Введення
Зварювальна техніка і технологія займають одне з провідних місць у сучасному виробництві. Зварюються корпусу гігантських супертанкерів і сітківка людського ока, мініатюрні деталі напівпровідникових приладів і кістки людини при хірургічних операціях. Багато конструкції сучасних машин і споруд, наприклад космічні ракети, підводні човни, газо-і нафтопроводи, виготовити без допомоги зварювання неможливо. Розвиток техніки пред'являє всі нові вимоги до способів виробництва і, зокрема, до технології зварювання. Сьогодні зварюють матеріали, які ще відносно недавно вважалися екзотичними. Це титанові, ніобієві і берилієві сплави, молібден, вольфрам, композиційні високоміцні матеріали, кераміка, а також всілякі поєднання різнорідних матеріалів. Зварюються деталі електроніки товщиною в декілька мікрон і деталі важкого устаткування товщиною в кілька метрів. Постійно ускладнюються умови, в яких виконуються зварювальні роботи: зварювати доводиться під водою, при високих температурах, в глибокому вакуумі, при підвищеній радіації, в невагомості.
Все це висуває підвищені вимоги до кваліфікації фахівців у галузі зварювання, в особливості робітників-зварників, так як саме вони безпосередньо освоюють нові способи і прийоми зварювання, нові зварювальні машини. Сьогодні робітникові зварнику недостатньо вміти виконувати декілька нехай навіть складних, операцій освоєного їм способу зварювання. Він повинен розуміти фізичну сутність основних процесів, що відбуваються при зварюванні, знати особливості зварювання різних конструкційних матеріалів, а також зміст і технологічні можливості інших, як традиційних, так і нових, перспективних способів зварювання.
1. Опис виробу
Призначене виріб призначений для використання в якості опори для установки і монтажу несучих колон, при спорудженні будинків промислового призначення.
Опора являє собою зварену конструкцію коробчатого типу.
Рис.1. Конструкція виробу
Всі деталі цієї конструкції виготовлені зі сталі марки 09Г2С.
Сталь 09Г2С відноситься до маловуглецевих, низьколегованих сталей.
Стали цього класу мають гарну зварюваність всіма видами дугового зварювання й широко використовуються для виготовлення зварних конструкцій застосовуваних у будівельній індустрії.
Таблиця 1
Хімічний склад стали 09Г2С
Вуглець C,%
Кремній Si,%
Марганець Mn,%
Хром Cr,%
Нікель Ni,%
Мідь Cu,%
≤ 0,12
0,5-0,8
1,3-1,7
≤ 0,3
≤ 0,3
≤ 0,3
Таблиця 2
Механічні властивості сталі 09Г2С
Товщина прокату, мм
Тимчасовий опір розриву Пѓ В , МПа
Межа плинності Пѓ Т , МПа
Відносне подовження Оґ 5 ,%
Ударна в'язкість КСU, Дж/см ВІ, при температурі,
Вє C
+20
-40
-70
10-20
21-32
470
460
325
305
21
59
34
29
Зварні конструкції використовуються в якості несучих елементів при зведенні будинків і споруд відносяться до II групи відповідальності, тому, їх руйнування в процесі експлуатації може призвести до великих матеріальних втрат.
II група відповідальності вимагає підвищеної уваги до якості виконання робіт за все виробничого циклу (від заготівлі матеріалу до обьема остаточного контролю вироби).
Враховуючи особливості конструкції виробу, матеріал вхідних деталей, а також річну програму випуску (2000 шт.) найбільш оптимальним способом виготовлення буде напівавтоматичне зварювання в середовищі вуглекислого газу.
2. Спосіб зварювання
Зварювання в захисних газах є одним із способів дугового зварювання. При цьому способі в зону дуги подається захисний газ, струмінь якого, обтікаючи електричну дугу і зварювальну ванну, охороняє розплавлений метал від впливу атмосферного повітря, окислювання і азотування. Зварювання в захисних газах відрізняється наступними перевагами: висока продуктивність (в 2 ... 3 рази вище звичайної дугового зварювання), можливість зварювання в будь-яких просторових положеннях, гарний захист зони зварювання від кисню та азоту атмосфери, відсутність необхідності очищення шва від шлаків і зачищення шва при багатошаровому зварюванні; мала зона термічного впливу; відносно малі деформації виробів; можливість спостереження за процесом формування шва; доступність механізації і автоматизації. Недоліками цього способу зварювання є необхідність вжиття заходів, що запобігають здування струменя захисного газу в процесі зварювання, застосування газової апаратури, а в деяких випадках і застосування відносно дорогих захисних газів.
Відомі наступні різновиди зварювання в захисному газі: в інертних одноатомних газах (аргон, гелій), у нейтральних двохатомних газах (Азот, водень), у вуглекислому газі. У практиці найбільш широке застосування отримали аргонодуговая зварювання та зварювання у вуглекислому газі. Інертний газ - гелій застосовується дуже рідко через його велику вартість. Для зварювання відповідальних конструкцій широко застосовується зварювання в суміші газів аргону і вуглекислого газу в співвідношенні 85% аргону і 15% С0 2 . Якість цієї зварювання сталей дуже високе. Харчування дуги здійснюють джерела постійного струму з жорсткою характеристикою. В останні роки застосовуються в основному зварні випрямлячі серії ВДУ з універсальною зовнішньою характеристикою, тобто твердої, або крутопадаючих простим перемиканням пікетники.
Змінний струм не застосовується через низьку стійкості процесу горіння дуги, поганого формування й поганої якості шва. Напруга на дузі при зварюванні в С0 2 повинно бути не більше 30 В, оскільки із збільшенням напруги і довжини дуги збільшується розбризкування й окислювання. Зазвичай напруга дуги - 22 - 28 В, швидкість зварювання - 20-80 м/ч, витрата газу 7-20 л/хв. Зварювання в С0 2 з дротом дає провар більше глибокий, чим електроди, тому при переході з ручного зварювання виправданим вважається зменшення катетів приблизно на 10%. Це пояснюється підвищеною щільністю струму на 1 мм 2 електродної дроту. ...
