 5 тыс. километров сварных швов. Без сварки не изготавливается ни одно высотное здание, телебашня или атомный реактор.

В 70-80-е гг. развиваются новые способы сварки и термической резки: электронно-лучевая, плазменная, лазерная. Эти способы вносят огромный вклад в развитие различных отраслей промышленности. Например, лазерная сварка позволяет качественно соединять мельчайшие детали в микроэлектронике диаметром и толщиной 0,01-0,1мм. Качество обеспечивается за счет острой фокусировки монохроматического лазерного луча и точнейшей дозировки времени сварки, которая может длиться 10-⁶ секунды. Освоение ] лазерной сварки позволило создать целую серию новой элементной базы, что в свою очередь дало возможность изготовить новые поколения цветных телевизоров, компьютеров, систем управления и навигации. Электронно-лучевая сварка стала незаменимым техноло- гическим процессом при изготовлении самолетов сверхзвуковой авиации и аэрокосмических средств. Электронный луч позволяет сваривать металлы толщиной до 200 мм с минимальными деформациями конструкции и небольшой зоной термического влияния Сварка является основным технологическим процессом при изготовлении морских судов, платформ для добычи нефти, подводных лодок. Современная атомная подводная лодка, имеющая около 200 м и высоту 12-этажного дома, представляет собой полностью сварную конструкцию, изготовленную из высокопрочных сталей и титановых сплавов.

Без сварки невозможны были бы нынешние достижения в космической области. Например, окончательная сборка ракетного комплекса ведется в сварном монтажном цехе весом около 60 тыс и высотой 160 м. Система удержания ракеты состоит из сварных башен и мачт общим весом около 5 тыс. т. Все ответственные конструкции на стартовой площадке также сварные. Некоторым из них приходится работать в очень тяжелых условиях. Удар мощного пламени при старте ракеты принимает на себя сварной пламеразделитель весом 650 т, высотой 12 м. Сложными сварными конструкциями являются резервуары для хранения топлива, система подачи его в баки и сами топливные баки. Они должны выдерживать огромные переохлаждения. Например, резервуар для жидкого кислорода имеет емкость более 300 000 л. Он изготавливается с двойной стенкой - из нержавеющей и низкоуглеродистой стали. Диаметр наружного шара 22 м. Аналогично сконструированы баки для жидкого водорода. Трубопровод для подачи жидкого водорода сварен из никелевого сплава, он находится внутри другого трубоппро вода из алюминиевого сплава. Трубопроводы для подачи керосина и сверхактивного топлива сварены из нержавеющей стали, а трубопровод для подачи кислорода - из алюминия.

С помощью сварки изготавливаются многотонные БелАЗы и МАЗы, тракторы, троллейбусы, лифты, краны, скреперы, холодильники, телевизоры и другие изделия промышленности и товары народного потребления.



1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ

1.1 Описание сварной конструкции и ее назначение

Корпус вентилятора работает в особо тяжелых условиях. Подвергается непосредственному воздействию динамических и вибрационных нагрузок.

Корпус вентилятора состоит из

Поз 1 Корпус 1 шт

V =р*D*S*H = 3.14*60.5*0.8 = 151.98 куб см.

Q = с * V = 7,85 * 151.98 = 1193.01 гр. = 1.19 кг

Поз 2 Фланец 2 шт.

вентилятор сварка деформация дуга

V = р*(D_нар²_. - D_внутр² )*s =3,14*(64,5² -60,5² )*1 =1570 куб. см

Q = с * V = 7.85 * 1570 = 12324,5 гр. = 12,33 кг.

Поз 3 Ухо 2 шт

V = h + l + s =10*10*0,5 = 50 куб. см

Q = с * V = 7,85 * 50 = 392,5 гр = 0,39 кг



Площадь поперечного сечения сварного шва

Fт. ш. = 0,5КІ + 1,05К = 0,5 * 6І +1,05 * 6 = 24,3 кв мм

1.2 Обоснование материала сварной конструкции

Химический состав стали

Эквивалентное содержание углерода

Сэ = Сх + Ср

где

Сх -химический эквивалент углерода

Сх = С +Mn/9 + Cr/9 +Mo/12 = 0.16 +1.6/9 + 0.4/9 = 0.38

Ср - поправка к эквиваленту углерода

Ср = 0,005 * S * Сх = 0,005 * 8 * 0.38 = 0.125

Температура предварительного подогрева

Т_п = 350 * = 350 * 0,25 = 126.2 град.



1.3 Технические условия на изготовление сварной конструкции

Корпус вентилятора работает в особо тяжелых условиях. Подвергается непосредственному воздействию динамических и вибрационных нагрузок.

1.4 Определение типа производства

Общий вес лонжерона составляет 32,07 кг. При программе выпуска 800 шт выбираем серийный тип производства

При серийном производстве тип производства характеризуется применением специализированных сборочно-сварочных приспособлений, сварка узлов производится на стационарных рабочих

1.5 Выбор и обоснование методов сборки и сварки

Данная конструкция изготовлена из стали 16Г2АФ которая относится к группе хорошо свариваемых сталей. При сварке требуется предварительный подогрев до 162 град и последующая термообработка.

Сталь сваривается всеми видами сварки. Толщина свариваемых деталей 10 мм что позволяет производить сварку в среде углекислого газа проволокой Св 08 Г2С



1.6 Определение режимов сварки

Iсв= h*100 / Кп

где: h - глубина проплавления

Кп - коэффициент пропорциональности

I_cв =0,6*10*100/1,55 = 387 А

Напряжение на дуге

U = 20 + 50* Iсв* 10?і / d?І В

U=20 + 50 *387 *10 ?і / 1,6?І = 20 + 15,35 = 35,35 В

Скорость сварки

V_св=К_н*I_св/ (с*F*100)м/час =

17,1*387/7,85*24,3*100 = 34,6 м/час

где К_н -коэффициент наплавки г/А*час

Катет, мм	Коэффициент наплавки, г/а*час
2	11,5
3	12,2
4	14,5
5	15,8
6	17,1

с- плотность металла, принятая для углеродистых и низколегированных сталей равной 7,85 г/см3;

F - площадь поперечного сечения наплавленного металла. мм²

1.7 Выбор сварочных материалов

Сталь 16Г2АФ сваривается любыми видами сварки с использованием различных видов сварочных материалов. Поэтому для сварки применяем проволоку СВ 08 Г 2 С. Проволока СВ 08 Г2С обладает хорошей свариваемостью, низким выделением сварочных аэрозолей, низкой ценой.

1.7.1 Расход сварочных материалов

Расход электродной проволоки при сварке в среде СО2 определяется по формуле

G_{э. пр.} = 1,1 * М кг

где:

М - масса наплавленного металла,

М = F * с * L*10^-3 кг

М_{т. ш.} = 0,243*7,85*611,94*10^-3 = 1,16 кг

Расход электродной проволоки

G _{э. пр.} = 1,1 * М = 1,1*1,16 = 1,28 кг



Расход углекислого газа

G_со2 = 1,5*G_{э. пр.} = 1,5*1,28 = 1,92 кг

Расход электроэнергии

W = * G _{э. пр.} = 8*1,28 = 10,24 кВт/час

где:

= 5…8 кВт * ч /кг - удельный расход электроэнергии на 1 кг наплавленного металла

1.8 Выбор сварочного оборудования, технологической оснастки, инструмента

СВАРОЧНАЯ СИСТЕМА MAGSTER

· Профессиональная сварочная система с вынесенным 4-х роликовым подающим механизмом знаменитого качества Lincoln Electric по цене лучших Российских аналогов.

· Сварка в защитных газах сплошными и порошковыми проволоками.

· С успехом применяется для сварки конструкционных низкоуглеродистых и нержавеющих сталей, а также для сварки алюминия и его сплавов.

· Пошаговая регулировка сварочного напряжения.

· Плавная регулировка подачи проволоки.

· Предварительная продувка газа.

· Тепловая защита от перегрузок.

· Цифровой индикатор напряжения.

· Высокая надежность и простота в управлении.

· Синергетическая система сварочного процесса - после загрузки вида проволоки и диаметра соответствие скорости подачи и напряжения устанавливается автоматически при помощи микропроцессора, (для мод. 400,500).

· Много функциональный жидкокристаллический дисплей - отображающий параметры сварочного процесса (для мод. 400, 500).

· Система водяного охлаждения (для моделей с индексом W) .

· Все модели оборудованы гнездом для подключения подогревателя газа (подогреватель поставляется отдельно).

· Разработан в соответствии с IEC 974-1. Класс защиты IP23 (работа на открытом воздухе).

· Поставляются готовыми к работе комплектами и включают в себя: источник тока, подающий механизм с транспортной тележкой, соединительные кабеля 5 м., сетевой кабель 5м., сварочная горелка " MAGNUM " длинной 4,5 м., зажим на деталь.

· AGSTER 400 plus MAGSTER 500 w plus MAGSTER 501 w Максимальная потребляемая мощность, сеть 380 в. 14,7 КВт. 17 КВт. 16 КВт. 24 КВт. 24 КВт. Сварочный ток при 35 % ПВ. 315 А. 400 А. 400 А. 500 А. 500 А. Сварочный ток при 60 % ПВ. 250 А. 350 А. 350 А. 450 А. 450 А. Сварочный ток при 100 % ПВ. 215 А. 270 А. 270 А. 350 А. 450 А. Выходное напряжение. 19-47 В. 18-40 В. 18-40 В. 19-47 В. 19-47 В. Вес без кабелей. 88 кг 140 кг 140 кг 140 кг 140 кг

· ТЕХНИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ МЕХАНИЗМА ПОДАЧИ ПРОВОЛОКИ

· Скорость подачи проволоки. 1-17 м/мин 1-24 м/мин 1-24 м/мин 1-24 м/мин 1-24 м/мин Диаметры проволоки. 0,6-1,2 мм 0,8-1,6 мм 0,8-1,6 мм 0,8-1,6 мм 0,8-1,6 мм Вес без горелки. 20 кг. 20 кг. 20 кг.

1.9 Определение технических норм времени на сборку и сварку

Расчет технических норм времени сборки и сварки узла.

№ п/п	Содержание операции	Параметр	Норма времени мин	Время мин	Источник
1	Зачистить места под сварку от масла, ржавчины и других загрязнений.	L =4,12 м	0,3 на 1 м. шва	1,24	Табл. 1
2	Установить дет поз 2 в приспособление.	Вес дет. 12,33 кг		0,9	Табл. 2
3	Установить дет поз. 1 на дет поз 2	Вес дет. 1,19		0,35	Табл. 2
4	Прихватить дет поз 1 к дет поз 3 на 3 прихватки		0,09 1 прихв	0,27	Табл. 3
5	Установить дет поз. 2 на дет поз 1	Вес дет. 12,33		0,9	Табл. 2
6	Прихватить дет поз 2 к дет поз 1 на 3 прихватки		0,09 1 прихв	0,27	Табл. 3
7	Установить 2 дет поз. 3 на дет поз 1	Вес дет. 0,39		0,35	Табл. 2
8	Прихватить 2 дет поз 3 к дет поз 1 на 4 прихватки		0,09 1 прихв	0,36	Табл. 3
9	Снять сборочную единицу и отложить на стол сварщика	Вес сб. ед. 32,07 кг		2,6	Табл. 4
10	Приварить дет поз 2 к дет поз 1	L шва = 1,9 м	1,72 мин / м шва	3,27
11	Приварить кромки дет поз 1 между собой	L шва = 0,32 м	1,72 мин / м шва	0,55
12	Приварить дет поз 2 к дет поз 1	L шва = 1,9 м	1,72 мин / м шва	3,27
13	Зачистить сварной шов от брызг.	Lзач = 4,12 м	0,4 мин/ м шва	1,65
14	Контроль рабочим , мастером			0,1
15	Снять сборочную единицу			3,4
	ИТОГО			20,65



Таблица 1

Наименование элементов работы	Норма времени на 1 м шва, мин	Примечание
Очистка и осмотр свариваемых кромок:	0,30	Зачистка кромок вручную, металлической щеткой

Таблица 2

- Время на установку деталей (сборочных единиц) при сборке металлоконструкций под сварку

Вид сборки	Длина сопрягаемых кромок	Вес детали, сборочной единицы
		2	5	10	20	30	50
По упору	До 0,5	0,35	0,5	0,7	0,9	1,0	3,5
фиксатру	0,6-1,0	0,4	0,6	0,8	1,0	1,2	3,8

Таблица 3

Время на прихватку

Толщина металла или катет, мм	Длина прихваток, мм	Время на одну прихватку, мин
2	10; 20	0,030; 0,06
3	10; 20	0,035; 0,07
4	10; 20	0,040; 0,08
5	10; 20	0,045; 0,09
6	10; 20	0,045; 0,09

Таблица4

Время на снятие сборочных единиц с приспособления и их укладка на место складирования

Элементы работ	Вес изделия, кг
	5	10	15	25	до 40	до 50	до 100
	Время в мин
	вручную	Краном
Снять сборочную единицу и отнести на место складирования	0,10	0,15	0,20	0,30	2,2	2,6	3,4



Основное время для сварки 1 м. шва

Т _о = мин

где:

F - площадь поперечного сечения сварного шва

с - удельная плотность наплавленного металла, г/куб. см.

I - сварочный ток, А

- коэффициент наплавки

= 17,1 г/ а* час

Т_{о. т.ш} = = 1,72 мин/ 1 м шва

1.10 Расчет количества оборудования и его загрузки

Расчетное количество оборудования

С_р = = = 0,09

где:

Т_ги - годовая трудоемкость операции, н-час;

Т_ги = = = 308,4 н-час

Ф_{д о} - годовой действительный фонд работы оборудования

Ф_{д о} = (8*Д_п + 7*Д_с )*n*К_п = (8*246 + 7*7) * 2 * 0,96 = 3872,6 час

где

Д_{п ,} Д_с - количество рабочих дней в году соответственно с полной продолжительностью и сокращенных;

n- количество рабочих смен в сутках;

К_п - коэффициент учитывающий время пребывания оборудования в ремонте (К_п = 0,92-0,96).

Коэффициент загрузки

К_з = = = 0,09

где:

Ср - расчетное количество оборудования;

Спр - принятое количество оборудования Спр = 1

1.11 Расчет количества работающих

Численность основных рабочих занятых непосредственно выполнением технологических операций определяется по формуле

Ч_о.р. = = = 0,19

где

Т _гi - годовая трудоемкость, н-час;

Ф_д^р - годовой действительный фонд времени работы одного рабочего, в ч;

К_в - коэффициент выполнения норм выработки (К_в = 1,1-1,15)

Годовой действительный фонд времени работы одного рабочего

Ф_д^р = (8*Д_п + 7*Д_с ) * К_нев = (8*246 + 7*7) * 0,88 = 1774,96 час

где Д_{п ,} Д_с - количество рабочих дней в году соответственно с полной продолжительностью и сокращенных;

К_нев - коэффициент невыхода по уважительным причинам ( К_нев = 0,88)

1.12 Методы борьбы со сварочными деформациями

Весь комплекс мероприятий по борьбе с деформациями и напряжениями можно разделить на три группы:

1. мероприятия, которые реализуются до сварки;

2. мероприятия в процессе сварки;

3. мероприятия, проводимые после сварки.

Меры борьбы с деформациями, применяемые до сварки, реализуются на стадии разработки проекта сварной конструкции и включают в себя следующие мероприятия.

1. Сварка конструкции должна иметь минимальный объем наплавленного металла. Катеты не должны превышать расчетные значения, стыковые швы по возможности должны выполняться без разделки кромок, количество и протяженность швов должны быть минимально допустимыми.

2. Необходимо использовать способы и режимы сварки, обеспечивающие минимальное тепло вложение и узкую зону термического влияния. В этом отношении сварка в СО₂ предпочтительнее ручной сварки, а электронно-лучевая и лазерная сварка предпочтительнее дуговой.

3. Сварные швы должны быть по возможности симметрично расположены на сварной конструкции, не рекомендуется располагать швы вблизи друг друга, иметь большое количество пересекающихся швов, без необходимости применять несимметричную разделку кромок. В конструкциях с тонкостенными элементами швы целесообразно располагать на жестких элементах либо вблизи них.

4. Во всех случаях, когда есть опасения, что возникнут нежелательные деформации, проектирование ведут так, чтобы обеспечить возможность последующей правки.

Мероприятия, применяющиеся в процессе сварки

1. Рациональная последовательность наложения сварных швов, на конструкции и по длине.

При наличии протяженных швов не рекомендуется их сваривать на проход - от одного конца до другого. Сварку лучше осуществлять от середины к концам, обратно-ступенчатым методом или использовать другие приемы

При сварке легированных сталей и сталей с повышенным содержанием углерода это может привести к образованию трещин, поэтому жесткость закреплений должна назначаться с учетом свариваемого металла.

3. Предварительная деформация свариваемых деталей.

4. Обжатие или прокатка сварного шва, которая проводится сразу после сварки. При этом зона пластических деформаций укорочения подвергается пластической осадке по толщине.

1.13 Выбор методов контроля качества

Система операционного контроля в сварочном производстве включает четыре операции: контроль подготовки, сборки, процесса сварки и полученных сварных соединений.

1.) Контроль подготовки деталей под сварку

Он предусматривает контроль обработки лицевой и обратной поверхностей, а также торцевых кромок свариваемых деталей.

Поверхности свариваемых кромок должны быть зачищены от загрязнений, консервирующей смазки, ржавчины и окалины, на ширину 20 - 40 мм от стыка.

2.) Сборка - установка свариваемых деталей в соответствующее положение друг относительно друга при сварке тавровых соединений контролируют перпендикулярность свариваемых деталей. При проверке качества прихваток следует обращать внимание на состояние поверхности и высоту прихваток.

3.) Контроль процесса сварки включает визуальное наблюдение за процессом плавления металла и формирования шва, контроль стабильности параметров режима и работоспособности оборудования.

4.) Контроль сварных соединений. После сварки сварные соединения, как правило, контролируют визуальным способом. Осмотру подвергают сварной шов и околошовную зону. Обычно контроль проводят невооружённым глазом. При выявлении поверхностных дефектов размером меньше 0,1 мм используют оптические устройства, например, лупу 4-7 кратного увеличения.

Основными конструктивными элементами сварных швов являются:

· ширина шва;

· высота усиления и проплава;

· плавность перехода от усиления к основному металлу и др

1.14 Техника безопасности, противопожарные мероприятия и охрана окружающей среды

Вредное влияние сварки и термической резки на человека и производственный травматизм при выполнении сварочных работ вызываются различными причинами и могут привести к временной потере трудоспособности, а при неблагоприятном стечении обстоятельств -- и к более тяжелым последствиям.

Электрический ток опасен для человека, причем переменный ток опаснее постоянного. Степень опасности поражения электрическим током зависит в основном от условий включения человека в цепь и напряжения в ней, так как сила тока, протекающего через организм, обратно пропорциональна сопротивлению (по закону Ома). За минимальное расчетное сопротивление человеческого организма принимают 1000 Ом. Различают два вида поражения электрическим током: электрические удары и травмы. При электрическом ударе поражаются нервная система, мышцы грудной клетки и желудочков сердца; возможны паралич дыхательных центров и потеря сознания. К электрическим травмам относят ожоги кожи, тканей мышц и кровеносных сосудов.

Световая радиация дуги воздействуя на незащищенные органы зрения в течение 10--30 с в радиусе до 1 м от дуги, может вызвать сильную резь, слезотечение и светобоязнь. Длительное действие света дуги при таких условиях может привести к более тяжелым заболеваниям - (электроофтальмия, катаракта). Вредное воздействие лучей сварочной дуги на органы зрения сказывается на расстоянии до 10 м от места сварки.

Вредные вещества (газы, пары, аэрозоль) при сварке выделяются в результате физико-химических процессов, возникающих при плавлении и испарении свариваемого металла, компонентов покрытий электродов и сварочных флюсов, а также за счет рекомбинации газов под действием высокой температуры источников сварочного тепла. Воздушная среда в зоне сварки загрязняется сварочным аэрозолем, состоящим в основном из окислов свариваемых металлов (железа, марганца, хрома, цинка, свинца и т. д.), газообразных фтористых соединений, а также окиси углерода, окислов азота и озона. Длительное воздействие сварочного аэрозоля может привести к появлению профессиональных интоксикаций, тяжесть которых зависит от состава и концентрации вредных веществ.

Взрывоопасность обусловливается применением при сварке и резке кислорода, защитных газов, горючих газов и жидкостей, использованием газогенераторов, баллонов со сжатыми газами и т. д. Взрывоопасны химические соединения ацетилена с медью, серебром и ртутью. Опасность представляют собой обратные удары в газовой сети при работе с горелками и резаками низкого давления. При ремонте бывших в эксплуатации резервуаров и другой тары для хранения горючих жидкостей необходимы специальные меры для предотвращения взрывов.

Тепловые ожоги, ушибы и ранения вызваны высокой температурой источников сварочного тепла и значительным нагревом металла при сварке и резке, а также ограниченной возможностью обзора окружающего пространства в связи с производством работ с использованием щитков, масок и очков со светозащитными стеклами.

Неблагоприятные метеорологические условия воздействуют на сварщиков (резчиков) - строителей и монтажников более половины времени года, поскольку работать им приходится преимущественно на открытом воздухе.

Повышенная пожарная опасность при сварке и резке обусловливается тем, что температура плавления металла и шлаков значительно превышает 1000° С, а жидкие горючие вещества, дерево, бумага, ткани и другие легковоспламеняющиеся материалы загораются при 250--400° С.



2. МЕРЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТИ

Необходимо надежно заземлять корпус сварочного аппарата или установки, зажимы вторичной цепи сварочных трансформаторов, служащие для подключения обратного провода, а также свариваемые изделия и конструкции.

Перед началом работ проверять исправность изоляции сварочных проводов, сварочного инструмента и оборудования, а также надежность всех контактных соединений сварочной цепи. Не касаться токоведущих частей сварочных установок, а также проводов с поврежденной изоляцией. При длительных перерывах сварочного процесса отключать от сети источник сварочного тока.

Запрещается использовать в качестве обратного провода сварочной цепи контуры заземления, трубы санитарно-технических устройств, металлоконструкции зданий и технологического оборудования. (При строительстве или ремонте можно применять в качестве обратного провода сварочной цепи металлические конструкции и трубопроводы (без горячей воды или взрывоопасной среды) и только в случаях, когда их сваривают.)

4. Необходимо защищать сварочные провода от повреждений. При прокладке сварочных проводов и при каждом их перемещении не допускать повреждения изоляции; соприкосновений проводов с водой, маслом, стальными канатами, рукавами (шлангами) и трубопроводами с горючими газами и кислородом, с горячими трубопроводами.

5. Гибкие электропровода управления схемой сварочной установки при значительной их протяженности необходимо помещать в резиновые рукава или в специальные гибкие многозвенные конструкции.

Ремонтировать сварочное оборудование имеет право только электротехнический персонал. Запрещается ремонтировать сварочное оборудование, находящееся под напряжением.

При сварке в особо опасных условиях (внутри металлических емкостей, котлов, сосудов, трубопроводов, в туннелях, в замкнутых или подвальных помещениях с повышенной влажностью и т.д.):

сварочное оборудование должно находиться за пределами этих емкостей, сосудов и т.д.

электросварочные установки необходимо оснащать устройством автоматического отключения напряжения холостого хода или ограничения его до напряжения 12В в течение не более 0,5с после прекращения сварки;

сварочное оборудование должно находиться за пределами этих емкостей, сосудов и т.д.

электросварочные установки необходимо оснащать устройством автоматического отключения напряжения холостого хода или ограничения его до напряжения 12В в течение не более 0,5с после прекращения сварки;

выделять страхующего рабочего, который должен находиться вне емкости, для наблюдения за безопасностью работы сварщика. Сварщик снабжается монтажным поясом с веревкой, конец которой длиной не менее 2 м должен быть в руках страхующего. Возле страхующего должен быть аппарат (рубильник, контактор) для отключения сетевого напряжения от источника питания сварочной дуги.

8. Нельзя допускать к дуговой сварке или резке сварщиков в мокрых рукавицах, обуви и спецодежде.

9. Шкафы, пульты и станины контактных сварочных машин, внутри которых расположена аппаратура с открытыми токоведущими частями, находящимися под напряжением, должны иметь блокировку, обеспечивающую снятие напряжения при их открывании. Педальные пусковые кнопки контактных машин необходимо заземлять и контролировать надежность верхнего ограждения, предупреждающего непроизвольные включения.

10. При поражении электрическим током необходимо:

срочно отключить ток ближайшим выключателем или отделить пострадавшего от токоведущих частей, используя сухие подручные материалы (шест, доску и др.) после чего положить его на подстилку;

немедленно вызвать медицинскую помощь, учитывая, что промедление свыше 5--6 мин может привести к непоправимым последствиям;

при бессознательном состоянии и отсутствии дыхания у пострадавшего освободить его от стесняющей одежды, открыть рот, принять меры против западания языка и немедленно приступить к выполнению искусственного дыхания, продолжая его до прибытия врача или восстановления нормального дыхания.



3. ЗАЩИТА ОТ СВЕТОВОЙ РАДИАЦИИ

Для защиты глаз и лица сварщика от световой радиации электрической дуги применяют маски или щитки, в смотровые отверстия которых вставляют защитные стекла-светофильтры, поглощающие ультрафиолетовые лучи и значительную часть световых и инфракрасных лучей. От брызг, капель расплавленного металла и других загрязнений светофильтр снаружи защищают обычным прозрачным стеклом, устанавливаемым в смотровое отверстие перед светофильтром.

Светофильтры для дуговых способов сварки подбирают в зависимости от вида сварочных работ и силы тока сварки, пользуясь данными табл. 3. При сварке в среде защитных инертных газов (особенно сварке алюминия в аргоне) необходимо использовать более темный светофильтр, чем при сварке открытой дугой при той же силе тока.

Таблица 3. Светофильтры для защиты глаз от излучения дуги (ОСТ 21-6-87)

Процесс	Сварочный ток, А	Обозначение светофильтра	Процесс	Сварочный ток, А	Обозначение светофильтра
Дуговая сварка покрытым электродом	30-60 60-150 150-175 275-350 350-600	С-4 С-5 С-6 С-7 С-8	Дуговая сварка в углекислом газе	60-100 100-150 150-175 175-300 300-400	С-2 С-3 С-4 С-5 С-6

2. Для защиты окружающих работников от световой радиации сварочной дуги применяют переносные щиты или ширмы из несгораемых материалов (при непостоянном рабочем месте сварщика и больших изделиях). В стационарных условиях и при сравнительно небольших размерах свариваемых изделий сварку выполняют в специальных кабинах.

3. Для ослабления контраста между яркостью света дуги, поверхностью стен цеха (или кабин) и оборудования их рекомендуется окрашивать в светлые тона с рассеянным отражением света, а также обеспечивать хорошую освещенность окружающих предметов.

При поражении глаз световой радиацией дуги следует немедленно обратиться к врачу. При невозможности получения быстрой медицинской помощи делают примочки на глаза со слабым раствором питьевой соды или чайной заваркой.

4. Защита от вредных газовых выделений и аэрозоля

1. Для защиты организма сварщиков и резчиков от вредных газов и аэрозолей, выделяющихся в процессе сварки необходимо применять местную и общеобменную вентиляцию, подачу в зону дыхания чистого воздуха, а также малотоксичные материалы и процессы (например, использовать электроды с покрытием рутилового типа, сварку покрытыми электродами заменять на механизированную сварку в углекислом газе и т. д.).

2. При сварке и резке мелких и средних изделий на постоянных местах в цехах или мастерских (в кабинах) необходимо использовать местную вентиляцию с неподвижным боковым и нижним отсосом (стол сварщика). При сварке и резке изделий на фиксированных местах в цехах или мастерских необходимо использовать местную вентиляцию с заборной воронкой, закрепленной на гибком рукаве.

3. Вентиляцию следует выполнять приточно-вытяжной с подачей свежего воздуха на сварочные участки и подогревом его в холодное время.

При работах в замкнутых и полузамкнутых пространствах (резервуары, баки, трубы, отсеки листовых конструкций и т.д.) необходимо применять местный отсос на гибком рукаве для вытяжки вредных веществ непосредственно от места сварки (резки) или обеспечивать общеобменную вентиляцию. При невозможности осуществить местное или общее вентилирование чистый воздух принудительно подают в зону дыхания рабочего в количестве (1,7--2.2) 10-3м3 в 1с, используя для этой цели маску или шлем специальной конструкции.



ЛИТЕРАТУРА

1. Куркин С. А., Николаев Г. А. Сварные конструкции. - М.: Высшая школа, 1991. - 398с.

2. Белоконь В.М. Производство сварных конструкций. - Могилев, 1998. - 139с.

3. Блинов А.Н., Лялин К.В.Сварные конструкции - М.: - "Стройиздат", 1990. - 352с

4. Маслов Б.Г. Выборнов А.П. производство сварных конструкций -М,: Издательский центр "Академия", 2010. - 288 с.

Размещено на Allbest.ru