Технология сборки и сварки металлоконструкции стойки

Соблюдение установленного технологического процесса сварки должно систематически контролироваться службами главного сварщика и технического контроля в порядке, установленном на предприятии – изготовителе.

     - Технологическим процессом сварки должно быть предусмотрено обеспечение высокого качества сварки, требуемых геометрических размеров швов и механических свойств сварных соединений, а также минимальных усадочных напряжений и деформаций свариваемых деталей.

     - Режимы сварки низколегированных сталей и минимальные размеры сварных швов должны обеспечивать следующие показатели пластичности и вязкости металла шва и околошовной зоны:

• твердость по алмазной пирамиде не выше 300 ед.;
• ударную вязкость при температуре  минус 40 ^оС не ниже 3 кг/см²;

Эти требования распространяются также на приварку перил и подвесных  лестниц.

     - Сварка металлических конструкций должна выполняться преимущественно высокопроизводительными способами. Способ сварки определяется характером конструкции и указывается в чертежах металлических конструкций. Предприятие-изготовитель, после согласования с разработчиком, может применять более совершенные или наиболее целесообразные в данных условиях производства, чем указано в проекте, методы сварки.

     - Зажигать дугу на основном металле вне границ шва и выводить кратер на основной металл запрещается.

     - По окончании работы сварщик обязан поставить личное клеймо с присвоенным ему номером или знаком. Клеймение выполняется ударным способом, в начале или конце сварного шва, а на длинных швах – через каждые 5м. Клеймо наносится на основном металле на расстоянии не более 20 мм от шва так, чтобы оно было видно после сборки и сварки. Высота шрифта должна быть не менее 10мм.

     - Наложение шва поверх прихваток допускается только после зачистки последних от шлака, а мест сварки от брызг.

     - Каждый слой шва при многослойной сварке сразу после наложения шва должен быть очищен от шлака и брызг металла. Участки слоев шва с порами, раковинами и трещинами должны быть вырублены.

При наложении швов с обратной стороны для угловых соединений со сплошным проплавлением и для стыковых соединений (при ручной подварке и при двусторонней ручной или полуавтоматической сварке) корень шва должен быть вырублен или выплавлен с помощью специального резака и очищен.

В процессе выполнения автоматической и полуавтоматической сварки при  случайном перерыве в работе сварку разрешается возобновлять после очистки концевого участка шва длиной 50 мм и кратера от шлака; этот участок и кратер следует полностью перекрыть швом.

     - Сварка металлоконструкций кранов должна производиться в условиях, исключающих влияние неблагоприятных атмосферных условий на качество сварных соединений.

     - Придание угловым швам вогнутого профиля и плавного перехода к основному металлу,а также выполнение стыковых швов без усиления, должны выполняться подбором режимов сварки и соответствующим расположением свариваемых деталей. В случае необходимости производится обработка швов любым способом, не оставлявшим на их поверхности зарубок, надрезов и других дефектов.

     - Начало и конец стыкового шва, а также накладываемого автоматом углового шва должны выводиться за пределы свариваемых деталей на выводные планки, удаляемые после окончания сварки. Места, где были установлены выводные планки, следует тщательно зачистить. Удаление выводных планок производится кислородной резкой.

     - Допускаемые отклонения в размерах сечений сварных швов от проектных не должны превышать величин, указанных в соответствующих стандартах на швы сварных соединений.

     - Ручную и  полуавтоматическую сварку металлоконструкций  при отрицательных температурах следует производить с подогревом стали в зоне выполнения сварки до 100-150 ^оС на ширину 100 мм с каждой стороны соединения в соответствии со специальными технологческими указаниями.

1.2.7 Технические условия на контроль сварных соединений

В сварных соединениях  не допускаются следующие наружные дефекты: 

– трещины всех видов и направлении;

– свищи и пористость наружной поверхности шва;

– подрезы основного металла, глубиной более 0,5мм.;

– наплывы, прожоги, не за плавленые кратеры;

– смещение и совместный увод свариваемых элементов свыше норм;

– не провары по сечению шва глубиной до 5% S, но не более 2 мм.;

– не соответствие форм и размеров требованиями стандартов;

– чешуйчатость поверхности и глубина впадин между валиками.

 

 

2. Технологическая часть

2.1. Выбор способа сварки

Рассмотрим три возможных способа сварки металлоконструкции стрелы.

А) Сварка в защитных газах.

Сущность способа сварки в защитных газах заключается  в том, что дуга горит в струе  защитного газа, оттесняющего воздух из зоны сварки и защищающего расплавленный  металл от вредного воздействия газов, содержащихся в атмосфере.

   Рисунок 2.1.1. Схема сварки в защитных газах плавящимся электродом.

    Сущность способа  сварки в защитных газах заключается  в том, что дуга горит в струе защитного газа, оттесняющего воздух из зоны сварки и защищающего расплавленный металл от вредного воздействия газов, содержащихся в атмосфере. В качестве защитного газа используют инертные газы: аргон и азот, не взаимодействующие с расплавленными металлами, а также активные газы и смеси газов: водород, смесь водорода и азота, углекислый газ, смесь аргона и углекислого газа, смесь аргона и кислорода, взаимодействующие в большей или меньшей степени с расплавленным металлом. Защитный газ выбирают в зависимости от свариваемых материалов. При сварке в защитных газах дуга горит между неплавящимся (вольфрамовым) электродом и изделием, либо между сварочной проволокой и изделием (рисунок 2.1.1).

    Достоинства способа:

- Защита расплавленного  металла от окисления кислородом  окружающего воздуха;

- Высокая производительность;

- Хороший внешний вид  сварного шва и высокие механические  свойства соединения;

- Минимальную зону структурных изменений металла при высокой степени концентрации дуги и плотности тока;

- Осуществление сварки металла на весу без применения подкладки.

 

    Недостатки способа:

- Осложнения при проведении  сварки на открытом воздухе;

- Сильное разбрызгивание металла при токе больше 500 А, что требует постоянной защиты и очистки сопла горелки;

- Интенсивное излучение открытой мощной дуги, требующее защиты сварщика;

- Необходимость охлаждения горелки при значительных токах; осуществление сварки практически только на постоянном токе.

 

Б) Ручная дуговая сварка

 

    При ручной  дуговой сварке покрытыми металлическими  электродами, сварочная дуга горит с электрода на изделие, оплавляя кромки свариваемого изделия и расплавляя металл электродного стержня и покрытие электрода (рисунок 2.1.2). Кристаллизация основного металла и металла электродного стержня образует сварной шов.

Рисунок 2.1.2. Схема ручной дуговой сварки.

 

     Достоинства  способа:

- Простота оборудования;

- Возможность сварки во  всех пространственных положениях;

- Возможность сварки в  труднодоступных местах;

- Быстрый, по времени  переход от одного вида материала  к другому;

- Большая номенклатура  свариваемых металлов.

 

Недостатки способа:

- Большие материальные  и временные затраты на подготовку  сварщика;

- Качество сварного соединения  и его свойства во многом  определяются субъективным фактором;

- Низкая производительность (пропорциональна сварочному току, увеличение сварочного тока приводит  к разрушению электродного покрытия);

- Вредные и тяжёлые  условия труда.

 

 

В) Сварка под слоем флюса

 

При этом способе сварки электрическая дуга горит между  концом электродной (сварочной) проволоки  и свариваемым металлом под слоем  гранулированного флюса (рисунок 2.1.3)

 

Рисунок 2.1.3. Схема сварки под слоем флюса.

 

Ролики специального механизма  подают электродную проволоку в  дугу. Сварочный ток, переменный или постоянный прямой или обратной полярности от источника подводится скользящим контактом к электродной проволоке и постоянным контактом — к изделию. Сварочная дуга горит в газовом пузыре, образованном в результате плавления флюса и металла и заполненном парами металла, флюса и газами. По мере удаления дуги расплавленный флюс при остывании образует шлаковую корку, которая легко отделяется от поверхности шва. Флюс засыпается впереди дуги из бункера слоем толщиной 40—80 и шириной 40—100 мм (чем больше толщина свариваемого металла и ширина шва, тем больше толщина и ширина слоя флюса). Масса флюса, идущего на шлаковую корку, обычно равна массе расплавленной сварочной проволоки. Нерасплавившаяся часть флюса собирается специальнымпневмоотсосом в бункер и повторно используется.

Достоинства способа:

- Высокая скорость сварки

-Высокое качество сварного соединения

-Низкий расход сварочных материалов

Недостатки:

- Повышеннаяжидкотекучесть расплавленного металла и флюса

- Сварка только в нижнем положении

Вывод:

Наиболее рациональным способом для данной конструкции является полуавтоматическая сварка в среде защитных газов.

Механизированная сварка в СО₂ выполняется на постоянном токе обратной полярности.

2.2. Выбор сварочных материалов

2.2.1. Сварочная проволока.

Для механизированной сварки в среде СО₂+Ar применяем сварочную проволоку Св-08Г2С.

Эта проволока легирована кремнием и марганцем для раскисления металла шва.

При сварке происходит выгорание Si и Mn в сварочном шве. Для получения сварочного шва близкого по химическому составу к основному металлу и получения качественного сварного соединения используем данную сварочную проволоку.

В промышленности выпускается проволока, соответствующая указанным требованиям  марки Св-08Г2С, изготавливаемая по ГОСТ 2246 – 70.

 

Химический состав сварочной проволоки  Св-08Г2С приведен в таблице 2.2.1.

 

 

Таблица 2.2.1 - Химический состав сварочной проволоки Св-08Г2С,%,^*

Марка  проволоки	Содержание элементов, %
	C	Mn	Si	Cr	Ni	S	P
						Не более
Св-08Г2С	0,05- 0,11	1,80- 2,10	0,70-       0,95	0,20	0,25	0,025	0,030

[ГОСТ 2246 – 70]

 

Механические свойства наплавленного  металла проволокой Св-08Г2С приведены в таблице 2.2.2.

 

 

Таблица 2.2.2 - Механические свойства наплавленного металла проволокой Св-08Г2С,^*

Марка проволоки	σ0,2 (МПа)	σВ (МПа)	δ5 (%)	Ударная вязкость, КДж/см2
Св-08Г2С	650	510	22	+20 120	−20 50

[ГОСТ 2246 – 70]

 

Обозначения:

σ_0,2 - предел текучести условный, МПа;

σ_В-временное сопротивление разрыву (предел прочности при растяжении), МПа;

δ₅-  относительное удлинение, %

 

2.2.2 Защитный газ

Углекислый газ, предназначен для сварки, должен соответствовать ГОСТ 8050 – 85, который в зависимости от содержания СО₂ предусматривает 2 сорта сварочной углекислоты:

      Первый  сорт содержит СО₂ не менее 99,5% при содержании водяных паров не более 0,178 г/м³.

      Второй  сорт содержит СО₂ не менее 99,0%, а водяных паров не более 0,515 г/м³.

Углекислый газ хранят и транспортируют в стальных баллонах под давлением 60-70 кг/см². При таком давлении СО₂ находится в жидком состоянии.

В стандартных баллонах емкостью 40литров вмещается 25 кг жидкой угле-кислоты.