|
Диаметр электрода, мм
|
Среднее значение тока, А
|
Толщина
металла, мм
|
Зазор, мм
|
Число слоев, кроме подварочного и
декоративного
|
|
первого
|
последующего
|
|
4
|
5
|
180–260
|
10
|
1.5
|
2
|
|
4
|
5
|
180–260
|
12
|
2.0
|
3
|
|
4
|
5
|
180–260
|
14
|
2.5
|
4
|
|
4
|
5
|
180–260
|
16
|
3.0
|
5
|
|
5
|
6
|
220–320
|
18
|
3.5
|
6
|
Род и
полярность тока также влияют на форму и размеры шва. При сварке постоянным
током обратной полярности глубина провара на 40–50% больше, чем постоянным
током прямой полярности, что объясняется различным количеством теплоты,
выделяющейся на аноде и катоде. При сварке переменным током глубина провара на
15–20% меньше, чем При сварке постоянным током обратной полярности.
Диаметр
электрода выбирают в зависимости от толщины свариваемого металла, положения, в
котором выполняется сварка, а также от вида соединения и формы подготовленных
кромок под сварку. При сварке встык «листов стали толщиной до 4 мм в
нижнем положении диаметр электрода обычно берется равным толщине свариваемого
металла. При сварке стали большей толщины используют электроды диаметром 4–6 мм
при условии обеспечения полного провара соединяемых деталей и правильного
формирования шва.
Напряжение
определяет, главным образом, ширину шва. На глубину провара напряжение
оказывает весьма незначительное влияние. Если при увеличении напряжения
скорость сварки увеличить, ширина шва уменьшится.
Сила тока в
основном зависит от диаметра электрода, а также от длины его рабочей части,
состава покрытия, положения сварки. Чем больше ток, тем выше
производительность, т.е. больше наплавляется металла.
Рис. 1 Сварка
стыковочных швов
1 – сварка
шва «на весу»; 2 – сварка на медной подкладке (съемной); 3-сварка на стальной
остающейся подкладке; 4 – сварка с предварительным и подварочным швом.
Однако при
чрезмерном для данного диаметра электрода токе электрод быстро нагревается выше
допустимого предела, что приводит к снижению качества шва и повышенному
разбрызгиванию.
На рис. 1.
представлены схемы сварки стыковых швов навесу, на медной съемной подкладке, с
предварительным подварочным швом и на стальной подкладке.
6. Технологическое
изготовление конструкции
6.1 Раскрой
металла.
Для
изготовления котла на отопительную систему используется сталь низкоуглеродистая,
она содержит до 0,25% углерода и имеет хорошую свариваемость. При выборе типа и
марки электрода для сварки низкоуглеродистых сталей, руководствуются следующими
требованиями:
§
обеспечением
равнопрочного сварного соединения с основным металлом
§
отсутствием
дефектов в швах
§
получение
требуемого химического состава металла шва
§
обеспечение
стойкости сварных соединений
Такую сталь
сваривают электродами марок: УОНИ, АНО, МР и т.д.
6.2 Сборка
и сварка конструкции
Процесс
изготовления котла разделяется на следующие стадии:
– заготовка
листов для цилиндрической части котла и днищ;
– сборка
и сварка листов; вальцовка, сборка и сварка цилиндрической части;
– общая
сборка и сварка котла; контрольные испытания.
Сборка и
сварка листов цилиндрической части котла производятся на стенде.
Заготовленные
листы раскладывают на плите стенда, совмещают их стыки, устанавливают и
прихватывают к стыкам листов технологические планки для вывода сварного шва и
прижимают листы к плите.
Одновременно
снизу прижимается к свариваемым листам флюсовая подушка. Продольные швы выполняют
автоматическими сварочными головками АБС, смонтированными на устройствах
портального типа.
Сваренное полотно при помощи кантователя поворачивают на 180°, после чего его
транспортируют на второй стенд для наложения швов с обратной стороны. Этот стенд
в отличие от первого не имеет флюсовых подушек. Одновременно со сваркой полотна
собирают и сваривают контрольную пластину на тех же режимах и теми же
сварочными материалами.
По окончании
сварки готовое полотно по рольгангу передают на вальцовку в трех – или
четырехвалковых гибочных машинах для придания ему формы цилиндра.
Затем
обечайку мостовым краном транспортируют на специальный стенд для сварки
замыкающего стыка цилиндра, который укладывают на опорные ролики 4, а
замыкающий стык – на балку 5 с магнитными прижимами и флюсовой подушкой.
Сварка
осуществляется сварочным трактором 3 ТС-17М, который перемещается по
направляющим внутри обечайки 2.
По окончании
наложения внутренних швов обечайку на опорных роликах поворачивают замыкающим
стыком вверх и выполняют сварку с наружной стороны автоматической головкой 1,
смонтированной на портальном устройстве.
Режимы сварки
при наложении наружных и внутренних швов такие же, как при сварке полотна.
Металлургическая
промышленность поставляет листовой прокат ограниченной длины, поэтому
цилиндрическую часть котла цистерны грузоподъемностью 120 т сваривают
встык из двух обечаек. С обеих сторон кольцевого шва располагают шпангоуты для
увеличения жесткости котла.
Затем в
цилиндрической части котла вырезают отверстия под горловину колпака или крышку
люка и сливные приборы, срезают технологические планки и зачищают торцы.
Днища котла
штампуют на прессе в холодном и горячем состоянии с помощью вытяжных штампов.
Применяются вертикальные прессы усилием 30 000–50 000 кН.
Этот способ
высокопроизводителен, но связан с использованием дорогостоящих прессов и
штампов, поэтому может быть рекомендован для крупносерийного или массового производства.
Взрывная
штамповка производится в холодном состоянии в специальных установках с
использованием бризантных взрывчатых веществ с применением штамповочных матриц.
Способом
взрывной штамповки целесообразно изготовлять днища из материала с высоким пределом
прочности и малой пластичностью (нержавеющие хромистые стали, титановые
сплавы).
Этот способ
обеспечивает высокую точность и хорошее качество поверхности изготовленного
днища. Затраты на оснастку небольшие, так как матрицы можно изготовлять из легких
сплавов, железобетона с эпоксидной облицовкой, текстолита и дерева.
Изготовление
днищ давлением вхолодную выполняется на горизонтальных и вертикальных давильных
станках, а обкаткой – на обкатных машинах с применением подвижной матрицы и
бортовочных валков.
Обкатка и
обработка давлением значительно проще, чем штамповка на прессе и взрывом.
Оборудование легко наладить на различные размеры, но процессы эти
малопроизводительны и для осуществления их требуются высококвалифицированные
рабочие.
Поэтому такие
способы можно рекомендовать только для мелкосерийного и серийного производств. Общую
сборку обечайки с днищами выполняют на механизированном стенде, где
обеспечиваются быстрое совмещение и прижатие стыкуемых поверхностей.
Оба днища
прихватывают к обечайке и затем сваривают внутренние стыковые швы двумя
сварочными тракторами 3 одновременно. Флюсовая подушка 6
размещается на непрерывной ленте 7.
Наружные швы
сваривают автоматическими головками АБС. При сварке котел вращается на опорах
стенда.
По окончании
сварки стыки проверяют, контролируют соответствие размеров сварных швов
установленным требованиям.
Качество швов проверяют рентгеновскими или гамма-лучами. Более распространен
радиографический контроль.
Суммарная
длина просвечиваемых участков по соответствующей схеме просвечивания должна
составлять 15% общей длины швов.
Сварной шов
контрольной пластины просвечивается на всем протяжении.
Если
обнаруживаются при этом недопустимые дефекты, то подвергают просвечиванию все
сварные швы, выполненные данным сварщиком и контролируемые пластиной.
Дефектные
участки выплавляют, заваривают и повторно просвечивают.
Затем котел
передают на позиции сборки и приварки горловины, опорных листов, кронштейнов
тормозной системы, сливных приборов и др.
Завершается
процесс, изготовления котла гидравлическим испытанием на специальном стенде под
давлением (например, сварные котлы под серную и соляную кислоту испытывают под
давлением 0,4 МПа с выдержкой с течение 30 мин).
Сварные швы
при этом осматривают и обстукивают молотком. Зону верхних швов котла проверяют
обмыливанием швов, учитывая возможность образования там воздушной подушки возможность
образования там воздушной подушки.
7. Дефекты,
образующиеся при сварке, и их устранение
Каждый
производственный процесс предполагает определенные отклонения от требований
технический норм. Если такие отклонения выходят за пределы установленных
допусков для конкретного изделия – это брак, дефект, который должен быть
устранен. Если устранение дефекта невозможно, изделие не может быть принято к
эксплуатации. В сварочном производстве изделием является правильно сваренное
изделие, узел, конструкция. В изделиях, выполненных сваркой, дефекты
различаются по месту их расположения и по причинам возникновения. Рассмотрим их.
Причины возникновения дефектов – это те, возникновение которых связано с
неправильной подготовкой и сборкой элементов, нарушением режима сварки,
неисправностью оборудования, небрежностью и низкой квалификацией сварщика и
другими нарушениями технологического процесса. К дефектам этой группы
относятся:
·
несоответствие
швов расчетным размерам
·
непровары
·
подрезы
·
прожоги
·
наплывы
·
незаваренные
кратеры.
Дефекты
по причинам их возникновения связаны с явлениями, происходящими в процессе
кристаллизации и формирования самой сварочной ванны и окончательного
формирования шва. Это и трещины в самом шве и в околошовной зоне, шлаковые
включения, поры.
Дефекты
по месту их расположения – это трещины и поры, выходящие на поверхность
металла, непровары, прожоги, подрезы, наплывы – все они относятся к наружным
дефектам и могут быть обнаружены внешним осмотром (см. рис. 6.). К
внутренним дефектам относятся те же трещины, непровары, включения и поры, но
находящиеся внутри шва и не выходящие на поверхность. Их обнаруживают только
методами неразрушающего контроля.
Рис. 6.
Внутренние (А) и наружные (Б) дефекты сварных швов.
1
– непровар; 2 – трещины; 3 – несплавления; 4 – шлак; 5 – поры; 6 – непровар; 7
– подрезы; 8 – трещины; 9 – поры; 10 – наплыв; II – шов неравномерной формы; 12
– прожог; 13 – кратер
Следующая
разновидность дефекта – неравномерность шва. Появляется дефект по причине
неустойчивого режима сварки, неточного направления электрода. Если это
автоматизированная сварка, то причины в колебании напряжения в сети,
проскальзывание проволоки в подающих роликах, протекание жидкого металла в
зазоры, неправильный угол наклона электрода
8. Техника
безопасности при изготовлении котла
Воздух в
рабочих помещениях при очистке металла загрязняется разными частицами пыли.
Наряду с кратковременным отравлением, которое проявляется в виде головокружения,
головной боли, тошноты, рвоты, слабости отравляющие вещества также могут
откладываться в тканях организма человека, тем самым вызывая профессиональные
хронические заболевания.
При
выполнении разметочных работ необходимо соблюдать следующие правила техники
безопасности:
установку
заготовок на плиту и снятие с плиты необходимо выполнять только в:
1.
рукавицах
комбинированных.
2.
заготовки,
приспособления надёжно устанавливать не на краю плиты, а ближе к середине.
3.
перед
установкой заготовок на плиту следует её проверить.
При газовой
сварке возможны взрывы ацетиленового и кислородного баллонов в момент их
открытия, если на штуцере баллона или на клапане редуктора имеется масло, также
возможен пожар в помещение, воспламенение одежды и ожоги у электрогазосварщика
при неосторожном обращении с газовой горелкой, ожоги глаз в случае
неиспользования электрогазосварщиком светофильтров. Поэтому необходимо строго
соблюдать и выполнять правила техники безопасности при выполнении газоэлектросварочных
и других огневых работ.
1.
При
эксплуатации бензорезов следует соблюдать требования инструкции по их
применению.
2.
При
эксплуатации необходимо убрать баллон с бензином, как можно дальше от открытого
огня и попадания прямых солнечных лучей.
3.
Предохранять
кислородные баллоны от толчков и ударов при транспортировке и хранении. Их
транспортировка должна осуществляться на специальных носилках, тележках, рессорных
транспортных средствах и в контейнерах. На рабочих местах баллоны должны
крепиться в вертикальном положении на значительном расстоянии от нагревающихся
приборов, и попадании прямых солнечных лучей. Совместное хранение баллонов с
горючими газами и кислородом не допускается. Особенно следует обращать внимание
на наличие масла или грязи на штуцере вентиля кислородных баллонов.
4.
Сварочный
участок должен быть укомплектован средствами пожаротушения.
Электробезопасность. Поражение электрическим
током происходит при прикосновении с токоведущими частями электропроводки и
сварочной аппаратуры, применяемой для дуговой, контактной и лучевой видов
сварки. Электрический ток, проходящий через тело человека, величиной более
0,05А (при частоте 50 Гц) вызывает в организме человека тяжёлые последствия и
даже смерть (0,1 А). Сопротивление человеческого организма зависит от его состояния
(утомление, влажность кожи, состояние здоровья, присутствие алкоголя) и
меняется в широких пределах от 100 до 20 000 Ом. Электробезопасность
обеспечивается:
a)
Применением
средств индивидуальной и коллективной защиты (работа в сухой и заправленной
одежде, рукавицах, в ботинках без металлических шпилек и гвоздей).
b)
Соблюдением
условий труда (прекращение работы при дожде, снегопаде, при отсутствии укрытий,
а также ремонт электросварочного оборудования и аппаратуры специалистами –
электриками).
c)
При
поражение человека электрическим током, ему необходимо оказать первую
доврачебную медицинскую помощь:
Первая помощь – это комплекс мероприятий, направленных
на восстановление или сохранение жизни и здоровья пострадавшего, осуществляемых
не медицинскими работниками (взаимопомощь) или самим пострадавшим (самопомощь).
Одним из важнейших положений оказания первой помощи является её срочность: чем
быстрее она оказана, тем больше надежды на благоприятный исход. Поэтому такую
помощь своевременно может и должен оказать тот, кто находится рядом с
пострадавшим.
Основными
условиями успеха при оказании первой помощи пострадавшим при несчастных случаях
являются спокойствие, находчивость, быстрота действий, знания и умение
оказывать помощь. Каждый работник предприятия должен уметь оказывать помощь
также квалифицированно, как выполнять свои профессиональные обязанности.
Оказывающий
помощь должен знать:
§
основные
признаки нарушения жизненно важных функций организма человека;
§
общие
принципы оказания первой помощи и её приёмы применительно к характеру
полученного пострадавшим повреждения;
§
основные
способы переноски и эвакуации пострадавших.
Оказывающий
помощь должен уметь:
§
оценивать
состояние пострадавшего и определять, в какой помощи он нуждается в первую очередь;
§
выполнять
искусственное дыхание «изо рта в рот» («изо рта в нос») и закрытый массаж
сердца и оценивать их эффективность;
§
временно
останавливать кровотечение путём наложения жгута, давящей повязки, пальцевого
прижатия сосуда;
§
накладывать
повязку при повреждении (ранении, ожоге, отморожении, ушибе);
§
иммобилизовать
повреждённую часть тела при переломе костей, тяжёлом ушибе, термическом
поражении;
§
оказывать
помощь при тепловом и солнечном ударах, утоплении, остром отравлении, рвоте, бессознательном
состоянии;
§
использовать
подручные средства при переноске, погрузке и транспортировке пострадавших;
§
определять
целесообразность вывоза пострадавшего машиной скорой помощи или попутным
транспортом;
§
пользоваться
аптечкой первой помощи.
Последовательность
оказания первой помощи:
– устранить
воздействие на организм повреждающих факторов, угрожающих жизни и здоровью
пострадавшего (освободить от действия электрического тока, вынести из
заражённой атмосферы, погасить горящую одежду, извлечь из воды и т.д.), оценить
состояние пострадавшего.
– определить
характер и тяжесть травмы, наибольшую угрозу для жизни пострадавшего и последовательность
мероприятий по его спасению.
– выполнить
необходимые мероприятия по спасению пострадавшего в порядке срочности
(восстановить проходимость дыхательных путей, провести искусственное дыхание,
наружный массаж сердца, остановить кровотечение, иммобилизовать место перелома,
наложить повязку).
– поддержать
основные жизненные функции пострадавшего до прибытия медицинского работника.
– вызвать
скорую медицинскую помощь или врача либо принять меры для транспортировки
пострадавшего в ближайшее лечебное учреждение.
Решить вопрос
о целесообразности или бесполезности мероприятий по оживлению пострадавшего и
вынести заключение о его смерти имеет право только врач, поэтому никогда не
следует отказываться от оказания первой медицинской помощи пострадавшему и
считать его мёртвым из-за отсутствия дыхания, сердцебиения, пульса.
Список
литературы
1. Волченко В.Н.
«Контроль качества сварных конструкций». – М.: Машиностроение, 1986.
2. Алешин Н.П.,
Щербинский В.Г. «Контроль качества сварочных работ». – М.: Высшая школа, 1986.
3. Контроль качества
сварных и паяных соединений. Учебное пособие/ С.А. Федоров, МАТИ, М, 1989.