Актуальность письменной экзаменационной работы «Сварка
мангала» заключается в том, чтомангал - одно из лучших решений, благодаря которому вы можете не только наслаждаться вкусом любимых блюд, но и обеспечить возможность самостоятельно выбирать место отдыха, это удобный практичный аксессуар для загородного отдыха. Независимо от предпочтений, всего за минуты конструкция складывается в удобный короб небольших размеров и полностью готова к эксплуатации.
Цель работы: описание разработки технологического процесса сварки мангала.
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;
- разработать мероприятия по соблюдению правил техники безопасности и требований электробезопасности и пожарной безопасности.Мангал предназначен для получения горячих углей и приготовления пищи (мяса, рыбы, овощей) в природных условиях на открытом воздухе. Изделие работает в термических условиях. При изготовлении сварного изделия применяется листовой металл толщиной 4 мм. Марка стали Ст3 п с
Введение
Сварка технологический процесс получения неразъемных соединений
материалов посредством установления межатомных связей между
свариваемыми частями при их местном или пластическом деформировании,
или совместным действием того и другого.
Зачастую сварка является единственно возможным способом создания
неразъемных соединений конструкционных материалов и получения
заготовок, максимально приближенных к форме и размером готовой детали
или конструкции. Сварные конструкции бывают машиностроительные,
строительные и технологические. Большое влияние на технологичность
сварной конструкции оказывает свариваемость стали, которая обеспечивает
высокое качество сварного соединения. Это предъявляет повышенные
требования к квалификации специалистов в области сварки, так какименно
они непосредственно осваивают новые способы сварки. Сварные конструкции
в зависимости от назначения разделяются на машиностроительные и
процесса
технологические.
Создание типового технологического
конструкции можно классифицировать:
по конструктивной форме сварного изделия;
по особенностям эксплуатационных нагрузок.
Основным видом сварки является дуговая сварка, при помощи
которой создаются основные сварочные конструкции.
При проектировании технологического процесса изготовления мангала
жесткости руководствовался следующими положениями:
1. Правильный выбор сварочного оборудования, материалов (марки
стали, электродов) инструментов.
2. Обеспечение прочности при минимальных затратах металла, что в
приблизительной мере обеспечивает экономичность.
Изм. Лист № докум.
Подпис
ь
Дата
Лист3. Используя схему конструкции, применять экономичные профили
проката.
Актуальность письменной экзаменационной работы «Сварка
мангала» заключается в том, чтомангал одно из лучших решений, благодаря
которому вы можете не только наслаждаться вкусом любимых блюд, но и
обеспечить возможность самостоятельно выбирать место отдыха, это удобный
практичный аксессуар для загородного отдыха. Независимо от предпочтений,
всего за минуты конструкция складывается в удобный короб небольших
размеров и полностью готова к эксплуатации.
Цель работы: описание разработки технологического процесса сварки
мангала.
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;
разработать мероприятия по соблюдению правил техники
безопасности и требований электробезопасности и пожарной безопасности.
Изм. Лист № докум.
Подпис
ь
Дата
Лист1. Основная часть
1.1Назначение и конструктивные особенности изделия
Мангал предназначен для получения горячих углей и приготовления
пищи (мяса, рыбы, овощей) в природных условиях на открытом воздухе.
Изделие работает в термических условиях. Приизготовлении сварного
изделия применяется листовой металл толщиной 4 мм. Марка стали Ст3 п с
рисунок 1
Передняя и задняя
стенки 2шт.
боковые стенки –
штшштшт
Ножки – 4 шт.
Днище
1штштштштшт.
Рисунок 1 мангал
Мангал состоит из двух торцевых стенок, двух боковых стенок, дна,
которые свариваются между собой, четырех ножек выполненных
изметаллического уголка рисунок 2
Изм. Лист № докум.
Подпис
ь
Дата
ЛистРисунок 2 сварка стенок мангала
Ножки мангала сваривают угловыми швами, удерживая изделие в
положении «Лодочка» рисунок 3. В этом случае лучше формируется
сварочная ванна, отсутствуют дефекты шва.
Рисунок 3 сварка ножек мангала
Такой мангал, весит всего 2—2,5 кг.
Толщина металла 4 мм. Размер мангала 1000 х 200; высота ножек 600 мм.
Стенки между собой и с днищем свариваются угловым швом углового
соединения.
Таблица 1 Спецификация сварной конструкции
№
п/
п
Наименование
деталей
Материал
(марка
стали)
Кол-во
(шт.)
Размеры
(мм)
Мангал
1. Боковые стенки
Ст3сп
2.
Передняя и
задняя стенки
3. Днище
4. Ножки
5. Ножки
Ст3сп
Ст3сп
Ст3сп
Ст3сп
2
2
1
4
4
длина
300
ширина
300
толщина
4
800
800
450
100
300
300
Ø20
Ø25
4
4
4
4
Изм. Лист № докум.
Подпис
ь
Дата
ЛистСталь марки Ст3сп малоуглеродистая конструкция обыкновенного
качества, (поставляется с гарантируемыми химическими и механическими
свойствами), хорошо сваривается без ограничений, не дает закалочных
структур.
Таблица 2 Химический состав.
Ст3сп
Содержание элементов в %
С
Si
Mn
P
S
Cr
Прочие элементы
0,170,37
0,400,65
0,140,22
Углерод определяет прочность, вязкость и закаливаемость сталей. При
0,040 0,040 0,050,17
≤0,25
содержание его в сталях до 0,22% свариваемость сталей хорошая.
Марганец вуглеродистых сталей содержится в пределах 0,30,8%
свариваемость не ухудшается, а закаливаемость повышается. Хром с
содержанием 0,3% повышает твердость и прочность стали. Механические
свойства.
Таблица 3 Механические свойства стали
1.2Выбор материала и сортамента сталей элементов сварной
конструкции
Для выбора материала сварной конструкции в первую очередь
руководствуются такой характеристикой металла, как свариваемость. Под
свариваемостью материалов понимается комплексная технологическая
характеристика металла или сплава, которая отражает их реакцию на
процесс сварки и показывает пригодность данного материала для получения
Изм. Лист № докум.
Подпис
ь
Дата
Листнадежного сварного соединения.
Для сварки данной конструкции
которая изготавливается из углеродистой стали Ст3сп применяются
электроды марки МР3 типа Э46.
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
технологии сварки.
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.
Изм. Лист № докум.
Подпис
ь
Дата
ЛистДля ручной дуговой, автоматической и полуавтоматической сварки
эквивалент углерода не должен превышать 0,45%. При этом соотношении не
обнаружено склонности стали к образованию горячих трещин.
Если 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 таблица 4
Таблица 4классификация стали по технологической свариваемости
Отдельные
марки сталей
Эквивалент
углерода Сэ,
%
Степень
свариваемости Характеристика свариваемости сталей
< 0,25
Хорошая,
I группа
Свариваются любыми видами сварки без применения
особых приемов подогрева, термической обработки,
образуя соединения высокого качества
Ст2, Ст3, 08,
10, 20, 09Г2С,
16К,
10Г2С,15К
15ГС, 17ГС,
14ХГС, 20ГСЛ,
15ХМ, 16ГС,
17Г1С
12Х1МФ,
20ХМФЛ,
15Х1М1Ф,
15Х1М1ФЛ,
12Х11В2МФ
0,25–0,35
Удовлетвори
тельная,
II группа
0,35–0,45
Ограниченная,
III группа
Требуется строгое соблюдение режимов сварки и
температурных условий, включая подогрев до 100 150 °
С при сварке и послесварочную термическую обработку в
отдельных случаях, а также применение специального
сварочного материала
Требуется подогрев до 250 300 ° С и последующий
после сварки отпуск. Перед сваркой стали подвергают
термической обработке. Склонны к образованию трещин
при сварке без подогрева
При сварке высокая склонность к появлению трещин в
металле шва и околошовной зоне, несмотря на
применение
специальных технологических мер: подогрева,
промежуточного отпуска и др. Качество сварных
соединений пониженное
Лист
40ХМФА и
подобные
> 0,45 Плохая,
IV группа
Изм. Лист № докум.
Подпис
ь
ДатаСплав 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.
В работе для изготовления мангала 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
К заготовительным операциям относятся: чистка, правка, разметка,
резка, гибка, подготовка кромок под сварку, зачистка металла и сборка.
Разметка это операция, с помощью
которой определяют
конфигурацию будущей детали. Перенос размеров детали в натуральную
величину с чертежа на металл, называют разметкой. При этом пользуются
Изм. Лист № докум.
Подпис
ь
Дата
Листследующим инструментом: рулеткой, линейкой, угольником, чертилкой
рисунок 2.
Рисунок 2 Инструмент для разметки (чертилка, металлическая линейка,
циркуль, угольник, рулетка).
Механическая резка применяется для прямолинейного и криволинейного реза
листов, с использованием роликовых ножниц. Резку листовых деталей с
прямолинейными кромками из металла толщиной 40 мм, проводят на
гильотинных ножницах, кроме того углеродистые стали разрезают
газокислородной и плазменнодуговой резкой. Для резки заготовок мангала
использовалась шлифовальная машинка с отрезным диском рисунок 3.
Рисунок 3 углошлифовальная машинка с отрезным диском
Подготовка кромок под сварку. К элементам геометрической формы
подготовки кромок под сварку относится угол разделки кромок, притупления
Лист
Изм. Лист № докум.
Подпис
ь
Датакромок, длина скоса листа при наличии разности толщины металла смещения
кромок относительно друг друга, зазор между стыкуемыми кромками.
Разделка кромок выполняется при толщине металла более 4 мм.
Подготовка поверхности металла под сварку. Основной металл перед
сваркой должен быть тщательно очищен от загрязнений и ржавчины. Качество
чистки определяется внешним осмотром. Правку проверяют линейкой,
поставленной на ребро. После резки проверяют наличие заусенцев и
деформаций внешним осмотром.
Гибка получение нужной формы изделия путем сгибания. Разделка
кромок для этой конструкции не нужна, так как толщина листа4мм.
Очистка на поверхности кромок и прилегающей к ним поверхности на
расстояние 2030мм не допускается ржавчина, окалина, масляные
загрязнения, заусенцы. Металл зачищается ручным способом металлической
щеткой, либо механическим путем: шлифовальной машинкой (рисунок 3) с
зачистным диском.
В местах сварочных соединений деталей кромки необходимо тщательно
зачищать 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.
Для выполнения работы использовался следующий вспомогательный
инструмент рисунок 4.
Изм. Лист № докум.
Подпис
ь
Дата
ЛистВ)
Рисунок4 . Вспомогательный инструмент металлическая щетка (а),
Молоток (б), зубило (в).
Для изготовления мангала в качестве измерительного инструмента
используются металлическая линейка, штангенциркуль и рулетка.
Все размеры переносятся с рабочего чертежа на лист металла.
Раскрой заготовок осуществляется с помощью углошлифовальной
машинки с отрезным диском строго по нанесенным линиям.
После раскроя снимаются заусенцы с кромок.
Сборка в процессе изготовления сварных конструкций должны быть
обеспечены заданные технологическим процессом взаимное положение
наиболее благоприятные для
соединяемых деталей и условия,
образованиякачественного соединения. Это достигается применением
технологических приспособлений и оснастки.
Для точной сборки деталей под сварку нужно использовать
измерительные
инструменты и всевозможные зажимы, угольники, струбцины рисунок
5.
Рисунок 5 Угловая струбцина
Изм. Лист № докум.
Подпис
ь
Дата
ЛистВ 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. Прихватки придают изделию жесткость и препятствуют
перемещению деталей, что может привести к трещинам в прихватках при их
охлаждении.
2.Специальная часть
2.1 Выбор и обоснование способа сварки
Выбор того или иного способа сварки производится с учетом ряда
факторов, главными из которых являются:
свариваемость металла;
толщина свариваемого металла.
Свойства свариваемого материала в ряде случаев имеют определенное
значение в выборе способа сварки и, иногда, существенно ограничивают число
возможных способов.
Существенную роль при выборе вида сварки играет толщина свариваемых
деталей. При сварке тонкостенных деталей, для обеспечения требуемой
величины проплавления и удовлетворительного формирования шва, нет
необходимости, стремится к применению мощного источника тепла.
Для постановки прихваток при сборке конструкции ёмкости для
раствора, использовал ручную дуговую сварку покрытыми электродами. В
работе применялась ручная дуговая сварка, 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
Изм. Лист № докум.
Подпис
ь
Дата
Листрасплавленного металла от окружающей среды производится за счет обмазки
электрода.
Параметры режима сварки.При сварке швов в нижнем положении сила
тока может быть определена по состоянию Jд = (20+60) d Jсв (40÷60) для
электродов диаметром менее 5мм.
Напряжение дуги 18 – 20, ширина шва 6 – 8мм длина дуги 1 – 0,5мм от
основного металла,
≈
80 – 120 H
Jсв
90А≈
Нижнее положение Jсв
Горизонтальное положение Jсв
≈
Вертикальное положение Jсв
Сварка по не замкнутому контуру согласно ГОСТ 1477176
≈
80А.
100А
2.2 Выбор сварочного оборудования для изготовления
конструкций
Для сварки мангала использовал выпрямитель ВД
306C1предназначен для ручной дуговой сварки покрытыми
электродами на постоянном токе.
ВД 306С1 представляет собой однопостовой сварочный выпрямитель, который
может быть использован для выполнения дуговой ручной
сварки низколегированных, средне и малоуглеродистых сталей рисунок 6
Рисунок 6выпрямитель ВД 306C1
Лист
Изм. Лист № докум.
Подпис
ь
ДатаОсновные преимущества:
Плавноступенчатая регулировка сварочного тока;
Простая конструкция механического регулирования сварочного тока с
помощью подвижных катушек;
Индикация сварочного тока;
Легкое зажигание и устойчивое горение дуги;
Мощный и экономичный;
Класс изоляции Н;
Быстроразъемные, безопасные токовые разъемы;
Удобство перемещения в монтажных условиях (установлен на колеса).
Таблица5технические характеристики ВД306С1
Наименование параметра
Напряжение питающей сети, В
Частота питающей сети, Гц
Регулирование сварочного тока
Номинальный сварочный ток, А ( при ПВ,%)
Пределы регулирования сварочного тока, А
Пределы регулирования сварочного напряжения, В
Напряжение холостого хода, В, не более
Номинальное рабочее напряжение, В
Тип воздушного охлаждения
Материал обмотки трансформатора
Потребляемая мощность при номинальном токе, кВа,
не более
Диаметр электрода, мм
Габаритные размеры, мм
Масса, кг, не более
ЗНАЧЕНИЕ
1 ступень
3 х380
50
Плавноступенчатое
130 (100%)
45165
22 26
25
71
принудительное
алюминий
9
2
6
610х710х640
127
Марка электрода для сварки мангала под детали УОНИИ
Силу сварочного тока для сварки мангала подбирал по формуле:
Iсв = К*dэ=2*40
Аппарат, подключаемый к сети переменного тока, применяется для питания
постоянным током электросварочной дуги при выполнении работ по резке и
сварке металлических изделий, а также их наплавке.
Лист
Изм. Лист № докум.
Подпис
ь
ДатаИспользовать его можно при влажности воздуха до 80 % и температурах от
40 до +40 °С в помещениях закрытого типа, где вентиляция воздуха
происходит естественным путем.
Для данной конструкции используется трансформатор ТДМ505.
Рисунок 7 . трансформатор ТДМ505
Таблица 6 технические характеристикитрансформатор ТДМ505
Показатели
Внешняя характеристика
Номинальный ток при ПР 60% (А)
Пределы регулирования тока (А)
Напряжение холостого хода (В)
Рабочее напряжение (В)
Напряжение питающей сети (В)
КПД
Коэффициент мощности (cos j)
Масса (кг)
ТДМ505
Падающая
360
80500
70
40
380
0.88
0.85
180
Силовой трансформатор преобразует энергию силовой сети в энергию,
необходимую для сварки, а также согласует значения напряжений сети с
выходным напряжением. В однопостовых выпрямителях используют
преимущественно трехфазные трансформаторы, поскольку однофазные одно
Лист
Изм. Лист № докум.
Подпис
ь
Датаи двухполупериодные схемы выпрямления приводят к существенным
пульсациям выходного напряжения, которые ухудшают качество сварных
соединений.
Изм. Лист № докум.
Подпис
ь
Дата
Лист2.3 Выбор сварочных материалов
Для сварки низкоуглеродистых сталей применяются электроды марок:
ОЗС – 3; ОЗС – 4 ; МР – 3, стержень этих электродов изготовлен из проволоки
марки СВ – 08А. В состав покрытия входит: 30 – 50% двуокиси титана,
полевой шпат, ферромарганец, жидкое стекло.
Этот электрод даст наименьшей процент разбрызгивания металла,
пригодный для сварки на постоянном и переменном токе, он является, не
поэтому широко используется
вреден для организма человека,
промышленности.
Диаметр электрода выбирают в зависимости от толщины металла,
катета шва, положение шва в пространстве.
Примерное отношение между толщиной металла (s) и диаметром
электрода при сварке шва в нижнем положение составляет:
Sмм 1 – 2 3 – 5 4 – 10 12 – 24 30 – 60
dмм 2 – 3 3 – 5 4 – 5 5 – 6 и более
Сила сварочного тока обычно устанавливается в зависимости от
выбранного диаметра электрода.
Для сварки стали марки Ст3сп можно применять любые электроды,
предназначенные для низколегированных и малоуглеродистых сталей,
например УОНИ13/45, диаметром 3 4 мм.
2.4 Порядок сварки изделия
Сборка сварочной конструкции мангала – это одна из главных
операций при изготовлении конструкции. Собранные детали конструкции
сначала прихватывают, а потом сваривают. В некоторых случаях сборочные
операции чередуются со сварочными.
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.
Изм. Лист № докум.
Подпис
ь
Дата
ЛистЗажигание дуги между покрытым электродом и свариваемым изделием
выполняют в два приема: коротким замыканием конца электрода с изделием и
отрывом электрода от поверхности изделия на расстояние, равно примерно
диаметру покрытого электрода.
Короткое замыкание электрода с изделием необходимо для нагревания
металла до соответствующей температуры в катодном пятне, что
обеспечивает выход первичных электронов и, следовательно, дуги.
Для получения плотного и ровного шва для сварки в нижнем
положении на горизонтальной плоскости угол наклона электрода должен быть
1530° от вертикали в сторону ведения шва. Обычно дуга сохраняет
направление оси электрода: указанным наклоном электрода сварщик
добивается не только максимального проплавления металла и лучшего
формирования шва, но и так же уменьшается скорость охлаждения металла
сварочной ванны, что предотвращает образование горячих трещин в шве.
Контроль режима сварки заключается в проверке параметров тока, их
стабильности, соответствия скорости перемещения электрода, мощности
тока.
Сварка вертикальных стыков производится снизу вверх, хотя
встречаются случаи, когда необходимо выполнять сварку сверху вниз. Выбор
количества проходов определяется назначением данного соединения, а также
толщиной свариваемых деталей изделия.
Прихватки наносятся через каждые 100 150мм.
Для прохождения второго шва нужно делать колебательные движения
из стороны в сторону для захватывания (сваривания) обоих кромок.
При изготовлении мангала применяется листовая сталь Ст3сп,
толщиной 4мм. Стандартная ширина мангала 300мм, длина –мангала
– 800 мм, глубина — 150200 мм, высота (от основания ножек до верхнего
края стенок) – рассчитывается под рост человека.
Изм. Лист № докум.
Подпис
ь
Дата
ЛистДля изготовления мангала применяется последовательная сборка
и сварка. Данная операции производятся в следующей технологической
последовательности:
1 операция: ко дну на прихватках собираются передняя и задняя
стенки. Длина прихваток 1020мм, Ø эл.=3мм, Iсв.= 80А. Сварка
производится на постоянном токе, электродами Э 46 А марка МР
3.
2 операция: ко дну на прихватках собираются ранее собранные
боковые стенки (полученная коробка сваривается короткими и средними
швами).
3 операция: к полученному коробу угловым соединением
привариваются ножки.
Последовательность выполнения работы
Сборку выполняют на столе. Первую стенку положить на стол, затем
вторую стенку установить вертикально и сделать прихватку по центру
между двумя стенками. После этого поставить еще две прихватки по краям.
Аналогичным способом собрать на прихватки противоположные стенки.
Потом обе части собрать между собой. Каждый из оставшихся углов на одну
прихватку по центру и две по краям. После этого к собранным между собой
стенкам прихватить днище. Каждую сторону днища на одну прихватку по
центру и две краям. В последнюю очередь прихватить четыре уголка ножки,
каждую на две прихватки.
Стенки между собой и с днищем свариваются угловым швом углового
соединения. Места прихваток зачищают щеткой. Если прихватки имеют
дефект, то их вырезают и делают новые. Сварку выполняют на постоянном
токе обратной полярности короткой дугой, желательно варить уширенными
Лист
Изм. Лист № докум.
Подпис
ь
Даташвами. Швы заваривают в нижнем положении. Угол наклона электрода равен
15°20°. колебательные движения электродом зигзагообразные. Швы
выполняют за один слой, так как толщина листа 4 мм. Швы заваривают в
следующем порядке. После этого все части мангала свариваются между
собой. Отступив от низа 50 70 мм, в боковушках вырезаются отверстия 10
мм в диаметре, при помощи резака, кислорода и пропана. Для получения
отверстий заданного диаметра держим резак без колебательных движений,
тем самым прогибаем металл и делаем отверстие нужного диаметра.
Расстояние между отверстиями должно составлять примерно 50 мм. Такая
операция проделывается с целью улучшить доступ кислорода к горящему
топливу. После этого все части мангала свариваются между собой. К
основанию металлической конструкции следует приварить металлические
ножки.
Изм. Лист № докум.
Подпис
ь
Дата
Лист3 Контроль сварочных соединений
Сварное изделие после завершения всех технологических: операций
предъявляют для технического контроля. Контроль осуществляют поэтапно.
Внешним осмотром проверяют отсутствие подрезов, наплывов, непроваров,
крупных пор и в соответствии с техническими требованиями чертежа
дефекты могут быть устранены путем вырубки и заварки. При отсутствии
внешних дефектов сварки производят контроль размеров изделия в
соответствии с требованиями чертежа, а затем контроль качества сварных
швов. Наружные поверхности сварных швов покрывают меловой обмазкой, а
внутренние смачивают керосином. Керосин проникает в имеющиеся поры и
трещины и окрашивает меловую обмазку в желтый цвет. Такой пробой можно
выявить сквозные трещины и поры. Контроль сборки изделия выполняют
повторными измерениями линейкой, точность углов проверяют угольником.
Места прихваток зачищают щеткой. Если прихватки имеют дефект, то их
вырезают и делают новые.
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. 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 ( по операционный ).
Контроль качества готовых сварных соединений.
В процессе изготовления (пооперационной контроль) проверяют
качество подготовки кромок и сборки, Режимы сварки, порядок выполнении
Лист
Изм. Лист № докум.
Подпис
ь
Даташвов, 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. Предварительная проверка металла с
целью обнаружения дефектов поверхности необходимое и обязательная
операция,
благодаря которой можно предупредить применение
некачественного металла при сварке изделия.
При выполнении сборки контролируют следующие размеры: зазор
между кромками, притупление и угол раскрытия для стыковых 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 соблюдение порядка наложение швов может вызвать значительную
деформацию.
3.2 Методика выполнения контроля
Контроль качества сварочных работ и сварных соединений проводят в
два этапа: в процессе монтажа и сварки законченных сварных соединений.
Изм. Лист № докум.
Подпис
ь
Дата
ЛистВ процессе монтажа и сварки проверяют:
качество сварочных материалов;
правильность сборки (зазоры и контрольные размеры конструкции);
чистоту свариваемых кромок;
соблюдение 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 рисунок 7.
Визуальному осмотру с проведением необходимых измерений подлежат
100% сварных швов.
Для того, чтобы осуществить качественную и полноценную оценку
работоспособности конструкции на промышленных предприятиях
обязательно
проводят контроль сварных швов, используя несколько методов. Все
методы подразделяются по принципу воздействия на исследуемый объект на
две обширные группы: методы неразрушающего контроля и методы
разрушающего контроля. Предпочтительней и практичней в применении
методы первой группы, но многие из них являются достаточно
дорогостоящими и имеют свои особенности проведения. Поэтому
экономически выгодней начинать любой контроль сварного шва с самого
простого метода — визуальный контроль качества. Этот способ контроля
считается самым доступным и оперативным и потому является обязательным,
предварительным методом обследования, перед проведением
Изм. Лист № докум.
Подпис
ь
Дата
Листлюбого другого метода испытания шва.
Рисунок7 Проверка сварного шва
Контроль любого сварочного соединения начинает проводиться еще при
непосредственном создании сварного шва. Визуальный контроль является
частью работы сварщика, и он периодически проводит внешний осмотр.
Визуальный контроль предельно прост и доступен; позволяет получить до
50% информации о качестве соединения и о ходе технологического процесса.
Внешний осмотр производится невооруженным глазом и при помощи
технического приспособления (обзорная лупа).
Внешнему осмотру подлежит все изделие и его сварные соединения
для выявления в них всевозможных дефектов.
При формировании 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.
Измерительный контроль — это важная составляющая ВИК, который
проводится в соответствии со строгими правилами контроля и нормативными
документами регулирующими качество.
Он заключается в присваивании дефекту категории или типа по одной
из характеристик в виде конкретной физической величины, полученной путем
практического измерения. Измерительные средства рисунок 8 и их
метрологические показатели указываются в нормативных документах.
Изм. Лист № докум.
Подпис
ь
Дата
ЛистРисунок 8–Инструментдля визуальноизмерительного контроля шва
При измерительном контроле применяют следующие инструменты,
которые могут входить в обязательный набор:
угломеры с нониусом;
штангенциркули, штангенрейсмусы и штангенглубиномеры;
щупы;
измерители стенок труб и толщиномеры индикаторные;
угольники поверочные на 900 ;
металлический измеритель длины (рулетки, стальные измерительные
линейки);
калибры ишаблоныспециальные, радиусные;
УШС2, УШС3 (шаблоны для геометрических параметров швов);
поверочные плиты;
набор специальных принадлежностей.
Данный метод контроля относится к методам осуществимым с
минимальным набором инструментов. Он заключается в сборе информации и
основан на квалификации специалиста. Он позволяет составлять акт
визуального осмотра сварных швов, который считается объективным
документом.
Дефектами, поддающиеся выявлению приосмотре сварных швов не
вооруженным глазом и которым можно дать оценку являются:
Изм. Лист № докум.
Подпис
ь
Дата
Листнеравномерности высоты и ширины швов, чрезмерной чешуйчатости,
наплывов, подрезов, чрезмерному усилению или ослаблению швов, прожогам,
параметрам катетов углового шва.
Для проведения контроля качества сварной конструкции необходимо:
1. Проверить качество сварки внешним осмотром;
2. Проверить размеры измерительной линейкой, угольником и
шаблонамидля геометрических параметров швов;
3. Замерить катеты швов штангенциркулем.
Прочность сварных швов определяют механическими испытаниями на
растяжение и изгиб (ГОСТ 6996—66) .
Изм. Лист № докум.
Подпис
ь
Дата
Лист4. Экономическая часть
Экономическая целесообразность технологического процесса
изготовлениямангала определялась в данной работе с помощью расчета нормы
затраченного времени и расхода 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.:
tшт.к.=tопер.+ tп.з.,(1)
где tопер. – оперативное время, мин
t
опер
.
t
осн
.
t
.
нв
.
,(2)
где tв.н.– вспомогательное не перекрываемое время, мин;
tосн..– основное время образования сварного шва путём наплавления
электродного металла, при ручной дуговой сварке
определяется по формуле:
,(3)
60
t
осн
lF
I
н
где l– длина шва, l = 500∙2+250∙2+600∙4 = 3900 мм = 390см;
γ – плотность наплавленного металла, для стали
γ = 7,85 г/см3;
I – сварочный ток, I = 80 А;
Лист
Изм. Лист № докум.
Подпис
ь
Датаαн – коэффициент наплавки, для электродов ОЗС4 αн= 8,5 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 = 32 / 2 = 9/2 = 4,5 мм2 = 0,045 см2(4)
Отсюда
60
t
осн
lF
I
н
= (60 ∙ 0,045 ∙ 390 ∙ 7,85) / (175 ∙ 8,5) = 67 мин
Вспомогательное не перекрываемое время определяется по формуле:
t
.
нв
.
t
.
пер
t
.
эл
t
.
упс
t
.
зач
t
.
осм
,(5)
где
t
.пер
время на переходы, мин.
Во время сварки сборки и сварки строительной мульды выполнялось
шесть переходов. Время, затрачиваемое на один свободный переход, равно 1
мин, значит
= 6 мин
t
.пер
Изм. Лист № докум.
Подпис
ь
Дата
Лист время на смену электродов, мин. Время на смену электрода при
элt
сварке в нижнем положении составляет 0,4 мин на один метр сварного шва,
следовательно
элt
= 0,4∙3,9= 15,6 мин
время на установку, повороты и снятие конструкции, мин. Время
t
упс
на установку, повороты и снятие конструкции в нижнем положении
составляет 0,5 мин на один поворот. При сварке конструкция поворачивалась
4 раз, значит
t
упс
= 0,5∙4 = 2 мин
время на зачистку, мин. Время на зачистку одного метра шва
t
.
зач
составляет 20 мин, отсюда
= 20∙3,9= 78 мин
t
.
зач
время на осмотр и измерение, мин. Время на осмотр и измерение
осмt
.
одного метра сварного шва равно 3 мин, то
= 3∙3,9=31 мин
осмt
.
Учитывая выше приведенное, получилось, что
t
.
нв
.
t
.
пер
t
.
эл
t
.
упс
t
.
зач
t
.
осм
= 6+15,6+2+78+31=140 мин
Полученные данные для основного и вспомогательного времени можно
подставить в формулу для определения оперативного времени:
Изм. Лист № докум.
Подпис
ь
Дата
Листt
опер
.
t
осн
.
t
.
нв
.
=78+140=218 мин
tп.з.– подготовительнозаключительное время, мин
4.2 Расчет расхода сварочных материалов
Расход покрытых электродов, необходимых для сборки и сварки мульды
определяется по формуле:
G
.
.
элп
КG
н
.
,(6)
.
элр
.
где
.элрК
.
– коэффициент расхода электродов, для ОЗС4 составляет 1,6;
– масса наплавленного металла, которая определяется по
.нG
формуле:
= F ∙ l ∙ γ = 0,45 ∙ 120,3 ∙ 7,85 = 512,5
.нG
Отсюда
G
.
.
элп
КG
н
.
= 512,5 ∙ 1,6 = 800 гр= 0,8кг
.
.
элр
Изм. Лист № докум.
Подпис
ь
Дата
Лист5 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:
Корпуса 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 работследует применять деревянные
щиты, резиновые коврики, перчатки, галоши. Сварку необходимо проводить с
подручным, находящимся 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
Изм. Лист № докум.
Подпис
ь
Дата
Листпомещениях 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 пожара 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;
выполнять сварку и резку свежевыкрашенными маслеными красками
конструкций до полного их высыхания
Изм. Лист № докум.
Подпис
ь
Дата
Лист запрещается выполнять сварку аппаратов, находящихся под
электрическим напряжением, и сосудов находящихся под давлением;
нельзя проводить без специальной подготовки сварку и резку
емкостей изпод жидкого топлива;
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.
При 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
Изм. Лист № докум.
Подпис
ь
Дата
ЛистК 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
защитными и предохранительными устройствами и
ограждениями,
приспособленными.
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
задерживающие и
смотровые отверстия вставляют светофильтры,
поглощающие лучи.
Для защиты лица сварщика от воздействия лучей сварочной дуги и
брызг расплавленного металла применяют щитки, шлемы, маски (Рис.). 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 ЭСЭОО для сварки на токах до 300 А, более светлое стекло ЭС
100 для сварки на токах 100 А и менее. Снаружи светофильтр защищен от
брызг прозрачным стеклом, которое обычно сменяют 34 раза в месяц.
Изм. Лист № докум.
Подпис
ь
Дата
ЛистДля предохранения рук сварщиков от ожогов и брызг расплавленного
металла необходимо использовать защитные рукавицы, а на тело надевать
брезентовую спецодежду рисунок 9.
Рисунок 9 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 обще объёмной 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.
Сварочные работы относят к категории работ с повышенной степенью
опасности, что обуславливает повышенные требования к организации рабочих
Изм. Лист № докум.
Подпис
ь
Дата
Листмест, 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.
Изм. Лист № докум.
Подпис
ь
Дата
ЛистЗаключение
Письменная экзаменационная работа выполнена в соответствии с
заданной темой"Технология изготовления мангала".
В водной части дипломной работы охарактеризованы основные виды
сварки плавлением, их сущность и способы применения. Представлено
развитие
время.
сварочного производства
настоящее
в
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. Поставленная
цель достигнута, выполнено описание технологии изготовления мангала.
Выполнены следующие задачи:
изучена литература, необходимая для выполнения данной работы;
дана оценка современного состояния решаемой проблемы, основные и
исходные данные для разработки письменной экзаменационной работы;
представлен анализ сварной конструкции, подлежащей к изготовлению;
разработаны требования, предъявляемые к сварной конструкции:
материал, его обработка, виды сварочных материалов, способы контроля
изделия, его сварных швов и испытание конструкции;
произведены расчеты режимов ручной дуговой сварки плавящимся
электродом;
Изм. Лист № докум.
Подпис
ь
Дата
Лист представлен расчет расхода материалов и расчета норм времени на
сварочные работы;
разработаны мероприятия по техники безопасности при изготовлении
сварной конструкции. Электробезопасность и пожарная безопасность.
Выполняя письменную экзаменационную работу, закрепил теоретические и
практические знания.
Изм. Лист № докум.
Подпис
ь
Дата
ЛистСписок используемых источников
1. Виноградов В. М., Черепахин А. А., Шпунькин Н. Ф Основы сварочного
производства. М.: Академия , 2014, переиздание 272c.
2. Маслов Б.Г.Производство сварных конструкций. М.: Академия, 2014.
256 с.
3. Чернышов Г. Г Сварочное дело: сварка и резка металлов. Учебник для
начального профессионального образования. М.: Академия, 2014.496 с.
4. Сквориков В.С. Сварка в защитных газах. М.: АйрисПресс, 2014.384 с.
5. Костенко Е. М. Сварочные работы. Практическое пособие для
электрогазосварщика. М.: НЦ ЭНАС, 2015, переиздание.144с.
6. В.А.Чебан. Сварочные работы: учебное пособие для начального
профессионального образования. М.: Феникс, 2015.412 с.
7. ГОСТ 40632010. Сварка и родственные процессы. Приложение 1. М.:
Издательство стандартов, 2015.
Информационные ресурсы:
1. http://www.mastercity.ru/showthread.php?t=68314
2. http://forum.ostmetal.info/showthread.php?t=219398
3. http://www.forumhouse.ru/threads/13760/4
Изм. Лист № докум.
Подпис
ь
Дата
ЛистПриложение 1
Изм. Лист № докум.
Подпис
ь
Дата
Лист
Мангал.docx
