Обработка металлов сваркой
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Характеристика выполняемой работы
1.1 Описание изделия
1.2 Характеристика свариваемого металла
2.Технологический процесс
2.1 Выбор электродов
2.2 Выбор режим сварки
2.3 Описание рабочего места сварщика
. Охрана труда, техника безопасности
4. Экономическая часть
Список используемой литературы
Введение
Сваркой называют процесс неразъемных соединений посредством установления межатомных связей между свариваемыми частями при их нагревании или пластическом деформировании, или совместном действии того и другого. Различают два вида сварки; сварку плавлением и сварку давлением. Сущность сварки плавлением состоит в том, что металл по кромкам свариваемых частей плавится под действием теплоты источника нагрева. Источником нагрева может быть электрическая дуга, газовое пламя, расплавленный шлак, плазма, энергия лазерного луча. При всех видах сварки плавлением образующийся жидкий метал одной кромки соединяется и перемешается с жидким металлом другой кромки, создается общий объем жидкого металла сварочной ванны получается сварной шов. Сущность сварки давлением состоит в пластическом деформировании металла по кромкам свариваемых частей путем их сжатия под нагрузкой при температуре ниже температуры плавления. Сварной шов получается в результате пластической деформации. Сваркой давлением хорошо свариваются только пластические металлы; медь, алюминий, свинец. Среди большого разнообразия различных видов сварки плавлением ведущее место занимает дуговая сварка, источником теплоты при которой служит электрическая дуга. Современный технический прогресс в промышленности неразрывно связан с совершенствованием сварочного производства. Сварка как высокопроизводительный процесс изготовления неразъемных соединений находит широкое применение при изготовления неразъемных соединений находит широкое применения при изготовления металлургического, химического и энергетического оборудования, различных трубопроводов, в машиностроении, в производстве строительных и других конструкций. Сварка - такое же необходимый технологический процесс, как и обработка металлов резаным, литье, ковка, штамповка. Большие технологические возможности сварки обеспечивали ее широкое применение при изготовления и ремонте судов, автомобилей, самолетов, турбин, котлов, реакторов, мостов и других конструкций. Перспективы сварки как в научном, так и в технологическом плане безграничны. Ее применение способствует совершенствованию машиностроения и развитию ракетостроения, атомной энергетики, радиоэлектроники .Наряду с конструкционным углеродистыми и низколегированными сталями все чаще приходится сваривать специальные стали, легкие сплавы и сплавы на основе титана, хром, циркония и других металлов, также разнородные материалы. В условиях непрерывного усложнения конструкций и роста объема сварочных работ большую роль играет правильная подготовка теоретическая и практическая квалифицированных рабочих сварщиков.
1.Характеристика выполняемой работы
.1 Описание изделия
сварка металл электрод дуга
Стол состоит из 12 частей, все они представляют собой профиль в форме уголка 40. В качестве столешницы можно будет использовать различный материал. Данная конструкция предназначена для использования в цеховском помещении. Габаритные размеры 800х1000х600. После сварки возможны покрасочные работы специальными красками.
1.2 Характеристика свариваемого металла
Сварная конструкция изготавливается из стали. Углеродистая сталь классифицируется по назначению и качеству. По назначению она делится на конструкционную и инструментальную.
Конструкционной углеродистой называется сталь, содержащая до 0,6% углерода (как исключение допускается до 0,85%). По качеству конструкционная углеродистая сталь разделяется на две группы: обыкновенного качества и качественную.
Сталь обыкновенного качества применяется для неответственных строительных конструкций, крепёжных деталей, листового проката, заклёпок, труб и т. д.
Качественная конструкционная сталь применяется для деталей, работающих при повышенном давлении и требующие сопротивление удара: зубчатых колёс, винтов, деталей подлежащие цементации и т.д. В качественной стали меньше серы и фосфора, чем в обыкновенной. На конструкционную сталь обыкновенного качества установлен ГОСТ 380-71.
Эта сталь выплавляется в кислородных конверторах и мартенах, и подразделяется на три группы:
Группа А, поставляемая по механическим свойствам,
Группа Б, поставляемая по химическому составу,
Группа В, поставляемая по механическим свойствам и химическому составу.
Для деталей группы А установлены следующие марки: Ст0, Ст1…, Ст3…,Ст6, Ст7. механические свойства стали группы А определяются пределом прочности и пластичностью. Марки и механические свойства сталей указаны в таблице 1.
Таблица 1.
МаркаПредел прочности σв, в МПаТвердость, НВОтносительное удлинение, %Ст3380 - 47022025 - 27
В качестве присадочного материала при ручной дуговой сварке применяются покрытые электроды. Существует несколько покрытий. Для изготовления опорного узла применяются электроды с рутиловым покрытием.
2. Технологический процесс
.1 Выбор электродов
Низкоуглеродистые стали, содержащие до 0,25 % углерода, хорошо свариваются, сварные соединения при этом хорошо обрабатываются режущим инструментом. Сварку следует вести на максимально доступных режимах. Подготовка кромок под сварку производят согласно ГОСТ 5264-80.
Тавровые швы выполняются наклоненным электродом. При этом способе сварки необходимо следить, что бы электрод (дуга) перемещался точно относительно стыка свариваемых кромок. При смещении дуги могут появиться подрезы на вертикальной стенке и наплывы на горизонтальном листе.
Низкоуглеродистые стали, содержащие до 0,2 углерода, сваривают при использовании типовых сварочных материалов. В зависимости от степени ответственности свариваемого изделия пользуются электродами типов УОНИИ 13\45.
Выбор типа и марки электрода зависит от марки свариваемой стали, толщины листа, жесткости изделия, температуры окружающего воздуха при сварке, условий эксплуатации свариваемого изделия.
Зажигание между покрытым электродом и свариваемым изделием выполняется в два этапа: коротким замыканием конца электрода с изделием и отрывом электрода от поверхности изделия на расстояние, равное примерно диаметру покрытого электрода.
Существует два способа зажигания дуги покрытым электродом - впритык и скольжением (чирканьем). По первому способу зажигания дуги металл нагревается в точке короткого замыкания, по второму - в нескольких точках, в результате скольжения торца электрода по поверхности свариваемого изделия.
Выбор режима сварки сводиться к определению диаметра электрода и сварочного тока. Скорость сварки и напряжение на дуге устанавливает сам сварщик в зависимости от вида сварного соединения, марки стали и электрода, положения шва в пространстве и т. д.
Под режимом сварки понимают показатели режима сварки: диаметр электрода или сварочной проволоки, сварочный ток, напряжение на дуге и скорость сварки. Дополнительные показатели режима сварки: род и полярность тока, тип и марка покрытого электрода, угол наклона электрода, температура предварительного нагрева металла.
Таблица 3.
Параметры режима ручной дуговой сварки опорного узла.
Диаметр электрода, D=4Сварочный ток, I=120 АСкорость сварки, V=10 м/чНапряжение дуги, U=32 В
Электроды МР-3
Эти электроды предназначены для сварки ответственных конструкций из углеродистых сталей с временным сопротивлением до 490 МПа во всех пространственных положениях шва переменным или постоянным током обратной полярности (напряжение холостого хода 65 В).
·Покрытие - рутиловое
·Коэффициент наплавки - 8,5 г/А*Ч.
·Производительность наплавки (для диаметра 4,0 мм) - 1,7 кг/ч
·Расход электродов на 1 кг наплавленного металла - 1,7кг.
Типичный химический состав наплавленного металла %.
С… 0,10; Mn… 0,58; Si… 0,17; S…0,030; P…0,035.
Допускают сварку влажного, ржавого, плохо очищенного от окислов и других загрязнений металла. Имеют повышенную производительность процесса сварки.
Сварку конструкций средних и больших толщин в нижнем положении производят на повышенных режимах с наклоном электрода в сторону направления варки (углом назад). Рекомендуется средняя и короткая длина дуги. Прокалка перед сваркой: 170 - 200 С; 1ч.
Таблица 2.
Диаметр, ммДлина, ммТок, А3,035080 - 1404,0450140 - 2005,0450160 - 260
2.2 Выбор режима сварки
Выбор сварочного оборудования при ручной дуговой сварке сводится к выбору источника питания сварочной дуги.
Источником питания сварочной дуги называют устройство, которое обеспечивает необходимый род и силу тока. Источник питания и сварочная дуга образуют взаимосвязанную энергетическую систему, в которой источник питания выполняет следующие основные функции:
·обеспечивает условия начального возбуждения дуги;
·ее устойчивое горение в процессе сварки;
·Возможность производить настройку (регулирование) параметров режима.
При изготовлении опорного узла в качестве источника питания сварочной дуги используется выпрямитель ВД-306.
Выпрямители предназначены для ручной дуговой сварки, резки и наплавки, а также для автоматической сварки под флюсом. Выпускаются выпрямители ВД-306 на номинальный ток 315А. Выпрямитель ВД-306 имеет плавноступенчатое регулирование сварочного тока. Две ступени регулирования осуществляются одновременным переключением двух фаз первичных и вторичных обмоток силового трансформатора со звезды на треугольник с помощью переключателя. Пределы изменения тока увеличиваются в 3 раза при переключении со звезды на треугольник. Плавное регулирование в пределах каждой ступени производится изменением расстояния между обмотками. При сближении обмоток индуктивность рассеяния и их индуктивное сопротивление уменьшается, сварочный ток возрастает. При увеличении расстояния между обмотками всё наоборот. Первичные обмотки подвижные, а вторичные не подвижные и закреплены у верхнего ярма магнитопровода трансформатора.
Сборкой называется процесс последовательного соединения деталей между собой в порядке, предусмотренном технологическим процессом и чертежом, для последующей сварки. Сборка опорного узла ведется на ровной поверхности, части сваривают угловыми и тавровыми соединениями, в нижнем и вертикальном положении.
В первую очередь, изготавливается опора (на место сварки она поставляется готовой). К опоре тавровым соединением приваривается уголок (который на место сварки поставляется готовым), в расстояние между уголком и опорой в начале и в конце тавровым соединением приваривается косынка (2 шт.), потом к уголку и опоре угловым соединением приваривается косынка (3 шт.).
Перед сборкой сборщик визуально проверяет соответствие деталей требованиям чертежа и технологического процесса. Сопрягаемые поверхности, прилегающие к ним зоны собираемых деталей шириной не менее 20мм, должны быть тщательно очищены от ржавчины, масла, грязи, окалины и влаги во избежание появления пор и других дефектов в металле шва.
При сборке детали между собой соединяют посредством прихваток, которые размещают в местах расположения будущих сварных швов. Площадь сечения прихваток не должна превышать 2/3 площади сечения будущего шва и составлять более 25 - 30 мм. Длина каждой прихватки должна быть равна 4 - 5 толщинам соединяемых деталей, но не менее 30 мм и не более 100 мм.
2.3 Описание рабочего места сварщика
Рабочие места сварщика - это сварочный пост, который оснащен необходимым инструментом и оборудованием для выполнения работ. Сварочные посты могут быть оборудованы как в производственном помещении, так и на открытой производственной площадке (строительно-монтажные условия работы). В зависимости от условий работы сварочные посты могут быть стационарными или передвижными. Сварочные посты необходимо размещать в специальных сварочных кабинках. В кабинках в качестве источников питание размещают наиболее распространенные однопостовые сварочные трансформаторы типа ДТМ для сварки на переменном токе, или сварочные выпрямители типа ВД или ВДУ для сварки на постоянном токе. Применяются также и многопостовые источники питание на несколько независимых постов. Кабина сварочного поста должна иметь размер: 2 (1,5) или 2 (2) м высоту не менее 2м. В кабине устанавливается металлический стол, к верхней части кабины подводится зонд местной вытяжки воздуха от вентиляционной системы. В столе предусматриваются выдвижные ящики для хранения необходимого инструмента и приспособлений. Сварочный пост комплектуется как источником питанием, так и электродержателем, сварочными проводами, зажимами для токопиоводящего провода, сварным щитком с защитными светофильтрами, различными зачистными и мерительными инструментами.
Трансформатор любой модификации
Сварочный выпрямитель - это устройство, преобразующее переменный ток в постоянный с помощью полупроводниковых диодов - вентилей. Постоянный ток перед переменным имеет преимущество, т.е дуга горит стабильнее, процесс сварки вести легче. Сварочный выпрямитель состоит из трансформатора с устройством для регулирования сварочного тока и выпрямительного блока.
Многопостовой сварочный выпрямитель ВД-301. Номинальный сварочный ток - 300 А, К.п.д - 72 %, потери при холостом ходе - 0,65 кВт, масса - 225 кг.
. Электрододержатель
Электрододержатель - приспособление для закрепления электрода и подвода к нему тока.
Пружинный электрододержатель 2-ого типа (для тока 125-315 А)
. Сварочные провода
Ток от силовой сети подводится к сварочным аппаратам по проводам марки КРПТ.
От сварочных аппаратов к рабочим местам сварочный ток поступает по гибкому проводу марки ПРГД с резинной изоляцией.
К электрододержателю подключен гибкий медный провод марки ПРГД (10 м).
Для соединения сварочных проводов применяют специальные муфты.
. Вспомогательный инструмент
Стальная щетка, для очистки металла от грязи, ржавчины и грязи после сварки.
Молоток с заостренным концом применяют для отбивки шлака со сварных швов.
Зубило применяют для вырубки дефектных мест сварного шва.
3. Охрана труда, техника безопасности и экология
Российское трудовое законодательство допускает к сварочным работам лиц не моложе 18 лет и предусматривает льготы для рабочих, занятых сваркой и резкой металлов. Длительность рабочего дня сварщика при работе внутри сосуда ограничена шестью часами. Сварщикам предоставляется дополнительный отпуск продолжительностью до 12 рабочих дней. Ответственность за охрану труда, общее состояние техники безопасности и производственной санитарии возлагается на руководителей предприятий и строек, а также цехов и отделов (главных инженеров, главных механиков и инженеров по техники безопасности) Несчастные случаи на производстве возникают из-за пренебрежительного отношения к правилам техники безопасности, как со стороны администрации, так и со стороны рабочих. Для предотвращения несчастных случаев необходимо, прежде всего, провести вводный инструктаж с каждым рабочим поступающими на предприятие. Во вводном инструктаже рабочий знакомится с условиями работы предприятие, общими правилами безопасности работы и правилами внутреннего распорядка на предприятии. Виды промышленного травматизма в сварном производстве следующие:
ожоги (вследствие того, что в процессе сварки оголенные участки тела не были защищены от воздействия лучей сварочной дуги);
слезотечение (вследствие того, что глаза во время сварки не были защищены очками от действия лучей сварочной дуги);
отравления организма (причинами отравления являются: образующиеся при сварке пары окислов цинка, свинца, меди, марганца, кремня, большая концентрация в воздухи углекислого газа, азота и плохая вентиляция);
поражение сварщика электрическим током может произойти при неправильном пользовании сварочным оборудованием, применение неисправного сварочного оборудования, инструмента и приспособлений, нарушение правил техники безопасности по отношению к другим источникам электрической энергии.
При ручной сварке повышенная опасность поражения электрическим током возникает в момент смены электрода, когда полное напряжение холостого хода источника питания сварочной дуги имеется между электродом и свариваемым изделием. Для защиты сварщика от поражения в этот момент электрическим током необходимо применять специальные устройства, снижающее напряжение холостого хода источников питания сварочной дуги.
Электрическая дуга излучает световые (видимые), ультрафиолетовые и инфракрасные (невидимые) лучи. Световые лучи действуют ослепляюще на глаза человека. Яркий свет сварочной дуги в 10 тысяч раз сильнее света, который безопасно переносит человеческий глаз. При длительном облучении видимые лучи вызывают ослабление зрения. Спустя 1 - 2 часа после действия сварочной дуги в течение 5 - 10 минут в глазах появляется сильная боль, спазмы век, слезотечение, жжение, светобоязнь и воспаление глаз. Успокаивающие действие на обожженные глаза оказывают холодные примочки, цинковые капли, затемнение помещения. Кроме того, ультрафиолетовые лучи при действии в течение 1 - 3 часов вызывают ожог кожи. Длительное действие инфракрасных лучей может привести к общей потере зрения. Для защиты сварщика от вредного действия лучей электрической дуги применяют щитки со специальными светофильтрами.
Светофильтры защищают глаза, а корпус щитка - кожу лица от ожога. Светофильтры не пропускают ультрафиолетовые лучи, а инфракрасные не более 3 %.
В процессе сварки воздух загрязняется пылью, образующейся при окислении паров металла, окисью азота, окисью углерода и фтористыми соединениями. Кроме того, в атмосфере могут присутствовать соединения марганца, хрома, которые отрицательно действуют на организм человека.
4. Экономическая часть
Себестоимость продукции - это выраженные в денежной форме затраты предприятия на оплату труда и материально-технических средств, необходимых для производства и реализации продукции.
Затраты, образующие себестоимость, группируются в соответствии с их экономическим содержанием и назначением по статьям расходов и экономическим элементам.
Экономическая оценка снижения себестоимости продукции производится на основании расчета следующих показателей:
1.Смета затрат на производство;
2.Себестоимости всей продукции;
.Калькуляция (себестоимость одной единицы продукции);
.Затраты на один рубль товарной продукции.
Калькуляция себестоимости стола.
№Наименование статей калькуляцииЕд. измер.Норма расходов на ед. измер.Цена за ед измер.На весь объемКол- воРуб.1Сырье и основные материалы - металл - элетроды Кг кг 30 1 30,0 26,0 30 1 900-00 26-002Себестоимость возвратных отходов - - - - -3Топливо и энергия на технологические цели 80-004Основная заработная плата час 2,03-разряд 80 рублей 2,0 160-005Дополнительная заработная плата - р. к. - 30% - северн. - 30% 96-006Отчисления на соц. нужды44-40Итого1306-40
Список используемой литературы
1.Алешин Н. П. Контроль качества сварочных работ. - М.: «Высшая школа», 1986 г. - 44 с.
2.Думов С. И. Технология электрической сварки плавлением. - Л.: «Машиностроение», 1987 г. - 452 с.
.Соколов И. И. Газовая сварка и резка металлов. - М.: «Высшая школа», 1986 г. - 175 с.
.Фоминых В. П., Яковлев А. П. Электросварка. - М.: «Высшая школа», 1976 г. - 177 с.