Изготовление трапа

Изготовление трапа

Введение

сварка технический трап

Сварка - это технологический процесс получения неразъемных соединений посредством установления межатомных связей между свариваемыми частями при их нагревании или пластическом деформировании, или совместном действии того и другого.

Сварка является экономически выгодным, высокопроизводительным технологическим процессом, что обеспечивает ее использование во всех областях машиностроения, строительства, науки и техники. Сварка является необходимым технологическим процессом обработки металлов. В настоящее время сваркой соединяют разнородные и однородные материалы: металлы и неметаллы - от нескольких микрон в микросхемах до нескольких метров - в тяжелом машиностроении. Трудно назвать отрасль промышленности, которая обходилась бы без применения сварки. Сваркой соединяют детали космических кораблей, лопасти турбин, корпуса подводных лодок и самолетов, корпуса приборов и выводы микросхем. Детали, соединенные сваркой, имеют прочность, равную прочности основного металла.

1. Технология сборки и сварки трапа

.1 Описание конструкции, выбор способа сварки

Трап, специальный (так называемый) подъем с покрытием из прочного металлического материала. Такую конструкцию используют для удобного въезда автомобиля на приподнятую поверхность гаража, либо подобного помещения.

В данной работе будет описан технологический процесс изготовления трапа из металлических деталей ручной дуговой сваркой.

Трап такого типа выполнен из швеллера, уголка, листовой стали марки Ст3сп.

Швеллер - это металлическая опорная конструкция, которая с успехом применяется во многих областях машиностроения, а также в жилом и промышленном строительстве.

Уголок - это изделие, выпускаемое предприятиями, занимающимися металлопрокатом. Металлический уголок обладает целым рядом выдающихся технических характеристик, чем и обусловлена широта его использования - применяется это изделие при ведении абсолютно всех видов работ в строительной области.

С помощью данной конструкции можно без лишних усилий поставить машину на возвышенную поверхность.

Для изготовления конструкции была выбрана ручная дуговая сварки покрытыми электродами.

Ручная дуговая сварка - сварка, источником энергии которой является электрическая дуга.

Для образования и поддержания электрической дуги к электроду и свариваемому изделию от источника питания подводится переменный или постоянный сварочный ток.

Преимущества ручной дуговой сварки:

·              возможность сварки в любых пространственных положениях;

·              возможность сварки в местах с ограниченным доступом;

·              сравнительно быстрый переход от одного свариваемого материала к другому;

·              возможность сварки самых различных сталей благодаря широкому выбору выпускаемых марок электродов;

·              простота и транспортабельность сварочного оборудования.

Недостатки ручной дуговой сварки:

·              низкие КПД и производительность по сравнению с другими технологиями сварки;

·              качество соединений во многом зависит от квалификации сварщика;

·              вредные условия процесса сварки.

1.2 Выбор сварочного оборудования его устройства и технические характеристики

В качестве сварочного оборудования для ручной дуговой сварки выберем источник питания - сварочный выпрямитель ВД-401У3.

Выпрямитель ВД-401 предназначен для питания электрической сварочной дуги постоянным током при ручной дуговой сварке, резке и наплавке металлов, от сети переменного тока… Выпрямитель является источником питания постоянного тока с подающими внешними характеристиками. Питание выпрямителя производится от трехфазной сети переменного тока.

Выпрямитель представляет собой передвижную установку в однокорпусном исполнении, состоящей из следующих основных узлов: силового трехфазного трансформатора, магнитного шунта, блока выпрямителей, вентилятора, автоматического выключателя и кожуха. Сварочный ток регулируется вращением рукоятки, находящейся на передней панели выпрямителя. При вращении рукоятки происходит смыкание или размыкание магнитного шунта, что приводит к изменению индуктивного рассеяния.

Рисунок 1 - Сварочный выпрямитель

Таблица 1 - Технические характеристики выпрямителя ВД-401У3

.3 Выбор и описание сварочного материала, инструментов, приспособлений

Материал, который использовали для сварки трапа - сталь Ст3, толщиной 3 мм. Рассмотрим основные характеристики Ст3.

Таблица 2 - Характеристика материала Ст3.

Таблица 3 - Химический состав в% материала Ст3

Таблица 4 - Свариваемость Ст3сп

По марке металла были выбраны электроды типа Э50А марки УОНИ 13/55, которые подходят для сварки углеродистых и низколегированных сталей.

Электроды марки УОНИ 13/55 предназначены для ручной дуговой сварки особо ответственных металлоконструкций из углеродистых и низколегированных сталей, когда к металлу сварных швов предъявляют повышенные требования по пластичности и ударной вязкости. Сварка во всех пространственных положениях, кроме вертикального сверху вниз, постоянным током обратной полярности.

Электроды УОНИ-13/55 обеспечивают получение металла шва с высокой стойкостью к образованию кристаллизационных трещин и низким содержанием водорода. Допускается сварка особо ответственных металлоконструкций, работающих под динамическими нагрузками в условиях пониженных температур.

Покрытие электродов - основное.

Коэффициент наплавки - 8,5-9,5г/А.ч

Расход электродов на 1 кг наплавленного металла - 1,7 кг.

Типичные механические свойства металла шва, сварочные электроды УОНИ 13/45

Таблица 5 - Сила тока при сварке сварочных электродов УОНИ 13/55

1.4 Подготовка металла под сварку и сборка конструкции

Если металл, идущий на изготовление сварных конструкций загрязнен или деформирован, его нужно предварительно очистить и выправить. Очистка может производиться ручными и механическими проволочными щетками, пламенем специальной горелки, промывкой горячей водой или раствором щелочи, травлением в растворах различных кислот и другими способами.

Перед началом сварки необходимо произвести разделку кромок, обрезку, выставить нужные зазоры. Скос кромок производится в соответствии с типом сварного соединения. После подготовки металла можно начинать сборку изделий под сварку.

Металл выправляют либо вручную, либо на специальных станках. Например, листы выправляются пропусканием их через листоправильные вальцы. Углы правят на углоправильных станках. Правка швеллерного и двутаврового профиля производится с помощью правильно-гибочных прессов. При очень малых объемах производства и отсутствии правильного оборудования иногда приходится прибегать и к ручной правке металла на правильной плите.

После подготовки металл фиксируют в положении, предусмотренном проектом. В процессе сборки необходимо выдержать заданный зазор между свариваемыми элементами, установить их в требуемых плоскостях или под заданным углом и скрепить между собой так, чтобы при сварке взаимное расположение элементов не нарушалось и к месту сварки был свободный доступ. Таким образом, технология сборки под сварку должна гарантировать хорошее качество сварки изделия. Правильность сборки проверяется специальными шаблонами.

Собираемые элементы относительно друг друга фиксируются в основном с помощью коротких отрезков сварных швов, называемых прихватками. Прихватки рекомендуется накладывать со стороны, обратной наложению первого валика. Длина прихватки 20-120 мм и зависит от вида конструкции: более длинные прихватки делаются на больших массивных изделиях. При сборке кольцевых стыков трубопроводов длина прихваток должна быть не более 25 мм. На стыках трубопроводов диаметром до 200 мм делается три прихватки, для трубопроводов диаметром 200-300 мм - не менее четырех прихваток. Высота прихватки не должна превышать высоту первого валика сварного шва.

При сварке ответственных конструкций перед наложением основного шва прихватки должны удаляться по мере заварки шва. Конструкция в собранном виде удерживается подварочным швом или специальными приспособлениями.

При сборке тяжелых конструкций, у которых обычные прихватки в процессе сварки могут лопнуть (например, при сварке шарового резервуара на манипуляторе), вместо прихваток накладывается сплошной шов небольшого сечения.

1.5 Выбор режимов сварки, техника выполнения сварных швов

Для выполнения сварного шва прежде всего определяют режим сварки, обеспечивающий хорошее качество сварного соединения, установленные размеры и форму при минимальных затратах материалов, электроэнергии и труда.

Режимом сварки называется совокупность параметров, определяющих процесс сварки: вид тока, диаметр электрода, напряжение и сварочный ток, скорость перемещения электрода вдоль шва и др. Основными параметрами режима ручной дуговой сварки являются диаметр электрода и значение сварочного тока. Остальные параметры выбирают в зависимости от марки электрода, положения свариваемого шва в пространстве, вида оборудования и др.

Диаметр электрода устанавливают в зависимости от толщины свариваемых кромок» вида сварного соединения и размеров шва. Для стыковых соединений приняты практические рекомендации по выбору диаметра электрода в зависимости от толщины свариваемых кромок.

Таблица 6 - Выбор диаметра электрода

При выполнении угловых и тавровых соединений принимают во внимание значение катета шва: при катете 3-5 мм сваривают электродами диаметром 3-4 мм, а при катете 6-8 мм - электродами диаметром 4-5 мм. При многопроходной сварке швов стыковых соединений первый проход выполняют электродом диаметром не более 4 мм; это необходимо для хорошего провара корня шва в глубине разделки.

Полученное значение сварочного тока корректируют, учитывая толщину металла и положение свариваемого шва. При толщине кромок (1,3 -1,6) расчетное значение сварочного тока уменьшают на 10…15%, а при толщине кромок > З - увеличивают на 10-15%. Сварку вертикальных потолочных швов выполняют сварочным током, на 10-15% уменьшенным против расчетного.

Диаметр электрода - 3 мм

Сила тока 60 - 90 А в зависимости от положения шва в пространстве.

1.6 Контроль качества сварных соединений

Контроль качества сварочных работ и сварных соединений проводят в два этапа: 1) в процессе монтажа и сварки. 2) законченных сварных соединений.

В процессе монтажа и сварки проверяют: квалификацию сварщиков, исправность сварочного оборудования, аппаратуры и приборов; исправность приборов и аппаратуры для контроля качества сварки; качество сварочных материалов; правильность сборки (зазоры и контрольные размеры конструкции); чистоту свариваемых кромок: режим сварки; соблюдение очередности наложения швов, предусмотренной технологической картой; качество шва в процессе его наложения.

К выполнению ручной электродуговой сварки металлической гидроизоляции допускаются сварщики не ниже 5-го разряда, к выполнению полуавтоматической сварки в среде углекислого газа-не ниже 3-го разряда, имеющие соответствующие удостоверения на допуск к сварке прочиоплотных швов ответственных металлоконструкций.

Контроль сварочного оборудования и аппаратуры заключается в проверке соответствия применяемого оборудования требуемому для каждого вида сварки, а также его исправности.

Применяемые сварочные материалы (электроды и электродная проволока) проверяют на соответствие требованиям технических условий и ГОСТов на их поставку и наличие сертификатов. Особое внимание следует обращать на качество электродов, правильность их просушки в зависимости от марки и соответствие проектным маркам.

Перед сваркой проверяют тщательность очистки стыкуемых кромок и прилегающих к ним поверхностей на ширину не менее 20 мм от окалины, ржавчины, краски, масла и т.п. и зачистки этих участков до блеска.

Контроль режима сварки заключается в проверке параметров тока, их стабильности, соответствия скорости перемещения электрода, мощности тока.

Контроль качества в процессе его наложения включает в себя проверку технологии сварки, подогреьа свариваемых элементов (если он предусмотрен), качества отдельных слоев шва, количества проходок, работы аппаратуры и приборов, контроля допустимости обмена воздуха и температуры в помещении.

.7 Охрана труда и техника безопасности при изготовлении изделия

1.      Перед началом сварочных работ необходимо:

1)      Проверить исправность средств индивидуальной защиты и предохранительных приспособлений. Запрещается одевать промасленную и рваную спецодежду, обувь.

)        Привести в порядок рабочее место, убрать лишние предметы, а также легковоспламеняющиеся материалы.

)        Сварщик должен убедится в полной исправности электросварочной аппаратуры, измерительных приборов, изоляции токоведущих приборов, плотности соединения всех контактов.

)        Рабочее место сварщика должно иметь хорошую освещенность не менее 150 лк на что перед началом работы необходимо обратить внимание.

)        Необходимо обеспечить рабочее место средствами пожаротушения.

Требования безопасности во время работы:

1)      Следить, чтобы обувь и одежда были всегда сухими, так как раб работа связана с электрическими приборами.

)        Напряжение на зажимах генератора или трансформатора, применяемых для питания электросварочных постов в момент зажигания дуги не должно превышать 110 В для машин постоянного тока и 70 В для машин переменного тока.

)        Провода, проводящие ток от распределительного щита должны быть надежно изолированы путём заключения их в резиновые шланги. Запрещается пользоваться проводами с нарушенной изоляцией, имеющие оголённые соединения.

)        Для защиты лица необходимо использовать специальную маску, либо щиток, при этом они не должны иметь повреждений: трещин или щелей.

)        При очистке швов от шлака нужно одевать специальные очки.

)        Резать и сваривать металл на весу запрещено.

)        Не оставлять электродержатель под током без надобности.

)        Рабочее место необходимо ограждать ширмой в целях защиты глаз рабочих, занятых поблизости.

)        На рабочем месте должны быть оборудованы: вытяжка и вентиляция.

Требования безопасности после окончания работы:.   Необходимо отключить от электрической сети сварочный аппарат..        Убрать материал и детали на специально отведенное место и сложить их устойчиво..    Собрать провода и защитные приспособления, сложить в отведенное место..        Убедится, что на рабочем месте не осталось тлеющих предметов..      Убрать спецодежду, инструмент и привести в порядок рабочее место.

2. Газовая наплавка валиков на пластину из низкоуглеродистых сталей

Наплавка валика на пластину может выполнятся Левым и Правым способом.

Левый способ

Положите на рабочий стол пластину из низкоуглеродистой стали СтЗ размером 300х125x4 мм.

Таблица 7 - Выбор присадочной проволоки

Возьмите присадочную проволоку диаметром 3 мм марки Св-08.

Подготовьте проволоку к работе.

Установите на горелку наконечник №4.

Откройте на горелке вентиль кислорода на четверть оборота.

Откройте вентиль для горючего газа на четверть оборота.

Тут же подожгите горючую смесь.

Откройте кислородный вентиль еще на четверть оборота.

Отрегулируйте пламя сначала ацетиленовым и дополнительно кислородным вентилями, так чтобы ядро было правильной округлой формы с резко очерченными краями длиной приблизительно 12 мм.

Отрегулировать пламя будет удобнее в непосредственной близости мундштука от поверхности пластины.

Направьте пламя на пластину, так чтобы поверхности касался факел пламени. Несколькими проходами горелки отожгите поверхность пластины для удаления грязи, масел и прочего.

Положите горелку на стойку, не гася пламени.

Зачистите поверхность пластины металлической щеткой от окалины.

Возьмите горелку в правую руку, а проволоку в левую.

Поднесите горелку к пластине, так чтобы торец сопла находился на расстояние 15-17 мм от поверхности пластины. Средняя зона пламени должна соприкасаться с поверхностью металла, ядро пламени при этом должно находиться на расстоянии 3-5 мм от поверхности пластины.

Наклоните горелку под угол 80-90° к поверхности пластины.

Подогрейте пластину, медленно перемещая горелку вдоль пластины и совершая при этом незначительные поперечные перемещения. Проделайте это несколько раз.

Остановите горелку у правого края пластины, держа ее под тем же углом.

В момент, когда поверхность металла начнет расплавляться, уменьшите угол наклона до 30 - 40°.

Заметьте, чем толще деталь, тем больше угол наклона горелки, вы устанавливаете, чтобы ее прогреть.

Перемещайте медленно горелку справа налево, вслед за присадочной проволокой, направляя пламя на проволоку.

Старайтесь не касаться ядром пламени поверхности металла и присадочного прутка во избежание науглероживания металла валика, а также для предупреждения возникновения хлопков и обратных ударов пламени.

Подавайте присадочную проволоку, по мере ее плавления, в зону нагрева.

Старайтесь не выводить конец сварочной проволоки за пределы средней зоны пламени, избегая ее окисления. Помните, что окисленный конец присадочной проволоки - источник неметаллических включений в наплавленном металле.

У левого края пластины наклоните горелку, чтобы пламя расположилось почти параллельно пластине, затем мягко отведите проволоку и пламя. Такая техника позволит предупредить появление кратера в конце наплавки.

Положите горелку на стойку, не гася пламя.

Зачистите валик металлической щеткой и осмотрите, оценивая качество наплавки.

Правый способ

Возьмите зажженную горелку в правую руку, а присадку - в левую.

Поднесите горелку к левой стороне пластины, отступив от предыдущей наплавки 2-3 мм. Установите сопло горелки на расстоянии 15-17 мм от поверхности металла.

Наклоните горелку под углом 80-90° к поверхности металла в направлении предполагаемого движения горелки.

Когда металл начнет плавиться, уменьшите угол до 35-45°, и одновременно введите конец присадочной проволоки в среднюю зону пламени под углом 40-50° к горизонтали в сторону, противоположную пламени.

При правой сварке угол наклона мундштука также увеличивается с увеличением толщины металла.

Перемещайте горелку и проволоку слева направо, подавая проволоку в зону пламени по мере ее плавления.

У правого края пластины, при окончании наплавки, наклоните пламя почти параллельно пластине и отведите проволоку и горелку.

Погасите пламя, закрыв сначала вентиль горючего, затем вентиль кислорода. Положите горелку на стойку.

Зачистите наплавку металлической щеткой и осмотрите качество.

Наплавка должна иметь мелкочешуйчатую, ровную поверхность без значительных западаний между валиками.

Список использованных источников

1. Сварка и резка материалов. Под редакцией Ю.В. Казакова, М., ACADEMA, 2001 г.

2.      Сварочные работы. В.И. Маслов, М., ПрофОбрИздат, 2001 г.

.        Сварочное дело. Сварка и резка металлов. Г.Г. Чернышов, М., ПрофОбрИздат, 2002 г.

.        Справочник сварщика. Под редакцией В.В. Степанова, М., «Машиностроение», 1975 г.

.        Организация и производство сварочно-монтажных работ. А.Н. Блинов, К.В. Лялин, М., Стройиздат, 1988 г.

.        Сварка и резка металлов. Д.Л. Глизманенко, М., «Высш. Школа», 1971 г.

.        Оборудование и технология дуговой и автоматической и механизированной сварки, Л.П. Шебеко, М., Высшая школа, 1986 г.

.        Ручная дуговая сварка, В.П. Фоминых, А.П. Яковлев, М., Высшая школа, 1986 г.

.        Дуговая сварка. В вопросах и ответах. А.М Китаев, Я.А. Китаев, М., «Машиностроение», 1983 г.

.        Справочник сварщика. Под редакцией В.В. Степанова, М., «Машиностроение», 1975 г.

.        Справочник электросварщика ручной сварки. Г.Г. Чернышов, В.Б. Мордынский, М., Десс, 2004 г.