Разработка технологического процесса изготовления опоры

2. Обе операции – сборка и  сварка – излагаются подробно  в одном документе, чередуясь  в том порядке, какой требуется  для изготовления изделия.

 После подготовки необходимой  технологической документации процесс  изготовления металлоконструкции начинается с заготовки деталей, которая обычно слагается из следующих операций: составления схем раскроя, предварительной правки и чистки, разметки, наметки, маркировки, резки и окончательной правки, образований отверстий, гибки.

 В современных цехах по производству сварных металлоконструкций после предварительной правки применяют высокопроизводительные способы очистки: дробометный (одновременно с двух сторон) или химический (травлением и пассивированием).

 Предварительная разработка  схемы раскроя металла, особенно листового, имеет целью получение минимальных отходов, для этого разметчик обычно изготавливает шаблоны деталей.

 Наметка заключается в переносе  необходимых для изготовления  детали размеров с шаблона  на материал. Маркировка – процесс нанесения на размеченную или намеченную деталь марки. Марка содержит номер заказа, намеченную деталь марки. Марка содержит номер заказа, номер чертежа, номер детали, перечень условных буквенных обозначений операций обработки.

 Резка металла производится ножницами, автоматическими, газо-резательными машинами и ручными резаками. Для придания детали необходимой формы на соответствующих вальцах осуществляется ее гибка и вальцовка.

Технологическая карта.

Сборку и сварку опоры выполняю на сборочной плите. В начале собираю раскосы позиция 12, 11 и 10. После этого на сборочной плите укладываю уголок позиция 1 и по разметке привариваю к нему соединительные планки позиции 13 и 14. К собранным уголкам устанавливаю раскос позиция 10 и привариваю его. Собираю между собой раскосы позиция 12 с соединительной планкой позиция 15. Собранный узел привариваю к соединительным планкам позиции 14 и 13, а также привариваю его к раскосу позиция 10. В нижней части стоек привариваю опоры позиция 6 к позиции 1. В верхней части собранного узла позиция 1 по разметке привариваю швеллер позиция 3. После етого аналогично первой собираю вторую секцию. К собранным 2 секциям по разметке привариваем швеллер позиция 2 в количестве 2х штук. К швеллеру позиции 2 привариваю планку позиция 18. К планке позиции 18 привариваю 2 раскоса позиция 17. К уголку позиции 1 по зазметке с одной стороны привариваю соединительные планки позиций 7, 8 и 9. После этого к ним для придания большей жесткости конструкции привариваю раскосы позиции 4 и 5. В верхней части для изготовления площадке по разметке устанавливаю швеллер позиция 19 и привариваю его к швеллеру позиция 3. К собранному каркасу привариваю лист метала позиция 20. После сборки и сварки произвожу внешний осмотр опоры, а окончательный контроль качества произвожу ультрозвуковым методом контроля.

 

 

 

 

 

 

2.8 Контроль качества  сварочных швов

Контроль качества сварного шва – необходимая процедура для определения качества металлической конструкции.

Если шов недостаточно плотный, с нарушенной герметичностью и другими деформациями – все это неминуемо скажется на сроке эксплуатации металлической конструкции.

Особенно быстро это произойдет в случае, если конструкция будет находиться под постоянным давлением. Методы контроля качества сварных соединений могут быть разделены на две основные группы: методы контроля без разрушения образцов или изделий - неразрушающий контроль; методы контроля с разрушением образцов или производственных стыков - разрушающий контроль. Обе группы методов контроля регламентируются соответствующими стандартами. Группа методов контроля, объединенная общими физическими характеристиками, составляет вид контроля. Все виды неразрушающего контроля классифицируются по следующим основным признакам: по характеру физических полей или излучений, взаимодействующих с контролируемым объектом; по характеру аналогичных взаимодействий веществ с контролируемым объектом; по различным видам информации о качестве контролируемого объекта. Существуют десять видов неразрушающего контроля: акустический, капиллярный, магнитный, оптический, радиационный, радиоволновой, тепловой, течеисканием, электрический, электромагнитный. Для контроля качества сварных соединений могут быть применены все перечисленные виды, однако наиболее широкое применение на практике нашли методы: акустический, капиллярный, магнитный, радиационный и течеисканием.

Для контроля качества фермы Ф-1 я выбрал ультразвуковой метод.

Ультразвуковой контроль основан на способности ультразвуковых волн проникать в металл на большую глубину и отражаться от находящихся в нем дефектных участков. В процессе контроля пучок ультразвуковых колебаний от вибрирующей пластинки-щупа (пьезокристалла) вводится в контролируемый шов. При встрече с дефектным участком ультразвуковая волна отражается от него и улавливается другой пластинкой-щупом, которая преобразует ультразвуковые колебания в электрический сигнал.

Эти колебания после их усиления подаются на экран электронно-лучевой трубки дефектоскопа, которые свидетельствуют о наличии дефектов. По характеру импульсов судят о протяженности дефектов и глубине их залегания. Ультразвуковой контроль можно проводить при одностороннем доступе к сварному шву без снятия усиления и предварительной обработки поверхности шва.

Ультразвуковой контроль имеет следующие преимущества: высокая чувствительность (1 - 2%), позволяющая обнаруживать, измерять и определять местонахождение дефектов площадью 1 - 2 мм2; большая проникающая способность ультразвуковых волн, позволяющая контролировать детали большой толщины; возможность контроля сварных соединений с односторонним подходом; высокая производительность и отсутствие громоздкого оборудования. Существенным недостатком ультразвукового контроля является сложность установления вида дефекта. Этот метод применяют и как основной вид контроля, и как предварительный с последующим просвечиванием сварных соединений рентгеновским или гамма-излучением.

 

Схема ультразвукового дефектоскопа:

1 - щуп с пьезодатчиком, 2 – ламповый  генератор высокочастотных электрических  колебаний, 3 – усилитель, 4 – катодная  трубка (осциллограф), 5 – блок питания током, 6 – развертывающее устройство, 7 – проверяемое изделие, 8 – дефект; а, б и в – пики на экране осциллографа

 

3. Охрана труда

 

3.1.Техника безопасности  при сварных работах

 

Поражение электрическим током. При дуговой сварке используют источники тока с напряжением холостого хода от 45 до 80 В, при постоянном токе от 55 до 75 В, при переменном токе от 180 до 200 В при плазменной резке и сварке. Поэтому источники питания оборудуются автоматическими системами отключения тока в течение 0,5 ... 0,9 с при обрыве дуги. Человеческое тело обладает собственным сопротивлением и поэтому безопасным напряжением считают напряжение не выше 12 В.

При работе в непосредственном контакте с металлическими поверхностями следует соблюдать следующие правила техники безопасности:

Надежная изоляция всех токоподводящих проводов от источника тока и сварочной дуги.

Надежное заземление корпусов источников питания сварочной дуги. Применение автоматических систем прерывания подачи высокого напряжения при холостом ходе.

Надежная изоляция электрододержателя для предотвращения случайного контакта с токоведущими частями электрододержателя с изделием.

При работе в замкнутых помещениях (сосудах) кроме спецодежды следует применять резиновые коврики (калоши) и источники дополни тельного освещения.

Не допускается контакт рабочего с клеммами и зажимами цепи высокого напряжения.

Каждый сварочный пост должен быть огорожен негорючими ма териалами по бокам, а вход - асбестовой или другой негорючей тканью во избежание случайных повреждений других рабочих.

Краска, применяемая для окрашивания стен и потолков постовых кабин, должна быть матовой, чтобы уменьшить эффект отражения светового луча от них.

Схема заземления сварочного оборудования

Поражение лучами электрической дуги. Сварочная дуга является источником световых лучей, яркость которых может вызывать ожоги незащищенных глаз при облучении их всего в течение 10 ... 15 с. Более длительное воздействие излучения дуги может привести к повреждению хрусталика глаза и полной потере зрения. Ультрафиолетовое излучение вызывает ожоги глаз и кожи (подобно воздействию прямых солнечных лучей), инфракрасное излучение может вызвать помутнение хрусталика глаза. Стены кабины должны быть окрашены в светлые тона для ослабления контраста с яркостью дуги. При работе вне кабины применяются специальные ширмы и защитные щиты.

 

Сварка в углекислом газе

Углекислый газ, в котором горит сварочная дуга, защищает сварочную ванну от воздействия воздуха на расплавленный металл. Однако при этом под действием температуры сварочной дуги (5000—6000 °С) происходит диссоциация углекислого газа, и образующийся атомарный кислород, взаимодействуя с жидким металлом, приводит к выгоранию железа и полезных примесей. Вредное влияние кислорода при сварке в углекислом газе устраняют повышенным содержанием в сварочной проволоке марганца и кремния, которые раскисляют железо и, соединяясь с кислородом, всплывают в виде шлака.

По сравнению с ручной и некоторыми способами автоматической и полуавтоматической сварки сварка в углекислом газе низкоуглеродистых сталей получила широкое распространение благодаря высокой производительности процесса, малой токсичности выделяемых газов и самой низкой стоимости по сравнению с другими способами сварки.

В случае необходимости сварку в углекислом газе можно выполнять во всех пространственных положениях. Однако легче всего и наиболее производительно сваривать швы углекислым газом в нижнем положении. Наиболее целесообразно расстояние горелки до изделия 15—25 мм. При этом достигаются минимальное разбрызгивание металла и наилучшая защита расплавленного металла. Надежная защита расплавленного металла обеспечивается при избыточном давлении защитного газа в пределах 0,1—0,3 ат (0,01—0,03 МПа).

Род и полярность сварочного тока, диаметр электродной проволоки, сварочный ток, напряжение дуги, скорость подачи электродной проволоки, вылет электродной проволоки, расход газа, положение электрода относительно шва, скорость сварки.

Разбрызгивание металла уменьшается при сварке на постоянном токе обратной полярности от источника питания с жесткой характеристикой, при сварке короткой дугой и напряжении 17—21 В. Диаметр сварочной проволоки выбирают в зависимости от толщины свариваемых элементов. С увеличением толщины применяют проволоки больших диаметров. Сварку в углекислом газе выполняют проволоками диаметром 0,5—2,5 мм. 

Расход углекислого газа зависит от положения сварного шва в пространстве и движения окружающего воздуха. Расход углекислого газа увеличивается при увеличении толщины свариваемых элементов. Он колеблется в пределах 5—20 л/мин (минимальные значения относятся к толщине свариваемых элементов 1—1,5 мм, максимальные — к толщинам 10—15 мм).

 

 

3.2. Электробезопасность

При сварочных работах электробезопасность обеспечивается выполнением требований должностных инструкций для сварщиков, инструкций по эксплуатации сварочного оборудования, требований соответствующих разделов правил устройства электроустановок, правил технической эксплуатации электроустановок потребителей, межотраслевых правил по охране труда при газопламенной обработке металлов.

Рассмотрим основные требования правил, от выполнения которых зависит электробезопасность сварщика и людей, находящихся в зоне влияния сварочной установки.

К сварочным работам должны допускаться сварщики, прошедшие специальную подготовку, имеющие удостоверение на право производства сварочных работ и удостоверение на группу поэлектробезопасности не ниже II.

Основной защитой от напряжения опасной величины, появляющегося на корпусах источниковсварочного тока, является заземление (зануление) этих корпусов. Большинство электроприемников, в том числе и сварочные установки, получают электроэнергию от сетей 220/380 В с заземленной нейтралью трансформатора или генератора, и к этой нейтрали присоединяется четвертый провод сети, называемый нулевым, который присоединен к металлическим корпусам распределительных устройств иэлектрических аппаратов. К этому проводу нужно также присоединять корпуса источников сварочноготока. Для этого на корпусе источника сварочного тока должен быть специальный болт, к которому присоединяется четвертая жила кабеля, называемая нулевой. На другом конце кабеля, присоединяемом к сети, эта жила соединяется с корпусом выключателя, силовой сборки и т. п.

Выключателем может быть рубильник, автоматический выключатель и другие электрическиеаппараты.

В двухпроводной сети 220 В защита от опасного напряжения осуществляется также присоединением источника сварочного тока к нулевому проводу сети, который в этом случае является и рабочим, так как проводов только два.

На отдельных участках сети могут быть нулевые рабочие и нулевые защитные проводники. В таких случаях нулевой защитный проводник нужно присоединять к металлическому корпусу источникасварочного тока, а нулевой рабочий проводник — к цепи питания источника сварочного тока.

Источники сварочного тока могут присоединяться к силовым сетям напряжением не более 660 В.

Для подвода тока к сварочной дуге должен применяться специальный сварочный гибкий провод (кабель) с резиновой изоляцией и в резиновой оболочке, сечение которого должно соответствовать максимальному сварочному току.

Запрещается применение проводов в изоляции или в оболочке из полимерных материалов, распространяющих горение.

Присоединение источника сварочного тока к сети должно осуществляться через отключающий и защитный электрические аппараты. Эти аппараты могут быть объединены в одном, содержащем защиту от тока короткого замыкания. Длина гибкого кабеля, соединяющего переносной (передвижной) источник сварочного тока с включающим аппаратом сети, должна быть не более 15 м. Передвижныесварочные установки на время их передвижения должны быть отсоединены от сети.