Курсовая работа: Технология и оборудование сварочных работ

Для сварки вручную проволока рубится на стержни длинной 350-400 мм.

Плавящиеся электродные пластины применяют при электрошлаковой сварке. Это позволяет увеличить производительность процесса.

При ручной дуговой сварке плавящимся электродом сварка производится металлическим электродным стержнем, на поверхность которого путем окунания в жидкую массу или путем опрессовки под давлением наносится специальное электродное покрытие определенного состава и толщины. Электродный стержень с нанесенным на его поверхность слоем покрытия называют электродом.

По назначению металлические электроды для ручной дуговой сварки сталей и наплавки поверхностных слоев с особыми свойствами, изготовляемые способом опрессовки, подразделяются (ГОСТ 9466--75):

-для сварки углеродистых и низколегированных сталей с временным сопротивлением разрыву до 60 кгс/мм2 (600 МПа), с условным обозначением - У;

-для сварки легированных сталей с временным сопротивлением разрыву свыше 60 кгс/мм2 (600 МПа) -- Л;

-для сварки легированных теплоустойчивых сталей - Т;

-для сварки высоколегированных сталей с особыми свойствами -- В;

-для наплавки поверхностных слоев с особыми свойствами -- Н.

По толщине покрытия электроды подразделяются на электроды с тонким, средним, толстым и особо толстым покрытиями. ГОСТ 9466--75 предусматривает также три группы электродов -- 1, 2, 3, характеризующиеся требованиями к качеству (точности) изготовления электродов, состоянием поверхности покрытия, а также содержанием серы и фосфора в наплавленном металле.

По виду покрытия электроды подразделяются:

с кислым покрытием А, с основным покрытием -- Б, с целлюлозным покрытием -- Ц, с рутиловым покрытием -- Р, с покрытием смешанного вида -- с двойным обозначением, с прочими видами покрытий -- П. Электродные покрытия состоят из шлакообразующих, газообразующих, раскисляющих, легирующих, стабилизирующих и связующих (клеящих) компонентов.

В зависимости от того, в каком пространственном положении выполняется сварка, электроды подразделяются:

для сварки во всех положениях с условным обозначением 1;

для сварки во всех положениях, кроме вертикального сверху вниз,-- 2; для положений нижнего, горизонтального на вертикальной плоскости и вертикального снизу вверх 3; для нижнего и нижнего «в лодочку» -- 4.

Электроды подразделяются по роду и полярности тока, а также по номинальному напряжению холостого хода источника питания сварочной дуги переменного тока.

Подразделение электродов по типам выполнено в ГОСТ 9467-75, 10051-75 и 10052-75. По ГОСТ 9467-75 предусмотрено 9 типов электродов для сварки углеродистых и низколегированных сталей (Э38, Э42, Э42А, Э46, Э46А, 350, Э50А, Э55 и Э60), 5 типов электродов для сварки легированных сталей повышенной и высокой прочности (ЭТО, Э85, Э100, Э125 и Э150) и 9 типов электродов для сварки легированных теплоустойчивых сталей (Э-09М, Э-09МХ, Э-09Х1М, Э-05Х2М, Э-09Х2М1, Э-09Х1МФ, Э-10Х1М1НФБ, Э-10ХЗМ1БФ, Э-10Х5МФ). Обозначают электроды для сварки углеродистых и легированных сталей по ГОСТ 9466--75. Например, электроды типа Э46А по ГОСТ 9467--75 марки УОНИ-13/45 диаметром 3,0 мм для сварки углеродистых и низколегированных сталей обозначаются так:

Э46А-УОНИ-13/45-3,0)-УД2

Е43 2(5)-Б10 Г0СТ 9466-75

ГОСТ 9467-75,

где Э -- электрод для дуговой сварки; 46 -- минимальное гарантируемое временное сопротивление разрыву, обусловленное ГОСТ 9467--75; А -- улучшенный тип электродов; буква У обозначает, что электроды предназначены для сварки углеродистых и низколегированных конструкционных сталей с временным сопротивлением разрыву до 60 кгс/мм2 (600 МПа); Д -- толщина покрытия; 2 -- вторая группа. В знаменателе цифры 43 2 (5) указывают характеристики наплавленного металла и металла шва; буква Б обозначает основной тип покрытия; 1 -- пространственное положение, в котором может выполняться сварка, О -- постоянный ток обратной полярности. Для электродов, применяемых для сварки углеродистых и низколегированных сталей с временным сопротивлением разрыву до 60 кгс/мм2 (600 МПа), после буквы Е тире не ставится. Для сварки высоколегированных сталей с особыми свойствами электроды согласно ГОСТ 10052--75 классифицируются по химическому составу наплавленного металла и его механическим свойствам. ГОСТ 10052--75 предусматривает 49 типов электродов. Обозначения типов электродов состоят из индекса Э и следующих за ним цифр и букв. Две цифры, стоящие после индекса, указывают среднее содержание углерода в наплавленном металле в сотых долях процента. Химические элементы, содержащиеся в наплавленном металле, обозначены следующими буквами: А -- азот, Б -- ниобий, В -- вольфрам, Г - марганец Д -- медь, М -- молибден, Н -- никель., С -- кремний, Т -- титан, Ф -- ванадий, X -- хром. Цифры, следующие за буквенными обозначениями химических элементов, указывают среднее содержание элемента в процентах. После буквенного обозначения элементов, среднее содержание которых в наплавленном металле составляет менее 1,5% цифры не проставляются.

Электроды для дуговой наплавки регламентируются ГОСТ 10051--75 (типы электродов, которые характеризуются химическим составом наплавленного металла и его твердостью).

Основными требованиями для всех типов электродов являются: обеспечение стабильного горения дуги и хорошего формирования шва; получение металла сварного шва заданного химического состава; спокойное и равномерное расплавление электродного стержня и покрытия; минимальное разбрызгивание электродного металла и высокая производительность сварки; легкая отделимость шлака и достаточная прочность покрытий; сохранение физико-химических и технологических свойств электродов в течение определенного промежутка времени; минимальная токсичность при изготовлении и при сварке.

В количество марок штучных плавящихся электродов, применяемых для сварочных и наплавочных работ, составляет несколько сот. Примерно такое же количество марок электродов применяется и в других странах. Из этого количества марок около десяти являются широко применяемыми для изготовления конструкций из обычных сталей, составляющих по объему производства - 90%. Другие марки, используемые отдельными небольшими или средними партиями, применяются для специфических сварочных и наплавочных работ. К ним относятся электроды для сварки среднелегированных и особенно высоколегированных сталей, обеспечивающих получение специальных физических свойств металла швов, электроды для сварки различных цветных металлов и сплавов, наплавочные и др. Именно эта группа электродов по мере развития производства сварных конструкций подвергается наиболее интенсивным исследованиям, так как находит чрезвычайно разнообразное применение. Ряд марок со временем теряет свою актуальность, разрабатываются и применяются новые марки, как заменяющие старые, так и решающие новые задачи.

Многие сварочные материалы разрабатываются и изготовляются самими потребителями. Хотя их общее использование в сварочном производстве количественно невелико, влияние их правильного выбора на качество и эксплуатационные характеристики различных сварных конструкций может быть решающим. Поэтому процесс разработки новых сварочных материалов чрезвычайно важен, и многие работники сварочного производства, работающие в различных научно-исследовательских учреждениях, заводских лабораториях и других организациях, связаны с их созданием и производством.

Разработка новых сварочных материалов в основном базируется на проведении экспериментальных исследований, иногда очень трудоемких и дорогих. Это определяется наличием весьма разнообразных факторов, которые необходимо учитывать при разработке новых материалов: стоимость материалов, технологичность их изготовлении и применения, обеспечение определенных заданных свойств сварных или паяных соединений при различных способах изготовления конструкций, дефицитность исходных материалов, особенности их поставки и ряд других.

4.  Технологическая часть

Основные этапы сварочных работ

При проведении сварочных работ и изготовлении сварных конструкций необходимо соблюдать ряд требований, которые к ним предъявляются. Основным в этом деле требованием является точное соответствие сварной конструкции эксплуатационному предназначению.

Сварная конструкция должна быть очень прочной и надежной, жесткой, но при всех затратах труда и материалов она должна быть экономичной.

Всего каждой конструкции предстоит пройти несколько этапов.

Это процесс сборки и предшествующие ему составление проекта и изготовление. На этапе составления проекта необходимо рассмотреть все варианты, в которых возможно скомпоновать схемы будущего изделия, а также выбрать методы, которыми будет изготовлено изделие, а затем смонтировано.

Готовое изделие или конструкция должна быть устойчивой и долговечной, - именно такие требования предъявляются к ней по параметрам наработки.

Кроме того, изделию должна быть свойственна ремонтопригодность и высокая технологичность.

Под технологичностью подразумевают возможность производства каждого составляющего элемента конструкции или непосредственно ее с помощью самого высокопроизводительного оборудования, а также при минимальных затратах труда.

К примеру, можно использовать штамповку деталей, а не кислородную вырезку.

Самые маленькие или отдельные готовые составляющие элементы сварных конструкций называются сварными узлами. Они представляют собой скрепленные между собой несколько деталей посредством сварочного процесса.

При сварочных работах с использованием электрозаклепок возможны саморазрушения сварных конструкций за счет образования высоких внутренних напряжений.

Поэтому не рекомендуется прибегать к нахлесточной сварке при работе с очень большими отверстиями или с теми, которые имеют диаметр меньше, чем 30 миллиметров.

Сварочным производством называют совокупность нескольких технологических операций, в результате которых получаются готовые сварные конструкции или их составляющие части.

В процесс сварочного производства входят работы по заготовке, сборке, сварке, отделке. Дополнительными операциями считаются вспомогательные и контрольно-проверочные работы.

Каждый комплекс перечисленных работ состоит в свою очередь из определенного набора мероприятий.

Заготовительный этап.

Остановимся подробнее на комплексе заготовительных работ в сварочном производстве.

Заготовительные работы представляют собой процесс, в котором производятся заготовки для будущих сварных деталей либо деталей, которые будут использованы в сварных узлах.

Сюда же входят процессы рубки и механической резки. Для осуществления резки используется плазменно-дуговой метод либо кислородно-машинная технология, - в зависимости от сложности сварного изделия.

Если необходимо сделать отверстия в изделиях, гибку, то используют механические прессовочные аппараты и гибочные станки. Заготовки, нуждающиеся в правке, а также листы и полоски для будущих заготовок, которые необходимо исправить, укладываются на механические или гидравлические прессы.

При производстве заготовок на них образуются заусенцы, места ржавчины и проявляются окалины. Таких дефектных участков, естественно, на заготовке быть не должно.

Поэтому производят процесс зачистки, для чего используют галтовочные барабанные установки, дробеочистительные установки. Иногда при невозможности произвести эти операции автоматизированным путем, мастера все делают вручную.

Иногда заготовки могут отправляться на точение, высверливание либо строгание.

Это делается в тех случаях, когда предусмотрено чертежом или эскизом будущего изделия.

Подготовительный этап.

Перед тем, как приступить к началу сварочного процесса, мастеру необходимо провести ряд подготовительных мероприятий, при которых убедиться, что оборудование готово к работе.

Сварочное оборудование необходимо очистить от пыли и мусора, произвести проверку на исправность всех элементов нагрева и контроля температуры.

Сварщик также должен убедиться в том, что в исправном состоянии находятся амперметры и вольтметры.

Для того, чтобы зафиксировать результаты, полученные в ходе проверки, ведется специальный журнал учета.

Для того, чтобы произвести сварочные работы, потребуется не только сам сварочный аппарат.

Необходимо, чтобы у сварщика было дополнительное сопутствующее оборудование.

К ним относятся механизмы и аппараты, которыми удерживаются изделия, перемещаются и т.д.. общими словами можно обозначить эти

приспособления по таким группам: технологические, приспособления, необходимые для облегчения кантования и укладки сварных

конструкций, механизмы, предназначенные для уборки на участке сварки.

В некоторых сварочных цехах особо крупного размера всегда присутствует транспортное оборудование с грузоподъемностью, выбранной в зависимости от условия производства.

Сварка и сборка.

Последним этапом сварочных работ является непосредственно сварка и сборка изделия, производится сборка узлов, и накладываются сварные швы на места соединения.

Режимы сварочных работ

Выбор режима сварки

Все параметры режима сварки можно разделить на основные и дополнительные. Основные параметры- это величина и полярность тока, диаметр электрода, напряжение на дуге, скорость сварки. Дополнительные параметры - состав и толщина покрытия электрода, положение электрода и положение изделия.

Сварочный ток. Увеличение его вызывает (при одинаковой скорости сварки) рост глубины проплавления (провара), что объясняется изменением погонной энергии (теплоты, приходящейся на единицу длины шва) и частично изменением давления, оказываемого столбом дуги на поверхность сварочной ванны

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.

Однако при чрезмерном для данного диаметра электрода токе электрод быстро нагревается выше допустимого предела, что приводит к снижению качества шва и повышенному разбрызгиванию.

Для сварки Траверсы 4т можно выбрать электрод марки ОК-46, так как он хорошо подходит для сварки ответственных конструкций, даметр электрода 4мм(выбан в соответствии с таблицей выбора диаметра электрода, по толщине свариваемой стали)

Силу сварочной дуги расчитываем по формуле I = 1мм Dэ * 30-50А, таким образом находим что сварочный ток должен быть от 120 до200А.

Ток может быть как переменный так и постоянный, в данном случае используется постоянный ток прямой полярности.

Сварка производится в нижнем положении для большего удобства.

Предварительный подогрев не требуется.

сварка траверса присадочный электродуговой

5.  Сварочное оборудование

Общие сведения о сварочном оборудовании

Всего известно несколько разновидностей аппаратов для сварки.

Это инверторные, трансформаторные и сварочные, которые являются полуавтоматами.

Самыми простейшими считаются трансформаторные аппараты, они же и более доступны по цене.

Инверторные аппараты – самые современные и высокопроизводительные.

Они имеют сложную конструкцию и дорого стоят.

Но сложнее их по конструкции полуавтоматы для сварки, а следовательно, самые дорогостоящие.

В полуавтоматах сварочных не применяются электроды, их заменила проволока, по которой подается газ для сварки, что и является главным их отличием от всех других типов аппаратов.

У каждого сварочного аппарата обязательно есть характеристики, которые определяют целесообразность его использования на том или ином объекте.

Этими характеристиками являются длительность всего рабочего цикла и максимально возможный ток сварки.

Продолжительность цикла выражается в процентном измерении и обозначает тот промежуток времени, в течение которого будет поддерживаться максимально возможный ток.

Оборудование следует выбирать, строго учитывая особенности производства, чтобы производительность аппарата соответствовала длительности всего рабочего цикла.

Преобразователем напряжения называют главный составляющий элемент, который присутствует в устройстве сварочных аппаратов.

Его необходимость обусловлена тем, что сетевое напряжении должно понижаться, а повышаться впоследствии при выходе.

Преобразователи могут различаться по функциональности: многие из них оснащены функцией форсирования дуги», «горячего старта».

Также обратить внимание стоит на характеристики напряжения и силы тока, напряжение, которое присутствует в холостом ходе.

Именно от последнего параметра зависит то, насколько легким будет старт аппарата.

Полуавтоматы

Полуавтоматы для сварки представляют собой аппараты, в которых подача тока осуществляется автоматически по проволоке.

От источника питания исходит постоянное напряжение, а колебания величины тока возможны в очень большом диапазоне.

Вместо электрода применяется проволока со сплошным сечением.

Ее подачу осуществляет специальный элемент, по которому обычно определяется класс сварочного аппарата в целом.

Для отечественных аппаратов характерно использование проволоки, имеющей большое сечение, а также невысокая скорость ее подачи.

Сварочные трансформаторы

Сварочные трансформаторы служат для преобразования высокого напряжения электрической сети (220В или 380В) в низкое напряжение вторичной электрической цепи до требуемого для сварки уровня, определяемого условиями для возбуждения и стабильного горения сварочной дуги. Вторичное напряжение сварочного трансформатора при холостом ходе (без нагрузки в сварочной цепи) составляет 60—75В. При сварке на малых токах (60—100А) для устойчивого горения дуги желательно иметь напряжение холостого хода 70—80В.

Сварочные трансформаторы по фазности электрического тока подразделяются на однофазные и трехфазные, а по количеству постов — на однопостовые и многопостовые.

Однопостовой трансформатор служит для питания сварочным током одного рабочего места и имеет соответствующую внешнюю характеристику. Многопостовой трансформатор служит для одновременного питания нескольких сварочных дуг (сварочных постов) и имеет жесткую характеристику. Для создания устойчивого горения сварочной дуги и обеспечения падающей внешней характеристики в сварочную цепь дуги включают дроссель. Для дуговой сварки сварочные трансформаторы подразделяются по конструктивным особенностям на две основные группы:

Страницы: 1, 2, 3