Дипломная работа на тему" Технология изготовления двутавровой балки

Введение На сегодняшний день сварочное производство занимает своё значительное место   в   машиностроении,   строительстве   и   прочих   трудовых   сферах,   которые включают в себя огромный объём работ и производство массивных конструкций. Благодаря сварочному производству, стало возможным существенное облегчение деталей.  Сварка   является   технологическим   процессом,   широко   применяемая практически во всех отраслях народного хозяйства. При   изготовлении   металлоконструкций,   прокладке   трубопроводов, установке технологического оборудования, на сварку приходится четвертая часть всех   строительно­монтажных   работ.   Основным   видом   сварки   является   дуговая сварка.   Сварка   ­   экономически   выгодный,   высокопроизводительный   и   в значительной   степени   механизированный   технологический   процесс,   широко применяемый практически во всех отраслях машиностроения. Сварные   конструкции   характеризуются   многими   показателями   и характеристиками, технологических,   которые   дают   представление   об   их   технических,   эксплуатационных   и   экономических   достоинствах   и   Развитие   машиностроительной   отрасли   предусматривает недостатков. постоянное увеличение объема производства сварных конструкций, значительную часть которых составляют сварные балочные конструкции.   В   современных   условиях   к   технологическим   и   эксплуатационным характеристикам   балочных   конструкций   предъявляются   высокие   требования, поэтому   производство   этих   изделий   должно   осуществляться   с   использованием наиболее   передовых   и   эффективных   технологий.   В   том   числе,   должны применяться современные технологии сварки, позволяющие обеспечить надежное  Металлические и   прочное   соединение   деталей   из   стали   различных   марок.  конструкции из сварной балки экономически выгодны в строительстве зданий и Лист № докум. Изм . Подпис ь лист 3сооружений.   Использование   сварных   балок,   в   качестве   строительных металлоконструкций каркасов, дает возможность не только облегчить элементы конструкции, имеющие неоправданно большой коэффициент запаса прочности, но и создать более экономичную форму опор и сечения отдельных элементов, тем самым   уменьшить   массу   металлической   конструкции.   Процесс   изготовления сварных двутавровых балок экономичен и успешно конкурирует с изготовлением балок способом прокатки. При   необходимых   прочностных   характеристиках   металлоконструкции должны   быть   технологичными,   иметь   невысокую   стоимость,   минимальную наветренную поверхность, удовлетворять  эстетическим требованиям, а внешние поверхности   конструкций   должны   быть   гладкими   для   снижения   возможности образования коррозии и удешевления окраски. Цель  работы:   описание   технологического   процесса   изготовления двутавровой балки. Для выполнения заданной цели поставлены следующие задачи: ­ изучить литературу, необходимую для выполнения данной работы; ­   дать   оценку   современного   состояния   решаемой   проблемы,   основные   и исходные данные для разработки письменной экзаменационной работы; ­ представить анализ сварной конструкции, подлежащей к изготовлению; ­ разработать требования, предъявляемые к сварной конструкции: материал, его   обработка,   виды   сварочных   материалов,   способы   контроля   изделия,   его сварных швов и испытание конструкции; ­ разработать технологический процесс с расчетами режимов ручной дуговой сварки плавящимся  электродом; ­ представить расчет расхода материалов и расчета норм времени на  сварочные работы; Лист № докум. Изм . Подпис ь лист 4­ разработать мероприятия по технике безопасности при выполнении  сварочных работ с соблюдением правил  электробезопасности,  пожарной   безопасности и промсанитарии. 1 Основная часть 1.1 Назначение и конструктивные особенности изделия Основное   назначение сварных   балок  –  это   их   использование в   качестве металлических стальных конструкций для создания каркасов быстровозводимых зданий. Сварные балки применяются также и в межэтажных перекрытиях, стойках, эстакадах,   подкрановых   балках,   покрытиях,   рабочих   площадках,   мостах   и   в прочих   металлических   конструкциях.   Особенно   эффективное   использование сварных   балок   в   качестве   многопролётных   конструкциях   огромных промышленных   цехов   и   комплексов,   и   в   прочих   сооружениях.   Сварные двутавровые профили нашли применение в машиностроении  и строительстве, а тавровые   пролёты   ­   в   судостроении.  При   изготовлении   их   мелкими   партиями заводы вынуждены использовать примитивную малопроизводительную оснастку, и такие профили обходятся сравнительно дорого. Серийное производство сварных профилей в поточных линиях или автоматических станах, выполняющих весь цикл производства двутавра,   позволяет поднять производительность труда и снизить стоимость   балок.  Большие   специализированные   заводы   ориентированы   на крупносерийное   производство   для   крупных   заказчиков,   для   этих   целей   они используют автоматизированные методы сваривания. Такие   поточные   линии   могут   оснащаться   либо   автоматизированными установками   непрерывного   действия,   либо   рядом   специализированных приспособлений и установок, последовательно выполняющих отдельные операции при условии комплексной механизации всего технологического процесса. Лист № докум. Изм . Подпис ь лист 5Наиболее   широкое   применение   имеет   двутавровый   профиль   с   поясными швами,   выполняемыми   обычно   сварочными   автоматами   под   флюсом.     Двутавр собирают из трех листовых элементов. При их заготовке, помимо правки, резки и зачистки кромок, часто предусматривают сборочную и сварочную операции для получения   листового   элемента   требуемой   длины   и   ширины.   В   этом   случае   к стыковым   соединениям   предъявляется   требование   полного   и   надежного проплавления с хорошим формированием усиления шва. Балки ­ конструктивные элементы, работающие в основном на поперечный изгиб.   Балки   двутаврового   сечения   используют,   когда   нагрузка   приложена   в вертикальной   плоскости.   Применяют   при   сооружении   пролетных   строений, перекрытий,   мостов,   при   изготовлении   кранов,   металлических   опор,   эстакад   и иных   решетчатых   конструкций.   Двутавр   –   это   металлическая   балка   (изделие), имеющее   Н­образное   сечение.   Такая   форма   металлического   бруса   наиболее выгодна:   с   одной   стороны,   снижается   подверженность   изгибу,   с   другой   – уменьшается   вес   металлоконструкции.   Изготовляется   стальная   балка   из низколегированной углеродистой стали).  Двутавр изображен на рисунке 1. а)                     б) Рисунок 1 – Сварная (а) горячекатаная и (б) двутавровая балка Преимущества использования сварных балок:  Лист № докум. Изм . Подпис ь лист 6­ снижение массы конструкций сварного двутавра до 35% по сравнению с горячекатаным за счет оптимального подбора составного сечения стальной балки; возможность   применения   в   сечении   сварной   балки   разных   типов   сталей полок и стенок (бистальная балка) наиболее напряженные участки балки изготавливаются из стали повышенной прочности, а наименее напряженные — из малоуглеродистой стали, позволяет снизить стоимость балки;  возможность   изготовления   несимметричных,   переменных,   составных сечений   стального   двутавра,   дает   снижение   веса   конструкции   до   10%; ­ ­ минимализация   отходов   на   25%   за   счет   изготовления   сварной   балки требуемой длины; ­ использование   сварных   балок   позволяет:   разнообразить   архитектуру сооружений,   увеличить   широту   пролета   зданий,   уменьшить   вес   несущих конструкций, повысить рентабельность проектов. Типы сварных швов: Т8, Т3 Сварная балка выпускается высотой (Н) от 200 до 3000 мм, толщина листа (t,s) от 8 до 50 мм, ширина полки 200­800 мм Сварные балки   изготавливаются   длиной   от   3  до  12   м.  Допускается   изготовление   балок длиной до 16.5 м. Расчетный вес указывается с точностью +/­ 3 %. Окончательный вес определяется по факту изготовления. 1.2 Выбор материала и сортамента сталей элементов сварной конструкции  Виды нестандартных балок: Перфорированная балка (облегченная балка с «окнами»   в   стенке   с   сохранением   всех   механических   параметров).   Балка переменного   сечения   (балка   с   изменением   высоты   стенки   вдоль   длины). Разнополочная балка (балка с различной шириной полок). Усиленная балка (балка, усиленная ребрами жесткости). Крановая балка. Лист № докум. Изм . Подпис ь лист 7При   изготовлении   сварной   балки   используется   лист   марки   стали   Ст3пс Ст3сп Ст3сп5 09Г2С 09Г2С­12 10­15ХСНД. Характеристика выбранного материала по химическому составу  механическим и технологическим свойствам. Остаточные напряжения в конструкции балки могут быть очень велики в последующем   применении  крана  могут  вызвать   серьезные  проблемы,  вплоть  до внезапного разрушения крана. Выявить эти напряжения на стадии производства крана   и   на   готовом   изделии   практически   невозможно.   Такая   ситуация   может возникнуть   и   у  известных  и  опытных  производителей   кранов  по   элементарным причинам «кривые руки» либо бракованный металл. Коробчатое сечение позволяет отказаться   от   применения   раскосов   дающих   горизонтальную   жесткость пролетному строению, что немало важно при больших пролетах крана. Немало важен для некоторых производств и внешний вид крана, который лучше при такой конструкции.   Номенклатура   материала   применяемого   для   изготовления   крана унифицирована и применяется в широком спектре грузоподъемности и пролета крана.   Лист   необходимый   для   изготовления,   это   более   дешевый   прокат   на настоящий   момент   по   сравнению   с   сортовым   прокатом.   Сортовой   прокат,   а особенно балки 24М, 30М, 36М, 45М не всегда есть в наличии на металлобазах, в случае   если   требуется   сталь   09Г2С   применяемая   в   изделиях   с   рабочей температурой   окружающей   среды   от   ­40   да   +40.   Сечение   типа   короб   более универсален,   чем   двутавр   и   позволяет   оптимально   расходовать   материал, уменьшая или увеличивая толщину в нулевой зоне и на периферийных участках в зоне максимальных напряжений. Характеристика свариваемости стали. Для   выбора   материала   сварной   конструкции   в   первую   очередь руководствуются   такой   характеристикой   металла,   как   свариваемость.   Под понимается   комплексная   технологическая свариваемостью   материалов  характеристика   металла   или   сплава,   которая   отражает   их   реакцию   на   процесс Лист № докум. Изм . Подпис ь лист 8сварки и показывает  пригодность  данного  материала  для получения надежного сварного соединения.  Свариваемость определяется в первую очередь механическими испытаниями сварных швов на разрыв, изгиб, ударную вязкость и, кроме того, способностью материалов   без   образования   трещин   и   значительного   изменения   свойств выдерживать быстрый нагрев до температуры плавления, значительное тепловое расширение,   быстрое   охлаждение   и   усадку   при   этом.   Например,   сталь   должна обладать запасом вязкости при местных нагревах и высоких напряжениях и не быть склонной к хрупкому разрушению без проведения термической обработки. В некоторых случаях для определения свариваемости проводят специальные испытания сварных соединений в условиях, соответствующих реальным условиям их эксплуатации. Помимо   сварных   образцов   испытывают   и   несварные   образцы   основного металла,   применяя   термическую   обработку,   чтобы   воспроизвести   изменение свойств материала аналогично происходящему во время нагревания при сварке. Испытание материалов на свариваемость необходимо при разработке. Свариваемость   стали  может   быть   определена   также   по   содержанию химических   элементов   (С,   Mo,   V,   Ni,   Cr,   Mn),   влияющих   на   ее   механические свойства. В   этом   случае   пользуются   эмпирической   формулой,   определяющей эквивалент углерода Сэкв: Сэкв = C + Mn/20 + Ni/15 + (Cr + Mo + V)/10, где   Mn,   Ni,   Cr,   Mo,   V,   С   —   содержание   элементов   в   стали   в   весовых процентах по данным химического анализа. Для   ручной   дуговой,   автоматической   и  полуавтоматической   сварки эквивалент   углерода   не   должен   превышать   0,45%.   При   этом   соотношении   не обнаружено склонности стали к образованию горячих трещин. Лист № докум. Изм . Подпис ь лист 9Если   Сэкв  более   0,45%,   то   для   предотвращения   образования   трещин   и закалочных структур применяют предварительный и сопутствующий подогрев и последующую   термическую   обработку.   При   сварке   металлов   малых   толщин допускается   предельное   содержание   Сэкв  0,55%   без   применения   термической обработки. Свариваемость   стали  ухудшают   примеси   серы   и   фосфора,   содержание которых свыше 0,035 и 0,04% соответственно повышает склонность к образованию трещин. По   свариваемости   стали   подразделяют   на:   хорошо,   удовлетворительно, ограниченно и плохо свариваемые (Приложение А). Сплав   марки   стали   Ст3сп   содержит:   углерода   ­   0,9­1%,   кремния   ­   0,05­ 0,17%, марганца ­ 0,4­0,65%, никеля, хрома ­ до 0,3% ,  серы и фосфора ­ до 0,05 и 0,04% соответственно. Сэкв = 0,9 + 0,5/20 + 0,3/15 + (0,3 + 0,05)/10 =0,23 Из уравнения видно, что сталь хорошо сваривается и не дает трещин, не требует предварительного нагрева. Для изготовления типовых и стандартных сварных конструкций чаще всего используются   стали   различных   марок.   Сталь   марки   Ст3сп   ­   малоуглеродистая конструкция   обыкновенного   качества,   (поставляется   с   гарантируемыми химическими и механическими свойствами), хорошо сваривается без ограничений, не дает закалочных структур. Чаще всего прокат из данной марки стали используется для разнообразных строительных   конструкций   благодаря   высокой   механической   прочности,   что позволяет  использовать  более  тонкие  элементы, чем  при  использовании   других сталей. Высокая механическая устойчивость к деформациям позволяет с успехом применять листовой прокат данной марки стали. Лист № докум. Изм . Подпис ь лист 10В   работе   для   изготовления   балки   применяется   сталь   марки   Ст3сп низкоуглеродистая, относится к группе хорошо свариваемых. Углерода в ней до 0,25 % , марганца 0,5% , кремния 0,35%. 1.3 Выбор и обоснование подготовительных операций  Технологический   процесс   заготовок   деталей   из   проката   может   включать следующие операции: правку, разметку, резку, обработку кромок и очистку под сварку. Правка осуществляется за счет создания местной пластической деформации и, как правило, производится в холодном состоянии. Для устранения волнистости листов   и   полос   толщиной   от   0,5   до   50мм   широко   используют   многовалковые машины с числом валков больше пяти. Листы толщиной более 40 – 50мм обычно правят под прессом. Правка достигается в результате многократного изгиба при пропускании листов между верхним и нижним рядами валков, расположенных в шахматном порядке. Тонкие листы толщиной менее 0,5мм правят растяжением с помощью приспособлений на прессах или на специальных растяжных машинах. Правку   мелко­   и     среднесортного   и   профильного   проката   производят   на роликовых машинах работающих по той же схеме, что и листоправильные.   Для изготовления решетки правка металла не осуществлялась, так как использовался новый профильный прокат.  Очистка.  В месте  сварки  деталей   изделия      кромки  тщательно  зачищают железной   щеткой   от   грязи,   масла,   ржавчины   которые   приводят   к   образованию дефектов. От состояния поверхности свариваемых кромок значительной мере зависит качество сварных швов. Перед   сваркой   проверяют   тщательность   очистки   стыкуемых   кромок   и прилегающих   к   ним   поверхностей   на   ширину   не   менее   20   мм   от   окалины, ржавчины, краски, масла и зачистки этих участков до блеска. Лист № докум. Изм . Подпис ь лист 11Для   выполнения   работы   использовался   следующий   вспомогательный инструмент (рис. 2)                                                                                         в) Рисунок 2 ­ Вспомогательный инструмент металлическая щетка (а), Молоток (б), зубило (в) Индивидуальная   разметка   трудоемка.   Наметка   более   производительна, однако изготовление специальных наметочных шаблонов не всегда экономически целесообразна. Использование приспособлений для мерной разметки проката обеспечивает экономию времени. Слесарная операция заключается в нанесении на поверхность заготовки   углублений   (кернов)   и   линий   (рисок),   определяющих   контуры изготовляемой детали или места, подлежащие обработке. По рискам с заготовки при   обработке   удаляют   припуск.   Разметку   осуществляют   главным   образом   в индивидуальном   и   мелкосерийном   производствах.   При   разметке   арматурного прутка   был   использован   разметочный   материал   и   измерительный   инструмент: чертилка, керн, металлическая линейка,  рулетка и штангенциркуль.  Резка,   разделка   кромок.   Резкой   металлов   называют   отделение   частей (заготовок) от сортового, листового или литого металла. Для   поперечной   резки   фасонного   проката   применяют   пресс­ножницы   с фасонными ножами или дисковые пилы. В некоторых случаях применяют резку гладким диском. Лист № докум. Изм . Подпис ь лист 12Сборка   под   сварку­   это   технологическая   операция,   обеспечивающая подлежащие сварке деталям необходимое взаимное расположение с закреплением их   специальными   приспособлениями.   Виды   сборки:   последовательная,   на прихватках и поузловая. На   сборку   изделия   тратится   около   30%   рабочего   времени   от   общей трудоемкости изготовления изделия. Трудоемкость   сборки   детали   под   сварку   зависит   от   ряда   условий: серийности производства, типа изделий и другое. Для уменьшения времени сборки, а также для повышения ее прочности применяются различные приспособления. Приспособления могут быть предназначены только для сборки деталей под сварку или для сварки уже собранных деталей. Применяются и комбинированные сборочно­сварочные приспособления. Сборка.  В   процессе   изготовления   сварных   конструкций   должны   быть обеспечены   заданные   технологическим   процессом   взаимное   положение соединяемых   деталей   и   условия,   наиболее   благоприятные   для   образования качественного   соединения.   Это   достигается   применением   технологических приспособлений и оснастки. Для точной сборки деталей под сварку нужно использовать измерительные  инструменты и всевозможные зажимы, угольники, струбцины (рис. 3).  Лист № докум. Изм . Подпис ь лист 13Рисунок 3 ­ Угловая струбцина В процессе сборочных работ необходимо выполнять прихватки. Сварочные прихватки   представляют   собой   неполноценные   короткие   швы   с   поперечным сечением до 1/3 сечения полного шва. Процесс   последовательного   соединения   и   скрепления   сборочных   деталей между   собой   прихватками   для   образования   отправочного   элемента   называют сборкой. Сборка   сварочной   конструкции   –   это   одна   из   главных   операций   при изготовлении изделия. Собранные детали конструкции сначала прихватывают, а потом   сваривают.   В   некоторых   случаях   сборочные   операции   чередуются   со сварочными. Прихватки   придают   изделию   жесткость   и   препятствуют   перемещению деталей, что может привести к трещинам в прихватках при их охлаждении. Сборка балки должна быть достаточно точной, особое внимание уделяется симметрии расположения и взаимной перпендикулярности полки и стенки. Сборка на   стеллаже   с   помощью   простейших   приспособлений   является   трудоемкой   и может применяться только в единичном производстве. Использование станов для сборки   двутавровых   балок   позволяет   повысить   производительность   сборочных операций в несколько раз. С   помощью   стана   достигается   симметрия   расположения   стенки относительно полок балки, обеспечивается взаимная перпендикулярность полки и стенки балки (рис. 4). Лист № докум. Изм . Подпис ь лист 14Рисунок  4 ­  Сборка балок двутаврового сечения: а — подтяжка выпуклой части стенки балки к кондуктору; 6 фиксация торцов собираемого двутавра; 1 — швеллер сборочно го кондуктора, 2 — проектное положение стенки, 3—­клип. 4 временный уголок, 5 — стенка с выпуклостью, 6 — временные планки Эффект использования сборочного стана обеспечивается быстродействием и надежностью   механизма   позиционирования   элементов.   Закрепление   и освобождение элементов балки по всей длине с помощью винтов занимает много времени.   Значительно   производительнее   и   удобнее   в   работе   приспособления, оснащенные гидравлическими прижимными механизмами. Сборка двутавровой балки осуществляется в 2 этапа: сборка профиля T­ образной формы, затем балка кантуется на 180° и собирается двутавр 2 Специальная часть 2.1 Выбор и обоснование способа сварки Проектирование технологии сварки заключается в выборе способа сварки, сварочных материалов, определении параметров режима и условий сварки, а также дополнительных   технологических   мероприятий,   обеспечивающих   требуемое качество   сварного   изделия   и   необходимые   технико­экономические производственные показатели. Лист № докум. Изм . Подпис ь лист 15При выборе способа сварки учитывались следующие факторы:  свойства свариваемого металла;   толщина свариваемого металла; экономическую эффективность. Балку можно изготовить при помощи ручной дуговой сварки или сваркой в  среде углекислого газа на полуавтомате и автомате.  a) Ручная электродуговая сварка в настоящее время остается одним из самых распространенных способов сварки. Это объясняется возможностью сварки в   различных   пространственных   положениях   и   в   местах,   недоступной   для механизированных   способов   сварки,   также   простотой   и   мобильностью применяемого   оборудования.   Однако   ручная   дуговая   сварка   характеризуется малой   производительностью.   Качество   сварки   в   большой   степени   зависит   от практических навыков сварщика. b) Сварка порошковой проволокой сочетает в себе преимуществаручной дуговой сварки – простоту, мобильность, и механизированной сварки в углекислом газе ­ большую производительность и высокое качество сварных соединений. Порошковая   проволока   ­   это   непрерывный   электрод,   состоящий   из металлической   оболочки   и   порошкового   сердечника   ­   шихты.   Порошковые проволоки   позволяют   применять   сварочный   ток   большой   плотности,   этим достигается высокая производительность расплавления. При сварке порошковой проволокой плотность тока может достигать 170­200 А/мм2. Введение в сердечник порошковой   проволоки   значительного   количества   хрома,   никеля,   молибдена   и других элементов обеспечивает такой химический состав наплавленного металла, который чрезвычайно трудно получить обычным металлургическим путем. Одной из основных проблем при сварке порошковой проволокой является обеспечение защиты зоны сварки от взаимодействия с воздухом. Из­за высокой температуры дуги металл ванны и капель расплавляющейся оболочки нагревается до температур 2000­2500ОС, при которых жидкое железо Лист № докум. Изм . Подпис ь лист 16активно окисляется кислородом воздуха и соединяется с азотом, если зону сварки не   защитить   от   воздействия   воздуха.   В   результате   выделения   газов   при кристаллизации металла сварочной ванны возникает пористость. Минимальная   толщина   свариваемого   металла   при   сварке   порошковой проволокой 3 мм. В данном случае толщина металла 1 мм, поэтому способ сварки порошковой проволокой не подходит. в)Аргонодуговая   сварка   ­   это   аргонная   сварка   алюминия,   магниевых   и титановых сплавов, стальных труб, сосудов высокого давления, теплообменников, сварки тонких листов из нержавеющей стали. Так как этот вид сварки применим для   мелких   деталей, промышленности.   аргонная   сварка   применяется   в   электронной  В   качестве   защитного   сварочного   газа   наиболее   часто используется аргон. Аргонодуговая сварка может быть без подачи присадочной проволоки   (для   сварки   тонкого   металла),   так   и   с   подачей,   вручную   или автоматической. Аргон один из дорогих газов, поэтому брать его для сварки бака из нержавеющей стали не выгодно. c) Особенностью   полуавтоматической   сварки   в  среде   углекислого   газа является   высокая   степень   концентрации   тепловыделения,   обеспечивающая минимальную   зону   структурных   превращений   и   относительно   небольшую деформацию   изделия.   При   этом   способе   сварки   обеспечивается высокоэффективная защита расплавленного металла, высокая производительность процесса, возможность наблюдения за формированием шва. Также преимуществом полуавтоматической   сварки   является   отсутствие   периодической   замены электродов и операций по удалению шлака. Этим способом соединяют различные металлы и сплавы, в различных пространственных положениях. Для   изготовления   балки   более   целесообразным   является   сварка   на полуавтоматической машине в среде углекислого газа, поэтому расчет параметров режима сварки будет рассчитываться для полуавтоматической сварки. Расчет сварочного тока, А, производится по формуле: Лист № докум. Изм . Подпис ь лист 17,  Iсв=3,14 * 0,82 * 110 / 4 = 55 А где   – диаметр электродной проволоки, мм; а – плотность тока в Скорость  подачи электродной проволоки, м/ч, рассчитывается по формуле Vпр= 4 * 8,5 * 55 / 3,14 * 0,82 * 7,8 = 119,1 где   – коэффициент расплавления проволоки, г/А .(cid:160) ч;   – сварочный ток,  А;   – диаметр электродной проволоки, мм; j – плотность металла проволоки  (для стали j = 7,8 г/см3) Значение   определяется по формуле: αp = 3,0 + 0,08 * 55 / 0,8 = 8,5 Скорость сварки (наплавки) рассчитывается по формуле: , VСВ = 7,65 * 55 / 100 * 0,3 * 7,8 = 2 где   – коэффициент наплавки, г/А∙ч, , αн = 8,5 * (1 – 0,1) = 7,65 г/А∙ч где   – коэффициент потерь металла на угар и разбрызгивание. При сварке  в СО2   = 0,1…0,15;   – площадь поперечного сечения одного валика, см2. При  Лист № докум. Изм . Подпис ь лист 18наплавке в СО2 принимается равной 0,3…0,7 см2;   – плотность металла  проволоки, г/см3 (для стали   = 7,8 г/см3)  2.2 Выбор сварочного оборудования для изготовления    конструкции В   соответствии   с   установленным   технологическим   процессом   производят выбор сварочного оборудования. Основными условиями выбора служат: ­техническая   характеристика   сварочного   оборудования,   отвечающая принятой технологии; ­наименьшие габариты и вес; ­наибольший КПД и наименьшее потребление электроэнергии. Основным   условием   при   выборе   сварочного   оборудования   является   тип производства.    Так, при единичном и мелкосерийном производстве из экономических соображений   необходимо   более   дешевое   сварочное   оборудование   ­   сварочные   отдавая трансформаторы,   выпрямители   или   сварочные   полуавтоматы, предпочтение оборудованию, работающему в среде защитных газов с источником питания ­ выпрямителями.  Выпрямитель сварочный ВД­313 предназначен   для   ручной   дуговой   сварки покрытыми электродами изделий из стали  постоянным током от сети трехфазного переменного  тока.   Он   состоит   из   сварочного   трансформатора   с   подвижной первичной   катушкой,   выпрямительного   кремниевого   блока   с   вентилятором, пусковой   и   защитной   аппаратуры.   При   параллельном   соединении   обмоток   в   получают   диапазон   больших   токов   (Приложение   3). электрическую   цепь   Первичная обмотка подвижна, с помощью ее ведется регулирования силы тока. Сварочный   ток   плавно   регулируется   с   помощью   механического   перемещения магнитного   шунта   горизонтального   исполнения.   Градуировка   тока   дуги выпрямителя   сварочного   ВД­313   выполнена   на   внешней   поверхности   шунта. Лист № докум. Изм . Подпис ь лист 19Оригинальный   механизм   шунтового   регулирования   резко   уменьшает   время, необходимое на смену режима сварки.  Выпрямитель   сварочный   ВД­313   отличается   простотой,   надежностью конструкции, низким весом, мобильностью и по сварочным свойствам не уступает известному сварочному выпрямителю ВД­306. Выпускается ВД­313 в исполнении с приборами   и   без   них.   Характеристика   сварочного   выпрямителя  ВД­313 представлено в таблице 1. Таблица 1 ­  Технические характеристики выпрямителя сварочного ВД­313 Напряжение питания, В, 50Гц Номинальный сварочный ток, А Диапазон регулирования сварочного тока,  А Наименование параметра Потребляемая мощность, кВА, не более Продолжительность включения (ПВ), %  При  продолжительности цикла сварки 10 мин. Диаметр электрода Напряжение холостого хода, В Габаритные размеры ДхШхВ, мм Масса, кг 3х380 300 60­350 Значение 21 60 2,0­6,0 72 710х440х580 100 Преимущества сварочного выпрямителя ВД­313 (рис.5): ­ Плавная регулировка сварочного тока; ­ Отказ от подвижных обмоток; ­ Принудительное охлаждение. Лист № докум. Изм . Подпис ь лист 20Рисунок 5 ­ Выпрямитель сварочный ВД­313 Ручная электродуговая сварка в настоящее время остается одним из самых распространенных   способов   сварки.   Это   объясняется   возможностью   сварки   в различных   пространственных   положениях   и   в   местах,   недоступной   для механизированных   способов   сварки,   также   простотой   и   мобильностью применяемого оборудования. Производство двутавровой балки осуществляется с использованием современного оборудования, которое позволяет обеспечивать надежное и прочное соединение   Изготовление  двутавровой   балки деталей   из   низкоуглеродистой   стали.   производилось на сварочном  аппарате РИКОН ПДГ­402 (Приложение Б), который предназначен   для   дуговой   сварки   металлоконструкций,   выполненных   из легированных и низкоуглеродистых сталей, сварочной проволокой в среде СО2. Он имеет две ступени индуктивности и три режима работы: сварка точками, короткие   швы   и   длинные   швы.   Данная   модель   применяется   в   производстве металлоконструкций из профиля и листа. Сварочный выпрямитель РИКОН ПДГ­ 402   оснащен   защитой   от   перегрева,   выпрямительным   блоком   «SCOMES», выдвижной площадкой под баллон и плавной регулировкой напряжения на дуге. При  его использовании легко можно подобрать силу сварочного тока. Лист № докум. Изм . Подпис ь лист 21Подающий   механизм   имеет   следующие   особенности:   встроенный   блок управления трехфазным полуавтоматом; 4­х роликовый привод подачи проволоки с   зубчатым   зацеплением   и   двигателем   Tbi;   тормозное   устройство   Tbi,   которое предотвращает самораскручивания сварочной проволоки.  Блок управления служит для цифровой индикации параметров на дисплее, защиты   двигателя   от   перегрузок,   автоматического   управление   циклом   сварки, отключения   аппарата   при   перегреве   с   подачей   звукового   сигнала,   сварки, установки времени продувки газом зоны сварки и времени растяжки дуги, ручного включения продувки газа и подачи проволоки при наладке, динамического разгона и торможения двигателя при включении и выключении, ручной установки скорости подачи проволоки и ее стабилизации. Технические характеристики сварочного полуавтомата РИКОН ПДГ­402  Напряжение: 380 В 50 Гц          Сварочный ток min: 50 А Сварочный ток max: 400 А Max мощность: 18 кВт Напряжение холостого хода: информация отсутствует Номинальный сварочный ток (ПВ, 60 %): 400 А Род сварочного тока: постоянный Диапазон регулировки напряжения на дуге: 16­42 В Питание подогревателя газа: ~ 36 В Габаритные размеры: 1040х490х730 мм Лист № докум. Изм . Подпис ь лист 22 Вес: 119 кг Технические характеристики подающего механизма  Напряжение: информация отсутствует        Max. мощность: 65 Вт Скорость подачи проволоки: 1­15 м/мин Диаметр проволоки: 0,8­1,6 мм Регулировка времени «Газ до сварки и после сварки», 0,1­5,0 сек.    Регулировка времени «Растяжка дуги»: 0,1­5,0 с Регулировка времени сварки точками: 0,2­9,9 с Масса проволоки на кассете: 18 кг Принцип   полуавтоматической   сварки   в   защитных   газах   (Приложение   Б) определяет основные функции оборудования: ­ подвод к дуге электрической энергии и её регулирование; ­ перемещение горелки со скоростью сварки  и её регулирование; ­ подача электродной проволоки в зону сварки и регулирование её скорости; ­ подача защитного газа  в зону сварки и регулирование его расхода; ­ установка вылета электродной проволоки  и корректирующие перемещения горелки; ­ возбуждение дуги и заварка кратера. При   пуске   сварочного   аппарата   схема   управления   должна   обеспечивать такую последовательность включения частей и механизмов оборудования:  1) подачу защитного газа, предварительную продувку системы подачи газа;  2) включение источника питания дуги ;  3) подачу электродной проволоки;  Лист № докум. Изм . Подпис ь лист 234) возбуждение дуги;  5) перемещение аппарата со скоростью сварки : При окончании сварки последовательность выключения механизмов должна  обеспечивать заварку кратера и защиту остывающего шва. 2.3 Выбор сварочных материалов Сварочным   материалом   ручной   дуговой   сварки   является   –   электрод. Электрод ­ это стержень, с нанесенной на него специальной обмазкой, включенный последовательно в сварочную цепь для подвода тока к дуге, поддержания горения дуги и расплавления свариваемых кромок. В процессе сварки рутиловое покрытие обеспечивает   устойчивое   горение   дуги,   хорошее   формирование   шва,   а   также минимальное разбрызгивание металла.  Электродами  с   рутиловым   покрытием   можно   сваривать   изделия   во   всех пространственных положениях как переменным, так и постоянным током. Металл, наплавленный   электродами   с   рутиловым   покрытием,   содержит   до   0,12%   ­ С(углерода); 0,4 ­ 0,7% ­Мn(марганца);     0,3% ­Si(кремния); 0,03% ­S(серы)   и 0,03% ­ Р (фосфора) . Электроды   с   рутиловым   покрытием   легко   поджигаются,   в   том   числе   и повторно. Эти электроды идеальны для прихваток, коротких и корневых швов. Сварка электродами с рутиловым покрытием отличается от сварки электродами с другим   покрытием   небольшим   тепловложением,   именно   это   позволяет   считать этот вид электрода выгодным при заварке широких зазоров, особенно на монтаже, а   также     сваривать   листы   с   коррозией   и   с   довольно   большим   загрязнением поверхности.   Поэтому   целесообразно   использовать   этот   электрод   для   сварки Лист № докум. Изм . Подпис ь лист 24самых различных видов изделий из стали. Электрод отличается весьма высокими производственными   свойствами.   Достаточно   большое   по   размеру   покрытие гарантирует   уменьшенное,   если   сравнивать   с   другими   видами   электродов, разбрызгивание. Также он применяется при сварке  сталей повышенной прочности. Для сварки низкоуглеродистых сталей применяются электроды марок: ОЗС – 3; ОЗС – 4; МР – 3, ОК­46 стержень этих электродов изготовлен из проволоки марки СВ – 08А. В состав покрытия входит: 30 – 50% двуокиси титана, полевой шпат, ферромарганец, жидкое стекло. Эти электроды дают наименьшей процент разбрызгивания металла, пригодны для сварки на постоянном и переменном токе, не вредны для организма человека, поэтому широко используется в промышленности. Выбор сварочной проволоки: Для сварки Стали 09Г2С рекомендуется использовать сварочную проволоку для способов сварки АП и АФ близкую по хим. составу к основному металлу и содержащую меньшее количество углерода.  Такой   проволокой   являются СВ   ­08Г2С высокое   легирование   проволоки кремнием и марганцем будет являться залогом раскисления сварочной ванны при АП   и   дополнительное   легирование   шва   для   обеспечения   равнопрочности   при сварке АФ. Проволока стальная сварочная (ГОСТ 2246­70). По виду поверхности проволока  производится   неомедненой   и  омедненой. Медное покрытие ­ 6 мкм. Поверхность проволоки должна быть чистой и гладкой, без трещин, расслоений, плен, закатов, забоин, окалины, ржавчины, масла и др. загрязнений. Допускаются отдельные риски, царапины, местная рябизна, вмятины глубиной не более предельного отклонения по диаметру. Таблица 2 ­ Химический состав сварочной проволоки CMn Si max P  max S  max Cr  max Ni  max Cu  max Лист № докум. Изм . Подпис ь лист 25Св- 08Г2С 0.0 3 1.80 - 2.10 0.7 - 0.95 0.03 0.02 5 0.20 0.25 0.20 В качестве материала стержня применяется сварочная стальная проволока  Св08 и Св08А. 2.4 Порядок сварки изделия Двутавровая балка составляется из трех длинных листовых элементов (двух поясов ­ полок и стенки). Основными швами в балках являются стыковые швы поясов   и   угловые   швы,   соединяющие   пояса   со   стенкой. При изготовлении сварных балок в цехах целесообразно сначала сварить стыки поясов   и   стенки,   так   как   стыковые   швы   являются   наиболее   ответственными, поэтому   для   уменьшения   остаточных   напряжений   варить   их   следует   при отсутствии закреплений в свариваемых листах.  При сборке пояса или стенки необходимо, чтобы продольные оси стыкуемых листов легли по одной прямой линии, смещение стыкуемых кромок из плоскости листов   не   выходило   за   пределы   допустимых   отклонений   и   чтобы   зазор   был выдержан согласно чертежу. Правильное положение осей стыкуемых листов проверяют обычно длинной линейкой, приложенной к оси или к боковым кромкам листов. Смещение кромок устраняют   обычно   клином,   а   требуемый   зазор   устанавливают   при   помощи болтовой   стяжки   или   сборочной   планки.   Собранный   стык   сваривается полуавтоматом или автоматом под флюсом. Сваренные пояса и стенка поступают на сборку балки. Способ сборки балки зависит   от   характера   и   конструкции   применяемых   приспособлений   и запроектированного   метода   сварки   поясных   швов.   Балку   собирают   из   трех   ее основных элементов (поясов и стенки), сваривают поясные швы полуавтоматом или вручную. Сборку сварных балок выполняют при помощи хомутов и прихваток или в специальном кондукторе. Лист № докум. Изм . Подпис ь лист 26При сборке балки с помощью хомутов на стеллаже или горизонтальной плите укладывают нижний пояс. На середине пояса параллельно его оси наносят две риски,   расстояние   между   которыми   равно   толщине   вертикальной   стенки.   По рискам   на   расстоянии   1—1.5   м   друг   от   друга   устанавливают   и   прикрепляют струбцинами   или   прихватками   сборочные   уголки,   между   которыми устанавливается   вертикальная   стенка.   В   местах,   где   вертикальная   стенка значительно   искривлена,   для   совмещения   ее   с   рисками   на   поясе   можно пользоваться скобой и клиньями.  Для уничтожения зазора между вертикальной стенкой и поясом пользуются хомутом. Затем накладывают верхний пояс, проверяют правильность положения стенки   и   верхнего   пояса,   зажимают   собранную   балку   хомутами   и   ставят прихватки.   Потом   освобождают   собранную   балку   от   хомутов   и   подают   на автоматическую сварку.  Наилучший провар поясных швов получается при автоматической сварке «в лодочку».Если поясные швы собираемой балки будут выполняться вручную, то описанный   порядок   сборки   балки   следует   изменить.   В   этом   случае   после установки   вертикальной   стенки   на   нижний   пояс   ставят   ребра   жесткости, прихватывают их, а потом устанавливают верхний пояс и зажимают собранную   Дальше   собранная   балка   идет   на   ручную   или балку   хомутами. полуавтоматическую   сварку   поясных   швов   и   приварку   ребер   жесткости.   При горизонтальном положении стенки сварку ведут от середины балки к ее концам. При серийном и массовом производстве сборку балок производят в кондукторах, конструкции  которых   позволяют   значительно   уменьшить   трудоемкость   рабочих операций   по   укладке   и   закреплению   поясов   и   стенки   балок   в   требуемом положении. Для   повышения   механизации   трудоемких   сборочно­сварочных  операций  и увеличения   производительности   применяют   для   изготовления   балок специализированные   кондукторы­кантователи.   Сборка   в   специализированных кодукторах­кантователях  не   требует  постановки   прихваток,  так   как   собранные Лист № докум. Изм . Подпис ь лист 27элементы надежно удерживаются в требуемом положении быстродействующими фиксирующими   и   закрепляющими   устройствами.   В   настоящее   время   строят механизированные   поточные   линии   для   массового   изготовления   сварных двутавровых   балок   с   предварительным   растяжением   вертикальной   стенки   во избежание ее выпучивания от действия остаточных напряжений сжатия. Выполнение швов в нижнем положении ­ это положение наиболее удобно для сварки так как капли электродного металла легко переходят в сварочную ванну под   действием   собственного   веса   и   расплавленный   металл   не   вытекает   из   нее. Сварка двутавра осуществляется автоматизированными сварочными установками. Приемы   и   последовательность   наложения   швов   могут   быть   различными. Выполнение швов «в лодочку» (на стапелях под углом 45°) обеспечивает лучшие условия формирования шва и глубины проплавления стенки, зато поворачивать изделие   приходится   после   сварки   каждого   шва.   Для   этого   используют позиционеры­кантователи.   Основные   швы   по   своим   размерам   значительно превосходят сборочные швы, поэтому последние полностью переплавляется. Конструкция   «балка»   представляет   собой   объёмную   пространственную конструкцию, предназначенную для объединения отдельных деталей и механизмов в   единый   агрегат.   Одной   из   главных   требований,   предъявляемых   к   балкам,– жесткость   конструкции.   Сварной   шов   –   это   участок   сварного   соединения, образовавшийся   в   результате   кристаллизации   расплавленного   металла.   Швы классифицируют по следующим признакам: 1) По типу сварного соединения: а) Стыковые – обозначаются буквой: С. б) Угловые ­ обозначаются буковой: У. в) Тавровые ­ обозначаются буквой Т. г) Нахлесточное – обозначаются буквой: Н. Лист № докум. Изм . Подпис ь лист 282) По положению в пространстве: а) в нижнем положении, б) вертикальное положение, в) горизонтальное положение, г) Потолочное положение, д) Кольцевой шов. 3) По протяженности: а) сплошной, б) прерывистый (цепной в шахматном порядке). 4)   По   заполнению   сечения:   а)   однослойный   однопроходный;   б) многослойный, в) многослойный многопроходный; г) двухсторонний. Согласно чертежу «балка» выполняется сварными швами: Тавровое соединение, односторонний без скоса и со скосом одной кромки, кромок катет шва 4мм. Во время производства сварной двутавровой балки непременно возникает нарушение   "геометрии"   ее   полок   ­   "грибовидность",   которая   появляется   в результате нагрева металла. Сваренная балка подается на стан для правки полок двутавровой   балки   и   проходит   через   систему   роликов,   используя   при   этом свойства упругости металла. Лист № докум. Изм . Подпис ь лист 293 Контроль сварочных соединений 3.1 Виды возможных дефектов и способы их устранения Дефекты   в   сварных   соединениях   могут   быть   вызваны   плохим   качеством сварных   материалов,   неточной   сборкой   и   подготовкой   стыков   под   сварку, нарушением   технологии   сварки,   низкой   квалификацией   сварщика   и   другими причинами   (приложение   Г).   Задача   контроля   качества   соединений   ­   выявление возможных причин появления брака и его предупреждения. Работы по контролю качества сварочных работ проводят в 2 этапа: ­ Контроль в процессе сборки и сварки ( пооперационный ). ­ Контроль качества готовых сварных соединений. В   процессе   изготовления   (пооперационной   контроль)   проверяют   качество подготовки кромок и сборки, Режимы сварки, порядок выполнении швов, внешний вид шва, его геометрические размеры, за исправностью сварочной аппаратуры. Последнее   контрольная   операция   ­   проверка   качества   сварки   в   готовом изделии:   внешний   осмотр   и   измерения   сварных   соединений,   испытания   на плотность, контроль ультразвуком, магнитные методы контроля. Контроль качества основного металла. Качество основного металла должно соответствовать   требованиям   сертификата,   который   посылают   заводы   ­ поставщики вместе с партией металла необходимо произвести наружный осмотр установить механические свойства и химический состав металла. При   наружном   осмотре   проверяют   отсутствие   на   металле   окалины, ржавчины, трещин и прочих дефектов. Лист № докум. Изм . Подпис ь лист 30Предварительная   проверка   металла   с   целью   обнаружения   дефектов поверхности ­ необходимое и обязательная операция, благодаря которой можно предупредить применение некачественного металла при сварке изделия. Контроль   сборки:   собранному   контролируют:   зазор   между   кромками, притупление  и угол раскрытия для стыковых  соединений:  ширину  нахлестки и зазор между местами для нахлесточных соединений. Контроль технологического процесса сварки: перед тем как преступить к сварке,   сварщик   знакомится   с   технологическими   картами,   в   которых   указаны последовательность операций, диаметр и марка применяемых электродов, режимы сварки и требуемые размеры сварных швов. Не соблюдения порядка наложение швов может вызвать значительную деформацию. 3.2 Методика выполнения контроля Контроль качества сварочных работ начинается еще до того, как сварщик приступит  к сварке. Проверяют   качество   основного   материала,   который   должен   соответствовать   требованиям сертификата. При наружном осмотре проверяют отсутствие на металле окалины, ржавчины, трещин, расслоения. Контроль качества сварки в готовом изделии Для этой цели осуществляют: 1. внешний осмотр и обмер детали; 2. испытание на плотность, просвечивание рентгеновскими или гамма­лучами; 3. контроль ультразвуком 4. магнитные методы контроля; 5. механические испытания. Контроль качества сварочных работ и сварных соединений проводят в два этапа: в процессе монтажа и сварки законченных сварных соединений. В процессе монтажа и сварки проверяют: ­качество сварочных материалов; ­правильность сборки (зазоры и контрольные размеры конструкции); ­чистоту свариваемых кромок; Лист № докум. Изм . Подпис ь лист 31­соблюдение   очередности   наложения   швов,   предусмотренной технологической картой; ­качество шва в процессе его наложения. Работы по контролю качества сварочных работ проводят в три этапа: ­ Предварительный контроль, проводимый до начала работ; ­ Контроль в процессе сборки и сварки (пооперационный); ­ Контроль качества готовых сварных соединений. Контроль наружных дефектов в сварных швах и околошовной зоны  осуществляют   путем   внешнего   осмотра   (визуального   или   с   применением лупы)   и   измерения   их   геометрических   размеров.   Визуальному   осмотру   с проведением необходимых измерений подлежат 100% сварных швов. Классификация   методов   контроля   (ГОСТ   3242­79). Методы   контроля сварных соединений разделяют на две основные группы: неразрушающий контроль (НК) и разрушающий контроль (РК). Неразрушающий контроль (НК) (ГОСТ 18353­79): 1.  Визуально­оптический метод (ГОСТ 23479­79, ДСТУ ISO 17637­2003). 2.  Дефектоскопия течеисканием (ГОСТ 3285­77). Разрушающий контроль (РК) (ГОСТ 6996­66): 1.  Механические испытания. 2.  Коррозионные испытания. Визуально­оптический   метод   контроля. Визуальный   метод   контроля является  старейшим и продолжает  играть важнейшую  роль. Контроль сварного соединения   начинается   с   внешнего   осмотра   шва   –   суть   визуального   контроля. Визуальный контроль предельно прост и доступен; позволяет получить до 50% информации   о   качестве   соединения   и   о   ходе   технологического   процесса,   но зависит от квалификации и ответственности проверяющего. Внешний   осмотр   производился   невооруженным   глазом,   и   при   помощи технического приспособления (обзорная лупа). Осмотру подлежит все изделие и его   сварные   соединения   для   выявления   в   них   всевозможных   дефектов.   При Лист № докум. Изм . Подпис ь лист 32формировании швов на поверхности могут выявляться неравномерности высоты и ширины швов, чрезмерная чешуйчатость, наплывы, подрезы, чрезмерное усиление или   ослабление   швов,     незаваренные   кратеры,   прожоги,   шлаковые   включения, осевые смещения. Испытание керосином применяют в тех случаях, когда имеется доступ к конструкции   изоляции   с   обеих   сторон.   Для   испытания   швы   с   одной   стороны окрашивают   меловым   раствором,   а   с   другой   опрыскивают   керосином   из керосинореза   под   давлением   0,1—0,2   МПа.   Испытания   проводят   дважды   с перерывом в 12 часов. Прочность   сварных   швов   определяют   механическими   испытаниями   на растяжение и изгиб (ГОСТ 6996—66) . для проведения контроля качества сварной конструкции необходимо: Проверить качество сварки внешним осмотром; Проверить размеры измерительной линейкой и угольником; Замерить   катеты   швов   штангенциркулем   или   другим   измерительным инструментом (приложение В). 4 Экономическая часть Экономическая   целесообразность   технологического   процесса   изготовления двутавровой балки определялась в данной письменной работе с помощью расчета нормы затраченного времени, расходов сварочных материалов. 4.1 Расчет нормы времени на сварку изделия В условиях единичного производства сварных конструкций норма времени определяется с учетом подготовительно­заключительного времени и называется штучно – калькуляционной – tшт.к.: где  t опер. – оперативное время, мин t шт.к.= t опер.+ t п.з., Лист № докум. Изм . Подпис ь лист 33t . опер  t осн .  t . нв . , где   t в.н. – вспомогательное неперекрываемое время, мин;             t осн.. – основное время образования сварного шва путём наплавления электродного металла, при полуавтоматической  сварке определяется по формуле: , 60 t осн   lF   I н где   l – длина шва, l = 500*2+320∙4+250*5= 3530 мм = 353 см; γ γ 3;  – плотность наплавленного металла, для стали   = 7,8 г/см I – сварочный ток, I = 60 А; αн – коэффициент наплавки, для проволоки  08Г2С  αн = 7,65 г/А∙ч; F – площадь поперечного сечения наплавляемого метала шва, см2. Площадь   поперечного   сечения   определяется   как   сумма   площадей элементарных геометрических фигур, на которые разбивается сечение сварного шва.  При выполнении угловых швов сечение шва выглядит как прямоугольный равнобедренный треугольник с катетом, длина которого равна толщине металла. F = b2 / 2 = 12 / 2 = 1/2 = 0,5 мм2 = 0,05 см2 Отсюда   = (60 ∙ 0,05 ∙ 353 ∙ 7,8) / (55 ∙ 7,65) = 20 мин 60 t осн   lF   I н Вспомогательное неперекрываемое время определяется по формуле: t . нв .  t пер . t . эл  t упс .  t . зач  t осм . , где   t .пер  ­ время на переходы, мин.  Лист № докум. Изм . Подпис ь лист 34Во время  сварки двутавровой балки выполнялось шесть переходов. Время, затрачиваемое на один свободный  переход, равно 1 мин, значит  = 6 ∙ 1мин = 6 мин t .пер   ­   время   на   смену   электродной   проволоки,   мин.   Время   установку   на элt установку катушки с электродной проволокой составляет 1,5 мин, следовательно  = 1 мин элt   ­ время на установку, повороты и снятие конструкции, мин. Время на t упс установку, повороты и снятие конструкции в нижнем положении составляет 0,5 мин на один поворот. При сварке конструкция поворачивалась 4 раза, значит   = t упс 0,5∙4 = 2мин   ­   время   на   зачистку,   мин.   Время   на   зачистку   одного   метра   шва t . зач составляет 1 мин, отсюда   = 1∙3,53= 3,53 мин t . зач   ­   время   на   осмотр   и   измерение,   мин.   Время   на   осмотр   и   измерение осмt . одного метра сварного шва равно 3 мин, то   = 3∙3,53=10,59 мин осмt . Учитывая выше приведенное, получилось, что  t . нв .  t пер .  t . эл  t упс .  t . зач  t . осм  = 6+1+1+3 Лист № докум. Изм . Подпис ь лист 35,53+10,59=22,12 мин Полученные   данные   для   основного   и   вспомогательного   времени   можно подставить в формулу для определения оперативного времени: t . опер  t осн .  t . нв .  =20+22,12 =42,12 мин t п.з. – подготовительно­заключительное время, мин В единичном производстве подготовительно­заключительное время довольно велико   и   колеблется   в   широком   интервале.   Фактическое   его   значение определяется с учетом имеющихся нормативов и равен: tп.з. = 120 мин Все   выше   рассчитанные   данные   подставляются   в   формулу   для   расчета штучно­калькуляционного   времени   изготовления   сборки   и   сварки   двутавровой балки  t шт.к = t опер.+ t п.з..= 42,12 + 120= 52,12 мин = 7,4 ч 4.2 Расчет расхода сварочных материалов  Расход электродной проволоки, необходимой для сварки двутавровой балки определяется по формуле: G . . элп  КG н . , . . элр где     .элрК . –   коэффициент   расхода   электродной   проволоки,   для 08Г2С составляет 1,15;   – масса наплавленного металла, которая определяется по формуле:  = F ∙ l ∙ γ = 0,05 ∙ 353∙ 7,8 = 137,67 г .нG .нG Лист № докум. Изм . Подпис ь лист 36Отсюда  G . . элп  КG н .  = 137,67 ∙ 1,15= 158,32 г . . элр Укрупненные   справочные   данные   для   полуавтоматической   сварки плавящимся электродом в среде защитного газа: ­   при   сварке   металлоконструкций   на   1   кг   проволоки   расходуется   1   кг газа;   углекислого ­ при сварке листового металла на 1 кг проволоки расходуется 1,5 кг углекислого газа. Расход CO2=αн*tосн; 7,65гА/ч*0,3ч=2,295 = 2,2л 5 Охрана труда 5.1 Электробезопасность и пожарная безопасность Электробезопасность.   Поражение   электрическим   током   происходит   при соприкосновении   человека   с   токоведущими   частями   оборудования. Сопротивление   человеческого   организма   в   зависимости   от   его   состояния утомляемость,   влажность   кожи,   состояния   здоровья   )   меняется   в   широких приделах от 1000 до 20000 Ом. Напряжение холостого хода источников питания дуги  достигает 90В, а сжатой  дуги  ­ 200В в соответствии   с  законом  Ома  при неблагоприятном состоянии сварщика через него может пройти ток, близкий к предельному:    I = r Для   предупреждения   возможного   поражения   электрическим   током   при выполнении электросварочных работ необходимо соблюдать основные правила: Лист № докум. Изм . Подпис ь лист 37Корпуса оборудования и аппаратуры, к которым подведен электрический ток, должны быть заземлены; Все   электрические   провода,   идущие   от   распределительных   щитков     на рабочие места, должны быть надежно изолированы и защищены от механических повреждений; Запрещается использовать контур заземления, металлоконструкции зданий, а также   трубы   водяной   и   отопительной   систем   в   качестве   обратного   провода сварочной цепи; При   выполнении   сварочных   работ   внутри   замкнутых   сосудов   (котлов, емкостей,  резервуаров,   и   т.п.)   следует   применять   деревянные   щиты,  резиновые коврики,   перчатки,   галоши.   Сварку   необходимо   проводить   с   подручным, находящимися вне сосуда. Следует помнить, что для осветительных целей внутри сосудов, а также в сырых помещениях применяют электрический ток напряжением не выше 12В, а в сухих помещениях ­ не выше 36В, в сосудах без вентиляции сварщик должен работать не более 30 минут с перерывами для отдыха на свежем воздухе. Монтаж,   ремонт   электрооборудования   и   наблюдение   за   ним   должны выполнять электромонтеры. Сварщикам категорически запрещается исправлять силовые электрические цепи. При поражении электрическим током необходимо выключить ток первичной цепи  освободить  от  его  воздействия   пострадавшего, обеспечить  к  нему  доступ свежего воздуха, вызвать врача, а при необходимости до прихода врача сделать искусственное дыхание. Пожарная безопасность Причинами   пожара   при   сварочных   работах   могут   быть   искры   или   капли расплавленного металла и шлака, неосторожное обращение с пламенем горелки при наличии горючих материалов в близи рабочего места сварщика. Опасность Лист № докум. Изм . Подпис ь лист 38пожара особенно следует учитывать на строительно­монтажных площадках и при ремонтных работах в не приспособленных для сварки помещениях. 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 ветошью, бумагой, отходами дерева. ­ запрещается пользоваться одеждой и рукавицами со следами масел, жиров, бензина, керосина и других горючих жидкостей; ­ запрещается выполнять сварку аппаратов, находящихся под электрическим напряжением, и сосудов находящихся под давлением. При   выполнении   в   помещениях   временных   сварочных   работ   деревянные полы,   настилы   и   помосты   должны   быть   защищены   от   воспламенения   листами асбеста или железа; Нужно   постоянно   иметь   и   следить   за   исправным   состоянием противопожарных   средств   ­­­   огнетушителей,   ящиков   с   песком,   лопат,   ведер, пожарных рукавов и тому подобное, а также содержать в исправности пожарную сигнализацию. После   окончания   сварочных   работ   необходимо   выключить   сварочный аппарат,   а   также   убедиться   в   отсутствии   горящих   предметов.   Средствами пожаротушениями являются вода, пена, газы, пар, порошковые составы и другие Для   подачи   воды   в   установки   пожаротушения   используют   специальные водопроводы. Пена представляет собой концентрированную эмульсию диоксида углерода   в   водном   растворе   минеральных   солей,   содержащих   пенообразующие вещества. При тушении пожара газами и паром используют диоксид углерода, азот, дымовые газы и другие. Лист № докум. Изм . Подпис ь лист 39При тушении керосина, бензина, нефти, горящих электрических проводов запрещается   применять   воду   и   пенные   огнетушители.   В   этих   случаях   следует пользоваться, углекислотными или сухим огнетушителями. 5.2 Техника безопасности при выполнении работ К   сварочным   работам   допускаются   лица   не   моложе   18   лет   после   сдачи техминимума по правилам техники безопасности. Организация   каждого   рабочего   места   должна   обеспечивать   безопасное выполнение   робот.   Рабочие   места   должны   быть   оборудованы   различного   рода ограждениями, приспособленными.   защитными   и   предохранительными   устройствами   и Для создания безопасных условий робот сварщиков необходимо учитывать кроме   общих   положений   техники   безопасности   на   производстве   и   особенности выполнение   различных   сварочных   работ.   Такими   особенностями   являются возможные   поражения   электрическим   током,   отравления   вредными   газами   и парами, ожоги излучением сварочной дуги и расплавленным металлом, поражения от взрывов баллонов со сжатыми и сжиженными газами. Электрическая   сварочная   дуга   излучает   яркие   видимые   световые   лучи   и невидимые   ультрафиолетовые   и   инфракрасные.   Световые   лучи   оказывают ослепляющие действия. Ультрафиолетовые лучи вызывают заболевания глаз, а при продолжительном действии приводят ожогам кожи. Для защиты зрения и кожи лица   применяют   щитки,   маски   или   шлемы,   в   смотровые   отверстия   вставляют светофильтры, задерживающие и поглощающие лучи. Для защиты лица сварщика от воздействия лучей сварочной дуги и брызг расплавленного металла применяют щитки, шлемы, маски (Рис. 8). Щитки и шлемы изготавливаются из фибры или специально обработанной фанеры. Вес их не должен превышать 0,6 кг. В щиток или маску вставляются светофильтры, удерживаемые рамкой размером 120 х 60 мм. Защитные светофильтры имеют различную плотность. Наиболее темное стекло имеет марку ЭС­500 и применяется при сварке на токах до 500 А, среднее ЭС­ Лист № докум. Изм . Подпис ь лист 40ЭОО ­ для сварки на токах до 300 А, более светлое стекло ЭС­100 для сварки на токах   100   А   и   менее.   Снаружи   светофильтр   защищен   от   брызг   прозрачным стеклом, которое обычно сменяют 3­4 раза в месяц. Для   предохранения   рук   сварщиков   от   ожогов   и   брызг   расплавленного металла   необходимо   использовать   защитные   рукавицы,   а   на   тело   надевать брезентовую спецодежду (рис. 8). Рисунок 8  Защитные средства электрогазосварщика В процессе сварки выделяется значительное количество аэрозоля, которое приводит к отравлению организма. Наиболее высока концентрация пыли и вредных газов в облаке дыма, поднимающегося из зоны сварки, поэтому сварщик должен следить за тем, чтобы поток не падал за щиток. Для удаления вредных газов пыли из   зоны   сварки   необходимо   устройство   местной   вентиляции,   вытяжной   и общеобъемной   приточной   –   вытяжкой.   В   зимнее   время   приточная   вентиляция должна подавать в помещение подогретый воздух. При отравлении пострадавшего необходимо   вынести   на   свежей   воздух,   освободить   от   стесненной   одежды   и предоставить   ему   покой   до   прибытия   врача,   а   при   необходимости   следует применить искусственное дыхание. Лист № докум. Изм . Подпис ь лист 41Сварочные   работы   относят   к   категории   работ   с   повышенной   степенью опасности,   что   обуславливает   повышенные   требования   к   организации   рабочих мест, обслуживанию аппаратуры и оборудования. Сварщику при выполнении работ приходится работать при электрическом токе силой свыше 1000 А и напряжение от 24 до 220­380В. ­ Запрещается   производить   электросварочные   работы   во   время дождя, снега, при отсутствии навесов над оборудованием и рабочим местом. ­ При работе в сырых помещениях сварщик должен находиться на настиле из сухих досок или на диэлектрическом ковре. ­ При   любых   отлучениях   с   места   работы   сварщик   обязан отключить сварочный аппарат. Лист № докум. Изм . Подпис ь лист 42Заключение Дипломная работа выполнена в соответствии с  заданной темой ­"Технология изготовления двутавровой балки".  В водной  части дипломной работы охарактеризованы основные виды сварки плавлением,   их   сущность   и   способы   применения.   Представлено   развитие сварочного производства в настоящее время.  В   основной   части   представлено   назначение,   конструктивные   особенности изделия и обоснован выбор материала для изготовления сварной конструкции. Основные   технологические   операции   ручной   дуговой   сварки,   вид   сварки, выбор   сварочного     и   вспомогательного   оборудования,   инструмент   и принадлежности   сварщика   раскрыты   в   специальной   части.   Мной   указан   и аргументирован   выбор   сварочных   материалов,   предназначенных   для   сварки конструкции, произведен расчет основных параметров сварки, предложены методы и   способы   контроля   качества   сварного   соединения.   Особое   внимание   уделено вопросам  техники безопасности и производственной санитарии. В   экономической   части   мной   произведен   расчет   сварочных   материалов. Выполняя дипломную работу, закрепил теоретические и практические знания. Лист № докум. Изм . Подпис ь лист 43Литература 1. Акулов А.И. Сварка в машиностроении. – Москва: Машиностроение,   2002. 2. Блинов А.Н., Лялин К.В. «Сварка конструкции», Москва, 2003. 3. Винокурова В.А. «Сварка в машиностроении», Москва, 2001. 4. Горбатовский И.В. Сварка металлов. Справочник мастера и рабочего,  Новосибирское книжное издательство, 2003. 5 Колчанов Л.А. Сварочное производство. Учебное пособие – Ростов н/Д:  «Феникс», 2002. 6. Клыков Н.А., М.В. Шахматов, В.Н.Голиков, А.В. Пуйко Производство сварных  конструкций: Учебное пособие – Челябинск, ЧГТУ, 2006. 7. Милютин В.С., Коротков В.А. Источники питания для сварки: Учебное пособие. – Челябинск: Металлургия Урала, 2005. 8. Чебан В.А. Сварочные работы/Серия «Учебники, учебные пособия», ­ Ростов  н/Д: Феникс, 2003. 9. Чернышов Г.Г. «Сварочное дело, сварка и резка металлов», Москва, 2007 Информационные ресурсы: 1. 2. 3.   http://www.mastercity.ru/showthread.php?t=68314 http://forum.ostmetal.info/showthread.php?t=219398 http://www.forumhouse.ru/threads/13760/4 Лист № докум. Изм . Подпис ь лист 44