Вступ
Зварюваннямназивається процес отримання не рознімного з'єднання твердих матеріалів шляхомїх місцевого сплавлення чи спільного деформування, в результаті чогоотримуються міцні зв'язки між атомами зварюваних елементів.
Зварювання,термічну різку широко застосовують в усіх галузях промисловості. Це пояснюєтьсяперед усім економією металу. Найбільшої економії досягають при застосуваннізварних з’єднань встик, при цьому економія металу складає біля 20%.
Зменшеннявитрат металу знижує вартість зварюваних деталей і конструкцій. Вартість їхтакож зменшується за рахунок зменшення трудомісткості.
Задопомогою зварювання отримують деталі та конструкції не тільки із сталей, а й зкольорових металів та сплавів (алюміній, мідь, нікель, титан, латунь, бронза іт. п.).
Історіярозвитку зварювання.
Спочаткувикористовувалось кузнечне зварювання – дві деталі нагрівалися у горні таз'єднувалися за допомогою зусилля прикладеного до цих деталей.
Розвиткунинішнього зварювання послугувало відкриття в 1802 році явище зварювальноїдуги. Це відкриття зробив професор Санкт-Петербурзької хіміко-хірургічноїакадемії В.В. Петров. Проводячи досліди він отримав яскравий спалах –зварювальну дугу. В.В. Петров описав явища що відбуваються в ній, а такожвказав на можливість її практичного застосування.
В 1882 році російський вчений М.М. Бенардос винайшов спосіб зварюваннявугільним електродом сутність якого заключається
у слідуючому: зварювальна дуга горить між вугільним електродом та зварюванимметалом, а для утворення зварювального шва необхідно застосовувати присадочнийматеріал. Як джерело електричної енергії використовувалися акумуляторнібатареї.
В1886 році російський інженер М.Г. Славянов винайшов зварювання металевимелектродом, сутність якого полягає у слідуючому: зварювальна дуга горить міжзварюваним металом та плавлячимися металевим електродом, який утворюєзварювальний шов.
Розвитокі промислове застосування зварювання вимагав розробки і виготовлення надійнихджерел живлення, що забезпечують стійке горіння дуги. Таке устаткування – зварювальнийгенератор СМ-1 і зварювальний трансформатор з нормальним магнітним розсіяннямСТ-2 – було виготовлено вперше в 1924 році Ленінградським заводом «Електрик». Утому ж році радянський учений В.П. Никітін розробив принципово нову схемузварювального трансформатора типа СТН. Випуск таких трансформаторів завод«Електрик» почав з 1927 г. У 1928 році учений Д.А. Дульчевськийвинайшов автоматичне зварювання під флюсом. Новий етап в розвитку зварюваннявідноситься до кінця 30-х років, коли колективом інституту електрозварювання АНУРСР під керівництвом академіка Е.О. Патона був розроблений промисловийспосіб автоматичного зварювання під флюсом. Впровадження його у виробництвопочалося з 1940 г. Зварювання під флюсом зіграло величезну роль в рокивійни при виробництві танків, самохідних знарядь і авіабомб. Пізніше буврозроблений спосіб напівавтоматичної зварки під флюсом. В кінці 40-х років отрималопромислове застосування зварювання в захисному газі. Колективами Центральногонауково-дослідного інституту технологій машинобудування і Інституту електрозварюванняімені Е.О. Патона розроблена і в 1952 році упроваджена напівавтоматичназварка у вуглекислому газі. Величезним досягненням зварювальної технікиз'явилася розробка колективом ІЕС в 1949 році електрошлакової зварки, щодозволяє зварювати метали практично будь-якої товщини.
1. Опис матеріалувиробу
Всідеталі обічайки виготовлені зі сталі Вст3пс (конструкційна вуглецева стальзвичайної якості, що поставляється по механічних властивостях і хімічномускладі, напівспокійна) ГОСТ 535–79, ГОСТ 14637–79. З неї виготовляють елементизварних і незварних конструкцій і деталей, що працюють при позитивнихтемпературах. Фасонний і листовий прокат завтовшки до 10 мм для елементівзварних конструкцій, що працюють при змінних навантаженнях в інтервалі від –40до +425 °С. Прокат від 10 до 25 мм – для елементів зварнихконструкцій, що працюють при температурі –40 до +425 °С за умовипостачання із зварюваністю, що гарантується.
Вуглецеві сталі представляютьзначну групу конструкційних матеріалів; вони складають 80% загального об'єму продукціїчорної металургії. Сталі звичайної якостідешеві, мають задовільні механічні властивості у поєднанні з хорошоюзварюваністю.
Дохімічного складу сталі Вст3пс входять:вуглець, кремній, марганець, нікель, сірка, фосфор, хром, мідь, миш'як.
Впливелементів, які входять до хімічного складусталі Вст3пс.
Хром в низковуглецевихсталях міститься в межах до 0,3%, в конструкційних 0,7–3,5%, в хромистих 12–18%,в хромонікелевих 9–35%. При зварюванні хром утворює карбіди хрому, якіпогіршують корозійну стійкість сталі і різко підвищують твердість в зонахтермічного впливу; сприяє утворенню тугоплавких оксидів, що затрудняють процесзварки.
Нікель знаходиться внизьковуглецевих сталях в межах 0,2–0,3%, в конструкційних 1–5%, в легованих 8–35%.Нікель збільшує пластичність і прочність сталі, подрібнює зерна, не погіршуючизварюваності.
Вуглець – одна знайбільш важливих домішок, що визначає міцність, в'язкість, загартовуваність іособливо зварюваність стали. Вміст вуглецю в звичайних конструкційних сталях вмежах до 0,25% не погіршує зварюваності. При вищому вмісті зварюваність сталірізко погіршується, оскільки в зонах термічного впливу утворюються структуригарт, що приводить до тріщин.
Марганець міститьсяв сталі в межах 0,3–0,8%. Процес зварювання марганець не утрудняє. При зварцісередньомарганцовистих сталей (1,8–2,5% Mn) виникає небезпека появи тріщин узв'язку з тим, що марганець сприяє збільшенню загартовуваності сталі.
Кремнійзнаходиться в сталі в межах 0,02–0,3%. Він не викликає затрудненнь призварюванні. У спеціальних сталях при вмісті кремнію 0,8–1,5% умови зваркипогіршуються із-за високої рідкотекучості крем'янистої сталі і утвореннятугоплавких оксидів кремнію.
Сірка шкідливий домішок,вона знижує міцність металу і затрудняє процес зварювання. Знижуєзносостійкість та пластичність металу, а також сприяє утворенню гарячих тріщин.ЇЇ вміст в сталі не повинен перевищувати 0.055%.
Фосфор також являєтьсяшкідливим домішком, сприяє утворенню холодних тріщин. Його вміст в сталі неповинен перевищувати 0.05%.
Взагалісталь Вст3пс володієхорошою зварюваністю у будь-яких просторових положеннях.
Хімічний склад в% матеріала ВСт3пс
C
Si
Mn
Ni
S
P
Cr
Cu
As
0.14 – 0.22
0.05 – 0.17
0.4 – 0.65
до 0.3
до 0.05
до 0.04
до 0.3
до 0.3
до 0.08
Механічні властивості при Т=20oС матеріала ВСт3пс
Сортамент
Розмір
Напр.
σв
σт
δ5
-
мм
-
МПа
МПа
% Прокат гарячекатан. до 20
370–480
245
26 Прокат гарячекатан. 20 – 40
235
25
σв – межакороткочасної міцності,
σт – межапропорційності (межа текучості для залишкової деформації),
δ5 – відноснеподовження при розриві.
2. Порівняння зварювання з іншими видами з'єднань
Зварюванняметалів застосовується у всіх галузях промисловості унаслідок йоготехніко-економічних переваг в порівнянні з іншими видами з'єднання. Перевагизварювання в порівнянні з клепкою, болтовими і іншими способами з'єднаньдеталей наступні: значна економія металу (до 25%); спрощення конструкцій;висока продуктивність і значне зниження вартості продукції (за рахунокзменшення трудомісткості, економії металу і т.і.); можливість виготовленнявиробів складної форми; герметичність та надійність з’єднань; можливістьзастосування при ремонті (швидке і з найменшими затратами відновлення зношеногообладнання). При сучасному розвитку зварювальної техніки зварні конструкціїуспішно замінюють литі і ковані вироби, а також прокатні профілі. Призварюванні в порівнянні з литтям економія металу складає близько 50%. Уприладобудуванні найширше застосовують електродугову і електроконтактнезварювання.
За допомогоюзварювання можна отримувати з'єднання, які володіють міцністю більшою ніж уосновного металу.
Технологічні вимоги до зварювання
Технічніумови на виготовлення зварної конструкції передбачають технічні умови наосновні матеріали і певні вимоги. До основних матеріалів відносять –зварювальні матеріали; вимоги пред'являються до заготовок під зварювання ізбірку, до зварювання і контролю якості зварювання. Як основні матеріали, длявиготовлення зварних конструкцій, що працюють при динамічних навантаженнях,застосовуються вуглецеві звичайної якості і леговані сталі. Всі зварювальніматеріали повинні відповідати вимогам стандартів і сертифікатам якості заводів– постачальників. За відсутності сертифікатів зобов'язані проходити додатковілабораторні випробування на заводі. Вимоги до заготовок під зваркупередбачають, щоб зварювані деталі з листового, фасонного, сортового і іншогопрокату були виправлені перед збіркою під зварювання. Після вальцювання абогнуття деталі не повинні мати тріщин і задирок, надривів, хвилястості і іншихдефектів. Кромки деталей обрізаних на ножицях, не повинні мати тріщин і задирок. Кромкаобріза має бути перпендикулярною поверхні деталі, нахил у випадках, необумовлених на кресленнях, має бути 1:10, але не більше 2 мм. Розміри прихватокмають бути вказані в картах технологічного процесу. Збірка під зварювання маєбути прийнята ОТК. Поверхні деталей і кромки в тих місцях, де має бути зварнийшов зачищаються від іржі і масла. Під зварювання не допускаються деталі зіржею, тріщинами, надривами. Силова підгонка при зварці категоричнозабороняється із-за утворення напружень в металі. Зсув зварюваних кромок івеличина зазорів не повинні перевищувати величини встановлені на основні типи,конструктивні елементи і розміри зварних з'єднань по Гост14771–76, Гост5264–80,Гост14776–79, Гост8713–79. Переріз прихваток допускається до половини перерізузварювального шва. Прихватки зачищають від шлаку і ставлять в місцяхрозташування зварних швів. Розміри прихваток вказують в картах технологічного процесу.До зварки відповідальних складальних одиниць допускаються висококваліфікованіатестовані зварювальники що мають посвідчення, що встановлює їх кваліфікацію.Зварювальне устаткування забезпечують манометрами, амперметрами і вольтметрами.Достаток устаткування перевіряється щодня зварювальником і налагоджувальником.Технологічний процес зварювання повинен передбачати певний порядок накладенняшвів, при якому внутрішні деформація і напруга будуть найменшими в зварнихз'єднаннях. Він повинен забезпечувати максимальну можливість зварювання внижньому положенні. Перед зварюванням перевіряються поверхні деталей в місцяхрозташування зварних швів. Не допускаються сліди грязі, масла, корозії,запалювати дугу на основному металі поза кордонами шва. При зварці увуглекислому газі відповідно до ГОСТ 1477–76 відхилення розмірів поперечногоперерізу зварних швів вказується в кресленнях. В процесі збірки і зварювання зварнихз'єднань на всіх етапах повинен здійснюватися після операційний контроль.Процент контролю параметрів обмовляється технологічним процесом. Перед зваркоюперевіряють правильність збірки, якість і розміри прихваток, чистоту поверхнізварюваних кромок, дотримання геометричних розмірів виробу, відсутністьзадирок, вм'ятин, дефектів. Після зварки здійснюється контроль зварних з'єднаньзовнішнім оглядом Допускаються опуклі і увігнуті кутові шви, у всіх випадках катетомшва вважають катет вписаного в переріз шва рівнобедреного трикутника. Контрольрозмірів зварних швів, крапок і виявлених дефектів проводиться на спеціальномушаблоні або вимірювальним інструментом з ціною ділення 0,1. Виправленнядефектної ділянки зварного шва більше двох разів не допускається.
Вибір способу зварювання.
Вибіртого або іншого способу зварювання залежить від наступних чинників:
— товщиназварюваного матеріалу;
— довжинизварних швів;
— вимогдо якості продукції, що випускається;
— хімічногоскладу металу;
— продуктивності,що передбачається.
— собівартості1 кг металу, що наплавляється.
Середспособів електродугового зварювання найширше застосовуються:
— ручнедугове зварювання;
— напівавтоматичнезварювання в захисних газах;
— автоматичнезварювання в захисних газах і під шаром флюсу.
Найширшеіз цих способів електродугового зварювання застосовується напівавтоматичнезварювання в захисних газах.
Технологічнимиперевагами зварювання в захисних газах є:
— відноснапростота процесу;
— відсутність необхідності вживання флюсів або обмазок, а отже і очищення швіввід шлаку і невикористаного флюсу;
— можливість механізації процесу у всіх просторових положеннях;
— при зварці в інертних газах мінімальна взаємодія металу з киснем і азотом;
— можливість зварювання різних металів;
— можливість регулювання процесу зварювання і спостереження за дугою;
— висока продуктивність процесу.
— високийступінь концентрації джерела тепла, що дозволяє зменшити зону термічного впливуі зменшити короблення виробу.
Собівартість1 кг металу, що наплавляється, при зварюванні у вуглекислому газі завжди нижче,ніж при газовому і ручному дуговому зварюванні.
Томудля зварювання обічайки використовується напівавтоматичне зварювання в СО2.
Режими зварювання
Режимомзварювання називається сукупність характеристик зварювального процесу, щозабезпечують здобуття зварних з'єднань заданих розмірів, форм і якості. При всіхдугових способах зварювання такими характеристиками є наступні параметри: діаметрелектроду, сила зварювального струму напруга на дузі, швидкість переміщенняелектроду уздовж шва, рід струму і полярність. При механізованих способахзварювання додається ще один параметр – швидкість подачі зварювального дроту, апри зварюванні в захисному газі – питома витрата захисного газу. Параметри режиму зваркивпливають на форму, і розміри шва. Тому, щоб отримати, якісний зварний шовзаданих розмірів, необхідно правильно підібрати режими зварювання, виходячи зтовщини і властивостей зварюваного металу, типу з'єднання і його положення впросторі. На форму і розміри шва впливають не лише основні параметри режимузварювання, але також і технологічні чинники, як рід і щільність струму, нахилелектроду і виробу, виліт електроду, конструкційна форма виробу і величиназазору.
Величинизварювального струму, що рекомендуються, залежно від діаметру електродногодротуДіаметр електродного дроту, мм 0,5 0,8 1 1,2 1,6 2 2,5 Рекомендовані межі зварювального струму, А 30–60 50–100 70–120 90–150 140–300 200–500 300–700 Щільність струму, а/мм2 150 100 85 80 70 65 60
Оскількисила зварювального струму встановлюється залежно від вибраного діаметруелектродного дроту то для зварювання обічайки приймаємо 140–300 А.
Іззбільшенням сили зварювального струму збільшується глибина провару іпідвищується продуктивність процесу зварки. Напруга дуги залежить від довжинидуги. Чим довше дуга, тим більше напруги на ній. Із збільшенням напруги дугизбільшується ширина шва і зменшується глибина його провару. Встановлюєтьсянапруга дуги залежно від вибраної сили зварювального струму.
Швидкістьподачі електродного дроту підбирають з таким расчётом, щоб забезпечувалосястійке горіння дуги при вибраній напрузі на ній. Вилітом електроду називаєтьсядовжина відрізку електроду між його кінцем і виходом його з мундштука. Величинавильоту робить великий вплив на стійкість процесу зварювання і якості зварногошва. Із збільшенням вильоту погіршується стійкість горіння дуги і формуванняшва, а також збільшується розбризкування. При зварюванні з дуже малим вильотомважко спостерігати за процесом зварювання і часто підгорає контактнийнаконечник. Величину вильоту рекомендується вибирати залежно від діаметру електродногодроту.
Рекомендованізначення вильоту електродного дротуДіаметр електродного дроту, мм 0,8 1 1,2 1,6 2 2,5 Виліт електрода, мм 6 – 12 7 -13 8 -15 13–20 15–25 15–30
Окрімвильоту електроду, необхідно витримувати відстань від сопла пальника до виробу,оскільки із збільшенням цієї відстані можливе попадання кисню і азоту повітря внаплавлений метал і утворення пор у шві. Величину відстані від сопла пальникадо виробу слід витримувати в приведених значеннях.
Рекомендованівідстані від сопла пальника до виробуДіаметр електродного дроту, мм 0,5–0,8; 1,0–1,2; 1,6–2,0; 2,5–3,0; Відстані від сопла пальника до виробу 5–15 8–18 15–25 20–40
Призварюванні у вуглекислому газі зазвичай застосовують постійний струм зворотноїполярності, оскільки зварювання струмом прямої полярності приводить донестійкого горіння дуги. Змінний струм можна застосовувати лише з осцилятором,проте в більшості випадків рекомендується застосовувати постійний струм.
Витратувуглекислого газу визначають залежно від сили струму, швидкості зварювання,типу з'єднання і вильоту електрода. В середньому газу витрачається від 5 до 20 л/мін.Нахил електроду щодо шва робить великий вплив на глибину провару і якість шва. Залежновід кута нахилу зварювання можна проводити кутом назад і кутом вперёд. Призварюванні кутом назад в межах 5 – 10° покращується видимість зони зварювання,підвищується глибина провару і наплавлений метал виходить більш щільним. Призварюванні кутом вперёд важче спостерігати за формуванням шва, але кращеспостерігати за зварюваними кромками і направляти електрод точно по зазорах.Ширина валу при цьому зростає, а глибина провару зменшується. Цей спосібрекомендується застосовувати при зварці тонкого металу де існує небезпекапрожога. Швидкість зварювання встановлюється самим зварювальником залежно відтовщини металу і необхідної площі поперечного перерізу шва. При дуже великійшвидкості зварювання кінець електроду може вийти з-під зони захисту газом іокислюватися на повітрі.
Вибір зварювальних матеріалів
Длявиготовлення конструкції обічайки застосовують сталь марки Вст3пс. Виходячи зцього при зварюванні у вуглекислому газі низьковуглецевих сталей необхіднозастосовувати кремній-марганцовисті марки дроту.
Длязварювання обічайки використовують зварювальний дріт Св08Г2С.Зварювальнийдріт забезпечує набуття хороших механічних властивостей металу шва у поєднанніз основним металом. Зварні шви виходять хорошої якості з відсутністю холодних ігарячих тріщин. Хімічний склад металу шва вищий, ніжхімічний складосновного металу, що дозволяє отримати зварні шви хорошої якості і корозійноїстійкості.
Якзахисний газ використовують вуглекислий газ. Захисний газ дозволяє захиститизварювальну ванну від дії навколишнього повітря. В повітрі містяться шкідливігази: азот, водень, кисень. За наявності цих газів в металі шва вони погіршуютьмеханічні і технологічні властивості шва.
Вибір зварювального устаткування
Длязварювання обичайки використовуваний зварювальний напівавтомат А-547У. Вінпризначений для зварювання у вуглекислому газі плавким електродом. Напівавтоматскладається з:
— джерела живлення;
— механізму подачі електродного дроту;
— шафи управління.
Механізмомподачі є циліндричний редуктор, що передає обертання від електродвигунапостійного струму з регульованим числом обертів до подаючих роликів. Механізм подачі має дві париподаючих і притискних роликів. Для розширення діапазону швидкостей подачіредуктор має дві шестерні, які можна міняти місцями.
Технічна характеристика напівавтомата А-547У:
– діаметрзварювального дроту, мм 0,8–1,6
— номінальний зварювальний струм, А 300
— межа регулювання, А 60–300
— швидкість подачі зварювального дроту, м/ч 150–420
— тип джерела живлення ВС-300
Технічна характеристика джерела живлення ВС-300:
– номінальнанапруга мережі, В 380
— межі регулювання робочої напруги, В:
нажорстких зовнішніх характеристиках
нападаючих зовнішніх характеристиках 22–46
— номінальний струм, А 300
— напруга холостого ходу, В 25–40
— межі регулювання зварювального струму:
нажорстких зовнішніх характеристиках 60–300
нападаючих зовнішніх характеристиках 30–300
— потужність квт 17
— коефіцієнт корисної дії% 70
– габаритнірозміри, мм 560*720*9
Вибір пристосування для збирання та зварювання
Привиборіпристосування для збирання та зварювання необхідно враховуватите, що ці пристосування повинні забезпечувати наступне: – зменшеннятрудомісткості робіт, підвищення продуктивності;
— підвищенняточності робіт, поліпшення якості продукції;
Пристосуванняповинні задовольняти наступним вимогам:
— забезпечуватинайвигіднійший порядок збірки;
— маютьбути жорсткими і міцними, для точного закріплення деталей;
— забезпечитидоступність до місць установки деталей;
— забезпечитиположення деталей, при яких буде найменше число поворотів;
— забезпечитивільний доступ при перевірці виробу;
— забезпечитибезпечне виконання збірно-зварних робіт.
Використанняспеціального пристосування для збирання та зварювання дозволяє точно зібрати іприхватити деталі в конструкцію. В результаті розробки пристосування для збірки та зварювання буловирішено використати слідуюче:
1.Розпірка (швелер №10 l = 2200 мм – 4 шт.)
Даноїкількості елементів вистачає для забезпечення вище перерахованих вимог допристосувань для збірки та зварювання. Для дугового зварювання використовуєтьсякомплект інструментів №2. У нього входять молоток 7850–0117 ГОСТ 2310–77,напилок 2820–028 ГОСТ 1465–80, плоскогубці ГОСТ 7236–93 скребок для зачисткиграта, бриг металу 524.0895–43413, щітка металева та крейда ГОСТ 17498–72, апри слюсарних роботах для зварювальних операцій використовується комплектінструменту №7.
Методи боротьби з деформаціями та напруженнями при зварюванні
Раціональнеконструювання зварних вузлів. Робочі креслення зварних конструкцій слідрозробляти з врахуванням заходів щодо зменшення зварювальної напруги ідеформацій. Для цього зварні з'єднання конструюють так, щоб об'єм наплавленогометалу був мінімальним. Наприклад при товщині металу більше 12 мм слідзастосовувати Х- і К-подібну підготовку кромок. З цією ж метою замінюютьпереривисті з'єднання на суцільні шви меншого перетину. Виконують стикові швипри мінімальному куті розкриття шва і мінімальному зазорі. Уникають різкихпереходів перетинів а також застосовують переважно стикові з'єднання і недопускають концентрації і перехрещення зварних швів.
Технологіязбірки і зварювання. Порядок збірки під зварювання, спосіб зварки, режимизварки і послідовність накладення шва по його довжині і перетину роблятьзначний вплив на величину деформацій і напружень при зварюванні. Щоб зменшитизалишкові деформації і напруження конструкцій і виробів при збірці поможливості не допускають скріплення вузлів і деталей прихватками, які створюютьжорстке закріплення. Для забезпечення рухливого достатку закріплених деталейвикористовують клинові центровочні і інші складальні пристосування. Наутворення залишкових деформацій і напружень значний вплив робить спосіб зварки.На величину і характер напружень і остаточних деформацій впливає погоннаенергія зварювання і режим зварювання. Збільшення площі поперечного перерізушва, як правило, сприяє зростанню деформацій. Величина залишкових деформацій інапружень залежить і від порядку накладення швів. Наприклад, при зварюваннілистових конструкцій спочатку виконують поперечні шви окремих поясів, а потімсполучають пояси між собою.
Урівноваженнядеформацій. Суть цього способу полягає в тому, що встановлюють визначенупослідовність накладення швів, при якій деформації від попередніх швівзнижуються при виконанні подальших швів. Цей спосіб широко застосовують призварюванні стержньових конструкцій або деталей симетричного перетину. Зворотнідеформації. Перед зварюванням конструкції або елементу для зменшення залишковоїдеформації штучно створюють деформацію, зворотну по знаку по відношенню дотієї, яка може виникнути при зварці.
Жорстке закріплення. Закріплення забезпечує зменшення зварювальних деформаційв порівнянні із зварюванням в незакріпленому стані, якщо зона нагріву дотемператур вище 600° С не перевищує 0.15 ширини зварюваного елементу. Якщо зонанагріву буде більше 0,15 ширини зварюваного елементу, то жорстке закріплення незменшує деформацій, а навпаки, може збільшити їх в порівнянні із зварюванням унезакріпленому стані.
Проковуванняшвів. Проковування сприяє зниженню напруги і деформацій. При виконанні проковкинеобхідно дотримуватися наступних умов:
прибагатошаровому зварюванні проковування виконувати пошарово а перший і останнійшар не проковувати;
проковуванняслід виконувати на ділянці шва завдовжки 150 – 200 мм відразу ж післязварювання або після підігрівання його до 150–200 °С;
призварюванні металу товщиною більше 16 мм необхідно проковувати і метал біляшва.
Спільнийвідпал зварного виробу. Відпал застосовується для сталей, що мають схильністьдо утворення загартованих зон поблизу зварного шва (особливо при великійтовщині зварюваного металу), і для конструкцій, що працюють при знакопереміннихнавантаженнях.
Механічнаправка конструкції після зварювання. Правку виконують прикладанням ударних абостатичних навантаженнь при холодному або нагрітому металі.
Термічнаправка конструкцій і виробів після зварювання. Правка виконується наплавленнямвалів із зворотного боку шва або місцевим нагрівом в особливому для кожноїконструкції порядку. Для здобуття зварних конструкцій заданих проектнихрозмірів необхідно давати припуски на усадку зварних швів. На один поперечнийстиковой шов прокату або листа завтовшки 8–16 мм припуск повинен складатиблизько 1 мм.
Унашому випадку зона нагріву до температур вище 600° С не перевищує 0.15 ширинизварюваних елементів тому ми застосовуємо жорстке закріплення. Після виконаннязварювання і зняття пристосувань за рахунок залишкових напружень у швахобічайка прийме еліпсоподібну форму. Цей процес неможливо попередити. Томупотрібно застосувати термічну правку конструкції.
3. Контроль якості зварних з'єднань
Ретельнийконтроль і прийомка деталей і готових виробів проводять на всіх стадіяхвиробництва зварних конструкцій. На всіх стадіях обробки перевіряють:
– дотриманнязовнішнього вигляду і форми складених деталей зварної конструкції, відповіднодо техпроцесу креслення і технічних умов (якість оброблення кромок, зачисткапісля газового різання);
– відсутністьзовнішніх дефектів металу (раковин, розшарувань);
– відповідністьметалу кресленню на підставі сертифікату і лабораторних досліджень.
Післязбірки зварної конструкції перевіряють:
– відсутністьокалини, масла, чистоту металу в місці накладення швів;
– відповідністьосновних розмірів кресленням, дотримання допусків;
– правильністьпідготовки металу під зварні шви, зазори.
Призварюванні тобто в процесі зварювання перевіряють:
— відповідністьрежимів зварювання до техпроцесу;
— зачисткапопередніх шарів шва перед накладенням подальшого;
— порядокнакладення швів за техпроцесом;
— відповідністьшвів і марки зварювального дроту кресленням.
Методконтролю призначає технолог при розробці технології. Для виготовлення зварноїконструкції обічайки призначаємо зовнішній метод контролю. Зовнішній оглядздійснюється по всій протяжності з двох сторін, у всіх доступних місцях. Зварнішви повинні мати плавні переходи до основного металу, а також поверхні безнапливів.
Якщопри зовнішньому огляді виявлені напливи швів, кратери, ділянки з тріщинами іпорами, з розмірами і кількістю вище величин, що допускаються, то їх вирубують,виплавляють з подальшою заваркою.
Обічайкаконструкція відповідальна тому зварювання повинен виконувати дипломованийзварник не нижче 3-го розряду.
Якістьзварювання перевірити зовнішнім оглядом катет шва 8 мм. Контроль майстром –15%, зварювальником -100%.
4. Організація робочого місця та інструмент зварювальника
Місцяпроведення зварювальних робіт розділяють на постійні і тимчасові. Постійні(стаціонарні) місця призначені для робіт, які виконуються в спеціальнообладнаних цехах, майстернях і так далі. Встановлюють зварювальний апарат взахищеному від атмосферних дій, добре провітрюваному приміщенні площею не менше3 м2. Краще всього, якщо підлога із бетонну, а стіни приміщенняне повинні відображати зварювальні відблиски, що може представляти небезпекудля очей. У ідеалі робоче місце зварювальника повинне розташовуватися вспеціальній кабіні.
Такеробоче місце може бути обладнане для зварювання малогабаритних предметів.Каркас кабіни можна зробити з металу, а стіни – з різних вогнестійкихматеріалів. Дверний отвір кабіни закривають брезентовою завісою, підвішеною накільцях. У кабіні встановлюють джерело зварювального струму металевий стіл згратами і витяжною парасолькою, стілець з підіймальним гвинтовим сидінням,стелажі для зварювального дроту, електродів і інших необхідних інструментів іматеріалів. Якщо зварювання виконується в захисному газі, то має бутипередбачене місце для балонів. Правильна організація робочого місця – передумоваякісного зварювання і високої продуктивності праці. Зварювальні роботи напостійних зварювальних постах слід виконувати лише за наявності працюючоївентиляції. В процесі роботи слід застосовувати пересувні воздуховідсоси.
Тимчасові робочі місця зварювальника застосовують для робіт, які виконуютьсябезпосередньо на устаткуванні або установках, які неможливо перемістити дозварювального поста. Такі місця повинні бути відгороджені вогнестійкимиширмами, щитами і забезпечені засобами первинного пожежогасіння івогнегасниками. Тип ємкість і кількість вогнегасників визначають залежно від їхпродуктивності, площі дії, класу приміщення і так далі. Окрім вогнегасникаробоче місце зварювальника обладнується ящиком з піском, відром і іншими засобамипожежогасіння.
Зварювальнийпост комплектується джерелом живлення, електродотримачем, зварювальними дротаминеобхідної довжини, затисками для струмопровідного дроту, зварювальним щиткоміз захисними світлофільтрами. При необхідності робоче місце може бути обладнанезасобами малої механізації, що полегшить не лише зварювання але інавантажувально-розвантажувальні роботи. У будь-якому випадку не можна забуватипро засоби протипожежного захисту, оскільки зварювання є пожежонебезпечноюроботою. Не слід захаращувати робоче місце непотрібними речами і устаткуванням,оскільки це не лише заважатиме роботі, але і представлятиме небезпеку.
Привиконанні зварювальних робіт в монтажних умовах на відкритому повітрі робочемісце зварювальника і устаткування обов'язково має бути захищене відатмосферних дій. Для цих цілей застосовують намети, навіси або переносні тентиі так далі. Застосування зварювального устаткування на монтажних майданчикахстворює ряд труднощів по його зберіганню. Кожного разу після закінчення роботипотрібно переміщати апарат до місця зберігання. Краще всього, якщо зварювальнийапарат міститься закритому приміщенні, а до робочого місця протягують лишезварювальні кабелі. Якщо це неможливо, то краще всього зварювальний апаратвстановити на пересувний візок, що значно полегшить його транспортування.
Робочийінструмент зварювальника повинен комплектуватися, зважаючи на специфіку роботи.Але існує певний перелік інструменту без якого обійтися неможливо. Коженелектрозварник повинен мати захисний щиток або маску, рукавиці, молоток, зубилоабо крейцмейсель для відбиття шлаку, сталеву щітку. Зварювальник що працює з неплавячимсяелектродом, повинен мати набір заточених вольфрамових електродів, комплектгайкових ключів, пасатижі або кусачки. На стаціонарному робочому місціінструмент зберігається в спеціальному ящику, а для роботи на монтажномумайданчику у зварювальника має бути спеціальна сумка призначена для зберіганняінструменту. Це може бути один з портативних ящиків для інструменту,виготовленням яких займаються багато фірм. Правильно підібраний і справнийінструмент економить час і сприяє продуктивній праці.
5. Техніка безпеки іохорона праці
Донебезпечних і шкідливих виробничих чинників при зварюванні відносять:
— забрудненістьі запилена повітря робочої зони;
— небезпечнийрівень напруги в електричній мережі;
— підвищенатемпература дуги;
— потужнеультрафіолетове і світлове випромінювання дуги;
— іскриі бризки;
— надлишковийтиск газів, в балонах.
Длявиключення впливу шкідливих чинників на здоров'я людини необхідно дотримуватисяпевних вимог. Для захисту від ураження електричним струмом корпус будь-якоїзварювальної установки заземляють. Елементи зварювального ланцюга мають бутисполучені сполучними муфтами. Заборонено сполучати зварювальні ланцюгискручуваннями з оголеним кабелем. Як зворотний дріт, що сполучає зварюванівироби з джерелом зварювального струму, служать металеві шини, самаконструкція. Особливо забороняється використовувати як зворотний дрітконструкцій будівлі. Електрозварювальні установки, що працюють на постійному ізмінному струмі мають бути забезпечені пристроями автоматичного відключення.Захист робочих полягає в забезпеченні засобами індивідуального захисту:спецвзуттям, спецодягом, засобоми захисту органів дихання, голови, очей. Длязахисту від снігу, холоду, вологи зварювальників забезпечують підстилками інаколінниками. Для захисту очей від бризок, іскр, часток шлаку зварникзабезпечується наголівними і ручними щитками.
Длязапобігання пожежо-вибухонебезпеки цехи і ділянки забезпечуються вогнегасникамиі іншими засобами гасіння, кількість яких визначається у відповідності дотипових правил. Всі місця для зварювальних робіт і установки устаткуванняочищаються від легкозаймистих матеріалів. Якщо ж зварювальні роботи проводятьсяпоза виробничого приміщення, то лише з дозволу заводської пожежної охорони.Зварювання свіжопофарбованих конструкцій, посудин, трубопроводів проводитизаборонено. Вентилі газових балонів, редуктори, різаки і пальники требаоберігати від масла.
Газовізварювальні шланги перевіряються на герметичність. Гази, які використовуютьсяпри зварюванні містять в балонах ємкістю 40 літрів. Перевезення, переміщення ітранспортування виконується по спеціальних правилах. Балони проходять перевірку1 раз в 5 років, на заводах-виробниках або спеціальних станціях. Якщо в балонавитік термін періодичного огляду, колір і написи не відповідають правилам, товикористовувати його не можна. Також забороняється зберігати балони з киснем ігорючим газом в одному приміщенні. Спільне перевезення балонів з киснем іацетиленом – забороняється. Також не можна кидати балони, катати по цеху, переносити.
Длязапобігання загазованості необхідно застосовувати місцеві витяжки повітря.
Забороненозахаращувати робоче місце непотрібними речами і устаткуванням, оскільки це нелише заважатиме роботі, але і представлятиме небезпеку.
Списоквикористаноїлітератури
1. Блинов А.Н., Лялин К.В. Сварныеконструкции. – М.: Стройиздат, 1990. – 350 с.
2. Верховенко Л.В., Тунин А.Н. Справочниксварщика. – М.: Высшая школа, 1990.-497 с.
3. Козвяков А.Ф., Морозова Л.Л. Охранатруда в машиностроении. – М.:
Машиностроение, 1990. –255 с.
4. Потапьевский А.Г. Сваркав защитных газах плавящимся электродом. – М.:
Машиностроение, 1970. – 385 с.
5. Куликов В.П. Технологиясварки плавлением. – М.: Могилев 1998.256 с., ил.
6. Куликов В.П. Технологиясварки плавлением. – М.: «Дизайн Про» Минск, 2000.-256 с., ил.