Меню Рубрики

Механизированная дуговая сварка реферат

Дуговая механизированная сварка в защитных газах

Вид работы: курсовая работа Язык: русский Дата добавления: 1.09.2015 Размер файла: 499 Kb Просмотров: 4845 Загрузок: 51

Все приложения, графические материалы, формулы, таблицы и рисунки работы на тему: Дуговая механизированная сварка в защитных газах (предмет: Производство и технологии) находятся в архиве, который можно скачать с нашего сайта. Приступая к прочтению данного произведения (перемещая полосу прокрутки браузера вниз), Вы соглашаетесь с условиями открытой лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная (CC BY 4.0) .

Сварочная техника и технология занимают одно из ведущих мест в современном производстве. Свариваются корпуса гигантских супертанкеров и сетчатка человеческого глаза, миниатюрные детали полупроводниковых приборов и кости человека при хирургических операциях. Многие конструкции современных машин и сооружений, например космические ракеты, подводные лодки, газо- и нефтепроводы, изготовить без помощи сварки невозможно. Развитие техники предъявляет все новые требования к способам производства и, в частности, к технологии сварки. Сегодня сваривают материалы, которые еще относительно недавно считались экзотическими. Это титановые, ниобиевые и бериллиевые сплавы, молибден, вольфрам, композиционные высокопрочные материалы, керамика, а также всевозможные сочетания разнородных материалов. Свариваются детали электроники толщиной в несколько микрон и детали тяжелого оборудования толщиной в несколько метров. Постоянно усложняются условия, в которых выполняются сварочные работы: сваривать приходится под водой, при высоких температурах, в глубоком вакууме, при повышенной радиации, в невесомости.

Все это предъявляет повышенные требования к квалификации специалистов в области сварки, в особенности рабочих-сварщиков, так как именно они непосредственно осваивают новые способы и приемы сварки, новые сварочные машины. Сегодня рабочему сварщику недостаточно уметь выполнять несколько пусть даже сложных, операций освоенного им способа сварки. Он должен понимать физическую сущность основных процессов, происходящих при сварке, знать особенности сварки различных конструкционных материалов, а также смысл и технологические возможности других, как традиционных, так и новых, перспективных способов сварки.

Предназначенное изделие предназначено для использования в качестве опоры для установки и монтажа несущих колонн, при сооружении зданий промышленного назначения.

Опора представляет собой сварную конструкцию коробчатого типа.

Все детали этой конструкции изготовлены из стали марки 09Г2С.

Сталь 09Г2С относится к малоуглеродистым, низколегированным сталям.

Стали этого класса обладают хорошей свариваемостью всеми видами дуговой сварки и широко используются для изготовления сварных конструкций применяемых в строительной индустрии.

Химический состав стали 09Г2С

Механические свойства стали 09Г2С

Временное сопротивление разрыву уВ, МПа

Относительное удлинение д5, %

Ударная вязкость КСU, Дж/см?, при температуре,

Сварные конструкции используемые в качестве несущих элементов при возведении зданий и сооружений относятся ко II группе ответственности, т.к., их разрушение в процессе эксплуатации может привести к большим материальным затратам.

II группа ответственности требует повышенного внимания к качеству выполнения работ всего производственного цикла (от заготовки материала до обьёма окончательного контроля изделия).

Учитывая особенности конструкции изделия, материал входящих деталей, а также годовую программу выпуска (2000 шт.) в наибольшей мереоптимальным способом изготовления будет полуавтоматическая сварка в среде углекислого газа.

Сварка в защитных газах является одним из способов дуговой сварки. При этом способе в зону дуги подается защитный газ, струя которого, обтекая электрическую дугу и сварочную ванну, предохраняет расплавленный металл от воздействия атмосферного воздуха, окисления и азотирования. Сварка в защитных газах отличается следующими преимуществами: высокая производительность (в 2. 3 раза выше обычной дуговой сварки), возможность сварки в любых пространственных положениях, хорошая защита зоны сварки от кислорода и азота атмосферы, отсутствие необходимости очистки шва от шлаков и зачистки шва при многослойной сварке; малая зона термического влияния; относительно малые деформации изделий; возможность наблюдения за процессом формирования шва; доступность механизации и автоматизации. Недостатками этого способа сварки являются необходимость принятия мер, предотвращающих сдувание струи защитного газа в процессе сварки, применение газовой аппаратуры, а в некоторых случаях и применение относительно дорогих защитных газов.

Известны следующие разновидности сварки в защитном газе: в инертных одноатомных газах (аргон, гелий), в нейтральных двухатомных газах (азот, водород), в углекислом газе. В практике в наибольшей мереширокое применение получили аргонодуговая сварка и сварка в углекислом газе. Инертный газ — гелий применяется очень редко ввиду его большой стоимости. Для сварки ответственных конструкций широко применяется сварка в смеси газов аргона и углекислого газа в соотношении 85% аргона и 15% С02. Качество этой сварки сталей очень высокое. Питание дуги осуществляют источники постоянного тока с жесткой характеристикой. В последние годы применяются в основном сварные выпрямители серии ВДУ с универсальной внешней характеристикой, т. е. жесткой, либо крутопадающей простым переключением пакетника.

Переменный ток не применяется из-за низкой устойчивости процесса горения дуги, плохого формирования и плохого качества шва. Напряжение на дуге при сварке в С02 должно быть не более 30 В, так как с увеличением напряжения и длины дуги увеличивается разбрызгивание и окисление. Обычно напряжение дуги — 22— 28 В, скорость сварки — 20-80 м/ч, расход газа 7—20 л/мин. Сварка в С02 с проволокой дает провар более глубокий, чем электроды, поэтому при переходе с ручной сварки оправданным считается уменьшение катетов примерно на 10%. Это объясняется повышенной плотностью тока на 1 мм 2 электродной проволоки. Основные элементы режима сварки в С02 в табл.1.

Типовые параметры режима сварки в С02

устанавл. подбором под режим

Сварку в углекислом газе производят почти во всех пространственных положениях, что очень важно при производстве строительно-монтажных работ. Сварку осуществляют при питании дуги постоянным током обратной полярности. При сварке постоянным током прямой полярности снижается стабильность горения дуги, ухудшается формирование шва и увеличиваются потери электродного металла на угар и разбрызгивание. При этом коэффициент наплавки в 1,6. 1,8 раза выше, чем при обратной полярности. Это качество используют при наплавочных работах Листовой материал из углеродистых и низколегированных сталей успешно сваривают в углекислом газе; листы толщиной 0,6. 1,0 мм сваривают с отбортовкой кромок. Допускается также сварка без отбортовки, но с зазором между кромками не более 0,3. 0,5 мм. Листы толщиной 1,0. 8,0 мм сваривают без разделки кромок; при всём этом зазор между свариваемыми кромками должен быть не более 1 мм. Листы толщиной 8. 12 мм сваривают V-образным швом, а при больших толщинах — Х-образным швом. Перед сваркой кромки изделия должны быть тщательно очищены от грязи, краски, окислов и окалины. Сварочный ток и скорость сварки в значительной степени зависят от размеров разделки свариваемого шва, т. е. от количества наплавляемого металла. Напряжение устанавливается таким, чтобы получить устойчивый процесс сварки при возможно короткой дуге (1,5. 4,0 мм). При большей длине дуги процесс сварки неустойчивый, увеличивается разбрызгивание металла, возрастает возможность окисления и азотирования наплавляемого металла.

Рис. 2. Движение электрода во время сварки в углекислом газе при выполнении многослойного шва

На рисунке показаны движения электрода во время сварки в углекислом газе при выполнении многослойного шва. Рекомендуется для снижения опасности образования трещин первый слой сваривать при малом сварочном токе. Заканчивать шов следует заполнением кратера металлом. Затем прекращается подача электродной проволоки и выключается ток. Подача газа на заваренный кратер продолжается до полного затвердевания металла.

В состав технологического оборудования, необходимого для выполнения сварочных работ при дуговой механизированной сварке в защитных газах входят:

· приборы газовой магистрали;

· сварочный аппарат (полуавтомат).

Источником питания (ИП) сварочной дуги называют устройство, которое обеспечивает необходимый род и силу тока дуги.

Источник питания и сварочная дуга образуют взаимосвязанную энергетическую систему, в которой ИП выполняет следующие основные функции: обеспечивает условия начального возбуждения (зажигания) дуги, ее устойчивое горение в процессе сварки и возможность производить настройку (регулирование) параметров режима.

Важной технической характеристикой ИП, которая обусловливает возможность его работы с той или иной разновидностью дуги, является зависимость напряжения на «сварочных» зажимах (клеммах) ИП от сварочного тока. Эту зависимость называют внешней вольт-амперной характеристикой (ВАХ) ИП. Наиболее характерные ВАХ для известных ИП: крутопадающая, пологопадающая и жесткая.

По роду тока в сварочной цепи различают:

1) источники переменного тока — сварочные однофазные и трехфазные трансформаторы, специализированные установки для сварки алюминиевых сплавов;

2) источники постоянного тока — сварочные выпрямители и генераторы с приводами различных типов.

По количеству обслуживаемых постов могут быть однопостовые и многопостовые, а по применению — общепромышленные и специализированные источники питания.

В данном случае мы используем современный мощный 400-амперный инверторный ИП для полуавтоматической сварки и наплавки в среде защитных или активных газов марки DC 400.33.

· Дистанционное управление напряжением сварки.

· Цифровой индикатор тока и напряжения сварки.

· Питание как от стационарной сети так и от дизель-генератора.

Технические характеристики инвертора DC 400.33

Потребляемая мощность, кВА, не более

Напряжение источника (пдавнорегулируемое), В

Сварочный ток (плавнорегулируемый), А

Номинальный режим работы ПН, % (при +40 С)

Максимальный ток при ПН= 100%, А

Диапазон рабочих температур, С

Для ИП марки DC 400.33 мы подобрали подающий механизм марки ПМ-4.33. Он предназначен для сплошной стальной, алюминиевой и порошковой проволокой от 0.6 до 2.4 мм при работе с аппаратом ДС400.33, ДС400.33УКП или любым другим источником имеющим > вольтамперную характеристику.

· Исполнение с «открытой» и «закрытой катушкой»

· Цифровая индикация скорости подачи проволоки, сварочного тока и напряжения

· Плавная регулировка скорости подачи сварочной проволоки и напряжения на дуге

· Цифровое задание всех параметров сварки

· плавное зажигание дуги, благодаря установке замедления проволоки вначале сварки

· установка времени продува в начале сварки и обдува газа после ее окончания

· плавное гашение дуги, благодаря установке замедления проволоки при окончании сварки

· Четырехроликовый механизм подачи проволоки фирмы COOPTIM Ltd., (профиль ролика зависит от диаметра и вида сварочной проволоки)

· Зубчатое зацепление подающих и прижимных роликов

· Регулируемое усилие прижима

· Возможна эксплуатация на удалении до 50м от сварочного источника

· Отсекатель защитного газа

· «Тест газа» и «тест проволоки» на лицевой панели

· Дистанционное управление скоростью подачи проволоки

Технические характеристики ПМ-4.33

Потребляемая мощность, кВА, не более

Скорость подачи проволоки, м/сек

Диапазон рабочих температур, °С

3.2 Газобаллонное оборудование

Газовая магистраль состоит из баллона с газом, подогревателя и осушителя, которые применяют только при использовании углекислого газа, а также из редуктора, расходомера, газоэлектрического клапана и шланга, соединяющего эти элементы со сварочной горелкой.

Электрический подогреватель устанавливают для того, чтобы предупредить замерзание влаги в каналах редуктора и закупорку их льдом, между вентилем баллона и редуктором.

Осушители предназначены для поглощения влаги, содержащейся в углекислом газе. Применяют два вида осушителей: высокого и низкого давления.

Редуктор служит для понижения сетевого давления или давления, под которым газ находится в баллоне, до рабочей величины и автоматического поддержания рабочего давления неизменным независимо от давления в баллоне или в сети. Расходомеры предназначены для измерения расхода защитного газа. Применяются расходомеры двух типов: поплавкового и дроссельного.

К сварочным материалам при п/автоматической сварке в защитных газах относятся защитные газы и сварочные проволоки.

Стальная сварочная проволока, предназначенная для сварки и наплавки, изготавливается по ГОСТ 2246-70.

Стандартом предусматривается 77 марок сварочной проволоки различного химического состава: 6 марок низкоуглеродистой проволоки, 30 марок легированной проволоки и 41 марка высоколегированной проволоки.

В легированной проволоке содержится от 2,5 до 10 % легирующих компонентов, в высоколегированной — свыше 10 %.

Так как выбранная конструкция изготовлена из низкоуглеродистой стали 09Г2С, сваривают её стандартной кремнемарганцевой проволокой марки Св08Г2С.

При этом способе сварки в зону дуги подается защитный газ, струя которого, обтекая электрическую дугу и сварочную ванну, предохраняет расплавленный металл от воздействия атмосферного воздуха, окисления и азотирования.

Сварка в углекислом газе, благодаря его дешевизне, получила большое применение при изготовлении и монтаже различных строительных конструкций из углеродистых и низколегированных сталей. Углекислый газ, подаваемый в зону дуги, не является нейтральным, так как под действием высокой температуры он диссоциируется на оксид углерода и свободный кислород (СО2>СО+О). При этом происходит частичное окисление расплавленного металла сварочной ванны и, как следствие, металл шва получается пористым с низкими механическими свойствами. Для уменьшения окислительного действия свободного кислорода применяют электродную проволоку с повышенным содержанием раскисляющих примесей (марганца, кремния). Шов получается беспористый, с хорошими механическими свойствами.

Углекислый газ С02 (ГОСТ 8050—85) не имеет цвета и запаха. Получают его из газообразных продуктов сгорания антрацита или кокса, при обжиге известняка и т. д. Поставляется в сжиженном (жидком) состоянии в баллоне типа А вместимостью 40 л, в который при максимальном давлении 7,5 МПа вмещается 25 кг углекислоты (при испарении образуется около 12 750 л газа). Для целей сварки используют сварочную углекислоту. Чистота углекислоты первого сорта должна быть не менее 99,5 %, а высшего сорта — 99,8 %. Баллоны с углекислотой окрашивают в черный цвет с желтой надписью «ССЬ сварочный». Применяется при сварке низкоуглеродистых и некоторых конструкционных и специальных сталей.

Для снижения влажности углекислого газа рекомендуется установить баллон вентилем вниз и после отстаивания в течение 10. 15 мин осторожно открыть вентиль и выпустить из баллона влагу. Перед сваркой необходимо из нормально установленного баллона выпустить небольшое количество газа, чтобы удалить попавший в баллон воздух. Часть влаги задерживается в углекислоте в виде водяных паров, ухудшая при сварке качество шва. Кроме того, при выходе из баллона, от резкого расширения происходит снижение температуры углекислоты и влага, отлагаясь в редукторе, забивает каналы и даже полностью закрывает выход газа. Для предупреждения замерзания влаги между баллоном и редуктором устанавливают электрический подогреватель.

Окончательное удаление влаги после редуктора производится специальным осушителем, наполненным прокаленным медным купоросом, хромистым кальцием или другим осушительным веществом.

5. Технологический процесс

Техника и технология п/автоматической сварки плавящимся электродом имеет много общего при использовании обычной стальной, имеющей сплошное сечение, порошковой газозащитной и порошковой самозащитной электродной проволоки. Различия в основном касаются значений параметров режима, рекомендуемых для сварки различных классов сталей той или иной толщины, величины вылета электродной проволоки, длины дугового промежутка. Основные типы и конструктивные элементы выполняемых дуговой сваркой в защитном газе швов сварных соединений регламентированы ГОСТ 14771-76, которым предусмотрены четыре типа соединений: стыковые, угловые, тавровые и нахлесточные.

Металл, предназначенный для изготовления сварных конструкций, предварительно выпрямляют, размечают, разрезают на отдельные детали-заготовки и выполняют, если это необходимо, разделку кромок в соответствии с рекомендациями ГОСТа. Подготовка кромок под сварку состоит в тщательной очистке их от ржавчины, окалины, грязи, масла и других инородных включений. Очищают кромки стальными вращающимися щетками, гидропескоструйным и дробеметным способами, абразивными кругами, пламенем сварочной горелки травлением в растворах кислот или щелочей.

Подготовленные детали собирают под сварку, используя специальные сборочные приспособления. При сборке важно выдержать необходимые зазоры и совмещение кромок. Точность сборки проверяют шаблонами, измерительными линейками и различного рода щупами.

Сварку осуществляют на режимах, ориентируясь на справочную литературу, производственные инструкции, операционные технологические карты и личный производственный опыт. К основным параметрам режима дуговой сварки в защитных газах относят диаметр электродной проволоки и ее марку, силу сварочного тока, напряжение дуги, скорость подачи электродной проволоки, скорость сварки, вылет электрода, состав защитного газа и его расход, наклон электрода вдоль оси шва, род тока, а для постоянного тока — и его полярность.

При сварке в углекислом газе обратная полярность тока позволяет получать более высокое качество шва, чем сварка на прямой полярности.

Технологические особенности сварки различных сталей заключаются прежде всего в подборе марки сварочной проволоки в зависимости от химического состава свариваемой стали. Низкоуглеродистые и низколегированные стали обычно свариваются стандартной кремнемарганцевой проволокой марок Св 08Г2С, Св 08ГС, Св 12ГС и порошковыми проволоками.

П/автоматическая сварка в защитных газах может производиться во всех пространственных положениях шва, из которых в наибольшей мереудобным является нижнее. Сварка в нижнем положении производится с наклоном горелки вперед или назад. Предпочтительнее вести сварку углом назад, так как при всём этом обеспечивается более надежная защита расплавленного металла и лучший внешний вид шва. Горелку рекомендуется наклонять на 5. 15° относительно вертикали. При сварке металла толщиной 1. 2 мм поперечные колебания горелки не производят. Сварку ведут на максимально возможной длине дуги с максимальной скоростью сварки, при которой обеспечивается хорошее формирование сварного шва и удовлетворительная газовая защита.

6. Методы контроля сварных швов

Ультразвуковой метод контроля основан на способности ультразвуковых волн отражаться от границы раздела двух упругих сред, обладающих разными акустическими свойствами.

Отразившись от нижней поверхности изделия, ультразвук возвратится, будет принят датчиком, преобразован в электрические колебания и подан на экран электронно-лучевой трубки. При наличии дефектов ультразвуковые колебания исказятся: это будет видно на экране электронно-лучевой трубки, где появится всплеск — искажение. По характеру и размерам искажений определяют виды и размеры дефектов.

Ультразвуковые колебания — это механические колебания упругой среды, частота которых лежит за порогом слышимости человеческого уха, т. е. более 2000 Гц. Для ультразвукового контроля применяют колебания частотой 0,5—10 МГц. «Ультра» (от латинского) означает «сверх», «за пределами». Частота колебаний — это число колебаний за 1 с.

Распространяются колебания в однородных материалах по относительно прямым линиям, а на границе раздела двух разнородных материалов (поры, трещины и проч.) происходит их отражение.

Излучение и прием (регистрация) ультразвуковых колебаний производятся электроакустическими преобразователями приборов, а сами приборы называются ультразвуковыми дефектоскопами. Такая аппаратура в нашей стране появилась лишь в 1957 г., а сам способ использования ультразвуковых колебаний для дефектоскопии был впервые в мире предложен нашим соотечественником С.Я. Соколовым в 1928 г.

Основой преобразователей обычно является определенный керамический материал, обладающий пьезоэлектрическим эффектом. «Пьезо» (греч.) в переводе на русский язык означает «сжимаю». Пьезоэлектрический эффект проявляется в том, что пьезоэлектрическая пластина (из титаната бария, цирконат-титаната свинца и др.) под действием подведенного к ней переменного электрического потенциала начинает изменять свою толщину и колебаться, механически вибрировать и направлять пучок колебаний перпендикулярно плоскости пластины, а под влиянием механических деформаций на противоположных поверхностях пьезоэлектрической пластины возникают электрические заряды — переменный электрический ток, который передается на соответствующие регистрирующие приборы.

Проникновение ультразвуковых колебаний в контролируемое изделие происходит тогда, когда удаляется воздух, находящийся между контактирующими поверхностями излучателя и изделия. Для этого между ними устанавливают акустический контакт путем нанесения на поверхность контролируемого изделия слоя минерального масла, солидола, технического глицерина, воды и др.

Процесс распространения ультразвука в теле является волновым, он создает упругие колебания.

Излучатели и приемники ультразвуковых волн называются пьезопреобразователями. Пьезопластина может работать и как излучатель и как приемник. Для озвучивания сварных изделий употребляют в основном эхоимпульсный контроль. Эхо-метод заключается в озвучивании изделий короткими импульсами ультразвука и регистрации эхосигналов, отраженных от дефекта к приемнику. Признаком дефекта является появление импульса на экране. Эхоимпульсный метод называют иногда еще методом эхолокации.

Рис. 3. Схема эхо-импульсного метода

Недостаток ультразвукового контроля — в сложности расшифровки дефекта, ограничении для применения на изделиях аустенитных сталей, чугуна, металлов с крупным зерном, в невозможности контроля сталей малой толщины (до 4 мм).

Для работы на ультразвуковом контроле персонал (инженеры, техники) проходят специальную подготовку с приобретением навыков и с аттестацией.

В настоящее время в России находится в пользовании и выпускается более 20 различных моделей дефектоскопов, например, ДУК-66ПТ (дефектоскоп ультразвуковых колебаний, модель 66, портативный, модернизированный), УЗД-НИИМ5, УД-11ПУ и много других.

7. Наладка и ремонт сварочного оборудования

В процессе эксплуатации электросварочного оборудования возникают перегрузки, аварии и естественный износ, требующие проведения ремонтно-наладочных работ, в объёмах необходимых для нормальной функционирования оборудования.

Ремонт — это комплекс операций по восстановлению исправности или работоспособности электросварного оборудования, а также его ресурсов или его составных частей. Различают несколько видов ремонта: капитальный, средний и текущий. Виды ремонта могут быть плановыми, неплановыми, регламентированными и по техническому состоянию.

Характерные неисправности в работе сварочного автомата и способы устранения инверторных ИП

источник

Курсовая работа: Дуговая механизированная сварка в защитных газах

Сварочная техника и технология занимают одно из ведущих мест в современном производстве. Свариваются корпуса гигантских супертанкеров и сетчатка человеческого глаза, миниатюрные детали полупроводниковых приборов и кости человека при хирургических операциях. Многие конструкции современных машин и сооружений, например космические ракеты, подводные лодки, газо- и нефтепроводы, изготовить без помощи сварки невозможно. Развитие техники предъявляет все новые требования к способам производства и, в частности, к технологии сварки. Сегодня сваривают материалы, которые еще относительно недавно считались экзотическими. Это титановые, ниобиевые и бериллиевые сплавы, молибден, вольфрам, композиционные высокопрочные материалы, керамика, а также всевозможные сочетания разнородных материалов. Свариваются детали электроники толщиной в несколько микрон и детали тяжелого оборудования толщиной в несколько метров. Постоянно усложняются условия, в которых выполняются сварочные работы: сваривать приходится под водой, при высоких температурах, в глубоком вакууме, при повышенной радиации, в невесомости.

Все это предъявляет повышенные требования к квалификации специалистов в области сварки, в особенности рабочих-сварщиков, так как именно они непосредственно осваивают новые способы и приемы сварки, новые сварочные машины. Сегодня рабочему сварщику недостаточно уметь выполнять несколько пусть даже сложных, операций освоенного им способа сварки. Он должен понимать физическую сущность основных процессов, происходящих при сварке, знать особенности сварки различных конструкционных материалов, а также смысл и технологические возможности других, как традиционных, так и новых, перспективных способов сварки.

Предназначенное изделие предназначено для использования в качестве опоры для установки и монтажа несущих колонн, при сооружении зданий промышленного назначения.

Опора представляет собой сварную конструкцию коробчатого типа.

Название: Дуговая механизированная сварка в защитных газах
Раздел: Промышленность, производство
Тип: курсовая работа Добавлен 07:10:24 06 сентября 2010 Похожие работы
Просмотров: 11099 Комментариев: 15 Оценило: 9 человек Средний балл: 4.7 Оценка: 5 Скачать

Все детали этой конструкции изготовлены из стали марки 09Г2С.

Сталь 09Г2С относится к малоуглеродистым, низколегированным сталям.

Стали этого класса обладают хорошей свариваемостью всеми видами дуговой сварки и широко используются для изготовления сварных конструкций применяемых в строительной индустрии.

Химический состав стали 09Г2С

Углерод C, % Кремний Si, % Марганец Mn, % Хром Cr, % Никель Ni, % Медь Cu, %
≤ 0,12 0,5-0,8 1,3-1,7 ≤0,3 ≤0,3 ≤0,3

Механические свойства стали 09Г2С

Ударная вязкость КСU, Дж/см², при температуре,

Сварные конструкции используемые в качестве несущих элементов при возведении зданий и сооружений относятся ко II группе ответственности, т.к., их разрушение в процессе эксплуатации может привести к большим материальным затратам.

II группа ответственности требует повышенного внимания к качеству выполнения работ всего производственного цикла (от заготовки материала до обьёма окончательного контроля изделия).

Учитывая особенности конструкции изделия, материал входящих деталей, а также годовую программу выпуска (2000 шт.) наиболее оптимальным способом изготовления будет полуавтоматическая сварка в среде углекислого газа.

Сварка в защитных газах является одним из способов дуговой сварки. При этом способе в зону дуги подается защитный газ, струя которого, обтекая электрическую дугу и сварочную ванну, предохраняет расплавленный металл от воздействия атмосферного воздуха, окисления и азотирования. Сварка в защитных газах отличается следующими преимуществами: высокая производительность (в 2. 3 раза выше обычной дуговой сварки), возможность сварки в любых пространственных положениях, хорошая защита зоны сварки от кислорода и азота атмосферы, отсутствие необходимости очистки шва от шлаков и зачистки шва при многослойной сварке; малая зона термического влияния; относительно малые деформации изделий; возможность наблюдения за процессом формирования шва; доступность механизации и автоматизации. Недостатками этого способа сварки являются необходимость принятия мер, предотвращающих сдувание струи защитного газа в процессе сварки, применение газовой аппаратуры, а в некоторых случаях и применение относительно дорогих защитных газов.

Известны следующие разновидности сварки в защитном газе: в инертных одноатомных газах (аргон, гелий), в нейтральных двухатомных газах (азот, водород), в углекислом газе. В практике наиболее широкое применение получили аргонодуговая сварка и сварка в углекислом газе. Инертный газ — гелий применяется очень редко ввиду его большой стоимости. Для сварки ответственных конструкций широко применяется сварка в смеси газов аргона и углекислого газа в соотношении 85% аргона и 15% С02 . Качество этой сварки сталей очень высокое. Питание дуги осуществляют источники постоянного тока с жесткой характеристикой. В последние годы применяются в основном сварные выпрямители серии ВДУ с универсальной внешней характеристикой, т. е. жесткой, либо крутопадающей простым переключением пакетника.

Переменный ток не применяется из-за низкой устойчивости процесса горения дуги, плохого формирования и плохого качества шва. Напряжение на дуге при сварке в С02 должно быть не более 30 В, так как с увеличением напряжения и длины дуги увеличивается разбрызгивание и окисление. Обычно напряжение дуги — 22— 28 В, скорость сварки — 20-80 м/ч, расход газа 7—20 л/мин. Сварка в С02 с проволокой дает провар более глубокий, чем электроды, поэтому при переходе с ручной сварки оправданным считается уменьшение катетов примерно на 10%. Это объясняется повышенной плотностью тока на 1 мм 2 электродной проволоки.Основные элементы режима сварки в С02 в табл.1.

Типовые параметры режима сварки в С02

Толщина проката, мм Временное сопротивление разрыву σВ , МПа Предел текучести σТ , МПа Относительное удлинение δ5 , %

Диаметр проволоки, м Сварочный ток, А Вылет проволоки, мм
0,8 50—110 устанавл. подбором под режим 18—20 5—7 6—12
1,0 70—150 19—21 7—9 7—13
1,2 90—230 21—25 12—15 8—15
1,6 150—300 23—28 12—17 13—20

Сварку в углекислом газепроизводят почти во всех пространственных положениях, что очень важно при производстве строительно-монтажных работ. Сварку осуществляют при питании дуги постоянным током обратной полярности. При сварке постоянным током прямой полярности снижается стабильность горения дуги, ухудшается формирование шва и увеличиваются потери электродного металла на угар и разбрызгивание. Однако коэффициент наплавки в 1,6. 1,8 раза выше, чем при обратной полярности. Это качество используют при наплавочных работах Листовой материал из углеродистых и низколегированных сталей успешно сваривают в углекислом газе; листы толщиной 0,6. 1,0 мм сваривают с отбортовкой кромок. Допускается также сварка без отбортовки, но с зазором между кромками не более 0,3. 0,5 мм. Листы толщиной 1,0. 8,0 мм сваривают без разделки кромок; при этом зазор между свариваемыми кромками должен быть не более 1 мм. Листы толщиной 8. 12 мм сваривают V-образным швом, а при больших толщинах — Х-образным швом. Перед сваркой кромки изделия должны быть тщательно очищены от грязи, краски, окислов и окалины. Сварочный ток и скорость сварки в значительной степени зависят от размеров разделки свариваемого шва, т. е. от количества наплавляемого металла. Напряжение устанавливается таким, чтобы получить устойчивый процесс сварки при возможно короткой дуге (1,5. 4,0 мм). При большей длине дуги процесс сварки неустойчивый, увеличивается разбрызгивание металла, возрастает возможность окисления и азотирования наплавляемого металла.

Рис. 2. Движение электрода во время сварки в углекислом газе при выполнении многослойного шва

На рисунке показаны движения электрода во время сварки в углекислом газе при выполнении многослойного шва. Рекомендуется для снижения опасности образования трещин первый слой сваривать при малом сварочном токе. Заканчивать шов следует заполнением кратера металлом. Затем прекращается подача электродной проволоки и выключается ток. Подача газа на заваренный кратер продолжается до полного затвердевания металла.

В состав технологического оборудования, необходимого для выполнения сварочных работ при дуговой механизированной сварке в защитных газах входят:

· приборы газовой магистрали;

· сварочный аппарат (полуавтомат).

Источником питания(ИП) сварочной дуги называют устройство, которое обеспечивает необходимый род и силу тока дуги.

Источник питания и сварочная дуга образуют взаимосвязанную энергетическую систему, в которой ИП выполняет следующие основные функции: обеспечивает условия начального возбуждения (зажигания) дуги, ее устойчивое горение в процессе сварки и возможность производить настройку (регулирование) параметров режима.

Важной технической характеристикой ИП, которая обусловливает возможность его работы с той или иной разновидностью дуги, является зависимость напряжения на «сварочных» зажимах (клеммах) ИП от сварочного тока. Эту зависимость называют внешней вольт-амперной характеристикой (ВАХ) ИП. Наиболее характерные ВАХ для известных ИП: крутопадающая, пологопадающая и жесткая.

По роду тока в сварочной цепи различают:

1) источники переменного тока — сварочные однофазные и трехфазные трансформаторы, специализированные установки для сварки алюминиевых сплавов;

2) источники постоянного тока — сварочные выпрямители и генераторы с приводами различных типов.

По количеству обслуживаемых постов могут быть однопостовые и многопостовые, а по применению — общепромышленные и специализированные источники питания.

В данном случае мы используем современный мощный 400-амперный инверторный ИП для полуавтоматической сварки и наплавки в среде защитных или активных газов марки DC 400.33.

· Дистанционное управление напряжением сварки.

· Цифровой индикатор тока и напряжения сварки.

· Питание как от стационарной сети так и от дизель-генератора.

Технические характеристики инвертора DC 400.33

Напряжение питания, В 3 80,+10% -15 %
Потребляемая мощность, кВА, не более 20
Напряжение источника (пдавнорегулируемое), В 16-36
Сварочный ток (плавнорегулируемый), А _
Номинальный режим работы ПН, % (при +40 С) 60
Максимальный ток при ПН= 100%, А 300
Диапазон рабочих температур, С От — 40 до + 40
Масса, кг 44
Габаритные размеры, мм 610x280x535

Для ИП марки DC 400.33 мы подобрали подающий механизм марки ПМ-4.33. Он предназначен для сплошной стальной, алюминиевой и порошковой проволокой от 0.6 до 2.4 мм при работе с аппаратом ДС400.33, ДС400.33УКП или любым другим источником имеющим > вольтамперную характеристику.

· Исполнение с «открытой» и «закрытой катушкой»

· Цифровая индикация скорости подачи проволоки, сварочного тока и напряжения

· Плавная регулировка скорости подачи сварочной проволоки и напряжения на дуге

· Цифровое задание всех параметров сварки

· плавное зажигание дуги, благодаря установке замедления проволоки вначале сварки

· установка времени продува в начале сварки и обдува газа после ее окончания

· плавное гашение дуги, благодаря установке замедления проволоки при окончании сварки

· Четырехроликовый механизм подачи проволоки фирмы COOPTIM Ltd., (профиль ролика зависит от диаметра и вида сварочной проволоки)

· Зубчатое зацепление подающих и прижимных роликов

· Регулируемое усилие прижима

· Возможна эксплуатация на удалении до 50м от сварочного источника

· Отсекатель защитного газа

· «Тест газа» и «тест проволоки» на лицевой панели

· Дистанционное управление скоростью подачи проволоки

Технические характеристики ПМ-4.33

36В Потребляемая мощность, кВА, не более 0,2 Скорость подачи проволоки, м/сек 1-17 Диаметр проволоки, мм -Сплошной 0.6-1.6 — Алюминевой 1.0-2.4 — Порошковая 0.9-2.4 Диапазон рабочих температур, °С От -40 до +40 Масса, кг 14 Габаритные размеры, мм 580x202x423

3.2 Газобаллонное оборудование

Газовая магистраль состоит из баллона с газом, подогревателя и осушителя, которые применяют только при использовании углекислого газа, а также из редуктора, расходомера, газоэлектрического клапана и шланга, соединяющего эти элементы со сварочной горелкой.

Электрический подогреватель устанавливают для того, чтобы предупредить замерзание влаги в каналах редуктора и закупорку их льдом, между вентилем баллона и редуктором.

Осушители предназначены для поглощения влаги, содержащейся в углекислом газе. Применяют два вида осушителей: высокогои низкого давления.

Редуктор служит для понижения сетевого давления или давления, под которым газ находится в баллоне, до рабочей величины и автоматического поддержания рабочего давления неизменным независимо от давления в баллоне или в сети. Расходомеры предназначены для измерения расхода защитного газа. Применяются расходомеры двух типов: поплавкового и дроссельного.

К сварочным материалам при п/автоматической сварке в защитных газах относятся защитные газы и сварочные проволоки.

Стальная сварочная проволока, предназначенная для сварки и наплавки, изготавливается по ГОСТ 2246-70.

Стандартом предусматривается 77 марок сварочной проволоки различного химического состава: 6 марок низкоуглеродистой проволоки, 30 марок легированной проволоки и 41 марка высоколегированной проволоки.

В легированной проволоке содержится от 2,5 до 10 % легирующих компонентов, в высоколегированной — свыше 10 %.

Так как выбранная конструкция изготовлена из низкоуглеродистой стали 09Г2С, сваривают её стандартной кремнемарганцевой проволокой марки Св08Г2С.

При этом способе сварки в зону дуги подается защитный газ, струя которого, обтекая электрическую дугу и сварочную ванну, предохраняет расплавленный металл от воздействия атмосферного воздуха, окисления и азотирования.

Сварка в углекислом газе, благодаря его дешевизне, получила большое применение при изготовлении и монтаже различных строительных конструкций из углеродистых и низколегированных сталей.Углекислый газ, подаваемый в зону дуги, не является нейтральным, так как под действием высокой температуры он диссоциируется на оксид углерода и свободный кислород (СО2 →СО+О). При этом происходит частичное окисление расплавленного металла сварочной ванны и, как следствие, металл шва получается пористым с низкими механическими свойствами. Для уменьшения окислительного действия свободного кислорода применяют электродную проволоку с повышенным содержанием раскисляющих примесей (марганца, кремния). Шов получается беспористый, с хорошими механическими свойствами.

Углекислый газ С02 (ГОСТ 8050—85) не имеет цвета и запаха. Получают его из газообразных продуктов сгорания антрацита или кокса, при обжиге известняка и т. д. Поставляется в сжиженном (жидком) состоянии в баллоне типа А вместимостью 40 л, в который при максимальном давлении 7,5 МПа вмещается 25 кг углекислоты (при испарении образуется около 12 750 л газа). Для целей сварки используют сварочную углекислоту. Чистота углекислоты первого сорта должна быть не менее 99,5 %, а высшего сорта — 99,8 %. Баллоны с углекислотой окрашивают в черный цвет с желтой надписью «ССЬ сварочный». Применяется при сварке низкоуглеродистых и некоторых конструкционных и специальных сталей.

Для снижения влажности углекислого газа рекомендуется установить баллон вентилем вниз и после отстаивания в течение 10. 15 мин осторожно открыть вентиль и выпустить из баллона влагу. Перед сваркой необходимо из нормально установленного баллона выпустить небольшое количество газа, чтобы удалить попавший в баллон воздух. Часть влаги задерживается в углекислоте в виде водяных паров, ухудшая при сварке качество шва. Кроме того, при выходе из баллона, от резкого расширения происходит снижение температуры углекислоты и влага, отлагаясь в редукторе, забивает каналы и даже полностью закрывает выход газа. Для предупреждения замерзания влаги между баллоном и редуктором устанавливают электрический подогреватель.

Окончательное удаление влаги после редуктора производится специальным осушителем, наполненным прокаленным медным купоросом, хромистым кальцием или другим осушительным веществом.

5. Технологический процесс

Техника и технология п/автоматической сварки плавящимся электродом имеет много общего при использовании обычной стальной, имеющей сплошное сечение, порошковой газозащитной и порошковой самозащитной электродной проволоки. Различия в основном касаются значений параметров режима, рекомендуемых для сварки различных классов сталей той или иной толщины, величины вылета электродной проволоки, длины дугового промежутка. Основные типы и конструктивные элементы выполняемых дуговой сваркой в защитном газе швов сварных соединений регламентированы ГОСТ 14771-76, которым предусмотрены четыре типа соединений: стыковые, угловые, тавровые и нахлесточные.

Металл, предназначенный для изготовления сварных конструкций, предварительно выпрямляют, размечают, разрезают на отдельные детали-заготовки и выполняют, если это необходимо, разделку кромок в соответствии с рекомендациями ГОСТа. Подготовка кромок под сварку состоит в тщательной очистке их от ржавчины, окалины, грязи, масла и других инородных включений. Очищают кромки стальными вращающимися щетками, гидропескоструйным и дробеметным способами, абразивными кругами, пламенем сварочной горелки травлением в растворах кислот или щелочей.

Подготовленные детали собирают под сварку, используя специальные сборочные приспособления. При сборке важно выдержать необходимые зазоры и совмещение кромок. Точность сборки проверяют шаблонами, измерительными линейками и различного рода щупами.

Сварку осуществляют на режимах, ориентируясь на справочную литературу, производственные инструкции, операционные технологические карты и личный производственный опыт. К основным параметрам режима дуговой сварки в защитных газах относят диаметр электродной проволоки и ее марку, силу сварочного тока, напряжение дуги, скорость подачи электродной проволоки, скорость сварки, вылет электрода, состав защитного газа и его расход, наклон электрода вдоль оси шва, род тока, а для постоянного тока — и его полярность.

При сварке в углекислом газе обратная полярность тока позволяет получать более высокое качество шва, чем сварка на прямой полярности.

Технологические особенности сварки различных сталей заключаются прежде всего в подборе марки сварочной проволоки в зависимости от химического состава свариваемой стали. Низкоуглеродистые и низколегированные стали обычно свариваются стандартной кремнемарганцевой проволокой марок Св 08Г2С, Св 08ГС, Св 12ГС и порошковыми проволоками.

П/автоматическая сварка в защитных газах может производиться во всех пространственных положениях шва, из которых наиболее удобным является нижнее. Сварка в нижнем положении производится с наклоном горелки вперед или назад. Предпочтительнее вести сварку углом назад, так как при этом обеспечивается более надежная защита расплавленного металла и лучший внешний вид шва. Горелку рекомендуется наклонять на 5. 15° относительно вертикали. При сварке металла толщиной 1. 2 мм поперечные колебания горелки не производят. Сварку ведут на максимально возможной длине дуги с максимальной скоростью сварки, при которой обеспечивается хорошее формирование сварного шва и удовлетворительная газовая защита.

6. Методы контроля сварных швов

Ультразвуковой метод контроля основан на способности ультразвуковых волн отражаться от границы раздела двух упругих сред, обладающих разными акустическими свойствами.

Отразившись от нижней поверхности изделия, ультразвук возвратится, будет принят датчиком, преобразован в электрические колебания и подан на экран электронно-лучевой трубки. При наличии дефектов ультразвуковые колебания исказятся: это будет видно на экране электронно-лучевой трубки, где появится всплеск — искажение. По характеру и размерам искажений определяют виды и размеры дефектов.

Ультразвуковые колебания — это механические колебания упругой среды, частота которых лежит за порогом слышимости человеческого уха, т. е. более 2000 Гц. Для ультразвукового контроля применяют колебания частотой 0,5—10 МГц. «Ультра» (от латинского) означает «сверх», «за пределами». Частота колебаний — это число колебаний за 1 с.

Распространяются колебания в однородных материалах по относительно прямым линиям, а на границе раздела двух разнородных материалов (поры, трещины и проч.) происходит их отражение.

Излучение и прием (регистрация) ультразвуковых колебаний производятся электроакустическими преобразователями приборов, а сами приборы называются ультразвуковыми дефектоскопами. Такая аппаратура в нашей стране появилась лишь в 1957 г., а сам способ использования ультразвуковых колебаний для дефектоскопии был впервые в мире предложен нашим соотечественником С.Я. Соколовым в 1928 г.

Основой преобразователей обычно является определенный керамический материал, обладающий пьезоэлектрическим эффектом. «Пьезо» (греч.) в переводе на русский язык означает «сжимаю». Пьезоэлектрический эффект проявляется в том, что пьезоэлектрическая пластина (из титаната бария, цирконат-титаната свинца и др.) под действием подведенного к ней переменного электрического потенциала начинает изменять свою толщину и колебаться, механически вибрировать и направлять пучок колебаний перпендикулярно плоскости пластины, а под влиянием механических деформаций на противоположных поверхностях пьезоэлектрической пластины возникают электрические заряды — переменный электрический ток, который передается на соответствующие регистрирующие приборы.

Проникновение ультразвуковых колебаний в контролируемое изделие происходит тогда, когда удаляется воздух, находящийся между контактирующими поверхностями излучателя и изделия. Для этого между ними устанавливают акустический контакт путем нанесения на поверхность контролируемого изделия слоя минерального масла, солидола, технического глицерина, воды и др.

Процесс распространения ультразвука в теле является волновым, он создает упругие колебания.

Излучатели и приемники ультразвуковых волн называются пьезопреобразователями. Пьезопластина может работать и как излучатель и как приемник. Для озвучивания сварных изделий употребляют в основном эхоимпульсный контроль. Эхо-метод заключается в озвучивании изделий короткими импульсами ультразвука и регистрации эхосигналов, отраженных от дефекта к приемнику. Признаком дефекта является появление импульса на экране. Эхоимпульсный метод называют иногда еще методом эхолокации.

Рис. 3. Схема эхо-импульсного метода

Недостаток ультразвукового контроля — в сложности расшифровки дефекта, ограничении для применения на изделиях аустенитных сталей, чугуна, металлов с крупным зерном, в невозможности контроля сталей малой толщины (до 4 мм).

Для работы на ультразвуковом контроле персонал (инженеры, техники) проходят специальную подготовку с приобретением навыков и с аттестацией.

В настоящее время в России находится в пользовании и выпускается более 20 различных моделей дефектоскопов, например, ДУК-66ПТ (дефектоскоп ультразвуковых колебаний, модель 66, портативный, модернизированный), УЗД-НИИМ5, УД-11ПУ и много других.

7. Наладка и ремонт сварочного оборудования

В процессе эксплуатации электросварочного оборудования возникают перегрузки, аварии и естественный износ, требующие проведения ремонтно-наладочных работ, в объёмах необходимых для нормальной функционирования оборудования.

Ремонт — это комплекс операций по восстановлению исправности или работоспособности электросварного оборудования, а также его ресурсов или его составных частей. Различают несколько видов ремонта: капитальный, средний и текущий.Виды ремонта могут быть плановыми, неплановыми, регламентированными и по техническому состоянию.

Характерные неисправности в работе сварочного автомата и способы устранения инверторных ИП

источник

Adblock
detector