Введение
В условиях научно-технического прогресса особенно важно развитие тех областей науки, техники и производства, которые определяют технический прогресс. К таким областям могут быть причислены сварка и резка металлов, которые во многих отраслях промышленности являются одним из основных факторов, определяющих темпы технического прогресса, и оказывают существенное влияние на эффективность общественного производства.
Сварку и термическую резку широко используют в промышленном производстве всех стран.
На предприятиях возрастают мощности по производству сварных изделий, неуклонно развивается производство наплавочных работ. Все больше производятся сварные изделия не только из сталей, но и из алюминия, меди, никеля, титана и их сплавов, а также из разнородных материалов, например алюминия и стали.
Одним из способов повышения износостойкости деталей в механизмах, поверхности которых работают на истирание, является наплавка сплавами с особыми свойствами.
Для контроля качества сварки применяют как разрушающие, так и неразрушающие виды контроля, основанные, как правило, на последних достижениях науки и техники.
Сварка во многих случаях заменила также трудоемкие процессы изготовления конструкций, как клепка и литье, соединение на резьбе и ковка.
Преимущества сварки перед этими процессами следующие:
экономия металла – 10… 30% и более в зависимости от сложности конструкции;
уменьшение трудоемкости работ, а соответственно сокращение сроков работ и уменьшение их стоимости;
удешевление оборудования;
возможность механизации и автоматизации сварочного процесса;
возможность использования наплавки для восстановления изношенных деталей;
герметичность сварных соединений выше, чем клепаных и резьбовых;
уменьшение производственного шума и улучшение условий труда рабочих.
Возросший интерес к сварке объясняется также появлением различных малых и больших фирм, в мастерских которых выполняют достаточно большой объем сварочных работ. Примерами использования сварочного оборудования могут служить многочисленные мастерские по ремонту автомобилей, цеха по изготовлению бронированных дверей, окон из алюминия и метало пластика и Т.д., в основу которых заложены сварные соединения.
Технологию сварки стали применять не только для металлов. Сваркой соединяют полимерные материалы, добиваясь при этом высокой прочности и надежности соединений.
1. Общая часть
В настоящее время открытый способ добычи полезных ископаемых развивается с большим ростом производительности предприятий, увеличением объема работ и вскрыши. Наблюдается рост добычи угля открытым способом, в отдаленных районах с суровыми климатическими условиями. На предприятиях все в большей степени находят применение оборудование и машины со сложной конструкцией и большой мощности, эксплуатируемые в условиях низких температур. Таким образом, возникают требования к конструкции машин и механизмов, где следует учитывать снижение свойств стали под влиянием низких температур. Работа горного оборудования связана с нагрузками, высокой влажностью и запыленностью, вибрацией, а также с резкими перепадами температуры. Все эти факторы влияют на снижение производительности и повышению трудоемкости ремонта горнотранспортного оборудования и их технического обслуживания.
Эксплуатация металлоконструкций горнотранспортного оборудования в условиях отрицательных температур характеризуется низкой работоспособностью и малым сроком службы, что требует больших, а зачастую и неоправданных материальных и трудовых затрат на ремонты. Все перечисленные факторы ставят во главу угла проблему повышения надежности и долговечности металлоконсткруций горнотранспортного оборудования, работающего в условиях Севера.
Решение проблемы ремонта и изготовления металлоконструкций горного оборудования является одной из важнейших задач. Причиной постановки вопроса, таким образом, является тот факт, что выпускаемое оборудование, предназначенное для открытых горных разработок, постоянно совершенствуется и усложняется, следовательно, техническое обслуживание, ремонт и эксплуатация должны также совершенствоваться, причем таким образом, чтобы трудоемкость ремонтных работ неуклонно снижалась, увеличивался уровень механизации и автоматизации процессов ремонта.
Одним из направлений решения проблемы повешения уровня эксплуатации металлоконструкций горной техники является повышение надежности сварных соединений металлоконструкций горного оборудования, эксплуатирующегося в условиях Севера.
1.1 Назначение и описание конструкции
На предприятиях Южной Якутии широко используются бульдозеры малой, средней и большой единичной мощности как отечественного, так и импортного производства. Из отечественных наиболее часто применяются бульдозеры на базе тракторов Т-130, Т-170, Т-500, ДЭТ-250. Достаточно широко применяется тяжелая техника зарубежных фирм: «Комацу» (Япония), «Фиат-Аллис» (Италия), «Катерпиллер» (США).
Бульдозерный способ разработки россыпей полезных ископаемых имеет преимущества, так и недостатки. Однако в настоящее время в Южной Якутии этот вид горно-добывающей техники имеет весьма широкое распространение. Большую роль в этом играет универсальность бульдозера как горнотранспортной машины. Бульдозер способен выполнять весь комплекс горноподготовительных, вскрышных, добычных, рекультивационных и вспомогательных работ. Учитывая специфику организаций работ на россыпных месторождениях, немаловажным преимуществом бульдозера является его автономность.
Назначение и область применения бульдозеров. Бульдозер – землеройно-транспортная машина, состоящая из трактора и навесного оборудования и предназначенная для разработки и перемещения грунта на небольшое расстояние и его разравнивания.
Бульдозеры находят широкое применение в различных отраслях промышленного, гидротехнического, мелиоративного и гражданского строительства, а так же при разработке полезных ископаемых открытым способом. На горных предприятиях в качестве, как основного добычного оборудования, так и вспомогательного, обеспечивающего работу высокопроизводительных добычных комплексов.
В качестве основного оборудования бульдозеры применяются:
при разработке россыпных месторождений для перемещения песков и песчано-гравийных смесей из полигонов и отвалов к промывочным приборам;
при разработке нерудных строительных материалов на производстве вскрышных работ, в карьерах небольшой производственной мощности с мягкими покрывающими породами;
при строительстве горных предприятий (рудных карьеров, угольных разрезов) на расчистке площадок от леса и кустарника, при удалении растительного слоя почвы, засыпке выемок, сооружения дамб, проходке канав и траншей, сооружении котлованов;
при рекультивации нарушенных производственной деятельностью площадей;
В качестве вспомогательного оборудования бульдозеры применяются:
при выемочно-погрузочных работах в забое, на зачистке подошвы уступа и строительстве подъездных дорог в схемах с одноковшовым экскаватором и автомобильным транспортом;
при строительстве и передвижке карьерного железнодорожного пути и конвейерных линий, на планировке, подсыпке и зачистке трасс;
при строительстве и ремонте карьерных дорог, на зачистке и планировке;
при подготовке блока к выемке, например, на угольных разрезах – зачистке кровли пласта, на ручных карьерах – зачистка после взрывных работ;
при работе на аккумулирующих и усреднительных складах, на перемещении грунта или полезного ископаемого к месту погрузки, формировании штабеля, зачистке площадок и т.д.
Сведения о конструкции бульдозеров. Конструктивно бульдозер состоит из базового трактора и расположенного впереди бульдозерного оборудования, которое содержит отвал, толкающее устройство (толкающие брусья или толкающую раму) и систему управления отвалом (канатную или гидрофицированную).
Типы бульдозерного оборудования. Бульдозерное оборудование навешивается на базовый трактор и состоит из отвала, брусьев и системы управления. Отвал служит для срезания слоя грунта, формирования призмы из разрыхленного грунта и перемещения его из забоя в отвал по поверхности. Брусья предназначены для передачи усилия, необходимого для выполнения работ, от базовой машины на отвал. Положение отвала относительно поверхности устанавливается системой управления.
По конструктивным признакам, согласно ГОСТ 7410 – 79, различают бульдозеры с неповоротным и поворотным отвалами.
Бульдозерное оборудование с неповоротным отвалом отличается жесткой установкой относительно базового трактора. Отвал установлен перпендикулярно к продольной оси трактора, положение его регулируется только в вертикальной плоскости. У бульдозеров с поворотным отвалом имеется возможность, кроме того, регулировать положение отвала относительно продольной оси трактора. Отвал может устанавливаться под углом в обе стороны от продольной оси трактора или перпендикулярно к ней. Для изменения угла резания отвал снабжается механизмом поперечного перекоса, который изменяет положение отвала относительно толкающих брусьев. Конструктивно механизм поперечного перекоса может быть выполнен с механическим или гидравлическим приводом.
Бульдозерное оборудование с неповоротным отвалом и гидравлическим управлением его положением наиболее распространено.
Отвал – рабочий орган бульдозера – представляет собой сварную конструкцию, состоящую из лобового листа, имеющего в нижней части криволинейный профиль, переходящий в плоский. Для прочности с тыльной стороны лобового листа приварены гнутые профили, образующие жесткую конструкцию коробчатого сечения. Для устранения возможного пересыпания грунта на верхнюю кромку отвала может быть установлен козырек. Нижняя часть отвала, дополнительно усиленная накладным листом, служит для установки ножей. Для надежной работы бульдозера на скальных и мерзлых грунтах к боковинам отвала привариваются боковые ножи. При работе бульдозера на легких грунтах ширину отвала увеличивают за счет установки уширителей. Конструктивно уширитель выполнен аналогично отвалу и имеет лобовой лист криволинейного профиля с ножом в нижней части. Для увеличения жесткости с тыльной стороны листа также приварены гнутые профили. Применение уширителей позволяет более полно использовать мощность двигателя трактора, повышать производительность бульдозера. Для соединения отвала с брусьями, штоками гидроцилиндров и раскосами на его тыльной стороне приварены проушины.
Толкающие брусья предназначены для передачи усилия от базового трактора на отвал и представляют собой балки коробчатого сечения переменного профиля. К переднему торцу бруса приварены проушины для соединения с отвалом, к заднему торцу приварена опора, шарнирно соединяющая брус с опорой на гусеничной тележке. Для увеличения прочности балка дополнительно может быть усилена с наружной стороны.
1.2 Технические условия на изготовления конструкции
Конструкция должна быть изготовлена в соответствии с требованиями настоящего стандарта, стандартов или технических условий на изделия конкретных видов, типов и марок по рабочей документации, утвержденной разработчиком и принятой к производству предприятием-изготовителем.
Рабочая документация на конструкции должна разрабатываться в соответствии с действующими в этой области строительными нормами и правилами. Технология производства должна регламентироваться технологической документацией, утвержденной в установленном на предприятии-изготовителе порядке.
Конструкция должна удовлетворять установленным при проектировании требованиям по несущей способности и в случаях, предусмотренных стандартами или техническими условиями, выдерживать контрольные нагрузки при испытаниях нагружением.
В рабочих чертежах изделия должны быть установлены схемы загружения, контрольные разрушающие нагрузки, контрольные нагрузки по жесткости и контрольный прогиб.
При отсутствии требований по испытаниям конструкции нагружением их прочность и жесткость должны обеспечиваться установленными требованиями к маркам стали, ее прочностным характеристикам и геометрическим параметрам изделий и их конструктивных элементов, к сварным, болтовым и другим соединениям, а также, при необходимости, к другим элементам и деталям конструкций в зависимости от характера и условий их работы.
Конструкция должна быть стойкой по отношению к температурным и другим видам расчетных воздействий, которым они могут подвергаться в процессе эксплуатации.
В рабочих чертежах ограждающих конструкций отапливаемых зданий и сооружений должны быть указаны виды и характеристики утеплителей, удовлетворяющие требованиям СНиП II-3 по теплозащите.
Конструкция при воздействии открытого огня при пожаре должна сохранять в зависимости её вида несущую способность и (или) целостность, а в необходимых случаях также теплозащитную способность в течение установленного времени. Предел огнестойкости и класс пожарной опасности конструкции определяют на основе испытаний и указывают в рабочей документации.
В стандартах, технических условиях или проектной документации на конструкции конкретных видов должны быть указаны сроки возобновляемости защитных покрытий.
В стандартах или технических условиях на конструкции конкретных видов должны применяться материалы для конструкций и соединений, требования к которым установлены в проектной документации, разработанной в соответствии со СНиП II-23.
Отклонение размеров швов сварных соединений от проектных не должно превышать значений, указанных в ГОСТ 5264, ГОСТ 14771, ГОСТ 8713, ГОСТ 11533, ГОСТ 11534, ГОСТ 23518. Размеры углового шва должны обеспечивать его рабочее сечение, определяемое величиной проектного значения катета с учетом предельно допустимой величины зазора между свариваемыми элементами; при этом для расчетных угловых швов превышение указанного зазора должно быть компенсировано увеличением катета шва.
Швы сварных соединений и конструкции по окончании сварки должны быть очищены от шлака, брызг и натеков металла. Приваренные сборочные приспособления и выводные планки надлежит удалять без применения ударных воздействий и повреждения основного металла, а места их приварки зачищать до основного металла с удалением всех дефектов.
1.3 Материалы на изготовление конструкции
Сталь – это сплав железа с углеродом, содержание углерода до 2,14%
Сталь классифицируется по некоторым признакам:
1) По химическому составу: а) углеродистые содержание углерода более 0,25%, среднеуглеродистые содержание углерода от 0,25 до 0,6%, высокоуглеродистые содержание углерода от 0,46 до 0,7%; б) легированные – низколегированная содержание легирующих элементов до 2,5%. Среднелегированная содержание легирующих элементов от 2,5 до 10%. Высоколегированная содержание легирующих элементов более 10%.
2) По применению: а) конструкционная; б) инструментальная; в) специальная.
3) По качеству: а) обыкновенного качества – 0,025% примесей;
б) качественная – 0,15% примесей; в) высокого качества – 0,015% примесей; г) особо высокого качества – > 0,015% примесей. Качество стали, зависит от содержания примесей (сера, фосфор, кислород).
4) По степени раскисления: а) кипящая (КП) – не раскисленная сталь, б) спокойная (СП) – застывает спокойно; в) полуспокойная (ПС) – частично раскисленная.
1.4 Анализ технологичности конструкции
Оптимальными являются конструктивные формы, которые отвечают служебному назначению изделия, обеспечивают надежную работу в пределах заданного ресурса, позволяют изготовить изделие при минимальных затратах материалов, труда и времени – эти признаки определяют понятие технологичности конструкции. Кроме того, необходимо, чтобы конструкция отвечала требованиям технической эстетики, которые должны соблюдаться на всех стадиях проектирования и изготовления конструкций.
Технологичность конструкции – выбор такого ее конструктивного оформления, которое обеспечивает удобство и простоту изготовления сварного изделия любыми видами сварки и при различных режимах.
Технологичность конструкции обеспечивается выбором металла, формы свариваемых элементов и типов соединений, видов (способов) сварки и мероприятий по уменьшению сварочных деформаций и напряжений.
Технологичность конкретной конструкции оценивают качественно и количественно. Качественная оценка характеризует технологичность обобщенно на основании опыта исполнителя. Она предшествует количественной оценке и выражается численным показателем, характеризующим степень удовлетворения требованиям технологичности конструкции. Необходимость количественной оценки, номенклатура показателей и методика их определения устанавливаются отраслевыми стандартами и стандартами предприятий.
Для оценки технологичности используют специальные критерии.
1. Трудоемкость изготовления конструкции.
2. Эффективность использования материалов.
3. Технический уровень сварочного производства.
2. Технологическая часть
2.1 Выбор и обоснование способов сварки
Для постановки прихваток при сборке конструкции, выбираю ручную дуговую сварку, так как для данного вида работ применение этого способа считаю наиболее целесообразным.
Сущность данного процесса заключается в том, что металл плавится за счет тепла электрической дуги, горящей между электродом и изделием. Защита расплавленного металла от окружающей среды производится за счет обмазки электрода.
Преимуществом этого способа является его простота в обращении, отличительной особенностью является универсальность и маневренность. Основной недостаток – низкая производительность от 15 до 20%.
Коэффициент плавления 8.5 – 9.5 г./А час
Коэффициент наплавки 8.5 – 9.5 г./А час
Коэффициент потерь 7 – 8 г/А час
Для приварки перекрестного набора выбираю механизированную сварку в среде СО2. Сущность способа заключается в том, что металл плавится за счет тепла электрической дуги, горящей между автоматически подающейся проволокой и изделием. Защита расплавленного металла от окружающей среды производится защитным газом, который подается к месту сварки рабочим давлением от 10 до 15 МПа. Защитные газы обеспечивают высокое качество сварных соединений. Сварка может производиться во всех пространственных положениях и применима практически к любому сплаву, из которого созданы сварные конструкции.
Преимущества способа – производительность больше, чем при ручной сварке.
Недостаток – выгорание легирующих элементов в результате диссоциации газа СО2 на газ СО и атомарный кислород, который
способствует выгоранию.
Коэффициент плавления 12 – 15 г./А час
Коэффициент наплавки 10 – 12 г./А час
Коэффициент потерь 12 – 15 г./А час
2.2 Выбор и обоснование сварочных материалов
Для ручной дуговой сварки при постановке прихваток выбираю электроды типа Э50 марки УОНИ 13\55 по ГОСТ 9467–75.
Электроды данного типа относятся к электродам с фтористо-кальциевым покрытием и состоят из карбонатов кальция и магния, плавикового шпата и ферросплавов. Электроды с таким покрытием называют также низководородистыми, так как наплавленный металл содержит водорода меньше, чем при других покрытиях.
Наплавленный металл по составу соответствует спокойной стали, отличается чистотой, малым содержанием кислорода, азота и водорода; понижено содержание серы и фосфора, повышено – марганца (0,5 – 1,5%) и кремния (0,3–0,6%). Металл устойчив против старения, имеет высокие показатели механических свойств, в том числе и ударной вязкости, и нередко по механическим свойствам превосходит основной металл. Электроды с таким покрытием рекомендуются для наиболее ответственных конструкций из среднеуглеродистых и низколегированных и конструкционных сталей с временным сопротивлением разрыву до 500 МПа, когда к металлу предъявляются повышенные требования по пластичности и ударной вязкости.
Данные электроды чувствительны к наличию окалины, ржавчины, масла на кромках основного металла и в этих случаях дают поры, как и при отсыревании электродов. Свойства наплавленного металла можно менять в широких пределах, меняя количество ферросплавов в покрытии.
Механические свойства сварного соединения характеризуются высокой прочностью и вязкостью, ударная вязкость для УОНИ 13/55 составляет 25–30 кГм/см2.
Качество сварки электродами указанной марки высокое, показатели механических свойств сварного шва и наплавленного металла получаются часто выше показателей основного металла.
Таблица 1 – Химический состав покрытия электрода, %
| мрамор | Плавиковый штат | кварц | ферромарганец | ферросилиции | ферротитан |
| 54 | 15 | 9 | 5 | 5 | 12 |
Таблица 2 – Химический состав электродного стержня УОНИ 13/55, %.
| С | Si | Mn | Cr | Ni | S | P |
| 0.01 | 0.03 | 0.1 | 0.25 | 0.03 | 0.03 | 0.03 |
Таблица 3 – Химический состав электродного стержня УОНИ 13/55
| Предел прочности МПа/мм | Относительное удлинение, % | Ударная вязкость МПа/мм |
| 460 | 22 | 140 |
Паспорт электрода.
Э50 А-УОНИ 13/55–40-УД2, ГОСТ 9467–75.
Е 432 (5) – Б 10
Э 50 А – тип электрода;
Э – электроды для дуговой сварки;
А – улучшенного качества;
УОНИ 13/55 – марка электрода;
4,0 – диаметр электрода;
У – электроды для сварки углеродистых и низколегированных сталей;
Д2 – толстым покрытием второй группы;
432 (5) – группа индексов, указывающая на характеристики наплавленного металла и металла шва;
43 – временное сопротивление разрывов
2 – относительное удлинение > 22%
5 – имеет ударную вязкость не менее 34.3 Дж/см при t-40 градусов;
Б – основное покрытие;
1 – для сварки во всех пространственных положениях;
0 – на постоянном токе обратной полярности.
Таблица – 4 Механические свойства электродов марки УОНИ 13/55
| Параметры | Значение |
|
Вид состава покрытия Род тока и полярность Временное сопротивление при натяжении, МПа Относительное удлинение Ударная вязкость, Дж/см Временное сопротивление при натяжении, МПа Угол загиба |
Б Постоянный, обратной полярности 460 20 130 500 150 |
Сварку электродами с этим покрытием осуществляют на постоянном токе обратной полярности. Вследствие малой склонности металла шва к образованию кристаллизационных и холодных трещин электроды с этим покрытием используют для сварки больших сечений, тугоплавкий флюс.
2.3 Выбор и обоснование выбора сварочного оборудования
В качестве источника питания для электрической дуги применяют трансформатор, выпрямитель, преобразователь.
Сварочный трансформатор предназначен для положения напряжения сети до необходимого рабочего напряжения и регулировки силы сварочного тока. Он состоит из: корпуса, сердечника, первичной и вторичной обмотки, переключателя ступеней, токоуказательного механизма.
Сварочный выпрямитель представляет собой устройство, предназначенное для преобразования переменного тока в постоянный.
Он состоит из силового трансформатора, блока силовых вентилей, стабилизирующего дросселя, блока защиты, системы управления вентилями.
Сварочный преобразователь – это машина, служащая для преобразования переменного тока в постоянный сварочный ток.
Преобразователь состоит из генератора постоянного тока и приводного трехфазного двигателя, находящихся на одном валу и в одном корпусе.
При ремонте отвала, я буду использовать выпрямитель ВД-306У3 и РБ-301У2.
Выпрямитель сварочный типа ВД-306УЗ
Выпрямитель сварочный типа ВД-306УЗ предназначен для питания электрической сварочной дуги постоянным током при ручной дуговой сварке, резке и наплавке металлов при трехфазном питании от сети переменного тока.
Климатическое исполнение выпрямителя «У», категория размещения 3, тип атмосферы II по ГОСТ 15150–69 и ГОСТ 15543–70, но для работы при нижнем значении температуры окружающей среды от 233 К (минус 40° С) до 313 К (плюс 40° С);
Выпрямитель предназначен для работы в закрытых помещениях с естественной вентиляцией без искусственно регулируемых климатических условий, где воздействие песка и пыли существенно меньше, чем на открытом воздухе, при соблюдении следующих условий:
а) высота над уровнем моря не более 1000 м;
б) среднемесячное
значение
относительной
влажности не
более
80% при
температуре
плюс 20° С;
Не допускается использование выпрямителя в среде, насыщенной пылью, во взрывоопасной среде, а также содержащей едкие пары и газы, разрушающие металлы и изоляцию.
Выпрямители выполняются на одно из напряжений сети:
220 V – код ОКП 34 4184 1017 или 380 V – код ОКП 34 4184 1085.
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ:
1. Номинальное напряжение питающей сети трехфазного
переменного тока, 220В или 380В
2. Номинальная частота, Hz 50
3. Первичный ток, А:
при исполнении на 220 V 60
при исполнении на 380 V 36
Номинальный сварочный ток, А 315
Номинальное рабочее напряжение, V 32
Напряжение холостого хода, V 60–70
Пределы регулирования сварочного тока. А:
диапазон малых токов 45–125
диапазон больших токов 125–315
8. Пределы рабочего напряжения, V 22–32
9. Продолжительность цикла сварки, min 5
10. Отношение продолжительности периода нагрузки к продолжительности цикла сварки, ПН *, % 60
* Перемещающий (ПН) режим работы при цикле 5 мин. без отключения первичной обмотки силового трансформатора выпрямителя от сети во время паузы
Коэффициент полезного действия, %, не менее 70
Уровень шума на опорном радиусе 3 m, dBA, не более 85
Масса, kg, не более 164
Габаритные размеры (длина Х ширина Х высота), mm
не более 785Х765Х750
15. Драгоценные материалы Серебро, g 06594
Примечание: 1. Продолжительность цикла сварки равна сумме рабочего периода и холостого хода.
Балластный реостат типа РБ-301У2.
Балластный реостат типа РБ-301У2 предназначен для регулирования тока при ручной дуговой сварке и наплавке металлов, плавящимся электродом от многопостовых сварочных выпрямителей и генераторов постоянного тока. Реостат включается в цепь сварочного поста последовательно со сварочной дугой.
Реостаты соответствует требованиям ГОСТ 18636–73 при работе на высоте над уровнем моря не более 1000 м, температуре окружающего воздуха от минус 45 до плюс 40 °С и относительной влажности не более 80% при 20 С и при более низких температурах без конденсации влаги.
Таблица 9 Технические данные РБ
| Наименование параметров | Параметры |
| 1. Номинальный ток, А | 315 |
| 2. Пределы регулирования сварочного тока при условном падении напряжения на зажимах реостата, 30 В, А | 10…315 |
| 3. Пределы регулирования сопротивления, Ом | 0,095…3 |
| 4. Длительность цикла, мин. | 5 |
| 5. Продолжительность работы ПР, % | 60 |
| 6. Разность между токами последующей и предыдущей ступени, А | 10 |
| 7. Масса, кг, не более | 39 |
2.4 Выбор и расчет режима сварки
Режимом сварки называют совокупность характеристик сварочного процесса, обеспечивающих получение сварных соединений заданных размеров, формы и качества.
Для ручной дуговой сварки диаметр электрода определяется в зависимости от толщины металла. Толщина металла 5 мм, следовательно, диаметр электрода равен 4 мм.
Напряжение на дуге при ручной сварке изменяется в пределах от 22 до 25 В.
Скорость перемещения дуги задается сварщиком и зависит от множества параметров. Характеристики режима ручной дуговой сварки заносим в таблицу 10.
Таблица 10 – Режимы ручной дуговой сварки
| Параметр | Значение |
|
Толщина металла, мм Зазор, мм Число проходов Диаметр электрода, мм Напряжение на дуге, В Сила тока, А |
5 0+1,5 1 4 22 …25 160 |
2.5 Выбор и обоснование выборов методов контроля качества
Контроль сварных соединений включает входной (предварительный) контроль, пооперационный контроль, контроль готовой продукции. Предварительный контроль включает:
контроль квалификации сварщиков;
контроль квалификации дефектоскопистов;
контроль подготовки инженерно-технических работников сборочно-сварочного производства;
контроль состояния сборочно-сварочного оборудования;
контроль состояния сборочно-сварочного инструмента и оснастки;
контроль основного металла и сварочных материалов, которые должны иметь сертификаты заводов-поставщиков.
Операционный контроль включает:
контроль качества сборки под сварку;
контроль технологии и качества выполнения сварных конструкций.
Готовое изделие проверяется в соответствии с техническими условиями и чертежом, а также подвергается предусмотренным испытаниям.
Ультразвуковой контроль основан на способности ультразвуковых волн отражаться от границы раздела двух упругих сред, обладающих разными акустическими свойствами.
Отразившись от нижней поверхности изделия, ультразвук возвратиться, будет принят датчиком, преобразован в электрические колебания и подан на экран электронно-лучевой трубки. По характеру и размерам искажений определяют виды и размеры дефектов.
Используемая для ультразвукового контроля методика должна обеспечить выявление всех недопустимых дефектов во всем сечении шва и околошовной зоне, поэтому выбор типа преобразователей, параметров и схемы контроля при ультразвуковой дефектоскопии сварных швов должен и с ходить из конструкции соединения и базироваться на основе вероятностно-статистических характеристик распределения дефектов по сечению, ориентации их относительно главных осей шва и типа дефектов. В свою очередь, эти характеристики определяются типоразмером сварного шва – технологией сварки.
Сварные швы контролируются в основном с обеих сторон шва, с одной (при толщине до 50 мм) или с обеих поверхностей соединения. Контроль проводят после выполнения внешнего осмотра и устранения выявленных при этом недопустимых поверхностных дефектов.
Подготовка включает в себя следующие этапы:
выбор параметров контроля;
постройка дефектоскопа по эталону чувствительности и заданным параметрам;
очистка поверхности от брызг;
подготовка и нанесение контактной жидкости;
обеспечение технологии контроля.
При очистке поверхности предъявляются высокие требования к подготовке поверхностей в зоне сканирования щупом (во избежание стирания щупа, обеспечение контакта).
При подготовке контактной среды используют жидкие смазочные материалы (вода, масло, глицерин) и вязкие (солидол), с помощью которых заполняют зазоры между близко расположенными ребрами жесткости.
Поиск дефектов осуществляют путем сканирования на несколько завышенной чувствительности путем продольно-поперечного перемещения преобразователя по всей контролируемой зоне сначала с одной, затем с другой стороны. Шаг продольного перемещения преобразователя должен быть не более половины диаметра пьезоэлемента. В процессе перемещения наклонный преобразователь необходимо непрерывно поворачивать вокруг своей оси на ±15°, для того, чтобы обнаружить различно ориентированные дефекты. Контроль преобразователя с поверхностью контролируемого изделия надо обеспечить легким нажатием руки на преобразователь.
При появлении эхо-сигналов от дефекта на рабочем участке развертку ионы перемещения преобразователя сокращают и производят измерение информативных характеристик: координат, амплитуды эхо-сигнала, условной высоты, коэффициент формы, условной протяженности и количество дефектов т стандартном участке шва.
В моем случае осуществляю следующие виды контроля:
контроль внешним осмотром и измерением;
магнитопорошковый контроль
2.7 Выбор грузоподъёмной оснастки и сборочно-сварочных приспособлений
В сборочно-сварочных приспособлениях чаще всего применяют прижимы с механическим, пневматическим, гидравлическим, магнитным или электромеханическими приводами. В одном приспособлении желательно применять не более двух типов прижимов.
По степени механизации зажимы делят на:
• ручные – работающие от мускульной силы рабочего;
• механизированные – работающие от силового привода, управляемого вручную;
• автоматизированные – осуществляющие зажим и открепление деталей и узлов без участия человека.
Ручные зажимы применяют в единичном и мелкосерийном производстве, а механизированные и автоматизированные – в серийном и массовом.
Различные конструкции зажимов имеют разное время срабатывания при закреплении (откреплении) деталей.
Переносные сборочные приспособления применяют для сборки свариваемых деталей. Их используют в единичном, мелкосерийном и серийном производстве, а также при монтаже сварных изделий. Переносные сборочные приспособления бывают универсальными и специализированными.
Универсальные переносные приспособления используют для сборки различных конструкций, а специализированные – для сборки определенных конструкций.
Сборочно-сварочный стенд предназначен для размещения деталей собираемых и свариваемых крупногабаритных изделий и фиксации их в нужном положении. Примерами являются электромагнитные стенды, используемые при изготовлении резервуаров, вагонов, плоскостных секций судовых корпусов и других листовых конструкций. Этот стенд представляет собой плоскую или лекальную постель со встроенными электромагнитами, между которыми расположены флюсомедные или флюсовые подушки с пневматическим прижимом.
Электромагниты плотно притягивают собираемые кромки к стенду и воспринимают реакцию от давления флюсовых подушек. Сборочно-сварочные стенды фиксируют собираемые листы в таком положении, чтобы кромки были параллельны, удерживают листы от деформации при сварке, предохраняют от протекания жидкого металла в зазор, способствуя правильному формированию обратного валика.
Струбцины облегчают сборку заготовок круглого профиля и труб. Винтовая откидная струбцина может быть использована при сборке любых профилей.
3. Организационная часть
3.1 Организация рабочего места на участке
Рабочее место сварщика должно быть расположено в специальных сварочных кабинках или непосредственно у сварочного изделия. Сварочная кабина должна иметь размер 2:3 метра, каркас должен быть металлический, стены кабины высотой 2 метра, расстояние от пола 300 мм., стены сделаны из стали или другого несгораемого материала, стены окрашивают в светлые тона огнестойкой краской, дверной проем закрывают брезентовым занавесом. В кабине должна стоять местная вентиляция, внутри кабинки должен стоять стол высотой 500–600 мм., для работы, сидя 900 мм., для работы, стоя к столу приварен болт, служащий для заземления, также должен быть шкафчик для необходимых инструментов и документаций, для удобства работы устанавливают винтовой стул. Все оборудование кабины должно быть заземлено.
3.2 Техника безопасности при сварочных работах
Все сварочные работы должны выполняться в соответствии с требованиями «Правил безопасности при работе с инструментом и приспособлениями».
К электросварочным и газосварочным работам допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие специальную подготовку и проверку теоретических знаний, практических навыков, знаний по технике безопасности и имеющих удостоверение сварщиков. Все сварщики должны проходить проверку знаний инструкции по охране труда.
Проходы между источниками сварочного тока должны быть не менее 0,8 м. Проходы между группами сварочных трансформаторов должны иметь ширину не менее 1 м. Запрещается установка сварочного трансформатора над регулятором тока.
Запрещается производство электросварочных работ во время дождя и снегопада, при отсутствии навесов на электросварочным оборудованием и рабочим местом. При электросварочных работах в сырых местах сварщик должен находиться на настиле из сухих досок или на диэлектрическом ковре.
При любых отлучках с места работы сварщик обязан отключить сварочный аппарат. При электросварочных работах сварщик должен пользоваться индивидуальными средствами защиты: щиток, служащий для защиты лица и глаз, рукавицы для защиты рук. Одежда должна быть из несгораемого материала с низкой электропроводностью, кожаные ботинки.
При газосварочной работе запрещается хранить баллоны с кислородом в одном помещении с баллонами для горючих газов, а также с карбидом кальция, красками и маслами (жирами). Баллоны необходимо перемещать на специальных тележках, контейнерах и других устройствах, обеспечивающих устойчивое положение баллонов. Запрещается переноска баллонов на плечах и руках. Баллон с утечкой газа не должен применяться для работы или транспортирования.
Запрещается подогревать баллоны для увеличения давления. При проведении газосварочных работ запрещается курить и пользоваться открытым огнем на расстоянии менее 10 метров от баллонов с газом. Общая длинна шлангов должна быть не более 30 м. До присоединения шланга к горелке, его необходимо продуть рабочим газом. Каждые пять лет баллон для газа должен проходить освидетельствование. По окончанию работы вентили баллонов должны быть закрыты.
3.3 Электробезопасность
При электросварочных работах проходы между однопостовыми источниками сварочного тока для сварки плавлением, резки, наплавки должны иметь ширину не менее 0,8 м., между многопостовыми источниками – не менее 1,5 м., расстояние от одно- и многопостовых источников сварочного тока до стены должно быть не менее 0,5 м.
Регулятор сварочного тока может размещаться рядом со сварочным трансформатором или над ним. Запрещается установка сварочного трансформатора над регулятором тока.
Запрещается производство электросварочных работ во время дождя и снегопада при отсутствии навесов над электросварочным оборудованием и рабочим местом.
При электросварочных работах в производственных помещениях рабочие места сварщиков должны быть отделены от смежных рабочих мест и проходов несгораемыми экранами (ширмами, щитами) высотой не менее 1,8 м.
При электросварочных работах в сырых местах сварщик должен находиться на настиле из сухих досок или на диэлектрическом ковре.
При электросварочных работах сварщик и его подручные должны пользоваться индивидуальными средствами защиты: защитной каской из токонепроводящих материалов, которая должна удобно сочетаться со щитком, служащим для защиты лица и глаз: защитными очками с бесцветными стеклами для предохранения глаз от осколков и горячего шлака при зачистках сварочных швов молотком или зубилом; рукавицами с крагами или перчатками, специальной одеждой из искростойких материалов с низкой электропроводностью, кожаными ботинками.
3.4 Пожаробезопасность
Причинами пожара при сварочных работах могут быть искры и капли расплавленного металла и шлака, неосторожное обращение с пламенем горелки при наличии горючих материалов вблизи рабочего места сварщика.
Для предупреждения пожаров необходимо соблюдать следующие противопожарные меры: нельзя хранить вблизи от места сварки огнеопасные или легковоспламеняющиеся материалы, а также производить сварочные работы в помещениях, загрязненных промасленной ветошью, бумагой, древесными отходами;
Запрещается пользоваться одеждой и рукавицами со следами масел, жиров, бензина, керосина и других горючих жидкостей; нельзя выполнять сварку и резку свежевыкрашенных масляными красками конструкций до полного их высыхания;
Запрещается выполнять сварку аппаратов, находящихся под электрическим напряжением, и сосудов, находящихся под давлением.
Нужно постоянно иметь противопожарные средства – огнетушители, ящики с песком, лопаты, ведра, пожарные рукава и следить за их исправным состоянием, а также содержать в исправности пожарную сигнализацию; после окончания сварочных работ необходимо выключить сварочный аппарат, а также убедиться в отсутствии горящих или тлеющих предметов.
Заключение
Курсовой проект выполнен по теме:
«Технологический процесс ремонта отвала бульдозера Т500»
В водной части курсовой проект охарактеризованы основные виды сварки плавление. Представлено развитие сварочного производства в настоящее время.
В общей части представлена классификация сварочных постов в зависимости от вида сварки и вспомогательного оборудования, инструмент и принадлежности сварщика. Основные технологические операции ручной дуговой сварки раскрыты в специальной части. Мной указан и аргументирован выбор сварочных материалов, предназначенных для сварки конструкции, предложены методы и способы контроля качества сварного соединения. Особое внимание уделено вопросам, касающихся техники безопасности, гигиены труда и производственной санитарии.
Выполняя курсовой проект, я закрепил теоретические и практические знания.
Список используемой литературы
1. Алешин Н.П., Щербинский В.Г. Контроль качества сварных соединений. – М.: Высшая школа, 1986
2. Волченко В.Н. Контроль качества сварных конструкций. – М.: Машиностроение, 1986
3. Думов С.И. Технология электрической сварки плавлением. – М.: Машиностроение, 1987
4. Прохоров Л.Ц., Шпаков Б.М., Яворская Н.М. Справочник по сварочному оборудованию. – К.: Техшкола, 1983
5. Разоренов Ю.Н. Оборудование для электрической сварки плавлением. – М.: Машиностроение, 1987
6. Юрьев В.П. Справочное пособие по нормированию материалов и электроэнергии для сварочной техники. – М.: Машиностроение, 1972