Исследовательская статья: Технология изготовления "Сварной колонны"

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ ЧЕЛЯБИНСКОЙ ОБЛАСТИ ГБПОУ   «ЧЕЛЯБИНСКИЙ МЕХАНИКО – ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ТЕХНИКУМ»

Научно – исследовательская работа

«Технология изготовления сварной колонны»

Выполнили:

Корчагин Сергей Ильич

студент группы № 307

Научный руководитель:

Султанова Э.Н. мастер п/о

Челябинск,  2018

Оглавление

Введение. 3

Глава 1 Технология изготовления сварной колонны.. 4

Глава 2 Техника безопасности при сварочных работах. 8

Список литературы.. 10

Введение

     С развитием техники возникает необходимость сварки деталей разных толщин из разных материалов, и, как следствие, расширяется набор применяемых видов и способов сварки.

    В настоящее время сваривают детали толщиной от нескольких микронов (в микроэлектронике, до десятков сантиметров и даже метров в тяжёлом машиностроении).
    Наряду с конструкционными углеродистыми и низколегированными сталями всё чаще приходится сваривать специальные стали, лёгкие сплавы и сплавы на основе титана, молибдена, циркония, и других металлов, а так же разнородные материалы. От применяемой технологии сварки и качества выполнения сварочных работ во многом зависит качество и надёжность готовых изделий, и эффективность производства в целом. Одно из наиболее развивающихся направлений в сварочном производстве - широкое использование механизированной и автоматической дуговой сварки, т.е механизация и автоматизация как самых сварочных процессов, так и комплексная механизация и автоматизация, охватывающая все виды работ, связанных с изготовлением сварных конструкций и созданием автоматических производственных линий. Важное, значение при этом отводится созданию специального оборудования и средств оснащения технологических процессов.

Данная металлическая конструкция «Сварная колонна» широко применяется в промышленности, в производственных цехах, на крановых площадках, в ремонтных цехах, строительстве дорожных мостов, ферм, перекрытий больших пролётов. Которая работает на сжатие и применяется в качестве промежуточных опор для балок.

Для осуществления поставленной цели, в работе решены следующие задачи:

-   была произведена характеристика металла и рассмотрение сварочных материалов;

-   представлено рассмотрению оборудование сварочного поста;

-   рассмотрена организация рабочего места и подготовка деталей под сварку;

-   рассмотрен технологический процесс;

-   рассмотрены виды дефектов,

-   соблюдения техники безопасности

Глава 1 Технология изготовления сварной колонны  

В данном проекте выбрана сталь СтЗпс, которая является низкоуглеродистой, так как содержание углерода до 0.25% и по степени раскисления является промежуточной между спокойной и кипящей. Она содержит такое количество раскислителей, при котором газов выделяется меньше, чем при затвердевании кипящей стали, и поэтому имеет меньшую химическую однородность. Степень раскисления отражается в ее маркировке, например; Ст2кп, СтЗпс и т.д. Она является хорошо свариваемой сталью, так как количество углерода не превышает 0.25%. Химические и механические свойства стали.

Таблица1 - Химический состав стали

Марка стали	Гост		Содержание элементов , %		/о
		C		Si		Mn	Сг	Ni	Cu
09Г2	19282-73	До 0,12		0,17-0,37		1,4-1,8	До 0,3	До 0,3	До 0,3

Таблица 2 - Механические свойства стали

Марка стали	ГОСТ	Временное сопротивление разрыву, МПа	Предел текучести, МПа	Относительное удлинение, %		Ударная вязкость, мДж/м2			Расчётное сопротивление, МПа
						При t C
							20	40	70
СтЗпс	380-94	450	310		21		-	-	-

Основное назначение всех сварочных источников — обеспечивать стабильное горение сварочной дуги и её легкий поджег. Одним из самых важных параметров сварочного процесса является его устойчивость к колебаниям и помехам. Полуавтомат сварочный ПДГО-510. Предназначен для полуавтоматической сварки сплошной и порошковой проволокой на постоянном токе в среде защитных газов, в комплекте с источниками для сварки.

Для изготовления данной конструкции применяем сварочную проволоку по ГОСТ 2246-70, в том числе и для сварки в защитных газах. СВ-08Г2С применяются в сочетании с проволоками, содержащими раскислители Mn, Si, Al, Ti и др.

При выполнении производственных операций за рабочим закрепляется рабочее место в виде участка производственной площади. Рабочее место электросварщика, оборудованное всем необходимым для выполнения сварочных работ, называют сварочным постом. Сварочные посты могут быть стационарными и подвижными.

Рабочее место сварщиков в зависимости от выполняемой работы и габаритов свариваемых конструкций могут располагаться непосредственно возле этих изделий.

Перед сваркой соединяемые детали необходимо подготовить. Основной металл, предназначенный для изготовления сварных конструкций, предварительно выпрямляют, размечают, разрезают на отдельные детали два швеллера длинной 2000 шесть пластин длинной 500 мм и выполняют необходимое профилирование кромок.

     От состояния поверхности свариваемых кромок в значительной мере зависит качество сварных швов. Подготовка кромок под сварку заключается в тщательной очистке их от ржавчины, окалины, грязи, масла и других инородных включений.

        Исходными данными для проектирования технологического процесса изготовления сварной конструкции являются рабочий чертеж изделия.

Колонна состоит из двух швеллеров, расположенных полками вовнутрь, соединённых рёбер жёсткости и предназначены для установки конструкций нагружающих колонну.

      После подготовки кромок производится сборка конструкции последовательно два швеллера в зажимное приспособление, затем ребра жесткости, последовательно производится прихватка. Затем производим замеры узла по размерам в соответствии с чертежом и зачистка окалин, брызг, шлака в около шовной зоне. После чего произвести сварку узла в удобном положении для сварки. Затем самый простой и очевидный метод, призванный определить явные дефекты шва. Он может производиться без сторонних приспособлений либо с применением лупы.
        В рамках подготовки к осмотру производится специальная обработка сварных швов: поверхность очищают от загрязнений и шлаков, некоторые виды сталей дополнительно подвергают химической обработке.

     При осмотре оценивают размер сварного шва, замеряют обнаруженные дефектные участки. Если были обнаружены трещины, их границы определяют засверливанием, подрубкой, шлифовкой и завершающим травлением. Трещины обнаруживаются при нагреве металла, выявляясь зигзагообразными линиями.

    Если должна быть произведена термическая  обработка сварных швов, то внешний осмотр проводится и до процедуры, и после нее.

 Бывают  методы контроля: просвечивание сварного шва, магнитографический метод, проверка ультразвуком, вскрытие шва, химический метод, цветная дефектоскопия, проба керосином, испытание пневматикой, технологические пробы, выявление склонности шва к коррозии, металлографический метод, проверка на твердость.

В процессе образования сварных соединений в металле шва и зоне термического влияния могут возникать различные отклонения от установленных норм и технических требований, приводящие к ухудшению работоспособности сварных конструкций, снижению их эксплуатационной надежности, ухудшению внешнего вида изделия. Такие отклонения называются дефектами.

Дефектоскоп УД4-76 Для ультразвукового неразрушающего контроля мы также используем дефектоскоп-томограф УД4-76 общего назначения. Дефектоскоп УД4-76 имеет входы для двух датчиков позиционирования, что позволяет производить не только линейное, но и двумерное сканирование.

Рисунок № 1  - ультразвуковой контроль сварного шва

К дефектам относится: пористость шва, трещина, шлаковые включения, несплавление шва, непровар шва неплотность шва, подрезы, свищи, наплывы, прожоги, газовые поры.

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава 2 Техника безопасности при сварочных работах.

На производстве каждый сварщик обязательно проходит периодический инструктаж по охране труда, в который включаются вопросы по технике безопасности при выполнении сварочных работ, обслуживании и хранении сварочного оборудования, а также по правильному использованию средств индивидуальной защиты, которые в данном случае особенно важны. Однако на производстве, в условиях предприятия при постоянном контроле охраны труда, техника безопасности при сварочных работах постоянно проверяется ответственными лицами. При этом средства защиты всегда соответствуют ГОСТ 1361-69, ГОСТ 9497-60 и другим аналогичным требованиям. Что же касается бытовых условий, тут при выполнении работ с электродуговой сваркой контролировать технику безопасности приходится самостоятельно.

Современное сварочное оборудование предусматривает использование в качестве источника энергии не только электричества, но и различных газов. При этом все разновидности электросварочных аппаратов, полуавтоматов и газосварочного оборудования имеют свои факторы опасности. Поэтому перечислить полностью все правила техники безопасности практически невозможно, однако существуют требования, касающиеся всех электросварочных и газосварочных работ.

Многое тут зависит от знаний и опыта самого сварщика. К примеру, каждый квалифицированный мастер знает, что перед использованием сварочного аппарата его необходимо проверить. В первую очередь данное требование относится к газовым горелкам, ацетиленовым генераторам и сварочным трансформаторам, корпуса которых должны быть соответствующим образом заземлены. В целом требования к сварочному оборудованию регламентирует ГОСТ 21694-94. А теперь рассмотрим ряд типичных правил безопасности, обязательных для всех сварщиков:

В зоне применения сварочного оборудования не должны находиться горючие материалы, легковоспламеняющиеся предметы и жидкости.

При использовании сжатых газов (кислород, пропан) баллоны должны находиться на расстоянии не менее пяти метров от места проведения сварочных работ.

Баллоны с горючими газами рекомендуется удалять за пределы помещения, в котором работает сварщик, надежно закрепив их во избежание ударов и падения.

1.                     Зажигать газовые горелки можно только специальными зажигалками, а использование спичек запрещается (это правило часто нарушают даже опытные сварщики).

2.                     В случае использования сварочного аппарата с электрической горелкой необходимо проверить напряжение на горелке, оно не должно быть больше 36 вольт.

3.                     При работе с электросваркой нужно следить за состоянием изоляции проводов. В случае обнаружения повреждений изоляции работы необходимо прекратить и отремонтировать либо заменить поврежденный кабель.

4.                     Место проведения сварочных работ должно хорошо проветриваться, поэтому в помещении должна работать эффективная вытяжная вентиляция, которая будет в состоянии обеспечить быстрый отвод продуктов сгорания за пределы помещения.

Таким образом, не стоит пренебрегать техникой безопасности при проведении сварочных работ.

Используя технологический процесс и чертеж возможно практическое изготовление детали «Сварной колонны». Данный технологический процесс является наиболее оптимальным, как технически, так и экономически. Таким образом, цель достигнута.

Список литературы

1. В.Н. Галушкин «Технология производства сварных конструкций» - М, издательский центр «Академия», 2010

2. В.И. Маслов «Сварочные работы» - М, издательский центр «Академия», 2009

3. В.В. Овчинников «Дефекты сварных соединений» - М, издательский центр «Академия», 2009