Расчёт и разработка технологического процесса сварки симметричной балки с двумя симметричными рёбрами жёсткости

Выбранный флюс должен соответствовать требованиям ГОСТ 9087–81, а сварочная проволока соответствовать требованиям ГОСТ2246–70.
Проверка квалификации сварщиков
Квалификацию сварщиков проверяют при установлении разряда, при допущении к выполнению ответственных работ. В каждом случае проверяют как теоретические задания, так и практические навыки.
Разряд усиливают согласно требованиям, предусмотренным тарифно-квалификационными справочниками. Испытания сварщиков производят по правилам аттестации специальной комиссии, создаваемой на заводе. Сварщику выдают удостоверение, в котором указывают конструкции, которые может сваривать сварщик.
Контроль технологического процесса сварки
Перед тем, как приступить к сварке, сварщик знакомиться с технологическими картами. Несоблюдение порядка наложения швов может вызвать значительную деформацию изделия, трудно устранимую в последствии. Не менее важным является соблюдение режима сварки. После окончания сварки швы зачищают от шлака, наплывов, а поверхность узла – от брызг металла.
Все дефекты сварных швов могут быть разделены на 3 группы (рис.4.5 и 4.6).

Рис.4.5. Дефекты сварных швов. а – неполномерность шва б – неравномерность ширины стыкового шва в - неравномерность по длине катета углового шва.

Для устранения этих дефектов необходимо исключить: колебания напряжения в сети, проскальзывание проволоки в подающих роликах, неравномерность скорости сварки, неправильный угол наклона электрода, протекание жидкого металла в зазоры.


Рис. 4.6. Наружные и внутренние макроскопические дефекты:
а - наплывы, б - подрезы, в - непровар, г-трещины, д - шлаковые включения и газовые поры.

Наплывы (рис. 4.6, а) образуются в результате натекания жидкого металла на кромки холодного основного металла. Наплывы образуются чаще всего при выполнении горизонтальных швов на вертикальной плоскости. Причиной их может быть большой сварочный ток, слишком длинная дуга, неправильный наклон электрода, большой угол наклона изделия при сварке на спуск.
Подрезы (рис. 4.6, б) представляют собой продолговатые углубления-канавки, образовавшиеся в основном металле вдоль края шва. Они возникают в результате большого сварочного тока и длинной дуги, так как при этом возрастает ширина шва и сильнее оплавляются кромки. При выполнении угловых швов нельзя допускать смещения электрода в сторону вертикальной стенки.
Непроваром (рис. 4.6, в) называется местное не сплавление кромок основного металла. А также несплавление между собой отдельных швов при многослойной сгарке. Причинами образования непрваров являютсяшлохая зачистка металла от окалины, ржавчины и грязи, малый зазор при сборке
малый угол скоса кромок, большая скорость сварки. При автоматической сварке под флюсом непровары, как правило, образуются в начале шва, когда основной металл еще недостаточно прогрет. Поэтому сварку надо начинать со специальных выводных планках.
Трещины (рис. 4.6, г) являются наиболее опасными дефектами швов. Они могут возникать как в самом шве, так и в околошовной зоне. Причинами их образования являются внутренние напряжения, возникающие в процессе сварки. На образование трещин влияет повышенное содержание углерода, способствующего закалке, а также серы и фосфора. Сера увеличивает склонность металла к образованию горячих трещин, а фосфор – холодных.
Шлаковые включения (рис. 4.6, д) образуются в результате плохой зачистки кромок деталей и поверхности сварочной проволоки от окалины, ржавчины и грязи. Шлаковые включения ослабляют сечение шва и уменьшают его прочность. Газовые поры появляются в швах вследствие того, что газы, растворенные в жидком металле, при быстром охлаждении шва не успевают выйти наружу и остаются в нем в виде пузырьков. Для исключения этого дефекта нельзя допускать использования влажного или отсыревшего флюса, наличия ржавчины, масла и краски на кромках основного металла и сварочной проволоки, большой скорости сварки.
К дефектам микроструктуры относятся: повышенное содержание оксидов и различных неметаллических включений, микропоры, крупнозернистость, перегрев, пережог. Причиной образования пережога является плохая защита сварочной ванны от кислорода воздуха, а также сварка на чрезвычайно большом сварочном токе.



5.Техника безопасности при выполнении сварочных работ

Осмотр подвижных контактов, переключателей, рубильников и клемм следует производить не реже одного раза в три дня, а состояние изоляции проводов - проверять не реже одного раза в месяц.
Необходимо проверять напряжение холостого хода на зажимах генератора или трансформатора. Оно не должно превышать 110 В для машин постоянного тока и 70 В для машин переменного тока. Сварочные машины должны находиться под наблюдением специалистов. Установку и ремонт их могут производить только электромонтеры.
Корпусы сварочной аппаратуры, источников тока и свариваемого изделия необходимо заземлять. Заземление сварочных агрегатов на контур производят присоединением медного провода сечением не менее 6 мм2 или стального сечением не менее 12 мм2 к какой-либо точке корпуса и к трубе диаметром 37 - 50 мм, длиной 1 - 2 м. Вместо трубы можно использовать полосовую сталь толщиной не менее 4 мм, сечением 48—50 мм2.
Трубу или полосу необходимо закапывать в землю.
Категорически запрещается использовать контур заземления в качестве обратного провода сварочной цепи. При появлении напряжения на частях аппаратуры и оборудования, не являющихся токоведущими, необходимо прекратить сварку и вызвать мастера или дежурного электрика. Номинальная сила тока плавких предохранителей не должна превышать указанного в схеме.
При ручной электродуговой сварке несчастные случаи могут быть в результате поражения электрическим током, светового излучения дуги, а также в результате ожогов каплями металла и шлака.
Поражение электрическим током. В результате действия электрического тока на организм могут быть повреждены нервная система (электрический удар) или кожный покров (ожоги). Характер и степень поражения зависят от величины силы тока и сопротивления тела человека. Сила тока до 0,002 А переносится безболезненно, 0,05 А - является опасной для жизнедеятельности, а более высокая сила тока может привести к летальному исходу. Чем выше напряжение и ниже сопротивление, тем сильнее будет поражение током. В сухих помещениях при нормальных условиях работы и исправной сухой одежде и обуви напряжение ниже 36 В, а в сырых помещениях ниже 12 В - безопасно, более высокое напряжение опасно, наибольшую опасность представляет двухполюсное прикосновение.
При работах внутри резервуаров рабочего снабжают резиновым ковриком, а также резиновым шлемом для защиты головы от случайных прикосновений к металлическим частям, находящимся под напряжением. Электрододержатель должен иметь механическую или электрическую блокировку, исключающую смену электрода при не выключенном токе. Сварщика, работающего в резервуаре, должен сопровождать наблюдатель, находящийся снаружи, который должен и может оказать сварщику при несчастном случае необходимую помощь.
В случае поражения током пострадавшему необходимо оказать следующую помощь: отсоединить его от проводов, предварительно надев резиновые рукавицы или встав на резиновый коврик (ток можно выключить также рубильником, вывертыванием предохранительной пробки или замыканием проводов накоротко, в результате чего перегорят предохранители), обеспечить пострадавшему доступ свежего воздуха (открыть окна и двери или вынести его на улицу); если пострадавший потерял сознание, нужно немедленно вызвать медицинскую помощь, до прибытия врача пострадавшему необходимо производить искусственное дыхание.
Световое воздействие электрической дуги. Электрическая дуга ослепляюще действует на глаза сварщика и других близко находящихся людей. Кроме того, в спектре дуги содержатся невидимые ультрафиолетовые и инфракрасные лучи, вызывающие воспаление слизистой оболочки глаз и ожоги кожи. Для защиты лица и глаз сварщика от прямого излучения электрической дуги, брызг расплавленного металла и искр применяют щитки или маски со специальными светофильтрами.
Их изготовляют по ГОСТ 12.4.035 – 78 из токонепроводящего нетоксичного и не воспламеняющегося материала. Внутренняя сторона корпусов щитков и масок должна иметь матовую гладкую поверхность черного цвета. Щиток имеет ручку овального сечении длиной не менее 120 мм. а маска снабжена устройством, удерживающим ее на наголовнике не менее, чем в двух фиксированных положениях: опущенном (рабочем) и откинутом назад. Щиток наголовный НН-С-701У1 (рис. 5.1) представляет собой конструкцию, состоящую из корпуса 1 и наголовника 2. В рамке 7, изготовленной заодно целое с корпусом щитка, вставлены стекла 6 (покровное, светофильтр и защитное), а также пластмассовые прокладки. Стекла закреплены металлическим прижимом. Корпус щитки прикреплен к наголовнику через амортизатор болтами и гайками 4. Для регулировании по высоте (теменная часть) в наголовнике имеются ремни 5, в которых расположены отверстия, определяющие точные позиции, позволяющие устанавливать по вертикали светофильтр и защитные стекла щитка в удобное положение относительно глаз сварщика. С помощью замка 3 возможна бесступенчатая надежная подгонка обруча наголовника 2 по голове рабочего.

Рис. 5.1 Защитный щиток для сварщика НН-С-701У1.

Для защиты от вредных излучений на производстве рекомендованы светофильтры типа С (ГОСТ 12.4.080.79) темно-зеленого цвета. Зеленый цвет светофильтров благоприятно действует иа органы зрения, не утомляет глаза и улучшает общее самочувствие сварщиков. Вместо пяти ранее существовавших классов типа Э рекомендуются 13 классов типа С для сварки на токах 13 - 900 А, что позволяет точнее подобрать необходимую плотность светофильтра в зависимости от сварочного тока и вида сварки и обеспечить оптимальный яркостный контраст, снизить напряжение и утомление зрения сварщика.
Щитки комплектуются покровным стеклом по ГОСТ 111 - 78 для защиты светофильтра от брызг металла и защитным стеклом из оргстекла, которое необходимо 2 - 3 раза в месяц заменять новым.
При заболевании глаз (появление рези, светобоязнь) следует немедленно обратиться к врачу. До получения медицинской помощи можно делать примочки слабым раствором соды или применять цинковые глазные капли.
Во время работы сварщик должен иметь фартук, рукавицы и очки с простыми стеклами для защиты глаз от брызг. Место работы, где производится стыковая сварка оплавлением, должно быть ограждено щитами, чтобы не мешать другим рабочим; хранение каких-либо горючих материалов в таком помещении запрещено.


















6. Заключение

В выполненной работе нами был рассмотрен тех. процесс изготовления сварной балки главного настила. Данная балка имеет двутавровое сечение с ребрами жесткости и предназначена для восприятия основных нагрузок от оборудования, устанавливаемого на рабочей площадки промышленного здания.
Балка изготовлена из стали С-245 - углеродистой конструкционной стали, применяемой для производства горячекатаного фасонного (уголки по ГОСТ 8509; двутавры по ГОСТ 8236, швеллеры по ГОСТ 8240), листовой по ГОСТ 19903, широкополосный универсальный по ГОСТ 82 проката и гнутых профилей, предназначенных для использования в строительных стальных конструкциях со сварными и другими соединениями.
Исходя из конструкции балки и материала из которого она изготовлена, нами был разработан тех. процесс подготовки материала, сборки и сварки балки.
В качестве метода раскроя нами был выбран прогрессивный метод раскроя при помощи лазера на специальном станке с ЧПУ. Этот метод позволяет существенно сократить время, требуемое для подготовительных операций, повысить точность и качество поверхности кромок.
Для сборки балки нами был использован кондуктор с винтовыми прижимами, который должен обеспечивать положение деталей друг относительно друга в заданных чертежом и тех. требованиями размерах.
Учитывая прямолинейность сварных швов в качестве метода сварки нами был выбран метод автоматической сварки под флюсом по ГОСТ 8713-79. Такой выбор обусловлен толщиной свариваемых деталей (до 20 мм), ответственностью конструкции, формой сварного шва (прямолинейная). Это наиболее производительный способ электродуговой сварки; его применяют для прямолинейных стыковых швов длиной более 500 мм, продольных и кольцевых швов листовых конструкций и угловых швов длиной более З м.
Сварку будем выполнять при помощи сварочного трактора АДФ-1000, представляющего собой самоходное устройство, в котором подача сварочной проволоки, перемещение, и защита дуги происходит автоматически по определенной программе.
Для приварки деталей 6,7 и 8 используем полуавтоматическую сварку под флюсом при помощи шлангового полуавтомата ПШ-54. Шланговый полуавтомат ПШ-54 является универсальным ручным сварочным аппаратом, он предназначен для сварки постоянным или переменным током под флюсом стыковых, нахлесточных и угловых швов в тех случаях, когда сварка автоматами невозможна или нерациональна.
Для выбранных нами методов сварки были рассчитаны режимы выполнения сварных швов, определена скорость сварки, трудоемкость ее выполнения, а так же рассмотрены необходимые меры по контролю тех. процесса сборки и сварки балки.
В работе приведены требуемы меры техники безопасности труда и производственной санитарии на сварочном производстве.
В Приложениях приведен чертеж балки и маршрутная карта тех. процесса.
Таким образом, в работе выполнены все этапы проектирования тех. процесса изготовления сварной конструкции – главной балки настила площадки промышленного здания.





7. Список использованной литературы

а) Основная литература:
1. Гривняк И. Свариваемость сталей. М.: Машиностроение, 1984.
2. Чернышев Г.Г. Сварочное дело: Сварка и резка металлов: учебник для нач. проф. образования. М.: Издательский центр «Академия», 2003.
3. Дриц М.Е. Технология конструкционных материалов и материаловедение – М.: Высш. шк., 1990.
4. Куркин С.А. «Производство сварных конструкций», М.: Высшая школа, 1991 г.
5 . Михайлов А.Н, «Сварные конструкции», М.: Стойиздат, 1983 г.
6. ГОСТ 8713-79. Сварка под флюсом. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры.

б) Справочники
1. Сварка в машиностроении: справочник в 4-х т./Под ред. Н.А. Ольшанского. Т.1. М.: Машиностроение, 1978.
2. Сварка и резка в промышленном строительстве: Справочник строителя. Т.1/Под ред. Б.Д. Малышева. М.: Стройиздат, 1989.
3. Чернышев Г.Г., Мордынский В.Б. Справочник молодого электросварщика по ручной сварке. М.: Машиностроение, 1987.
4. Справочник сварщика под редакцией В.В. Степанова. М.: Машиностроение, 1983.

в) Дополнительная литература:
1. Сварочные работы в строительстве и машиностроении: методические указания к лабораторно-практическим работам. Новосибирск, 1995.
2. Алешин Н.П., Щербинский В.Г. Контроль качества сварных соединений. М.: «Высшая школа», 1986
3. Волченко В.Н. Контроль качества сварных конструкций. М.: «Машиностроение, 1986»
4. Лупачев В. Г. Сварочные работы. Мн.: Высшая школа, 1997
5. Федеральное агентство по образованию учебных элементов по профессии «Электросварщик ручной дуговой сварки», часть II. М.: Издательский дом «Новый учебник». 2004.
6. Лупачев В. Г. Ручная дуговая сварка. Мн.: Высшая школа,2006.

г) Интернет-ресурсы
1. http://electrosvarka.su/
2. http://svarschik.by/article/tehnologiya-izgotovleniya-balok.html
3. http://svarkainfo.ru/rus/lib/book/balki/
4. http://www.autowelding.ru/publ/1/1/1/5-1-0-64




25