Разработка технологии сварки соединений из конструкционных материалов

Непосредственно перед сваркой детали следует предварительно подогреть до температуры примерно 240ºС (см. п. 1.1).
Назначенный режим сварки проверить на пробных пластинах той же толщины, из материала того же типа, что и свариваемые детали.
Сварку следует выполнять максимальной короткой дугой.
Сварку выполнять обратно-ступенчатым способом (рисунок 3) длиной участков, равной примерно 250…300 мм (длине, на которой израсходуется один электрод) [9].

Рисунок 3 – Схема сварки длинных швов одним сварщиком
1-12 – порядок и направление сварки участков шва;
А – общее направление сварки
Допустимая ширина валика при выполнении заполняющих проходов составляет , т.е. 10…20 мм [9].
Сварочную дугу зажигать в разделке с последующим переплавлением места ожога.
В процессе сварки корневого шва все прихватки, используемые при сборке, должны быть удалены механическим способом. В случае невозможности удаления прихваток, они должны быть проконтролированы визуально и переварены в процессе сварки.
В процессе сварки необходимо по возможности реже обрывать дугу. При обрыве дуги перед возобновлением сварки кратер шва проверить на наличие горячих трещин, прилегающий к нему участок на расстоянии 10-25 мм зачистить от шлака. Зажигание дуги после перерыва сварки производить на ранее выполненном шве на расстоянии 10-15 мм от кратера этого шва.
При выполнении облицовочного слоя должен быть обеспечен плавный переход сварного шва к основному металлу.
Каждый проход выполнять после тщательной зачистки поверхности шва и кромок от шлака, брызг металла, визуального контроля на отсутствие поверхностных дефектов и охлаждения поверхности шва до температуры 250-300 ºС. Стыки участков в соседних слоях смещать на величину не менее 20-25 мм относительно друг друга.
После сварки стыков труб тщательно зачистить поверхность шва и кромок от шлака и брызг металла и провести визуально-измерительный контроль.
Для устранения закалки и повышения твердости металла шва и околошовной зоны после сварки изделие нагреть до температуры 650...680 ºС, выдержать при данной температуре в течение 1 ч и охладить на воздухе или в горячей воде [8].
Техника безопасности при выполнении сварочных работ
Перечень опасных и вредных производственных факторов при сварке [2]:
физические факторы:
повышенная запыленность и загазованность воздуха рабочей зоны;
повышенная температура поверхностей оборудования, материалов;
опасный уровень напряжения в электрической цепи, замыкание которой может произойти через тело человека;
повышенный уровень электромагнитных излучений;
повышенная яркость света;
повышенный уровень ультрафиолетовой радиации;
химические факторы: сварочные аэрозоли;
психофизиологические факторы: нервно-психические перегрузки.
Воздействие ультрафиолетовых лучей (даже кратковременное) на незащищенный глаз способно вызвать ожог роговой оболочки глаза и электроофтальмию [7].
Ультрафиолетовое излучение, воздействуя на открытые участки кожи, вызывает ожоги [7].
Сварочный аэрозоль – совокупность мельчайших частиц, образовавшихся в результате конденсации паров расплавленного металла и покрытия электродов. Мельчайшие размеры аэрозоля (иногда меньше 1 мкм) позволяют ему проникать в глубинные отделы легких (легочные альвеолы) и частично оставаться в их стенках, вызывая «пневмокониоз сварщика», частично всасывается в кровь. При содержании в сварочном аэрозоле значительного количества марганца за счет всасывания его в кровь и распространения по всему организму вызывает марганцевую интоксикацию. При этом страдает центральная нервная система. Другие элементы сварочных аэрозолей, а также сварочные газы способны вызвать хронический бронхит. При длительном воздйествии сварочные аэрозоли, не вызывая специфических профессиональный болезней, увеличивают риск возникновения сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний. [7]
Защитить от неблагоприятных воздействий производственных факторов легче всего с помощью комплексного средства индивидуальной защиты – сварочных щитков. Для защиты лица и глаз применяется сварочный щиток с автоматическим затемняющимся светофильтром, а для защиты органов дыхания – блок фильтрации и подачи воздуха. Правильно подобранная специальная защитная одежда, устойчивая к излучению дуги, огнестойкая и прочная, перчатки или рукавицы, обладающие необходимые защитными свойствами, позволяют гарантировать полную защиту [7].
Кроме того сварщик должен быть обеспечен необходимым набором инвентаря и инструментов: молотком, зубилом или крейцмейселем для отбивки шлака, стальной щеткой, струбциной (зажимом) для обратного провода, личным клеймом и шаблонами для проверки размеров и формы шва, пеналами или пакетом из влагостойкой бумаги для хранения электродов и ящиком или сумкой для электродов с отделением для огарков [6].
Допуск к производству сварочных работ должен осуществляться после ознакомления с технической документацией (проектом производства работ) и проведением инструктажа по эксплуатации оборудования и охране труда [6].
Сварщики должны пройти обучение, инструктаж и проверку знаний требований безопасности, иметь квалификационную группу по электробезопасности не ниже II и иметь соответствующие удостоверения [6].
Прокалка электродов должна производиться в специально предназначенном для этих целей оборудовании [6].
Требования к сварочному цеху и месту сварки [6]:
место сварки должно быть обеспечено первичными средствами пожаротушения согласно инструкции по безопасности труба, разработанной в соответствии с требованиями действующих нормативно-технических документов;
при ручной сварке штучными электродами следует использовать переносные малогабаритные воздухоприемники с пневматическими, магнитными и другими держателями;
рабочие места электросварщиков должны ограждаться переносными или стационарными светонепроницаемыми ограждениями (щитами, ширмами или экранами) из несгораемого материала, высота которых должна обеспечивать надежность защиты;
стены и оборудование цехов (участков) электросварки необходимо окрашивать в серый, желтый или голубой тона с диффузным (рассеянным) отражением света;
ширина проходов с каждой стороны рабочего стола и стеллажа должны быть не менее 1 м;
полы производственных помещений для выполнения сварки должны быть несгораемые, обладать малой теплопроводностью, иметь ровную нескользкую поверхность, удобную для очистки, а также удовлетворять санитарно-гигиеническим требованиям в соответствии с действующими строительными нормами и правилами;
производственные помещения должны быть оборудованы общеобменной приточно-вытяжной вентиляцией, соответствующей строительным нормам и правилам отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха;
в сборочно-сварочных цехах следует предусматривать воздушное отопление, совмещенное с приточной вентиляцией;
освещение при выполнении сварки внутри замкнутых и труднодоступных пространств (котлов, отсеков, цистерн) должно осуществляться наружным освещением светильниками направленного действия или местным освещением ручными переносными светильниками с напряжением не более 12 В. При этом освещенность рабочей зоны должна быть не менее 30 лк;
по окончании смены нужно тщательно проверить рабочую зону и не оставлять открытого огня, нагретых до высокой температуры предметов, а также тлеющих сгораемых материалов, мусора и т.д.
Требования по эксплуатации сварочного оборудования [6]:
при проведении сварочных работ необходимо надежно заземлять корпуса сварочных машин, аппаратов и установок, зажимы вторичной цепи сварочных трансформаторов, служащие для подключения обратного провода, а также свариваемые изделия и конструкции;
перед началом работ необходимо проверять исправность изоляции сварочных проводов, инструмента и оборудования, а также надежность всех контактных соединений сварочной цепи;
при длительных перерывах сварочного процесса источник сварочного тока следует отключать;
запрещается использовать в качестве обратного провода сварочной цепи контуры заземления, металлоконструкции зданий и технологического оборудования;
при прокладке сварочных проводов и при каждом их перемещении не допускать повреждения изоляции; соприкасания проводов с водой, маслом, стальными канатами, рукавами и трубопроводами с горючими газами и кислородом, а также горячими трубопроводами;
нельзя ремонтировать сварочное оборудование и установки, находящиеся под напряжением. Подключение и отключение сети питания электросварочного оборудования, а также его ремонт должен производить электротехнический персонал.
Заключение
В таблице 8 представлены технологические особенности сварки заданной стали.
Таблица 8
Технологические особенности сварки
1. Марка материала 25ХГСА 2. Группа свариваемости IV 3. Способ сварки Ручная дуговая сварка покрытыми электродами 4. Сварочные материалы НИАТ-3М тип Э85 по ГОСТ 9467
диаметром 3 мм; 5 мм 5. Тип сварного соединения (обозначение по ГОСТ и характеристика сварного соединения) С17 по ГОСТ 8264
толщина 24 мм

e = 30(3 мм
g = мм 6. Масса наплавленного металла 5,89 кг 7. Режимы сварки dэ = 3 мм; Iсв = 90 А (корень);
dэ = 5 мм; Iсв = 200 А (заполняющие слои)
В ходе курсовой работы проведена оценка свариваемости стали 25ХГСА, выбраны сварочные материалы и рассчитаны режима сварки. Кроме того, подробно рассмотрены технологические особенности сварки данной стали с описанием ее состава, влияния элементов на свойства и металлургических процессов в металле шва. Проведен расчет массы наплавленного металла и расхода сварочных материалов на выполнение данного соединения. Рассмотрены технологические операции подготовки свариваемых изделий к сварке и непосредственно самого процесса сварки.
Список использованных источников
Нормативная и справочная литература:
ГОСТ 5264-80. Ручная дуговая сварка. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры. – М.: Стандартинфрм, 2010. – 35с.
ГОСТ 12.3.003-86 Система стандартов безопасности труда. Работы электросварочные. Требования безопасности. – М.: ИПК Издательство стандартов, 2003. – 11 с.
Сварка и свариваемые материалы : в 3-х томах. Т.1: Свариваемость материалов. Справ. изд. / Под ред. Э.Л. Макарова. – М.: Металлургия, 1991. – 528 с.
Стали и сплавы. Марочник: Справ. изд. / В.Г. Сорокин и др.; Науч. ред. В.Г. Сорокин, М.А. Гервасьев. – М.: «Интермет Инжиниринг», 2001. – 608 с.
Хромченко Ф.А. Справочное пособие электросварщика / Ф.А. Хромченко. – 2-е изд., испр. – Ростов н/Д : Феникс, 2011. – 332 с.
Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Требования к производству сварочных работ на опасных производственных объектах», утвержденные Федеральной службой по экологическому, технологическому и атомному надзору от 11 декабря 2020 года №519.
Учебная литература
Гуреева М.А. Организация и планирование сварочного производства : учебник / М.А. Гуреева, В.В. Овчинников. – Москва : КНОРУС, 2023. – 300 с.
Герасименко А.И. Электрогазосварщик : учебное пособие / А.И. Герасименко. – Изд. 10-е, доп. и перераб. – Ростов н/Д : Феникс, 2009. – 409 с.
Завьялов В.Е. Технология, оборудование и материалы сварки плавлением : учебное пособие / В.Е. Завьялов, И.В. Иванова. – Москва : Вологда ; Инфра-Инженерия, 2023. – 548 с.
Зайцев А.Н. Материалы и их поведение при сварке : учебное пособие / А.Н. Зайцев. –Москва ; Вологда : Инфра-Инженерия, 2022. – 236 с.
Зорин Н.Е. Материаловедение сварки. Сварка плавлением : учебное пособие для вузов / Н.Е. Зорин, Е.Е. Зорин. – 4-е изд., стер. – Санкт-Петербург : Лань, 2022. – 164 с.
Колганов Л.А. Сварочное производство. Учеб. пособие – Ростов на/Д: «Феникс», 2002. – 512 с.
Колганов Л.А. Сварочные работы. Учеб. пособие.- М.: изд «Дашков и К», 2008.-408 с.
Комаров О.С. Материаловедение и технология конструкционных материалов : учебник / О.С. Комаров, В.Н. Ковалевский, Л.Ф. Керженцева и др.; под общ. ред. О.С. Комарова. – 3-е изд., испр. и доп. – Минск : Новое знание, 2009. – 671 с.
Куркин А.С. Сварные конструкции. Расчет и проектирование : учебник для вузов / А.С. Куркин, В.Ф. Лукьянов. – Москва : Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2021. – 264 с.
Тип Э85 НИАТ-3М — Судиславский завод сварочных материалов.- URL: https://www.czcm-weld.ru/catalog/katalog_elektrodov/elektrody_dlya_svarki_uglerodistykh_i_nizkolegirovannykh_staley_vid_pokrytiya_osnovnoy/niat_3m/?ysclid=lqfkbh4y9q400258633 (дата обращения 22.12.2023).
Фетисов Г.П. Материаловедение и технология металлов: Учеб. для студентов машиностроит. спец. вузов / Г.П. Фетисов, М.Г. Карпман, В.М. Матюнин и др.; Под ред. Г.П. Фетисова. – 5-е изд., стер. – М.: Высш. шк., 2007. – 862 с.
Черепахин А,А. Технология сварных конструкций : учебник / А.А. Черепахин, Р.А. Латыпов, Г.Р. Латыпова, Л.П. Андреева ; под ред. А.А. Черепахина и Р.А. Латыпова. – Москва : КНОРУС, 2023. – 416 с.








3



(25±2)(



s1

s

1±1

e

g

e

g