Материал: Технологічний процес ручного дугового зварювання закладної конструкції

Технологічний процес ручного дугового зварювання закладної конструкції

Міністерство освіти і науки України

Технічний коледж

Тернопільського національного технічного університету імені Івана Пулюя

Відділення професійної підготовки

ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА

до дипломної роботи

на тему: Технологічний процес ручного дугового зварювання закладної конструкції

Виконав - Шамрук Юрій Гаррович

учень групи СЕГ-36

Професія - Електрогазозварник

Викладач - Гуменюк І.В.

Майстер в/н - Любасюк Р.М.

Тернопіль 2014

Зміст

Вступ

Розділ 1. Передові прийоми і прогресивні технології зварювання

.1 Механізація і автоматизація процесів зварювання

.2 Високопродуктивні способи зварювання

Розділ 2. Технологічна частина

2.1 Аналіз зварної конструкції

2.2 Вибір обладнання і пристосування

.3 Підготовка матеріалів до зварювання

.4 Режим зварювання

.5 Техніка дугового зварювання

.6 Контроль якості зварювання

Розділ 3. Організація робочого місця, охорона праці та безпека життєдіяльності

3.1 Наукова організація праці зварника

3.2 Охорона праці та безпека життєдіяльності при виконанні зварювальних робіт

Висновок

Список використаної літератури

Вступ

Історія електричного зварювання бере свій початок в XIX столітті.

У 1802 р. російський вчений В. В. Петров відкрив явище електричної дуги і вказав на можливість її використання для розплавлення металів. Але тільки в 1882 р. російський інженер II. Н. Бенардос відкрив спосіб електродугового зварювання неплавким вугільним електродом і запропонував конструкції простих зварювальних автоматів.

Через декілька років в 1888 р. російський інженер Н. Г. Слав'янов запропонував виконувати зварювання плавким металевим електродом. Він першим у світі виготовив зварювальний генератор, створив автоматичний регулятор довжини дуги і розробив металургійні основи зварювання. Широке промислове застосування і розвиток зварювання почалися в 30-ті роки XX ст. З'явились нові види зварювання: електрошлакове, під шаром флюсу, у вуглекислому газі, електронне променеве, підводне.

У 1924-1935 pp. використовувались електроди без покриття або з тонким іонізуючим покриттям. З 1935-1939 pp. почали широко використовувати зварювання на базі електродів з товстим покриттям і стрижнів із легованих сталей.

У 1939 р. під керівництвом академіка АН УРСР Євгена Оскаровича

Патона (1870-1953) були запроваджені автоматичне та напівавтоматичне зварювання під шаром флюсу. З 1948 р. промислове застосування отримав спосіб дугового зварювання в інертних захисних газах.

На початку 50-х років XX ст. під керівництвом академіка Бориса Євгеновича Патона в Інституті електрозварювання ім. Є. О. Патона було розроблене електрошлакове зварювання.

У 1950-1952 pp. впроваджене зварювання сталей у середовищі вуглекислого газу.

Для з'єднання хімічно активних і тугоплавких металів наприкінці 50-х років XX ст. французькими вченими створено електронно-променеве зварювання

Застосування зварювання економить метал, час, зменшує витрати обладнання цехів з виготовлення металоконструкцій, покращує умови праці, вирішує складні завдання створення нових конструкцій.

Розвиток зварювального виробництва у великій мірі залежить від об’ємів випуску сталі і прокату. В 2002 році Україна виготовила 33,5 млн. т. сталі і 25,58 млн. т. прокату. Загальний об’єм виробництва електородів склав 44276т., із них з рутил-ільменітовим покриттям - 36399 т., з основним - 7311 т., спеціальних електродів 566 т. Виготовленно 790 т. порошкового дроту , 278 т. зварювального і 512 т. для наплавлення, 19334 т. флюсу. Експорт українських зварювальних матеріалів склав 178 т.

Більше половини валового національного продукту промислово розвинутих країн створюється за допомогою зварювання і споріднених технологій, до яких відносять наплавлення, паяння, різання, нанесення покриття, склеювання різних матеріалів. Науково-технічне поняття «зварювання» охоплює такі суміжні напрями, як заготовка й складання, діагностика та неруйнуючий контроль, техніка безпеки й екологія зварювальних процесів.

дуговий зварювання конструкція

Розділ 1. Передові прийоми і прогресивні технології зварювання

.1 Механізація і автоматизація зварювального виробництва

Зварювання являє собою один з самих поширених технологічних процесів з'єднання матеріалів. З допомогою зварювання одержують вироби з металів і неметалевих матеріалів, виконують операції складання деталей в окремі вузли і конструкції.

Механізація і автоматизація є найбільш ефективним напрямом вдосконалення зварювального і слюсарно-складального виробництва. Вони направлені на полегшення і покращення умов роботи, на передачу функцій ручної праці механізованим і автоматизованим системам, на неухильне підвищення продуктивності праці і вдосконалення виробництва.

За степенем механізації процесу дугове зварювання поділяють на автоматичне і напівавтоматичне.

При індивідуальному виробництві зварювальні і слюсарно-складальні роботи за трудомісткістю складають близько 25-30% всіх робіт, при дрібносерійному -15-20%, при крупносерійному; - 10-15 %.

Залежно від степені заміни ручної праці машинами, розрізняють часткову і комплексну механізації.

Часткова (мала) механізація виконується тільки для окремих операцій, а більшість робіт виконується вручну з допомогою немеханізоваиих інструментів та пристосувань. При зварювальних і слюсарно-складальних роботах для скорочення ручної праці застосовують засоби малої механізації. Це нескладні механізми, пристосування, пристрої та інструменти, які призначені для закріплення деталей, виконання слюсарних та складальних операцій контролю.

Комплексна (повна) механізація повністю механізує ручну працю при виконанні всіх операцій. Для цього використовують різноманітні пристрої і механізми, якими керують робітники. Комплексна механізація охоплює підготовку деталей, слюсарні операції, складання, зварювання, випробування, консервацію, контроль, упаковку тощо. Найбільший економічний ефект комплексна механізація має при використанні машин і механізмів, які Доповнюють один одного і близькі за своїм технічним рівнем.

Автоматизація - це процес розвитку сучасної технології виробництва, |Я якому функції керування та контролю, які раніше виконувалися людиною, Передаються машинам і пристроям. Людина при цьому виконує контроль, наладку , регулювання, ремонт, програмування роботи автоматичної системи розрізняють часткову, комплексну і повну автоматизацію.

Часткова автоматизація характеризується виконання робіт з допомогою автоматизованих технічних засобів (верстатів, механізмів, пристроїв напівавтоматичної і автоматичної дії), а решта операцій виконують використанням механізованих інструментів пристосувань. Наприклад; владання різьбових з'єднань і складання поршнів з шатунами; паяння радіаторів тощо.

Комплексна автоматизація являє собою вищу форму механізації, при якій виробничий цех діє як один взаємозв'язаний автоматичний комплекс. Така автоматизація характеризується використанням високопродуктивних технічних засобів автоматизації, які працюють по заданій програмі при затильному контролі за роботою усього комплексу робітниками високої кваліфікації.

Повна автоматизація передбачає керування комплексно-автоматизованим виробництвом без участі людини. Таке керування доцільне при стійкому і рентабельному виробництві, при незмінних його режимах і у випадках відсутності доступу у зону складання при підвищеній небезпеці. На багатьох підприємствах побудовані і діють складальні машини автоматичної дії, автоматичні складальні лінії, цехи і заводи (виробництво підшипників, поршнів що). При визначенні степені автоматизації враховують економічну активність і доцільність автоматизації для кожного конкретного виробництва

1.2 Високопродуктивні способи зварювання

Для підвищення продуктивності зварювання застосовують прогресивні прийоми зварювання, вдосконалюють обладнання та інструменти, Використовують спеціальні пристосування.

До заходів підвищення продуктивності дугового зварювання відносять: - удосконалення конструкції електродотримачів, які дозволяють зменшити час на зміну електродів (час зміни електродів складає 7-10% робочого дня);

використання пристосувань для швидкого кантування і повороту деталей в а процесі зварювання;

правильне розміщення обладнання і деталей на робочому місці;

поділ окремих операцій на переходи і виконання їх в певній послідовності;

- організація зручного місця зварника (спеціальний стіл, поворотне крісло).

Продуктивність зварювання визначається кількістю розплавленого металу за одиницю часу. Для зменшення основного часу зварювання намагаються збільшувати зварювальний струм та коефіцієнт наплавлення і зменшувати поперечний переріз наплавленого металу.

Збільшення струму і об'єму розплавленого металу досягають використовуючи електроди великих діаметрів (6-10 мм), спарені електроди, трифазну дугу і ін. При цьому збільшення сили струму досягається збільшенням І площі поперечного перерізу електродних стрижнів. Збільшення маси електродів і ектродотримачів призводить до втоми зварника. Тому ці способи Використовують в основному для заварювання дефектів лиття і заповнення розчищених кромок товстолистового металу.

Коефіцієнт наплавлення підвищують, використовуючи електроди з вмістом залізного порошку в покритті. Зменшення площі поперечного перерізу наплавленого металу досягають за рахунок відповідного розчищання кромок, наприклад використовуючи двосторонній скіс кромок замість односторонньою.

ЗВАРЮВАННЯ ВИСОКОПРОДУКТИВНИМИ ЕЛЕКТРОДАМИ

Для підвищення продуктивності зварювання покритими електродами застосовують високопродуктивні електроди, які містять в покритті залізний порошок. Завдяки цьому коефіцієнт наплавлення підвищується до 18 г/А-год у порівнянні з коефіцієнтом наплавлення 8-10 г/А-год для звичайних електродів. При зварюванні високопродуктивними електродами шов утворюється за рахунок металу електродного стрижня і залізного порошку покриття.

ЗВАРЮВАННЯ З ГЛИБОКИМ ПРОПЛАВЛЕННЯМ (ВПИРАННЯМ)

Для зварювання з глибоким проплавленням використовують електроди мірок ОЗС-З, АНО-9 та інші з підвищеною товщиною покриття.

Зварювання спареним електродом

Зварювання спареним електродом виконують двома стрижнями (електродами), з'єднаними між собою контактним точковим зварюванням шис.1.1,а). При зварюванні дуга переходить з одного стрижня на другий, почергово оплавлюючи їх. Електроди розташовують так, щоб загальна вісь співпадала з віссю шва, а при великому куті розчищених кромок була перпедикулярною до осі. Силу зварювального струму вибирають від 100-180 А при діаметрі електродів 3+3 мм до 300-400А при діаметрі 6+6 мм.

Продуктивність зварювання підвищується за рахунок почергового Вигрівання кожного стрижня дугою, яка горить між сусіднім стрижнем і внібом. збільшення часу горіння дуги, зменшення часу на зміну електродів. Спареним електродом можна зварювати за один прохід метал товщиною до 12 мм. Продуктивність зварювання підвищується на 20-40% у порівнянні із зварюванням однострижневим електродом.

Зварювання гребінкою електродів

При багатоелектродному зварюванні електроди можна розташовувати по декілька стрижнів і ряд у вигляді гребінки (рис. 1.1, б). Електроди прихвачують до спеціальної пластини (гребінки), яку встановлюють і одноручковий електодотримач з рукояткою, винесеною в сторону від корпуса і зварювального кабелю.

Дуга збуджується на електроді, який знаходиться на ближній відстані від зварювального виробу. При плавленні цього електрода дуга переходить на другий стрижень. Розташовуючи електродну гребінку вздовж шва, можна глибоко проникати в розчищенні кромки і таким чином проплавляти основний метал на велику глибину і одержувати якісне формування шва. При цьому продуктивність зварювання підвищується у два рази у порівнянні із зварюванням звичайним електродом.

Зварювання трифазною дугою

Значно підвищити продуктивність ручного дугового зварювання можна, використовуючи трифазний струм. Для зварювання трифазною дугою (рис. 1.1,в,г). використовують два електроди, до яких підводять дві фази від джерела живлення, а третю фазу - до зварюваного виробу. В момент зміни синусоїдного струму можуть горіти одна або дві дуги. При цьому виділяється велика кількість Вії ні і зростає швидкість плавлення металу. Продуктивність зварювання збільшується в 3-4 рази порівнянні із зварюванням однофазною дугою.

Недоліком зварювання трифазною дугою є збільшення маси електродотримача, що призводить до втоми зварника. Тому кращі результати має механізоване зварювання трифазною дугою.

Рис. 1.1. Зварювання спареним електродом, гребінкою електродів, трифазною дугою:

а - схема спареного електрода,

б - схема гребінки,

в - зовнішній вигляд зварювання трифазною дугою,

г - електрична схема зварювання трифазною дугою;

- зв'язка електродів,

- трифазний трансформатор,

,4 - електроди,

- дуга

Зварювання лежачим і похилим електродом

Для зварювання лежачим електродом використовують спеціальні електроди марок ОЗС-12, ОЗС-15Н і ОЗС-17Н типу 3-46. Електроди виготовляють діаметром 4,5 і 6 мм, довжиною від 450 до 700 мм. Між розчищеними кромками зварювальних деталей вкладають один або декілька електродів, довжина яких у два рази більша за стандартні (рис. 1.2). При зварюванні стикових швів, щоб уникнути стікання розплавленого металу, застосовують мідні підкладки.. Зверху електроди притискають до кромок деталей мідною або бронзовою колодками. Дугу збуджують допоміжним електродом, яка продовжуючи горіти, розплавляє електрод і основний метал. Довжина дуги рівна покриття електрода і складає 1,5-3 мм.

Зварювання лежачим електродом можна виконувати і під шаром флюсу. І ньому зварюють не тільки прямолінійні, але й криволінійні шва. Продуктивність зварювання зростає за рахунок того, що один зварник може працювати на декількох постах.

Рис. 1.2. Схема зварювання лежачим електродом:

- зварюваний метал,

- лежачий електрод,

3 - паперова ізоляція,

- мідний брусок

Зварювання похилим електродом Зварювання похилим електродом полягає в тому, що подовжені покриті електроди краєм покриття впирають в зварюваний метал і направляють по ньому з допомогою спеціального пристосування (рис. 1.3). Пристосування можуть І встановлюватися біля зварюваного металу або безпосередньо на ньому допомогою постійного магніта або іншого кріплення. Електрод кріпиться в електродотримачі, з'єднаному з кареткою, яка вільно опускається під власною масою в міру згорання електрода. Кут нахилу електрода (а) в процесі зварювання залишається постійним. Запалювання дуги починають вмиканням струму рубильником або з допомогою окремого електрода. Коли довжина електрода досягає 25-30 мм, спрацьовує вимикаючий пристрій і проходить розривання дуги.

Рис. 1.3. Схема зварювання похилим електродом:

- електрод,

- обойма,

- штанга,

- ізолююча підкладка

Особливістю електродів с утворення при зварюванні на його кінці втулки з покриття. Цією втулкою електрод впирається на зварюваний виріб, підтримуючи постійною довжину дуги. Постійність розташування втулки (дашка) в процесі зварювання забезпечується нанесенням покриття з високою концентричністю. З метою збільшення часу плавлення електроди виготовляють довжиною від 450 до 900 мм, діаметром 4,5 і 6 мм. Для забезпечення легкого збудження дуги на кінець електродів наносять іонізуюче покриття, а для попередження напливів в місцях стикування швів використовують електроди із заглибленням на кінцях стрижнів. Для цього способу зварювання розроблені електроди марок ОЗС-12, ОЗС-15Н і ОЗС -17Н.