Выбора способа сварки сварочного оборудования

Выбор способа сварки

3.2.4. Факторы, определяющие выбор способа сварки

На выбор способа и метода сварки могут влиять следующие факторы:

род материала, его сортамент;

химический состав металла и сплавов, их теплофизических свойств, определяющих технологическую свариваемость, толщина металла;

назначение металла с точки зрения характера воспринимаемых нагрузок и условий эксплуатации;

конструкция изделия с учётом её сложности, массы, габаритов, типов соединений, положение швов в пространстве, их протяжённость.

вид термической обработки;

производительность способа сварки;

программа выпуска и тип производства;

экономическая эффективность способа сварки.

Влияние рода материала проявляется следующим образом, например, активные металлы (Ti, Al и др.) сваривают с применением защиты сварочной зоны инертными газами или в вакууме. Металлы, обладающие меньшей активностью, можно сваривать с применением более дешёвых газов (CO2) или ручной дуговой сваркой (штучными электродами).

Толщина металла влияет на выбор способа сварки следующим образом.

Металл толщиной 1,5–2 мм наиболее эффективно сваривать контактной сваркой. В диапазоне толщин 2–5 мм оптимальным способом является способ дуговой сварки в среде защитных газов. При толщине металла 5–20 мм максимальную производительность при высоком качестве соединения обеспечивает сварка под флюсом. Для соединения металла толщиной 30 мм и более предпочтительной является электрошлаковая сварка.

Металлы, обладающие высокой теплопроводностью, рекомендуется сваривать способами, обеспечивающими высокую концентрацию тепловой энергии (электронно-лучевая сварка, плазменная сварка и др.).

Выбор метода сварки (ручная, полуавтоматическая, автоматическая) определяется протяжённостью швов, их конфигурацией, положением в пространстве. Например, автоматическую сварку рекомендуется применять для получения швов длиной 1000 мм и более, прямолинейных, в нижнем положении. Для более коротких швов применяют ручную и полуавтоматическую сварку.

Иногда материал и конструкция изделия позволяют применить несколько способов сварки. В этих случаях выбор одного из них осуществляется путём экономического сравнения различных вариантов с учётом программы выпуска, типа производства, экономической эффективности сравниваемых способов.

3.3. Технологические приёмы уменьшения или устранения сварочных напряжений и деформаций

Сварочные деформации и напряжения в конструкциях в большинстве случаев являются недопустимым дефектом, снижающим эксплуатационные показатели конструкции и ухудшающим её внешний вид. Поэтому при производстве многих сварных конструкций возникает необходимость их снижения до значений, обусловленных техническими условиями на изготовление конструкций. В силу этого возникает производственная необходимость управлять развитием сварочных деформаций и напряжений, удерживая их в пределах оптимальных значений.

Усиление деформаций предусматривается на всех этапах проектирования и изготовления сварных конструкций.

3.3.1 Мероприятия по уменьшению сварочных деформаций, применяемые в процессе разработки конструкции

На стадии разработки проекта необходимо принимать конструктивные решения, позволяющие избегать значительных искажений конструкции и при необходимости обеспечивать их правку.

Во-первых, назначают минимальные объёмы наплавленного металла. Используют способы сварки с минимальным тепловыделением, например контактную вместо дуговой, многопроходную вместо однопроходной.

Балочные конструкции проектируют с таким поперечным сечением и расположением швов, чтобы моменты, создаваемые усадочными силами, были уравновешены.

Иногда целесообразно обеспечить свободное сокращение элементов оси усадки, чтобы не вызвать искажение конструкции в целом. Например, нахлёсточное соединение, ещё не сваренное, позволяет смещаться листам, не передавая остальной части конструкции усадку.

В конструкциях с тонкостенными элементами швы располагают либо на жёстких элементах, либо вблизи них.

В тех случаях, когда возможно искажение конструкции при сборке и сварке, проектирование ведут так, чтобы обеспечить возможность последующей правки.

На стадии разработки технологии сборки и сварки проводят следующие мероприятия:

Применяют рациональную последовательность сборочно-сварочных операций. Например, конструкцию расчленяют на узлы, которые по отдельности могут быть легко выправлены, а затем сварены между собой с минимальными отклонениями. Сборку целесообразно вести от наиболее жёсткого элемента.

Назначают экономичные способы и режимы сварки с минимальным тепловыделением и таким характером искажений, который безвреден для качества конструкции. Например, если недопустим излом длинной трубы в зоне кольцевого шва, то применяют многопроходную сварку. Регулированием скорости охлаждения и химического состава металла шва изменяют характер структурных превращений и усадочную силу.

Применяют соответствующую оснастку и приспособления для сборки и закрепления свариваемых элементов. Они эффективно применяются для значительных временных перемещений, но с малыми усадочными силами, например прижатие тонких листов при сварке стыковых соединений, закрепление рёбер или диафрагм при выполнении угловых швов и т.д.

Назначают размеры заготовок с учётом последующей усадки.

Например (рис. 3.5), переменный зазор при электрошлаковой сварке (а), компенсация угла при сварке стыковых соединений (б), создание предварительной кривизны балки (в) путём выкраивания стенки с кривизной, натяжение или термическое удлинение стенки двутавра (г), чтобы она при последующей усадке не потеряла устойчивости.

Рис. 3.5. Виды заготовок с учетом последующей усадки

Предварительной пластической деформацией заготовок перед сваркой соз­дают перемещения, противоположные ожидаемым при сварке. Например, изгибают полки в балке, чтобы уменьшить грибовидность оси укладки продольных швов, раскатывают края оболочек перед сваркой кольцевых швов, изгибают в штампах края отверстий в оболочках, чтобы компенсировать последующее перемещение соединения и оси оболочки и т.д.

2. Выбор способов сварки

Выбор того или иного способа сварки производиться с учетом ряда факторов, главными из которых являются:

Свойства свариваемого материала в ряде случаев имеют определенное значение в выборе способа сварки и, иногда, существенно ограничивают число возможных способов.

Основная проблема свариваемости титановых сплавов – получение сварных соединений с хорошей пластичностью, зависящей от качества защиты и чувствительности металла к термическому циклу сварки. Заметное насыщение металла шва кислородом, азотом и водородом в процессе сварки резко снижает пластичность и длительную прочность сварных конструкций. Поэтому зона сварки должна быть тщательно защищена от воздействия с воздухом.

При сварке титана плавлением требуются концентрированные источники теплоты. Однако в связи с более низким, чем у стали, коэффициентом теплопроводности (в 4 раза), более высоким электрический сопротивлением (в 5 раз) и меньшей теплоемкостью для сварки плавлением титана тратится меньше энергии.

Основной критерий выбора способа сварки, исходя из оптимальных механических свойств, — оптимальный интервал скоростей охлаждения, в котором степень снижения уровня пластических свойств ОШЗ оказывается наименьшей. Поэтому сварку — и псевдо- сплавов целесообразно проводить при минимальных погонных энергиях [4, cтр.129].

Для сплава ОТ4 применяют следующие способы сварки [4, стр.132-144]:

-дуговая сварка плавящимся электродом в защитных газах;

-дуговая сварка неплавящимся электродом в защитных газах;

— сварка под флюсом;

— электронно – лучевая сварка;

— геометрия сварного соединения – кольцевая;

— тип соединения – стыковое;

— толщина металла – 120мм

Технически невозможные способы сварки:

1) Дуговая сварка , так как можно соединятьзаготовки толщиной 2…60 мм [4, стр.132-141].

Проанализируем технически возможные способы сварки, которые позволяют выполнить стыковое соединение с толщиной 120 мм и с кольцевой геометрией.

-возможность сварки за один проход металла;

-высокие пластические свойства металла околошовной зоны;

-для сварки можно использовать один или несколько проволочных электродов другового увеличенового сечения;

-низкий расход электроэнергии;

-отсутсвуют угловые деформации;

-обеспечивает равномерный провар кромок свариваемых деталей.

— получение крупнозернистой макро- и микроструктуры;

— повышенная зона термического влияния, вызванная медленным нагревом и охлаждением металла;

— сварное соединение часто требует дополнительной термооброботки;

— невозможность применения для металла толщиной менее 15мм.

Автоматическая сварка под флюсом

-сниженны затраты на подготовку сварщикров;

-скорость охлаждения металла низкая;

-не нужно защиты от световых излучения(дуга полностью горит под флюсом);

-нет брызг металла;

— трудно осущесвтлять сварку в некоторых пространственных положениях;

— хранение, подготовка, производства флюса требует определенных

-наилучшие условия защиты металла от газов;

-высокая концентрация тепловой энергии;

— малое количество вводимой теплоты;

— отсутствие насыщения расплавленного и нагретого металла газами.

-возможность образования несплавлений и полостей в корне шва на металлах с большой теплопроводностью и швах с большим отношением глубины к ширине;

— для создания вакуума в рабочей камере после загрузки изделий требуется длительное время.

Ручная дуговая сварка неплавящимся электродом в защитных газах

-равнопрочность сварного соединения с основным металлом;

-высокие пластические свойства металла околошовной зоны;

-при сварке вольфрамовым электродом высокая стабильность дугового разряда и, соответственно, формирования сварного шва;

-возможность визуального контроля формирования шва;

-для ручной дуговой сварки требуются небольшие затраты на оборудование и сварочные материалы.

— использование дорогих сварочных материалов (вольфрамовый электрод, защитный газ);

— низкие КПД и производительность по сравнению с другими технологиями сварки;

— качество соединений во многом зависит от квалификации сварщика;

— вредные условия процесса сварки.

Так как производство единичное, отдаем предпочтение автоматической сварки под флюсом, электрошлаковой и ручной дуговой сварки. Использование электронно – лучевой сварки привела бы к большим убыткам. Установка вакуумной камеры непростая задача и требует больших затрат. Поэтому применение этого способа сварки экономически невыгодно.

Проанализировав всевозможные способы сварки для заданного изделия, сделан вывод, что оставшиеся 3 способа сварки подходят по всем критериям:

Автоматическая сварка под флюсом.

Ручная дуговая сварка неплавящимся электродом в защитных газах с присадкой.

Выбор способа сварки

изделие «лавочка» представляет собой сварную конструкцию, выполненную из стального профильного и листового металла и предназначено для благоустройства различных территорий отдыха парковых зон и детских площадок.

Лавочка изготовлена из материалов:

-Уголок продольный 45х45х4 ГОСТ380-71

-Уголок поперечный 45х45х4 ГОСТ380-71

Сталь ВСт 3сп2 обладает хорошей свариваемостью

При сварке лавочка были использованы сварные швы:

Стыковой — ГОСТ380-71, условное обозначение-С2

Кольцевой — ГОСТ380-71, условное обозначение – Т1

Угловой — ГОСТ380-71 условное обозначение – У4

Из чертежа видно, что лавочка имеет следующие габариты:

1.2 Выбор материала

Изделие «Лавочка» изготавливается из стали марки Вст3сп4 ГОСТ5521-95. Данная сталь – низкоуглеродистая качественная, хорошо сваривается, имеет хорошие механические характеристики, обеспечивающие прочность изделия «Лавочка». Механические свойстваВст3сп4 ГОСТ5521-95 приведены в таблице 1. Химический состав стали Вст3сп4 ГОСТ5521-95 приведен в таблице 2.

Таблица 1 Механические свойства стали Вст3сп4 ГОСТ5521-95

Марка стали	Предел прочности при растяжении, Мпа	Предел текучести при растяжении, МПа	Относительное удлинение
Вст3сп4	380-500	210-250	23-26

Таблица 2 Химический состав (%) стали Вст3сп4 ГОСТ5521-95

Марка стали	Углерод	Марганец	Кремний
Вст3сп4	0,14-0,22	0,80-1,10	Не более 0,15

Конструкционные углеродистые стали выплавляют обыкновенного качества и качественные.

В зависимости от назначения углеродистая сталь обыкновенного качества по ГОСТ 380-71 подразделяется на три группы:

А – поставляется следующих марок (в зависимости от механических свойств): Ст0, Ст1, Ст2, Ст3, Ст4, Ст5 и Ст6.

Б – поставляется следующих марок (в зависимости от химического состава): БСт0, БСт1, БСт2, БСт3, БСт4, БСт5 и БСт6.

В – поставляется следующих марок (в зависимости от механических свойств и химического состава): ВСт1, ВСт2, ВСт3, ВСт4 и ВСт5.

Механические свойства каждой марки стали группы В соответствует нормам для аналогичных марок стали группы А, а химический состав – нормам для тех же номеров марок группы Б.

В зависимости от нормируемых показателей сталь каждой группы подразделяют на категории: группа А-1, 2 и 3, группа Б-1 и 2, группа В-1, 2, 3, 4, 5 и 6.

Сталь всех групп с номерами марок 1, 2, 3 и 4 по степени раскисления разделяют на кипящую (КП), полуспокойную (ПС) и спокойную (СП), с номерами 5 и 6 – полуспокойную и спокойную.

Буквы “Ст.” означают “Сталь”, цифры от 0 до 6 – условный номер марки в зависимости от химического состава и механических свойств, буквы Б и В перед обозначением марки означают группу стали(группа А в обозначении марки стали не указывается, а подразумевается), буквы кп, пс и сп после номера марки означают степень расселения. Для обозначения категории стали к обозначению марки добавляют в конце номер соответствующей категории, за исключением первой, которая не ставится, а подразумевается.

Например, БСт3кп2 – сталь обыкновенного качества группы Б, номер марки 3, кипящая, второй категории.

Если сталь поставляется без указания степени расселения, то в обозначении марки вместо соответствующих букв ставится дефис, например, БСт3-2Полуспокойная сталь с номерами марок 3 и 5 выплавляется также с повышенным содержания марганца. В этом случае к обозначению марки стали после её номера ставят букву Г.

Чем больше номер в марке, тем твёрже и прочнее сталь, тем выше содержание в ней углерода. Исключения составляет сталь марок Ст0 и БСт0, в которой содержание углерода не нормируется, а твёрдость и прочность могут быть выше, чем в, стали других марок. Она идёт для изготовления самых неответственных изделий.

В сталях, предназначенных для сварных конструкций, особенно точно регламентируется содержание химических элементов, так как даже незначительное увеличение содержания углерода, серы и фосфора отрицательно влияет на свариваемость. Поэтому сталь с содержанием углерода более 0,23% применяют для сварных конструкций при условиях сварки, обеспечивающих надёжность сварного соединения.

Выбор способа сварки

В зависимости от вида энергии активации и по состоянию металла в зоне соединения все способы сварки можно разделить на две группы: сварка давлением и сварка плавлением.

К сварке давлением относятся способы, при которых применяют только механическую или тепловую и механическую энергию совместно. В последнем случае сварка может происходить с оплавлением металла или без его оплавления.

К сварке давлением без нагрева относится холодная сварка, сварка взрывом, магнитно – импульсная сварка. Для этих способов характерно высокое давление на детали в зоне соединения, в несколько раз превышающее предел текучести и даже предел прочности свариваемого металла при комнатной температуре, что обеспечивает совместное пластическое деформирование соединяемых поверхностей.

Сварка давлением с нагревом без оплавления происходит при высоких температурах, переводящих металл в пластическое состояние. Это снижает предел текучести металла и позволяет получить нужную для сварки деформацию при небольшом удельном осадочном давлении, в несколько раз меньшем предела текучести металла при комнатной температуре.

сварка давлением с нагревом и оплавлением характеризуется высокой температурой нагрева зоны соединения, превышающие температуру плавления свариваемого металла. На поверхности соединяемых деталей тонкий слой металла оплавляется. Под действием прилагаемого давления жидкий металл при некоторых способов сварки может выдавливаться из зоны соединения, например при сварке трением.с жидким металлом выносят за пределы зоны соединения загрязнения поверхности. Соединение образуется за счет деформации нагретых, но не расплавляемых слоев металлов, находившихся под оплавляемым слоем.

сварка давлением незначительно изменяет химический состав, структуру и свойства металла. С ее помощью могут быть получены сварные соединения с такими же свойствами, как у основного металла. Это одно из основных преимуществ сварки давлением перед сваркой плавлением.

При сварке плавлением в зону соединения вводится только тепловая энергия. Металл в зоне сварки нагревается выше температуры его плавления.здесь могут быть два способа: с плавлением основного металла и без плавления основного металла.

В большинстве способов сварки плавлением с помощью различных источников тепла небольшой участок соединения деталей нагревают выше температуры плавления основного металла. Образуется ограниченныйтвердым металлом объем жидкого металла, который называют сварочной ванной.

Среди всех способов сварки наиболее распространенная ручная дуговая сварка штучными электродами как наиболее универсальная. Способ позволяет без замены сварочного инструмента и оборудования (при правильно выбранном сварочном режиме ) выполнять швы различных типов и назначения , а так же веси сварку в любом пространственном положении и в трудно доступных местах.

Широко используют ручную сварку электрической дугой действия. Устойчивый процесс сварки обеспечивается непрерывной подачей конца электрода в зону горения дуги без значительных отклонений ее длинны. При длинной дуге усиливается окисление электродного металла , увеличивается разбрызгивание , снижается глубина провара , шов получается со значительными включениями оксидов. Основной объём работ выполняют при токе 90…350 А и напряжении дуги 18..30 В.

Возбуждение (зажигание ) дуги (рис ..)

Происходит при кратковременном замыкании электрической сварочной цепи, для чего сварщик прикасается к свариваемому металлу 1 концом электрода 5 и быстро отводит его на расстоянии 2..4 мм. В этот момент возникает электрическая дуга, устойчивое горение которой поддерживают поступательным движением электрода (вдоль оси) по мере его плавления. Дугу возбуждают так же скользящим движением конца электрода по поверхности свариваемого металла ( черканием ) с быстрым отводом его на необходимое расстояние.

В процессе сварки электрод перемещают: по направлению к изделию по мере плавлению электрода; вдоль соединения; поперек соединения для получения необходимых формы и сечение шва.

Рис 1. Схема ручной дуговой сварки

РДСДля выполнения сварных работ при изготовлении изделия «Лавочка» используется ручная дуговая сварка.

1.4Организация рабочего места

Сварочный пост – это рабочее место сварщика. Это может быть стационарная сварочная кабина или временный сварочный пост для монтажа или изготовления крупногабаритного изделия, сооружения.

Если свариваемое изделие невелико и изготавливается большими сериями, то рабочее место организуют в стационарных сварочных кабинах размерами для одного сварщика не менее чем 2,0 х 2,5 м, высотой не менее 2,0 м. Рабочее место сварщика должно быть хорошо освещено. При работе в кабинетах, на сборочных площадках и особенно в нутрии емкости главное внимание надо обращать на Электробезопасность, строго соблюдать действующие нормы и правила заземления источника питания дуги, дросселей, корпусов рубильника, сварочных столов.

Сборка и сварка изделия «Лавочка» выполнялись на передвижном сварочном посту (рис. 2), ввиду больших габаритных размеров (1500х700х500).

При сварке крупногабаритных изделий с внешней стороны изделия в цехе нужно огораживать рабочее место сварщика переносными щитами со стороны других рабочих мест, проходов, мест отдыха и т.п. Требования к щитам те же, что и к стенкам кабины. Внутри ограждения должен располагаться источник питания, переносная полка или шкаф для инструмента и электродов. На таких сварочных постах так же обязательно использование вытяжной местной вентиляции. На этом может быть гибкая пластиковая труба длинной до 5 метров с проволочным винтовым кольцом внутри, соединённая с центробежным вентилятором, снабжённым фильтром

Рис 2. Рабочее место сварщика

Удобно применять энергосберегающий автомат с датчиком ввиде токовых клещей, которые включает вентилятор только во время горения дуги и выключает через заданное время после ее угасания.

Рабочее место сварщика должно быть хорошо освещено. При работе вкабинах, на сборочных площадках и особенно внутри емкостях главное

внимание надо обращать на электробезопасность, строго соблюдать действующие нормы и правила заземления источников питания дуги, дроселей, корпусов рубильников, сварочных столов.

1.5 Выбор оборудования

К этой группе относится сварочные трансформаторы и специальные установки. Сварочный трансформатор – это электромагнитный аппарат, преобразующий напряжение 220…380. В промышленной сети переменного тока в более низкое напряжение, регламентируемое ГОСТами на сварочное оборудование, и обеспечение необходимую силу сварочного тока.

Такой трансформатор состоит из замкнутого магнита — провода, который шихтуется из пластин электротехнической стали марок Э320, Э330. Первичная обмотка, состоящая из двух соединенных последовательно катушек и подключаемая к промышленной сети, крепится на магнит проводе неподвижно. Работа трансформатора основана на электромагнитном взаимодействий первичной и вторичной обмоток через магнитопровод. В передачи энергии участвуют два переменных магнитных потока: основной который проходит только по магнитопроводу и поток рассеяния который проходит по магнитопроводу и по воздуху. В режиме холостого хода катушки первичной обмотки подключены к питающей электрической сети с напряжением 220…380 В. Образуется замкнутый контур, по которому проходит ток холостого хода. В этом режиме сварочная цепь, в которую включена вторичная обмотка разомкнута. Вторичное напряжение трансформатору равно напряжению холостого хода его значение выбирают при расчете трансформатора из условия надежного возбуждения дуги и требований техники безопасности 65 В.

Серийно выпускаются несколько типов трансформаторов с подвижными обмотками основные из них – это трансформаторы ТД и ТСК. Последние отличаются тем, что параллельно первичной обмотке для улучшения энергетических показателей у них включены конденсаторы.

Трансформаторы с подвижными обмотками чаще других применяются дляруной дуговой сварки. Для автоматической и полуавтоматической сварки плавящимся электродом под слоем флюса выпускают и специальные трансформаторы типа ТДФЖ сварку под флюсом ведут на повышенной силе тока, поэтому дуга горит устойчиво и шов формируется качественно на возрастающей ветви ВАХ дуги.

Для дуговой сварки алюминиевым сплавом в защитных газах применяют специальные установки однофазного и трехфазного токов. При сварки алюминиевым сплавом дуга, горящая с неплавящегося электрода в защитном газе, обладает особенностями. Горит она при низком напряжении 10…20 В. Ее ВАХ имеет горизонтальный участок в большом диапазоне силы сварочного тока. Для дуговой сварки неплавящимся электродом кроме установок УДГ выпускают установки типа УДГУ которые позволяют вести процесс как на переменном токе, например при сварки коррозионной – стойких сталей.

К источникам питания постоянного тока, относится сварочные выпрямители, вращающиеся электромашинные преобразователи (генераторы) и сварочные агрегаты. ИП постоянного тока используются при ручной дуговой сварке штучными электродами, при сварке плавящимся и неплавящимся электродом в среде защитного газа.

В настоящее время вращающиеся преобразователи вытесняются сварочными выпрямителями. Однако сварочные генераторы сохраняют свое значение в основном при сварке в полевых условиях в составе сварочных агрегатов с двигателями внутреннего сгорания.

Для ручной дуговой сварки штучными электродами обычно применяют сварочные выпрямители ВД. Кроме выпрямителей ВДГ для сварки плавящимся электродом в защитном газе можно применять универсальные источники ВДУ .

Сварочные генераторы постоянного тока относятся к электрическим машинам специального назначения и выпускают с жестами, круто – пологопадающими внешними ВАХ. В качестве привода для вращения вала сварочного генератора используют или синхронный электродвигатель переменного тока с короткозамкнутым ротором, или двигатель внутреннего сгорания.

Конструкции, в которых генератор объединен с электродвигателем, называют сварочным преобразователем, а с двигателем внутреннего сгорания – сварочным агрегатом. Вентильные генераторы трехфазный переменный ток частотой 200 или 400 Гц, который затем преобразуется в постоянный выпрямительным блоком, входящим в конструкцию генератора. Внешняя ВАХ вентильного генератора – падающая, регулировка сварочного тока ступенчатая (две ступени) и плавная в пределах каждой ступени.

В качестве источника питания при изготовлении изделия «Лавочка» используется трансформатор ТДМ-602 (рис. 3).

Рис.3 Общий вид трансформатора ТДМ-602

Сварочный трансформатор ТДМ-602 предназначен для питания одного сварочного поста однофазным переменным током частотой 50 Гц.при ручной дуговой сварки, резки и наплавки металлов покрытыми металлическими электродами.

Предусмотрено использование штучных сварочных электродов диаметром 2…5 мм всех марок.Трансформатор работает в следующих условиях:- интервал температур от –45 град. С до +45 град. С- относительная влажность воздуха не более 80% при +20С;- высота над уровнем моря не более 1000 м.Климатическое исполнение У, категория 2 по ГОСТ 15150-69.

1.6 Инструменты и принадлежности

Электрододержатель – это один из основных инструментов электросварщика, от которого во многом зависит производительные и безопасные условия труда. Электродержатель должен быть легким (не более 0,5 кг), и удобным, иметь надежную изоляцию, не нагреваться при работе, обеспечивать быстрое и надежное закрепление электрода. В зависимости от способов крепления электродов различают защелочные, пасатижные,

Рис.4 Комплект инструментов и принадлежностей:

-электрододержатель; -сварочные провода;-маска;-зубило; -металлическая щетка; — электроды; — перчатки.

Щитки и шлемы – это оборудование изготавливают в соответствии с ГОСТ 12.4.035.-78 из токонепроводящих материалов, фибры или пластмассы. Масса щитка не должна превышать 0,48 кг. Шлема – 0,6 кг. Их внутренняя поверхность должна быть гладкой, матовой, черного цвета. Щиток состоит из корпуса со смотровым окном и ручки, имеющей круглое поперечное сечение и длину не менее 120 мм. Шлем представляет собой защитное приспособление, надеваемое сварщиком на голову. Он состоит из корпуса со смотровым окном и наголовника, который должен обеспечивать для фиксирования положения корпуса: опущенное (рабочее), и откинутое назад.

Для защиты глаз от вредных излучений щитки и шлемы снабжены светофильтрами типа с темно-зеленого цвета, которые выпускают (вместо светофильтров типа Э), 13 классов для сварки с применением токов и силы 13…900А.

Для защиты светофильтра от брызг металла используют покровные органические стекла, которые по мере повреждения заменяют новыми.

Сварочные провода. Ток от силовой сети подводится к сварочным аппаратам по проводам марки КРПТ. От сварочных аппаратов к рабочим местам сварочный ток поступает по гибкому проводу марки ПРГ, АРГ, или ПРГД с резиновой изоляцией. К электродержателю должен быть подключен гибкий медный провод марки ПРГД длинной не менее 3 м

Длинна от сварочных аппаратов к рабочему месту не должна быть более 30…40 м, так как при большой длине проводов напряжение в них значительно падает, что приводит к уменьшению напряжение дуги. Для соединения сварочных проводов применяют специальные муфты, медные наконечники и болты. Температура нагрева проводов не более 70 С.

Одежда сварщика. В комплект одежды входит куртка и брюки шьют из брезента, сукна или асбестовой ткани. Одежду из прорезиненного материала не применяют, так как ее легко прожечь нагретыми металлическими частицами. Брюки должны прикрывать обувь для предохранения ног от ожога. Рукавицы могут быть брезентовыми или спилковыми.

Дополнительный инструмент сварщика. Для зачистки кромок перед сваркой и удаления с поверхности швов остатков шлака применяют остальные щетки — ручные или с электроприводом. Остывший шлак с поверхности шва удаляют молотком – шлакоотделителем.

Для подсоединения «массы» к заготовке служат винтовые или пружинные зажимы, в которые токопроводящий провод впаивают высокотемпературным припоем или закрепляют механически.

Для клеймения швов, вырубки дефектных мест, удаления брызг и шлака применяют соответственно клейма, зубила и молотки. Сборочные операции перед сваркой выполняют с помощью шаблона, отвесов, линеек, угольников, чертилок и специальных приспособлений. При монтажных сварочных работах сварщики используют надеваемые через плечо брезентовые сумки, в которые помещают электроды.

1.7 Выбор сварочных материалов

Электрод для дуговой сварки представляет собой металлический стержень, на поверхность которого нанесено специальное покрытие. Состав металла стержня и электродного покрытия влияет на состав свойства сварного шва и на горение дуги. Общее требование к электродам: обеспечение устойчивого горения дуги; хорошее формирование шва; получение метала определенных свойств и химического состава, свободного от дефектов; спокойное и равномерное плавление электродного стержня и покрытия в процессе сварки; минимальные потери электродного металла от угара и разбрызгивания; высокая производительность сварки; легкая отделимость шлаковой корки с поверхности шва; достаточная прочность покрытия, сохранение заданных свойств электродов в течение требуемого промежутка времени; минимальная тактичность.

Для удовлетворения этих требований в покрытие электродов вводят следующие вещества. Шлакообразующие – основная часть покрытий. Они образуют шлак на поверхности ванны и защищают капли электродного металла и сварочную ванну от непосредственного контакта с атмосферой. Газообразующие – органические вещества, разлагающиеся при нагревании с образованием газов, которые оттесняют воздух от другого промежутка. Раскисляющие – ферросплавы, сплавы железа с металлом, обладающим большей активностью по отношению к кислороду. Легирующие – хотя легирование через покрытие менее эффективно, чем через проволоку. Чаще легирование через покрытие менее эффективно, чем через проволоку. Чаще легирование ведут за счет ферросплавов, вводимых с целью раскисления металла шва. Стабилизирующие – соединения элементов с низким потенциалом ионизация, облегчающие горения дуги и ее повторное зажигание на переменном токе.

По ГОСТ 9466-75 металлические покрытые электроды для ручной дуговой сварки сталей и наплавки делят так:

У – для сварки углеродистых и низколегированных конструкционных сталей.

Л – для сварки легированных конструкционных сталей

Т – для сварки легированных теплоустойчивых сталей

В – для сварки высоколегированных сталей

Н – для наплавки поверхностных слоёв

2)По виду составов покрытия

А – с кислым покрытием

Б – с основным покрытием

Р – с рутиловым покрытием

Ц – с целлюлозным покрытием

РЦ – с покрытием смешанного типа

П – с прочими покрытиями

3)По толщине покрытия

М – с тонким покрытием

С – с средним покрытием

Д – с толстым покрытием

Г – с особо толстым покрытием

4)По допустимым пространственным положениям сварки или наплавки:

1 – для всех положений

2 – для всех положений кроме вертикального сверху вниз

3 – для нижнего, горизонтального на вертикальной плоскости и вертикального снизу вверх

5)По качеству изготовления электродов:

Существует три группы (третья группа – наивысшая)

6)По роду тока и полярности, по номинальному напряжению холостого хода источника переменного тока. Существуют группы с 0 до 9

Для выполнения сварных работ при изготовлении изделия «Лавочка» применяются электроды «ЦМ-7» .

Технологические характеристики электродов ЦМ-7 приведены в таблице 3. общий вид электродов –на рис.7.

Рис.7 Электроды ЦМ-7

марка электрода	Коэффициент наплавки г/(Ач)	Устойчивость дуги	Расход электродов на 1 кг наплавляемого металла, кг	Диаметр эл. мм	Величина тока, А положение	Род тока	Температура прокаливания электродов, С
ЦМ-7	10,6	»	1,8	160-190. 210-250. 260-320.	130-150. 140-160.	140-160.	Постоянный,переменный

Электроды имеют низкую склонность к образованию пор в швах. Допускается сварка незащищенных от окалины кромок и увлажнение покрытия. Не рекомендуется сварка в закрытых сосудах (отсеках) из-за высокой токсичности аэрозоля.

Вид покрытия — А, полярность — любая, положение швов в пространстве — все, коэффициент наплавки 11,0 г/(А.ч). Электрод для сварки сталей с пределом прочности до 412МПа. Тип электрода — Э42.

2. Технологическая часть

Выбор формы свариваемых элементов и способов сварки

Сварные изделия, как правило, изготавливают из проката (листа, труб, профилей), а также литых, кованых и штампованных элементов. При выборе размеров и формы свариваемых элементов необходимо учитывать следующее:

— сечение, длина и количество сварных швов должны быть минимальными, что обеспечивает снижение тепловложения при сварке;

— предпочтение следует отдавать прямолинейным и непрерывным швам;

— при выборе формы и расположения свариваемых элементов следует учитывать, что стыковые швы являются наиболее прочными;

— форма и взаимное расположение соединяемых элементов должны обеспечивать удобство доступа сварочного инструмента в зону сварки;

— необходимо избегать скопления и пересечения сварных швов в одном узле;

— в зоне сварки не должно быть ступенчатых переходов по толщине (в противном случае возможно разрушение конструкции в результате концентрации напряжений)

— следует избегать укладки сварных швов в местах, претерпевших предварительную пластическую деформацию;

— желательно обеспечивать симметричное расположение швов относительно центра тяжести сварного соединения;

— желательно, чтобы сварные швы не располагались в местах последующей механической обработки.

— размеры сварных заготовок должны обеспечивать возможность их термообработки в термических печах и обработки на металлорежущих станках.

Одним из показателей рационального выбора формы и размеров свариваемых элементов является уменьшение полезной массы, отхода материала, трудоемкости и себестоимости сварных заготовок.

Указанным рекомендациям соответствуют элементы простой геометрической формы: прямолинейные, цилиндрические, конические и полусферические с прямыми, кольцевыми, стыковыми и тавровыми соединениями между ними. При выборе сортамента материалов для изготовления сварного изделия следует отдавать предпочтение профилям и их сочетаниям. При этом необходимо стремиться к минимальному количеству типоразмеров и толщин свариваемых элементов.

В качестве примера на рис. 96С приведены варианты сварных двутавровых и коробчатых балок из листового проката (рис. 96С, а, б, в) и гнутых профилей (рис. 96С, г, д). Более технологичными являются балки, выполненные из гнутых элементов, так как при их использовании снижается масса изделия, уменьшается трудоемкость его изготовления вследствие сокращения числа элементов и объема сварочных работ.

Рис. 96С. Варианты сварных двутавровых и коробчатых балок

а, б, в — балка из листового проката; г, д — балка из гнутых профилей.

2. Выбор вида и способа сварки.

Важнейшей задачей при проектировании сварных конструкций является правильный выбор вида и способа сварки в зависимости от металла свариваемых элементов, типа сварного соединения, конфигурация сварных швов, пространственное положение при сварке, производительности сварки, степени механизации сварочного процесса.

Источник