Зварювальні операції

План

Перевага зварювання

Ручне дугове зварювання

Технологічний процес виконання зварювальних робіт завиготовленню ручним дуговим зварюванням металевого ящика під розчин

Внутрішня напруга і деформація

Види деформацій при зварюванні

Основні заходи по зменшенню деформацій і напругпри зварюванні

Можливі дефекти зварних швів та методи їх усунення

Контроль якості зварних швів вироби

Правила та вимоги з охорони праці та безпеки при виконанні зварювальних робіт

Використана література

Перевага зварювання

Зварювання - виробнича операція отримання нероз'ємногоз'єднання за допомогою встановлення міжатомних зв'язків між сполучаються частинамипри їх нагріванні або пластичному деформуванню.

Задача з'єднання різних металів і сплавів стоїть перед людствомдуже давно. У процесі розвитку наукової думки вдалося досягти багато чого в цьомунапрямку. Це економічність і міцність - ось головні переваги, якідозволили зварюванні знайти широке визнання у всіх галузях народного господарства. Заразможна зварювати метали від кількох мікрон до декількох сантиметрів. Такимиж достоїнствами володіє і зварювання металів на основі використання електричноїдуги. Але чим більше на перше місце виходять такі перспективні напрямки,як лазерна, плазмова, електронно-променева зварка не слід забувати проручному зварюванні . Це монтаж по зведенню невеликого дачного будиночка,котеджу, дворових споруд, господарських будівель, тобто всіх робіт, де задіянийневеликий робочий контингент при обмеженому обсязі робіт. Навіть коштималої механізації не можуть бути задіяні через важкодоступність окремихмісць в житло, де треба провести будівельні роботи. Тільки при використанніручного дугового зварювання можна виконати всі ці роботи. При виготовленні зварнихконструкцій застосовують стикові з'єднання, при виготовленні клепаних - нахлесточного.Завдяки цьому економія металу, наприклад, при зварюванні будівельних конструкцій(Ферми, колони, балки) становить близько 20%. Скорочення витрати металу знижуєвартість зварних виробів. Вартість їх знижується також за рахунок скорочення трудомісткостіна 5 - 30% проти трудомісткості виготовлення клепаних виробів.

Ручне дугове зварювання

Джерелом теплоти є електрична дуга, що виникає міжторцем електрода і зварюється виробом при протіканні зварювального струму в результатізамикання зовнішнього ланцюга електрозварювального апарату.

Для цієї зварювання найчастіше використовується спеціально покритий флюсомелектрод. Зварювання проводиться на постійному струмі прямої або зворотної полярності ізмінному струмі.

Металевий ящик під розчин(Малюнок)

Металевий ящик під розчин

Сталь листова товщина 3 мм

Куточок 40 х 40 х 3 мм

проножка з круглої арматури 10мм

Спосіб зварювання: від середини.

У кутах прихватки не робляться

зварювання шов зварних деформація

Основні види зварних з'єднань

Положення і рухи електрода при зварюванні у вертикальномуположенні

а - стикові шви зі скосом кромок, б - кутові шви, у - зварюванняв напрямку зверху вниз.

Вибір обладнання із зазначеннямосновних параметрів (підбір зварювальних електродів, металу, допоміжного обладнання)

Зварювання металевого ящика проходила зварювальним апаратом Minarc.

Живлення від джерела 230В однофазного струму, номінальна потужність150А, можна працювати з електрокабелями довжиною до 50м.

При зварюванні використовувалися сталеві електроди УОНИ - 13/45Про 3мм

Сталевий покритий електрод являє собою певних розмірівстрижень, на поверхні якого обпресуванням або зануренням нанесено спеціальнепокриття.

При виборі марки електрода для зварювання конструкцій у монтажнихумовах слід враховувати труднощі підтримки постійної довжини дуги, що можепризвести до утворення пір у швах. Електроди з основним покриттям дуже чутливідо зміни довжини дуги. Тому при зварюванні слід застосовувати електроди з рутиловимабо з рутілоосновним покриттями.

Ящик під розчин виготовляється з листової сталі товщиною 3мм.

Застосовувалася струбцина для утримання куточків призварюванні.

При виконанні електродугового зварювання необхідний наступний інструмент: сталева щітка для зачищення крайок перед зварюванням і для видалення зповерхні швів залишків шлаку; молоток - шлакоотделітель для видаленняшлакової кірки, особливо з кутових швів; зубило ; набір шаблонів дляперевірки розмірів швів; метр, висок, сталева лінійка ; косинець;чертілка , а також ящик для зберігання і перенесення інструмента, захисніпристосування.

а) б)

Інструменти для зачищення шва і крайок, що зварюються:

а - молоток-шлакоотделітель, б - щітка

Інструменти: а - косинець; б - рулетка

Організація зварювального поста

Зварювальний пост - робоче місце зварника, обладнаневсім необхідним для виконання зварювальних робіт. Зварювальний пост укомплектований джереломхарчування, електричними дротами, електродотримачем, сборочносварочнимі пристосуваннямиі інструментом, щитком або маскою.

Зварювальні пости в залежності від роду застосовуваного струму і типудуги ділять на наступні види:

постійного струму з живленням від однопостові абобагато постового зварювального перетворювача;

змінного струму з живленням від зварювального трансформатора.

Зварювальні пости можуть бути стаціонарними або пересувними.

Пересувні пости застосовують при зварюванні великогабаритнихвиробів безпосередньо на виробничих площах цехів або будівельних майданчиках.Захист від променів дуги в цих випадках проводиться щитами, а захистом джерела живленнядуги від дощу і снігу служать навіси.

Зварювання металевого ящика під розчин проводиться на стаціонарномузварювальному посту.

Стаціонарні пости являють собою відкриті зверхукабіни для зварювання виробів невеликих розмірів. У кабіні звичайно поміщають однопостовийзварювальний трансформатор або зварювальний випрямляч. Обертовий перетворювач постійногоструму створює при роботі сильний шум, тому його краще розміщувати за межами кабіни.При харчуванні зварювальних постів від багатопостових перетворювачів постійного струмуі випрямлячів зварювальний струм розводять по кабінах дротами або шинами. У кабінівстановлюється рубильник або магнітний пускач для включення джерела струму.На робочому столі розташовуються спеціальні пристосування для збірки і затискання зварюванихдеталей, а також скриньки для штучних електродів і інструменту. На стінці кабіни підвішуютьсушильну шафу для розжарювання електродів.

Зварювальний пост для ручного зварювання

1 - мережа електроживлення, 2 - рубильник, 3 - джерело живленнядуги, 4 - зварювальні проводи, 9 - пальник або Електродотримачі.

Технологічний процес виконання зварювальних робіт завиготовленню ручним дуговим зварюванням металевого ящика під розчин

Для виготовлення металевого ящика під розчин спочатку потрібнопідготувати метал.

Підготовка металу полягає в правці, очищенню,розмітці, різанні і збірці.

Правкою усувають деформацію прокатної сталі. Листовий і сортовийметал правлять в холодному стані на пресове й углоправільних вальцях іпресах. Сильно деформований метал правлять в гарячому стані.

Дал...і наноситься розмітка .

Перенесення розмірів деталі в натуральну величину з креслення на металназивають розміткою. При цьому користуються універсальним інструментом: рулеткою, лінійкою,косинцем і чертілкой. Простіше і швидше розмітка виконується шаблоном, виготовляютьсяз тонкого металевого листа. При розмітці заготовок враховується укороченняїх у процесі зварювання конструкції. Тому передбачається припуск з розрахунку 1 мм на кожен поперечний стик і 0,1 - 0,2 мм на погонний метр подовжнього шва.

При підготовці деталей до зварювання застосовують відрізну машинку (230V ~ 50Hz 850W 11000rpm O125MM)

Підготовка до зварювання проходить з попередньою зборкоювузлів , з яких складається ящик, з наступним зварюванням вироби із зібранихвузлів; цей спосіб найбільш раціональний.

Зібрані вузли або деталі з'єднують прихватками. Зварювальніприхватки представляють собою короткі шви з поперечним перерізом до 1/3 поперечногоперетину повного шва. Довжина прихватки від 20 до 100 мм в залежності від товщини зварювальних листів і довжини шва; відстань між прихватками в залежностівід довжини швів - 500 - 1000 мм. Прихватки виконують тими ж електродами, що і зварюваннявироби. Збірку на зварювальних прихватки застосовують для конструкцій з листів невеликоївеличини (до 6 - 8 мм).

Запалювання дуги. Існує два способи запалюваннядуги покритими електродами - прямим відривом і відривом по кривій. Перший спосіб називаютьзапалюванням впритул. Другий нагадує рух при запалюванні сірника і тому йогоназивають Чіканна.

Зварники успішно використовують обидва способи запалювання дуги, причомуперший частіше застосовується при зварюванні у вузьких та незручних місцях.

Довжина дуги. Негайно після запалювання дуги починаєтьсяплавлення основного і електродного металів. На виробі утворюється ванна розплавленогометалу. Зварювальник повинен підтримувати горіння дуги так, щоб її довжина була сталою.Від правильно обраної довжини дуги вельми сильно залежать продуктивність зварюванняі якість зварного шва.

Зварювальник повинен подавати електрод в дугу зі швидкістю, рівноїшвидкості плавлення електрода. Уміння підтримувати дугу постійної довжини характеризуєкваліфікацію зварювальника.

Положення електроду.

Незалежно від напрямку зварювання положення електрода має бутипевним: він повинен бути нахилений до осі шва так, щоб метал зварюваного виробипроплавляются на зварювану глибину. Для отримання щільного і рівного шва при зварюваннів нижньому положенні на горизонтальній площині кут нахилу електрода повинен бути15 0 від вертикалі в сторону ведення шва.

При цьому поліпшується формування шва, а також зменшується швидкістьохолодження металу зварювальної ванни, що запобігає утворенню гарячих тріщинв шві.

Положення і рухи електрода при зварюванні у вертикальномуположенні

а - стикові шви зі скосом кромок, б - кутовішви, в - зварювання в напрямку зверху вниз

При виготовленні металевого ящика застосовувалося зварюваннявертикальних швів.

Вертикальні шви (стикові і кутові) виконують у напрямкузнизу вгору. Попередньо готується металева площадка перетином. Майданчикстворюється поперечними рухами електроду трикутником. Провар в корені шва забезпечуєтьсязатримкою горіння дуги в цьому місці при русі електрода трикутником. Найбільшийпровар кореня шва досягають, коли електрод перпендикулярний вертикальній осі. Стіканнярозплавленого металу запобігають нахилом електрода вниз (рисунок а,б ). Вертикальна зварювання в напрямку зверху вниз (рисунок в )можлива електродами, які дають шар шлаку. Метал в зварювальній ванні затвердіваєшвидше і стікання його практично не відбувається.

Продуктивність зварювання зверху вниз вище продуктивностізварювання знизу вгору. Вертикальні шви також зручно виконувати електродами з обпираннямпокриття на зварювані кромки.

Внутрішня напруга і деформація

Методи їх усунення та попередження.

деформацією називається зміна форми і розмірівтіла під дією зовнішньої або внутрішньої сили. При розтягуванні стержня постійногоперетину величина деформації визначається діючою силою. Чим більше сила, тимбільше викликається нею деформація.

Види деформацій при зварюванні

Деформації можуть бути тимчасові і залишкові, місцеві і загальні,в площині і поза площиною зварного з'єднання.

Тимчасовими називають деформації, які утворюються в певниймомент часу при нагріванні чи охолодженні і після зварювання зникають.

Деформації, що виникають у виробі до моменту повного охолодженняметалу до навколишньої температури, називаються залишковими (кінцевими). ​​

Місцеві деформації відносяться до окремих елементів виробу івиражаються у вигляді випини, хлопуна, хвилястості або інших перекручень у площинівироби. Деформації, при яких змінюються розміри всього виробу, викривляютьсягеометричні осі, називаються загальними деформаціями.

Деформації можливі в площині зварного з'єднання, наприкладу вигляді поздовжніх і поперечних деформацій, і деформації поза площиною, наприкладу вигляді серповидних, грибоподібні і кутової деформації.

Основні заходи по зменшенню деформацій і напругпри зварюванні

Для боротьби зі зварювальними деформаціями застосовуються конструктивніі технологічні способи.

До конструктивних способів відносяться:

1. Зменшення кількості зварних швів та їх перетину, що знижуєкількості введеного при зварюванні тепла.2. Симетричне розташування швів для врівноваженнядеформацій.

3. Симетричне розташування ребер жорсткості.

4. Мінімальне використання накладок і косинок.

5. Застосування стикових з'єднань.

До технологічних способів відносяться:

1. Раціональна технологія складання і зварювання, яка включаєправильний вибір виду і режиму зварювання, а також правильну послідовність накладенняшвов.2. Жорсткі закріплення деталей. Закріплення рекомендується при зварюванні плоскихлистів для запобігання кутових деформацій. Повністю усунути деформації закріпленнямнеможливо, так як при звільненні від затиску зварне виріб продовжує деформіроваться.3.Зворотний вигин деталей. Зварювані вироби попередньо згинають перед зварюваннямна певну величину у зворотний бік, у порівнянні з вигином, викликуванимзварюванням. Величина вигину встановлюється досвідченим або розрахунковим путем.4. Правильнийтепловий режим. Для зменшення деформації виробів, можна застосовувати попереднійпідігрів зони зварювання шириною 40 - 50 мм з кожного боку шва. При цьому знижуєтьсяперепад температур між ділянками звареного з'єднання, піддаються сильномунагріванню при накладенні шва, і, отже, зменшуються напруга і кінцеві деформації.

5. Багатошарові і обратноступенчатие шви. Послідовне запровадженняменших кількостей тепла застосуванням багатошарових швів замість одночасного приодношаровому шві сприяє вирівнюванню нагріву зварного з'єднання і зменшуєзварювальні напруження і деформації.

Обратноступенчатий спосіб полягає в тому, що всю довжину шварозбивають на окремі щаблі й зварювання кожному ступені проводиться в напрямку,зворотному загальному напрямку зварювання. Цей спосіб забезпечує більш рівномірний нагрівметалу шва по всій його довжині і мінімальні зварювальні деформації і напряженія.6.Примусове охолоджування в процесі зварювання. Зменшуючи зону нагріву при зварюванні створеннямшвидкого та інтенсивного відводу тепла, можна значно зменшити залишкові деформації.Відведення тепла здійснюють, занурюючи виріб введенню і залишаючи на повітрі тільки ділянкузварювання. Цей спосіб придатний для незакалівающіхся низьковуглецевих сталей.

...

Схеми заповнення швів по довжині:

а - напроход, б - від середини до країв, в - обратноступенчатая;I, II, III,IV - щаблі, А - загальний напрямок шва

Деформація поза площиною зварних з'єднань:

а - серповидно балки, б - грибоподібні полиць балки, в - кутовадеформація стикового з'єднання, f - прогин балки; 1,2,3,4- Порядок накладання швів

Деформації в площині зварних з'єднань:

1 - форма з'єднання до зварювання, 2 - після зварювання

Можливі дефекти зварних швів і методи їх усунення

Дефекти зварних з'єднань - це відхилення відпередбаченого технічними умовами якості металу, суцільності, стануповерхні з'єднань. Основними дефектами зварних швів є надрізи, прожогом,непровари, тріщини, газові пори, шлакові включення, відхилення від заданих розміріві форми шва.

Всі дефекти підрозділяються на зовнішні, внутрішні і наскрізні.

До зовнішніх дефектів відносяться заниження розміріві перевищення посилення зварених швів, зсув шва від осі, підрізи, напливи, усадочніраковини, незаплавлених кратерів, зовнішня пористість, тріщини, що виходять на поверхнюшва або околошовной зони. До зовнішніх дефектів відносяться також нерівномірність шириниі катета шва і велика лускатість валика.

До внутрішніх дефектів відносяться газові пори, шлаковіі неметалеві включення, непровари, тріщини в металі шва і в зоні термічноговпливу.

Причин дефектів зварених швів багато, основні з них - низькаякість зварювальних матеріалів, неправильна зборка, несправність обладнання,відхилення від технології і низька кваліфікація зварників.

Дефекти зварних швів виявляють зовнішнім оглядом, просвічуваннямультразвуком, розкриттям шва. Непроникність (щільність) зварених швів ємностей контролюютьгасом, тиском повітря, гідравлічним випробуванням, вакуумуванням.

Контроль якості зварних швів вироби

Контроль якості зварювання

Існує декілька видів контролю якості зварних швів вироби:

зовнішній огляд неозброєним оком, просвічування зварних з'єднань,тіло.слабшає.

Використана література

1.В.А.

2.

3.О.М.

4.І.І.

5.В.М.