Структура и назначение сварочного поста, его значение в технологическом процессе. Понятие и классификация сварочных швов, их разновидности. Технология производства соответствующих продуктов. Контроль внешним осмотром и измерениями. Описание электродов.
Аннотация к работе
В решение задач научно-технического прогресса важное место принадлежит сварке. Сварка является технологическим процессом, широко применяемая практически во всех отраслях народного хозяйства. Сварка внесла коренные изменения в конструкцию и технологию производства многих изделий. При изготовлении металлоконструкций, прокладке трубопроводов, установке технологического оборудования, на сварку приходится четвертая часть всех строительно-монтажных работ. Бенардос впервые применил электрическую дугу между угольным электродом и металлом для сварки.В группу электродов для сварки легированных конструкционных сталей повышенной и высокой прочности входят электроды, предназначенные для сварки легированных сталей с временным сопротивлением разрыву свыше 590 МПА. Сварку конструкций из этих сталей производят по двум технологическим вариантам: с последующей после сварки термической обработкой сварных соединений, без последующей термической обработки. Главными характеристиками таких электродов являются механические свойства металла шва и сварных соединений, получаемые после соответствующей термической обработки: временное сопротивление разрыву, относительное удлинение, ударная вязкость. Металлами называют такие вещества, среди свойств которых есть высокая прочность, теплопроводность и электропроводность, пластичность и специфический блеск, который еще называют металлическим. Металлами называют такие вещества, среди свойств которых есть высокая прочность, теплопроводность и электропроводность, пластичность и специфический блеск, который еще называют металлическим.Сварка - технологический процесс соединения материалов путем местного сплавления с помощью электричества или ацетилено-кислородного пламени. Способы сварки, при которых свариваемые кромки деталей доводятся до плавления, называются сваркой плавлением.
Введение
В решение задач научно-технического прогресса важное место принадлежит сварке. Сварка является технологическим процессом, широко применяемая практически во всех отраслях народного хозяйства.
С применением сварки создаются серийные и уникальные машины. Сварка внесла коренные изменения в конструкцию и технологию производства многих изделий. При изготовлении металлоконструкций, прокладке трубопроводов, установке технологического оборудования, на сварку приходится четвертая часть всех строительно-монтажных работ. Основным видом сварки является дуговая сварка.
Основоположниками сварки являются русские ученые и инженеры - В.В. Петров, Н.Н. Бенардос и Н.Г. Славянов. В 1802 г. профессор физики Петров открыл и наблюдал дуговой разряд от построенного им мощного «вольтового столба». Этот столб или батарея был самым мощным источником электрического тока того времени. В то время электротехника только начинала создаваться, и открытие Петровым дугового разряда значительно опередило свой век.
До практического применения дуги для целей сварки прошло 80 лет. Н.Н. Бенардос впервые применил электрическую дугу между угольным электродом и металлом для сварки. Он применил созданный им способ не только для сварки, но и для наплавки и резки металлов.
Другой русский изобретатель-Славянов, разработал способ дуговой сварки металлическим электродом с защитой сварочной зоны слоем порошкообразного вещества, то есть флюса, и первый в мире механизм для полуавтоматической подачи электронного прутка в зону сварки Способ сварки плавящимся металлическим электродом получил название «дуговая сварка по способу Славянова».
Только после революции 1917 г. сварка получила интенсивное развитие в нашей стране. В нашей стране тогда впервые в мире были разработаны новые высокопроизводительные виды сварки, это электрошлаковая, в углекислом газе, диффузная и другие. Фундаментальные исследования по разработке новых процессов и технологии сварки проводятся в ряде научно-исследовательских организациях, ВУЗАХ и крупных предприятиях судостроительной, авиационной, нефтехимической, атомной и других.
На современном этапе развития сварочного производства в связи с развитием научно-технической революции резко возрос диагноз свариваемых толщин, материалов видов сварки. В настоящее время сваривают материалы толщиной от несколько микрон (в микроэлектронике)
1. Сварочный пост электрод сварочный шов
Сварочный пост - это рабочее место сварщика, оснащенное комплектом технологически связанного между собой оборудования, необходимыми приспособлениями и инструментом. Сварочные посты могут быть стационарными или передвижными.
Стационарный пост представляет собой открытую сверху кабину размером 2000x2500x2000 мм (рис. 6.1). Ее стенки изготовляют из тонкой стали, фанеры или брезента (причем фанера и брезент должны быть пропитаны огнестойким составом, например раствором алюмокалиевых квасцов) и окрашивают светло серой краской, хорошо поглощающей ультрафиолетовое излучение. Пол выполняют из огнестойкого материала. Освещенность кабины должна составлять не менее 80 лк. Кабину оборудуют местной вентиляцией, обеспечивающей воздухообмен 40 м3/ч. Вентиляционный отсос должен быть расположен так, чтобы выделяющиеся при сварке газы отводились от сварщика. Сварку выполняют на рабочем столе высотой 500. 700 мм с чугунной крышкой толщиной 20…25 мм. Для включения источника сварочного тока в кабине устанавливают рубильник или магнитный Пускатель.
Передвижной пост применяют при сварке крупногабаритных изделий в зоне выполнения сварочных работ. Пост, расположенный на открытой площадке, оборудуют навесом. Для защиты от светового излучения используют складные щиты.
Рис. 1. Стационарный сварочный пост ручной дуговой сварки. 1 - источник сварочного тока, 2 - стол для электродов, 3 - ящик для инструмента, 4 - рубильник, 5, 6 - вытяжная камера, 7 - электрододержатель, 8 - стул сварщика.
2. Сварочные материалы
Сварочными материалами называют расходные материалы, используемые при сварке.
Сварочные материалы могут выполнять следующие функции: · обеспечение необходимых геометрических размеров сварного шва;
· получение металла сварного шва с требуемым химическим составом и свойствами;
· обеспечение защиты расплавленного металла от воздействия воздуха - газовой, шлаковой или газошлаковой;
· обеспечение стабильности процесса сварки;
· удаление вредных примесей из металла шва.
Сварочные электроды и проволока обеспечивают подачу электрического питания в зону сварки для нагрева. Плавящиеся покрытые электроды, порошковая и активированная проволока, защитный флюс для дуговой сварки содержат специальные компоненты, которые могут предназначаться для защиты металла от воздуха, поддержания стабильности процесса сварки, получения необходимого химического состава металла шва и т.п. Присадочный пруток вводится в сварной шов при сварке.
Сварочные материалы (электроды, проволоку, присадочные прутки) также подразделяют по типу свариваемых сталей и металлов: для сварки углеродистых сталей, низколегированных сталей, нержавеющих сталей, алюминия, меди, чугуна и т.п.
Фото 2. Сварочные материалы холдинга
3. Сварные швы и соединения
Сварной шов - это закристаллизовавшийся металл, который в процессе сварки находился в расплавленном состоянии.
Сварное соединение - неразъемное соединение, выполненное сваркой. Сварное соединение включает три образующиеся в результате сварки характерные зоны металла в изделии: зону сварного шва 1, зону сплавления 2, зону термического влияния 3, а также часть основного металла 4, прилегающую к зоне термического влияния.
Сварной шов - участок сварного соединения, образовавшийся в результате кристаллизации расплавленного металла.
Металл шва - сплав, образованный расплавленным основным и наплавленным металлами или только переплавленным основным металлом.
Основной металл - металл подвергающихся сварке соединяемых частей.
Зона сплавления - зона, где находятся частично оплавленные зерна металла на границе основного металла и металла шва. Эта зона нагрева ниже температуры плавления. Нерасплавленные зерна в этой зоне разъединяются жидкими прослойками, связанными с жидким металлом сварочной ванны и в эти прослойки имеют возможность проникать элементы, введенные в ванну с дополнительным металлом или сварочными материалами. Поэтому химический состав этой зоны отличен от химического состава основного металла.
Зона термического влияния - участок основного металла, не подвергшийся расплавлению, структура и свойства которого изменились в результате нагрева при сварке, наплавке или резке.
Тип сварного соединения определяет взаимное расположение свариваемых элементов. Различают: стыковые, угловые, тавровые, нахлесточные и торцовые сварные соединения.
Стыковое соединение - сварное соединение двух элементов, примыкающих друг к другу торцовыми поверхностями и расположенных в одной плоскости или на одной поверхности. Поверхности элементов могут быть несколько смещены при соединении листов разной толщины.
4. Технология изготовления сварочного изделия
Сварка является одним из ведущих технологических процессов обработки металлов. Большие преимущества сварки обеспечили ее широкое применение в народном хозяйстве; без нее сейчас немыслимо производство судов, турбин, котлов, самолетов, мостов, реакторов и других конструкций. Сваркой называется технологический процесс получения неразъемных соединений посредством установления межатомных связей между свариваемыми частями при их местном или общем нагреве, или пластическом деформировании, или совместном действии того и другого. Сварное соединение металлов характеризуется непрерывностью структур. Для получения сварного соединения необходимо осуществить межмолекулярное сцепление между свариваемыми деталями, приводящее к установлению атомарной связи в пограничном слое. Наибольшее распространение получили различные способы электрической сварки плавлением, а ведущее место занимает дуговая сварка, источником теплоты служит электрическая дуга. В 1802 г. русский ученый В.В. Петров (1761-1834 гг.) открыл электрический дуговой разряд и указал на возможность его использования для плавления металлов. Своим открытием Петров положил начало развитию новых отраслей технических знаний, получивших впоследствии практическое применение сначала в электродуговом освещении, а затем при электрическом нагреве, плавке и сварке металлов. В 1882 г. русский инженер Н.Н. Бенардос (1842-1904 гг.) работая над созданием крупных аккумуляторных батарей, открыл способ электродуговой сварки металлов неплавящимся угольным электродом. Им были также разработаны способы дуговой сварки в защитном газе, дуговой резке и другие. Способ дуговой сварки получил дальнейшее развитие в работах русского инженера Н.Г. Славянова (1854-1897 гг.), предложившего в 1888 г. производить сварку плавящимся металлическим электродом. С именем Славянова связано развитие металлургических основ электрической дуговой сварки, создание первого автоматического регулятора длины дуги и первого сварочного генератора. Им предложены флюсы, позволяющие получить высококачественный металл сварных швов.
5. Контроль внешним осмотром и измерениями
Наиболее распространенным видом неразрушающего контроля является внешний осмотр и обмер сварных швов, который имеет существенное значение для получения качественных сварных конструкций.
Осмотр и обмер готового сварного изделия является первым и наиважнейшим этапом приемочного контроля. Прежде всего осматривают все сварные швы и поверхность изделий в зонах термического влияния.
Внешний осмотр позволяет обнаружить такие наружные дефекты, как подрезы, незаваренные кратеры, выходящие на поверхность трещины, непровары, наплывы и т.д. При осмотре предварительно очищенной от шлака и брызг поверхности швов и околошовных зон применяют лупы и при необходимости - дополнительное местное освещение. Размеры швов: ширину, выпуклость, плавность перехода шва к основному металлу, катет шва проверяют с помощью специальных приборов или шаблонов.
В выполненном сварном соединении визуально следует контролировать: - отсутствие (наличие) поверхностных трещин всех видов и направлений;
- отсутствие (наличие) на поверхности сварных соединений дефектов (пор, включений, скоплений пор и включений, отслоений, прожогов, свищей, наплывов, усадочных раковин, подрезов, непроваров, брызг расплавленного металла, западаний между валиками, грубой чешуйчатости, а также мест касания сварочной дугой поверхности основного материала);
- качество зачистки металла в местах приварки временных технологических креплений, гребенок индуктора и бобышек крепления термоэлектрических преобразователей (термопар), а также отсутствие поверхностных дефектов в местах зачистки;
- качество зачистки поверхности сварного соединения изделия (сварного шва и прилегающих участков основного металла) под последующий контроль неразрушающими методами (в случае, если такой контроль предусмотрен ПТД);
- наличие маркировки (клеймения) шва и правильность ее выполнения.
Вывод
Сварка - технологический процесс соединения материалов путем местного сплавления с помощью электричества или ацетилено-кислородного пламени.
Существует несколько способов сварки.
Способы сварки, при которых свариваемые кромки деталей доводятся до плавления, называются сваркой плавлением. К ним относятся: дуговая сварка (ручная и автоматическая) и газовая сварка.
Способы сварки, при которых свариваемые части деталей доводят только до состояния размягчения металла, одновременно сдавливая их одна с другой, называются контактной сваркой. К ним относятся: точечная, шовная, стыковая и газопрессовая сварка.
При сборке санитарно-технических деталей используют преимущественно дуговую сварку, которая наиболее экономична и легко осуществима как в условиях трубоаготовительных заводов и мастерских, так и на объектах монтажа
Список литературы
1. Васильев А.А. Металлические конструкции. Изд. 3-е. М., Строй издат, 1979.
2. Единый тарифно-квалификационный справочник работ и профессий рабочих. М., Машиностроение, 2006.
3. Ивочкин И.И., Малышев Б.Д. Сварка под флюсом с дополнительной присадкой. М., Стройиздат, 2011.
4. Квалификационный справочник должностей руководителей, специалистов и служащих. Выпуск 1. Общеотраслевые квалификационные характеристики должностей руководителей, специалистов и служащих. М., Экономика, 1986.
5. Китаев А.М., Китаев Я.А. Справочная книга сварщика. М., Машиностроение, 1985.
6. Малышев Б.Д., Акулов А.И., Алексеев Е.В., Блинов А.Н. и др. Сварка и резка в промышленном строительстве. (Справочник монтажника). М., Стройиздат, 2008.
7. Мотяхов М.А. Электродуговая сварка металлов. М., Высш. школа, 1975.
8. Николаев Г.А., Куркин С.А., Винокуров В.А. Сварные конструкции. Прочность сварных! соединений и деформации конструкции. М., Высш. школа, 1982.
9. Пешковский О.И., Якубовский В.Б. Сварка металлоконструкций. М., Высш. школа, 2008.
10. Рыбаков В.М. Дуговая и газовая сварка. М., Высш. школа, 11981. 256 с.
11. Словарь-справочник по сварке / Под ред. академика АН УССР Хренова К.К. Киев, Наукова думка. 1974.
12. Справочник сварщика /Под ред. Степанова В.В. изд. 4. М., Машиностроение. 2010, 560 с.
13. Стеклов О.И. Основы сварочного производства. М. Высш. школа, 1981. 160 с.
14. Труд руководителя. Учебное пособие для руководящих управленческих кадров. Составитель Г. X. Попов. М., Экономика, 1977. 358 с.
15. Фоминых В.П., Яковлев А.П. Электросварка. Изд. 4-е. М., Высш. школа, 1976. 288 с.
16. Чвертко А.И., Патон В.Е., Тимченко В.А. Оборудование для механизированной дуговой сварки и наплавки. М., Машиностроение, 2009. 264 с.
17. Шебеко Л.П. Оборудование и технология автоматической и полуавтоматической сварки. М., Высш. школа. 1975, 344 с.
18. Ханапетов М.В. Сварка и резка металлов. Изд. 2-е. М., Строй издат. 2011, 232 с.
19. Цай Т.Н., Борович М.К., Мандриков А.П. Строительные конструкции. М., Стройиздат, 2008, 284 с.