Письменная экзаменационная работа на тему: Технология сборки и ручной дуговой сварки поддона из стали Ст3

Содержание

Введение 3

1.Общая часть 4

2.Расчетно-технологическая часть 6

3.Технология газовой сварки чугуна 17

4.Охрана труда, техника безопасности и противопожарная 20

безопасность

Заключение 22

Список литературы 23

Графическая часть

1.Сборочный чертеж поддона – формат А1

Введение

Современный технически прогресс в промышленности неразрывно связан с совершенствованием сварочного производст­ва.

Сварка высокопроизводительный процесс изготовления неразъёмных со­единений находит широкое применение при изготовлении металлургическо­го, химического и энергетического оборудования, различных трубопроводах, в машиностроении, в производстве строительных и других конструкций. Сварка - такой же необходимый технологический процесс, как и обработка металлов, литьё, ковка, штамповка. Большие технологические возможности сварки обеспечили её широкое применение при изготовлении и ремонте су­дов, автомобилей, самолётов, турбин, котлов, реакторов, мостов и других конструкций. Её применение способствует совершенствованию машиностро­ения и развитей ракетостроения, атомной энергетике, радиоэлектроники.

Цель и задачи данной выпускной квалификационной работы заклю­чаются в изучении основ сварки и резки металлов, освоении технологии из­готовления поддона, включая подбор сварочных материалов, сварочного оборудования, в выборе режимов сварки и контроля качества выполненных работ.

1 Общая часть

1.1 Описание конструкции.

Поддоны - это средства пакетирования с площадкой для груза с над­стройками или без них, приспособленные для механизированного перемеще­ния при выполнении погрузочно-разгрузочных, транспортных и складских работ

Специализированные поддоны предназначены для транспортировки одного наименования грузов или групп однородных (однотипных) по своим свойст­вам грузов.

По своей конструкции поддоны подразделяются на:

- плоские (без надстроек над верхней плоскостью настила) применяются для штучных, затаренных в мешки, ящики материалов и изделий относи­тельно небольших габаритов, обеспечивающих устойчивую укладку их на площадке поддона в штабель;

- стоечные (сварная конструкция без стенок) предназначены для длинно­мерных упакованных и неупакованных грузов, габаритные размеры ко­торых не обеспечивают устойчивую укладку их в штабель

Технические характеристики поддона:

- Габаритные размеры поддона: высота - 250 мм; длина - 2000 мм; ширина 800мм

- Типы швов: С2, Н1-ДЗ-50/100, Т1-Д4

- Толщина метала: Змм

- Марка метала или сплава: сталь 3

- Требования к сварным соединениям:

Сварные швы по ГОСТ 1050-80

1.2 Характеристика метала по свариваемости

Свариваемость – это способность материала образовывать швы схожие с основным металлом.

Таблица 1.1 - Химический состав и механические свойства стали Ст3

Определение класса свариваемости.

Ст3-низкоуглеродистая содержит углерода до 0,22%, относится к 1 классу свариваемости, т.е. сваривается хорошо в любых условиях. Низкоуглеродистые стали рекомендуют варить переменным током, поэтому я выбрал трансформатор ТС-300.

2.Расчетно-технологическая часть

2.1 Выбор способа сварки.

Назначение вида сварки в значительной степени определяется сваривае­мостью материала заготовок, степенью ответственности изделия производи­тельностью сборочно-сварочного процесса. Выбрана ручная дуговая сварка.

Сущность способа заключается в действии тепла дуги на плавление элек­тродного и основного металла. За счет компонентов обмазки происходит за­щита шва в виде шлака, всплывающего над жидким металлом.

2.2Выбор сварочного оборудования.

Углеродистые стали можно варить на переменном и постоянном токах. Для сварки поддона выбран сварочный трансформатор ТС-300 в соответствии с рисунком 2.1

Из всевозможных видов промышленного оборудования самым распростра­ненным является сварочный трансформатор. Устройство и принцип действия сварочного трансформатора призвано и регулировать силу тока, путем изме­нения расстояния между первичной и вторичной катушками. Именно для этого и предусмотрена движущаяся часть конструкции. Вращение рукоятки и сведение катушек друг к другу приводит к увеличению сварочного тока. Обратное вращение и разведение обмоток способствует понижению силы тока. Это происходит за счет изменения магнитного сопротивления, вследст­вие чего и возможна быстрая регулировка напряжения, позволяющая подби­рать сварочный ток в зависимости от толщины стали и положения шва.

Рисунок 2.1- Схема сварочного трансформатора

Таблица 2.1 - Техническая характеристика трансформатора

1. Подготовка металла к сварке.

-Я очистил заготовки от ржавчины, грязи ,масла и пятен щеткой по ме­таллу

- разрезал по размерам все заготовки болгаркой

- кромки деталей зачистил на 20 мм от края

Таблица 2.2 - Подготовка кромок к сварке

2.4 Сборка конструкции.

Сборка поддона полная на прихватках:

Ширина прихватки B=(3-4)S=(3-4)*3=9-12mm.

Детали поддона нужно прихватить в местах соединения. Ширина при­хватки В = 10мм

2.5 Выбор показателей режима сварки.

Режим сварки - это совокупность показателей, определяющая характер свар­ки. К нему относятся четыре основных показателя и четыре дополнительных

Основные показатели:

• диаметр электрода - с1_эл, мм

• сила сварочного тока - I_CB, А

I св =K*d, где «к»- коэффициент, зависящий от диаметра электрода

• напряжение дуги - U_д , В; напряжение дуги равно 18-28 В безопасное и достаточное для устойчивого горения дуги.

• скорость сварки - V м/ч Дополнительные показатели: -тип электрода

-марка электрода

-род и полярность тока - постоянный и переменный -температура подогрева и режим термообработки

а) Выбор основных показателей.

• Выбор диаметра электрода.

1. При сварке листов толщиной до 4мм диаметр электрода равен тол­щине металла. Сварку труб рекомендуют выполнять в несколько проходов.

2. При сварке листов большей толщины применяются электроды диа­метра 5- 6мм или многослойную сварку электродами меньших диа­метров

3. Диаметр электрода больше 6мм для ручной дуговой сварки не при­меняется

4. При сварке вертикальных швов диаметр электрода не более 4мм (ре­же 5мм)

5. При сварке потолочных швов диаметр электрода не более 4мм

6. При сварке многослойных швов первый слой варится меньшим диа­метром, чем последующие.

Таблица 2.3 - Определение количества проходов при сварке

- Выбор силы сварочного тока. Сила сварочного тока зависит от диаметра электрода, от химического соста­ва основного металла и от положения в пространстве.

Так как для d_эл =3 К=30, Ток определяется по формуле: I_СИ = К • d =3-30=90 (А)

Таблица 2.4 - Сила тока

-Выбор напряжения

Напряжение в дуге зависит от длины дуги, чем больше длина дуги тем выше в ней напряжения.

Длина дуги должна быть от ½ d_эл до d_эл .U_д = 18-28В.

- Скорость сварки.

Скорость сварки зависит от толщины основного металла, химического состава и положения в пространстве.

Скорость нормальная.

Выбор дополнительных показателей.

Выбор типа электрода.Тип электрода я выбираю по прочности стали 370-470 МПа. Тип Э42.

Выбор марки электрода. Этому типу соответствует марка АНО-6, МР-3

Я выбрал марку МР-3.

Род и полярность тока. Электродом МР-3 варят постоянным и переменным током во всех пространственных положениях.

Температура подогрева и термообработка.

Не требуется.

Таблица 2.5 – Показатели режима сварки

2.6 Процесс сварки.

-Зажигание дуги.

Я зажигаю дугу «спичкой» (отрыв от кривой).

-Движения электрода.

В процессе сварки сварщик выполняет три движения одновременно:

1.Подача в сварочную ванну со скорость плавления электрода

2.Вдоль сварного соединения с определенной скоростью. В результате двух движений образуется ниточный валик.

3.Колебательные движения с целью уширения валика (2-3d), в соответ­ствии с рисунком 2.2

Рисунок 2.2 - Схема колебательных движений электродом

Вид колебательного движения зависит от формы подготовки кромок, от по­ложения в пространстве и от химического состава металла.

- Положения электрода в пространстве:

Нижнее положение - электрод наклоняется в сторону движения на (15-30) от вертикали в соответствии с рисунком 2.3

Рисунок 2.3 - положение электрода в пространстве

- Обрыв дуги.

а) для малых диаметров - прекратить подачу в сварочную ванну.

б) для больших диаметров - медленно приподнять электрод.

Нельзя резко обрывать дугу.

Таблица2.6 - Заполнение швов по длине и сечению

2.7 Контроль качества сварных швов

Виды дефектов:

-наружные.

-внутренние

-сквозные.

а) Наружные.

-несоответствие размеров сварочного шва требованиям чертежа.

-неравномерная ширина.

-смещение шва от центра соединения.

-крупная чешуйчатость.

-наплывы.

-подрезы.

-непровар корня.

-усадочная раковина.

-кратер.

-шлаковые включения.

-пористость.

-продольные и поперечные трещины.

-неравномерная структура.

-укрупнение зерна.

б) Внутренние.

-поры.

-трещины.

-шлаковые включения.

-слоистость.

-непровар.

в) Сквозные.

-прожоги.

-свищи.

-сквозная трещина.

Все сварные швы сначала проверяют визуально.

Внешним осмотром выявляют: несоответствие геометрических размеров, проектных (размеры швов определяются специальными шаблонами); подре­зы; не провар в корне соединения; поверхностные трещины (продольные и поперечные); наружные газовые поры; чешуйчатость и неравномерность шва; недоплавленные кратеры; коробление изделия или отдельных его эле­ментов.

Внешний осмотр эффективен только тогда, когда он производится ква­лифицированным контролером. Этому осмотру подвергаются все сварочные конструкции, независимо от ответственности

3.Технология газовой сварки чугуна.

Газовую сварку чугуна выполняют с общим и местным нагревами до температуры 300—400 °С. После сварки деталь должна медленно остывать для получения однородной равномерной структуры серого чугуна и предупреждения возникновения трещин.

Общий равномерный нагрев необходим для предупреждения значительных короблений и для уменьшения скорости охлаждения, а следовательно, устранения образования структур отбела, закалки и трещин при расположении дефекта в жестком замкнутом контуре, а также для предупреждения возникновения значительных напряжений растяжения.

Местный нагрев рекомендуется при допущении некоторого коробления изделия и при расположении дефекта в нежестком контуре. Местный подогрев проводят горелками. При местном подогреве важно обеспечить одновременный и постепенный нагрев и охлаждение нагреваемых элементов конструкции.

Сварку с подогревом называют горячей сваркой чугуна, а сварку без подогрева — холодной сваркой чугуна.

При сварке чугуна обязательно применение флюсов, которые, попадая в зону действия пламени, должны предотвращать окисление кромок твердого металла, извлекать из жидкого металла окислы и неметаллические включения и образовывать пленку, предохраняющую расплавленный металл от воздействия газов пламени и воздуха.

При сварке чугуна применяют, как правило, кислые флюсы, состоящие в основном из боросодержащих веществ. Отшлакование окиси кремния возможно и с помощью углекислых солей натрия или калия.

При сварке чугуна используют присадочный материей в виде чугунных прутков с невысоком содержанием углерода.

Отливки сложной конфигурации, а также детали, прошедшие частично механическую обработку, в которых выявлены дефекты в жестком контуре, необходимо подвергать общему предварительному нагреву в печах или горнах до температуры 500—600 °С, до коричнево-красного цвета. Общему нагреву подвергают отливки (толщиной более 50 мм) с дефектами в местах интенсивного теплоотвода.

Местный подогрев выполняют с учетом конфигурации нагреваемого изделия с тем, чтобы создать в нагреваемом участке равномерную тепловую деформацию, которая примерно равна деформации в момент сварки в дефектной части.

Местному или общему нагреву в печах или переносными газовыми горелками подвергают мало- и среднегабаритные отливки с дефектами в жестком контуре и со значительными припусками на обработку, компенсирующими их коробление.

Для предотвращения охлаждения во время сварки детали (отливки) больших масс накрывают листовым асбестом или помещают в специальную камеру-кессон. Отливки небольших масс и несложных конфигураций не предохраняют от охлаждения во время сварки. Продолжительность перерыва между окончанием подогрева и началом сварки не превышает 5 мин, с тем чтобы температура детали перед сваркой была не меньше 400 °С.

Пламя должно быть нормальным, плавление происходит за счет его восстановительной части. С расплавленной и офлюсованной поверхности дефекта присадочным прутком удаляют неметаллические включения. Затем дефект заполняют расплавленным присадочным материалом, добавляя периодически флюс на кончике прутка. Сваривать следует ванным способом: металл сварочной ванны поддерживают в жидком состоянии до полного заполнения дефекта присадочным металлом. Этот способ обеспечивает наиболее полное удаление газов и неметаллических включений из металла шва и равномерную структуру в зоне термического влияния.

Для уменьшения внутренних напряжений и предупреждения образования трещин детали большой толщины и сложной конфигурации после устранения дефектов рекомендуется подвергать вторичному нагреву (отжигу) в горне или печи при температуре 650—750 °С. Отливки охлаждаются вместе с горном (печью).

Сварку без предварительного нагрева (холодную сварку) применяют в тех случаях, когда детали (кронштейны, рычаги и т.д.) при нагревании и охлаждении способны свободно расширяться и сжиматься, не вызывая значительных остаточных напряжений. При этом мощность пламени горелки должна быть максимально возможной, обеспечивающей замедленное охлаждение в интервале перлитных превращений.

При холодной газовой сварке происходит местный разогрев пламенем горелки основного металла в области дефекта и прилегающих к нему зон. Технологический процесс сварки без предварительного нагрева почти аналогичен технологическому процессу горячей сварки. Перед заполнением сварочной ванны необходимо подогревать пламенем горелки участки, прилегающие к дефекту. После окончания заполнения дефекта горелку в течение 2—3 мин медленно от него отводят, направляя пламя на участки, прилегающие к дефекту. Деталь или часть детали, на которой находится заваренный участок, для замедленного охлаждения засыпают песком или накрывают листовым асбестом.

4 Охрана труда, техника безопасности и противопожарная безопасность

При выполнении сборочных и сварочных работ существуют следующие опасности для здоровья рабочих:

-Поражение электрическим током,

-Поражение лучами дуги глаз и открытых поверхностей кожи.

-Ушибы и порезы во время подготовки изделия к сварке и во время сварки.

-Отравление вредными газами и пылью.

-Ожоги от разбрызгивания капель расплавленного металла и шлака.

-Взрывы при сварке сосудов, находящихся под давлением, тары из-под го­рючих веществ и при работе вблизи легковоспламеняющихся и взрывоопасных ве­ществ.

-Пожары от расплавленного металла и шлака.

Поражение электрическим током.

Электрические травматизм возникает при замыкании электрической цепи сварочного аппарата через человеческое тело.

Причинами электрического травматизма являются:

-Недостаточная изоля­ция аппарата и питающих проводов.

-Плохое состояние спецодежды и обуви сварщика.

-Сырость и теснота помещения.

В условиях сварочного производства электрические травмы происходят по одному из трех путей:

а) Рука -туловище - рука (степень травматизма наиболее опасна).

б) Рука - туловище - нога.

в) Обе руки - туловище - обе ноги (степень травматизма наименее опас­на).

Защита от поражения электрическим током.

Для защиты сварщика от поражения электрическим током необходимо:

1. Надежно заземленный корпус источника питания и самого свариваемо­го изделия.

2. Не использовать контур заземления для обратного провода.

3. Хорошо изолировать рукоятку электрододержателя.

4. Работать в сухой и прочной спецодежде и в рукавицах.

5. Прекратить работу при дожде и сильном снегопаде.

6. Не производить ремонт источника питания.

7. При работе внутри сосудов пользоваться резиновым ковриком и пере­носной лампой с напряжением не более 12В.

Заключение

В письменной экзаменационной работе представлена разработка технологи­ческого процесса изготовления поддона.

В ходе работы цель и задачи решены.

Изучены основы сварки и резки металла, освоена технология сварки поддона, включая подбор сварочных материалов, оборудования, ре­жима сварки, контроля качества сварных швов.

Полученные в ходе выполнения данной работы знания и навыки пригодятся в будущей профессиональной деятельности

Список литературы

1.Маслов Б.Г.Выборнов А.П. Производство сварных конструкций. [Текст]: учебник / Б.Г.Маслов, А.П.Выборное. - М.: « Академия», 2008 г ,256 с.

2.Куликов О.Н., Ролин Е.И. -Охрана труда при производстве сварочных ра­бот. [Текст]: учебник / О.Н.Куликов, Е.И.Родин - М.: « Академия», 2008 г ,176 с.

З.Овчинников В.В - Дефекты сварных соединений. [Текст]: учебник / В.В.Овчинников - М.: « Академия», 2008 г ,64 с.

4. Герасименко А.И. Основы электрогазосварки [Текст]: учебник / А.И.Герасименко, - Ростов - на Дону: « Феникс», 2013 г, 380 с.

5.Каракозов Э.С, Мустафаев Р.И. Справочник молодого электросварщика [Текст]: справочник / Э.С.Каракозов, Р.И. Мустафаев, - Москва: « Высшая школа», 2014 г, 304 с.