Организация производства сварной балки, выполненной автоматической сваркой под слоем флюса

Режим автоматической сварки под флюсом включает ряд параметров. Основные из них - сила сварочного тока, напряжение дуги, скорость сварки, диаметр электрода, род и полярность тока. Дополнительные параметры - вылет электрода, наклон электрода и др.

Параметры режима сварки выбирают исходя из толщины свариваемого металла  и требуемой формы сварочного шва, которая определяется глубиной проплавления и шириной шва.

Параметры режимов и влияние  их на формирование шва.

Сила сварочного тока. От силы сварочного тока зависит тепловая мощность дуги. При увеличении силы тока количество выделяющейся теплоты возрастает и увеличивается давление дуги на ванну.

Диаметр электродной проволоки. При увеличении d электродной проволоки и неизменном сварочном токе плотность тока на электроде уменьшается, одновременно усиливается блуждание дуги между концом электрода и поверхностью сварочной ванны, что приводит к возрастанию ширины шва и уменьшению глубины провара и наоборот.

Напряжение дуги. Из всех параметров напряжение оказывает наибольшее влияние на ширину шва.

Род тока и полярность. При дуговой сварке под флюсом постоянным током применяется, как правило, обратная полярность.

Скорость сварки. При увеличении скорости сварки ширина шва уменьшается. При необходимости ведения сварки на больших скоростях применяют двухдуговую сварку трехфазной дугой.

Скорость подачи электродной проволоки. Для устойчивого процесса сварки скорость сварки скорость подачи электродной проволоки должна быть равна скорости ее плавления.

Вылет электрода. При увеличении вылета увеличивается глубина проплавления. Вылет составляет 40 - 60 мм.

Наклон электрода вдоль  шва. При сварке углом вперед жидкий металл подтекает под дугу, толщина его прослойки увеличивается, а глубина проплавления увеличивается.

3.4 Расчет норм времени

Нормирование времени на сварку дает возможность правильно организовать оплату труда рабочих и планировать  производство.

Норма времени на сварку Т слагается из пяти элементов и рассчитывается по формуле:

Т=Тп+То+Тв+Тд+Тз

Возьмем условно время:

1) Тп - подготовительное время выделяется на получение рабочим инструктивного задания по ознакомлению с условиями выполнения сварки, на подготовку и наладку оборудования - 15 мин.

2) Тв - вспомогательное время включает время на смену электродной проволки, очистку кромок и швов, их осмотр - 20 мин.

3) Тд - дополнительное время дается на обслуживание рабочего места, на отдых и естественные надобности - 15 мин.

4) Тз - заключительное время расходуется на сдачу работы - 20 мин.

Тосн. подсчитываем по формуле:

Тосн= ;

F - площадь поперечного сечения  шва в см2;

L - длина шва в см;

- удельный вес наплавленного  металла в Г/см3.

Для малоуглеродистых сталей = 7,85 (Г/см3)

- коэффициент наплавки в Г/Ач;

I - сварочный ток в А;

60 - коэффициент для перевода  часов в минуты.

Fсеч. подсчитываем по теореме Пифагора, так как сечение шва с катетом 8 и с катетом 6 будет являться прямоугольным треугольником.

1) 62 = х2 + х2 2) 82 = х2 + х2

2х2 = 36 2х2 = 64

х2 = = 18 х2 = = 32

х = х =

Площадь прямоугольного треугольника подсчитываем по формуле:

SА = ав;

Где а - высота треугольника;

в - основание.

1) S6 = = 18 = 9 (мм) = 0,9 (см2);

2) S8 = = 32 = 16 (мм) = 0,16 (см2);

S = F;

= 18 (Г/Ач);

L6 = 14 2 112 = 3136 (см) = 313,6 (мм);

L8 = 18 2 36 = 1296 (см) = 129,6 (мм);

Тосн.св6 = = = 16,411 (мин) 16,4 (мин);

Тосн.св8 = = = 6,493 (мин) 6,5 (мин);

Т = Тосн.св6 + Тосн.св8 + Тп + Тв + Тд + Тз;

Т = 15 + 16,4 + 6,5 + 20 + 15 + 20 = 92,9 (мин) - 1 ч. 33 мин.

3.5 Расчет массы наплавленного  металла

G = FL;

G6 = 0,9 313,6 7,85 = 2215,6 (г);

G8 = 0,9 129,6 7,85 = 915,6 (г);

Gобщ = 2215,6 + 915,6 = 2131,2 2 (кг) 130 (г).

3.6 Контроль качества сборки и сварки

Контроль качества сварочных  работ. Он начинается еще до того, как сварщик приступит к сварке к сварке. Проверяют качество основного материала, который должен соответствовать требованиям сертификата. При наружном осмотре проверяют отсутствие на металле окалины, ржавчины, трещин, расслоения.

Контроль качества сварочной  проволоки.

Каждая бухта сварочной проволоки  должна иметь бирку, на которой указан товарный знак предприятия - изготовителя.

Контроль сборки

В собранном узле контролируются: зазоры между кромками свариваемых  деталей, отсутствие или малая величина которых приводит к не провару  корня шва, а большая - к прожогам и увеличению трудоемкости сварки, относительное положение деталей  в узле, правильное положение прихваток.

Контроль качества сварки в готовом изделии

Для этой цели осуществляют:

внешний осмотр и обмер детали;

испытание на плотность, просвечивание  рентгеновскими или гамма-лучами;

3. контроль ультразвуком

4. магнитные методы контроля;

5. механические испытания.

Технические условия на сварочную проволоку

Электродная проволока при автоматической и полуавтоматической сварке и сварке в среде защитных газов является одним из основных элементов, определяющих качество сварного соединения. Поэтому  ее выбирают в соответствии с химическим составом свариваемого материала, флюса  или видам защитного газа так, чтобы механические свойства наплавленного  металла были не менее нижнего  предела механических свойств свариваемого металла и имели наименьшую склонность к горячим трещинам. Ввиду этого сварочная проволока должна содержать минимальное количество серы и углерода, а для обеспечения требуемых механических свойств проволока может иметь дополнительные легирующие элементы. Также следует учитывать марку применяемого флюса.

Технические условия на флюс

При выборе флюса необходимо иметь  в виду, что флюс является одним  из важнейших элементов для осуществления  процесса сварки, определяющим вместе с проволокой и режимами сварки качество металла шва. Основные требования, предъявляемые  к флюсам следующие.

1. Обеспечение устойчивости процесса  сварки.

2. Обеспечение отсутствия трещин  и пор в металле шва.

3. Обеспечение требуемых механических  свойств металла шва.

4. Обеспечение хорошего формирования  шва и легкой отделяемости шлака.

5. Минимальное выделение вредных  газов при сварке.

6. Низкая стоимость и возможность  массового промышленного изготовления.

Для сварки низколегированной стали  используют флюсы: АН-348А,

ОСЦ-45, АН-60, АН-348АМ по ГОСТ 9087-81 в сочетании  с проволоками

Св-08А, Св-08ГА, Св-10Г2 по ГОСТ2246-70.

Выбранный флюс должен соответствовать  требованиям ГОСТ 9087-81, а сварочная  проволока соответствовать требованиям  ГОСТ2246-70.

Проверка квалификации сварщиков

Квалификацию сварщиков проверяют  при установлении разряда, при допущении  к выполнению ответственных работ. В каждом случае проверяют как  теоретические задания, так и  практические навыки.

Разряд усиливают согласно требованиям, предусмотренным тарифно-квалификационными  справочниками. Испытания сварщиков  производят по правилам аттестации специальной  комиссии, создаваемой на заводе. Сварщику выдают удостоверение, в котором  указывают конструкции, которые  может сваривать сварщик.

Контроль технологического процесса сварки

Перед тем, как приступить к сварке, сварщик знакомиться с технологическими картами. Несоблюдение порядка наложения  швов может вызвать значительную деформацию изделия, трудно устранимую в последствии. Не менее важным является соблюдение режима сварки. После окончания сварки швы зачищают от шлака, наплывов, а поверхность узла - от брызг металла.

Все дефекты сварных швов могут  быть разделены на 3 группы (рис. 12) см. приложение (стр. 46) дефекты формы и размеров.

Рис. 12.

а - неполномерность шва б - неравномерность ширины стыкового шва в - неравномерность по длине катета углового шва.

Для устранения этих дефектов необходимо исключить: колебания напряжения в  сети, проскальзывание проволоки  в подающих роликах, неравномерность  скорости сварки, неправильный угол наклона  электрода, протекание жидкого металла  в зазоры.

Рис. 13. Наружные и внутренние макроскопические дефекты:

а - наплывы, б - подрезы, в - непровар, г-трещины, д - шлаковые включения и газовые поры.

Наплывы (рис. 13, а) образуются в результате натекания жидкого металла на кромки холодного основного металла. Наплывы образуются чаще всего при выполнении горизонтальных швов на вертикальной плоскости. Причиной их может быть большой сварочный ток, слишком длинная дуга, неправильный наклон электрода, большой угол наклона изделия при сварке на спуск.

Подрезы (рис. 13, б) представляют собой продолговатые углубления-канавки, образовавшиеся в основном металле вдоль края шва. Они возникают в результате большого сварочного тока и длинной дуги, так как при этом возрастает ширина шва и сильнее оплавляются кромки. При выполнении угловых швов нельзя допускать смещения электрода в сторону вертикальной стенки.

Непроваром (рис. 13, в) называется местное не сплавление кромок основного металла. А также несплавление между собой отдельных швов при многослойной сгарке. Причинами образования непрваров являютсяшлохая зачистка металла от окалины, ржавчины и грязи, малый зазор при сборке

малый угол скоса кромок, большая  скорость сварки. При автоматической сварке под флюсом непровары, как правило, образуются в начале шва, когда основной металл еще недостаточно прогрет. Поэтому сварку надо начинать со специальных выводных планках.

Трещины (рис. 13, г) являются наиболее опасными дефектами швов. Они могут возникать как в самом шве, так и в околошовной зоне. Причинами их образования являются внутренние напряжения, возникающие в процессе сварки. На образование трещин влияет повышенное содержание углерода, способствующего закалке, а также серы и фосфора. Сера увеличивает склонность металла к образованию горячих трещин, а фосфор - холодных.

Шлаковые включения (рис. 13, д) образуются в результате плохой зачистки кромок деталей и поверхности сварочной проволоки от окалины, ржавчины и грязи. Шлаковые включения ослабляют сечение шва и уменьшают его прочность. Газовые поры появляются в швах вследствие того, что газы, растворенные в жидком металле, при быстром охлаждении шва не успевают выйти наружу и остаются в нем в виде пузырьков. Для исключения этого дефекта нельзя допускать использования влажного или отсыревшего флюса, наличия ржавчины, масла и краски на кромках основного металла и сварочной проволоки, большой скорости сварки.

К дефектам микроструктуры относятся: повышенное содержание оксидов и  различных неметаллических включений, микропоры, крупнозернистость, перегрев, пережог. Причиной образования пережога является плохая защита сварочной ванны от кислорода воздуха, а также сварка на чрезвычайно большом сварочном токе.

3.7 Требования техники безопасности при изготовлении конструкции

Санитарно-гигиенические условия  и обязательные мероприятия по технике  безопасности регламентируются «Системой  стандартов безопасности труда», «строительными нормами и правилами». Все лица, поступающие на работу, связанную  со сваркой, должны проходить предварительные  и периодические медицинские  осмотры.

Наибольшую опасность для здоровья сварщиков представляют соединения хрома, марганца, фтора, а также озон. Независимо от состава аэрозолей  их суммарная концентрация в зоне дыхания сварщика не должна превышать 8,0 мг/м.

Противопожарные мероприятия

Сварочные цеха должны сооружаться  из негорючих материалов. В местах сварки недопустимо скопление воспламеняющихся смазочных материалов, обтирочной ветоши.

Для быстрой ликвидации очагов пожара вблизи места сварки всегда должны быть бочка с водой и ведро, ящик с песком, лопата, а также  ручной огнетушитель. Пожарные краны, рукава, стволы, огнетушители и другие средства тушения пожара необходимо содержать в исправности и  хранить в определенных местах по согласованию с органами пожарного  надзора.

Пожар может возникнуть не сразу, поэтому  при окончании работы необходимо внимательно проверить, не тлеет  ли что-нибудь, не пахнет ли дымом.

Электробезопасность

Корпус сварочной аппаратуры и  источников тока необходимо заземлять. Кроме того, обязательно должно быть заземлено свариваемое изделие.

Перед присоединением сварочной установки  следует произвести внешний осмотр, обратив внимание на состояние контактов  и заземляющих проводников, наличие  и исправность защитных средств.

Список литературы

1. Денисов Ю.А «Справочник сварщика», - М.: Машиностроение, 1981 г.

2. Куркин С.А. «Производство сварных конструкций», - М.: Высшая школа, 1991 г.

3. Михайлов А.Н, «Сварные конструкции», - М.: Стойиздат, 1983 г.

4. Потапьевский А.Г. «Сварка в защитных газах», - М.: Машиностроение, 1984 г.

5. Чернышев Г.Г. «Справочник электрогазосварщика и газорезчика», - М.: издательский центр «Академия», 2004 г.