Электродуговая сварка

Основные виды поражений: ожоги электрической дугой, разрыв тканей, электрический удар, сопровождающийся появлением у человека судорог, сильной слабостью, прекращением деятельности органов дыхания и кровообращения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Материалы  

 

Сварка  чугунных деталей. Восстановление чугунных деталей сваркой — трудный процесс, обусловливаемый химическим составом чугуна, его структурой и особыми механическими свойствами. По химическому составу чугун — сплав железа с углеродом (2...3,6%), содержащий некоторое количество кремния, марганца, фосфора, серы и других примесей.

Разработано и  применяется много способов сварки чугуна, но рекомендовать какой-либо из них для восстановления конкретной детали весьма затруднительно, так  как даже у одной корпусной  детали со стенками разной толщины  может быть различная структура чугуна и потребуются различные способы их сварки. Приближенно все способы сварки чугунных деталей делят на два вида: горячую (деталь перед сваркой подогревают, а после — медленно охлаждают) и холодную (выполняют без предварительного подогрева детали различными способами и с применением специальных электродов).

Сварка  цветных металлов и сплавов, особенно алюминиевых, достаточно широко применяется при ремонте, так как в современных тракторах и автомобилях многие детали изготовлены из цветных металлов.

Медь, бронза и латунь обычной дугой и плавящимся электродом свариваются плохо. Это объясняется тем, что в расплавленном состоянии медь и сплавы на ее основе обладают большой жидкотекучестью, хорошо растворяют газы, особенно кислород, легко окисляются. У них большой коэффициент линейного расширения и они подвержены значительным структурным изменениям в зоне сварки.

Медь и ее сплавы удовлетворительно свариваются  электродами марок «Комсомолец-100», МН-5 и ОЗБ-1, а также угольным электродом на постоянном токе прямой полярности и достаточно хорошо свариваются аргонно-дуговой сваркой вольфрамовым электродом. Присадочным материалом служат круглые или прямоугольные прутки примерно такого же химического состава, что и свариваемый металл. При сварке угольным электродом в качестве флюса используют прокаленную до 500...550°С буру. Наплавленный шов проковывают при температуре не выше 500°С, чтобы улучшить его механические свойства.

При сварке латуни и других медно-цинковых сплавов  применяют прутки с повышенным содержанием цинка. При сварке выделяются ядовитые пары цинка, поэтому необходимы хорошая вентиляция рабочего места сварщика и применение респираторов.

Алюминий  и его сплавы легко окисляются на воздухе, и поверхности деталей всегда покрыты плотной пленкой оксида алюминия Al₂O₃, температура плавления которого 2050°С (в то время как температура плавления чистого алюминия 660°С). Тугоплавкая и механически прочная пленка оксида алюминия создает основные трудности при его сварке. Кроме того, при нагревании алюминий и сплавы не изменяют цвета, а в расплавленном состоянии характеризуются большой жидкотекучестью, что также затрудняет сварку.

В качестве электродов или присадочного материала при  сварке чистого алюминия и его  сплавов используют прутки или проволоку, по химическому составу близкие к свариваемому металлу. В покрытия электродов или во флюс вводят хлористые и фтористые соли лития, калия, энергично растворяющиеся и ошлаковывающие оксид алюминия. Сварку ведут постоянным током обратной полярности, при которой в результате катодного распыления улучшаются условия разрушения оксидной пленки. При диаметре электрода 4...6 мм используют ток 120... 150 А. После сварки во избежание разъедания металла шлак со шва удаляют, промывая горячей или подкисленной водой и тщательно протирая стальными щетками. Перед сваркой поверхность детали обезжиривают бензином или ацетоном и подвергают очистке механическим или ручным способом (стальной щеткой).

Для сварки чистого  алюминия используют электроды ОЗА-1. Алюминиево-кремнистые сплавы (типа силумин) сваривают электродами ОЗА-2.

Чтобы избежать коробления, образования трещин и  улучшить качество сварки, детали из алюминия и его сплавов перед сваркой  подогревают до температуры 200...350°С (крупные детали до более высокой  температуры). Температуру подогрева определяют термопарами или специальными карандашами. Концы трещин в деталях засверливают, а кромки разделывают под углом 60...90°. Расплавленный металл удерживают от растекания стальными или глиняными подкладками. Для получения мелкозернистой структуры металла шва деталь после сварки медленно охлаждают, а шив слеша проковывают. Внутренние напряжения снимают нагревом до температуры 300...350°С с последующим медленным охлаждением.

Аргонно-дуговая  сварка вольфрамовым электродом дает возможность получать хорошие результаты сварки алюминия и его сплавов без применения флюса. Однако оксидную пленку и загрязнения с поверхности детали перед сваркой требуется удалять более тщательно, чем при использовании флюса.

Цех по сварке алюминиевых радиусных  колен

Сварочный цех 6х9х2,81 м общей площадью 54 кв. м.

 

Электроснабжение здания – от сети 380/220В, разводка в металлорукавах, расчетная мощность – в соответствии с устанавливаемым оборудованием.

Освещение –  люминесцентное, накладные светильники

Вентиляция - естественная, принудительная: зонт вытяжной

Отопление –  автономное, электрические настенные панели

Внутренние  помещения: стены, потолок – оцинкованный металлический лист, пол – рифленый металлический лист

Окна – в  деревянной раме

наружная дверь  – металлическая с замком и  ключами

степень огнестойкости  – III

Теплостойкость здания: +18 град С при внешней температуре –45 град С.

Сварочный цех  представляет собой прямоугольное  помещение площадью 54 м² с тремя сварочными кабинами, в каждой из которых находится специальный стол, табурет, сварочный преобразователь, электрододержатель, горелка. Преобразователь состоит из генератора постоянного тока и электродвигателя. Он соединен с электрододержателем посредством сварочных проводов (преобразователь является источником повышенного напряжения, электромагнитного поля, ультразвука.) Вентиляция осуществляется с помощью вытяжных зонтов, трех местных и одного общего. Во входной части цеха располагаются вешалки и обеденный стол.

Заготовки для  сварки поставляются из других цехов  на специальных тележках. Для сварки алюминиевых радиусных колен используем ручную дуговую сварку металлическим электродом с подогревом изделия. При использовании ручной сварки на рабочем месте уровень шума не превышает допустимых норм.

Прежде, чем  приступить к сварке алюминия, сварщик  должен знать особенности материала и технологию сварки.

Чистый алюминий проводит электрический ток в  четыре раза лучше, чем сталь, поэтому  процесс его сварки имеет свои технологические особенности. Способность  проводить тепло у алюминия также  значительно выше, чем у стали. Поэтому при работе с алюминием опасность поражения электрическим током и опасность получения ожогов от нагретой поверхности материала возрастает. То, что алюминий лучше проводит тепло, делает нежелательным увеличение скорости сварки - уменьшается глубина провара. Для кристаллизации сварочной ванны требуется меньше времени, поэтому происходит неполное газовыделение, что может привести к образованию пор в сварном шве. Чтобы избежать этого, необходимо устанавливать большее значение силы сварочного тока, чем при сварке стали; предварительно нагреть свариваемые детали, и использовать инертный защитный газ, желательно гелий. В начале сварки возможно уменьшение прочности сварного шва из-за отсутствия полного провара по причине недостаточного прогрева кромок свариваемых деталей.

Для ручной дуговой  сварки технического алюминия применяются  отечественные электроды ОЗА-1 и  ОЗАНА-1 В этих электродах в обмазке  находятся хлоридные и фторидные  соли, разрушающие оксидную пленку и способствующие устойчивому горению  дуги. С другой стороны, при высоких температурах идет окисление и выделение ионов хлора и фтора, что является негативной стороной этих добавок, т к они могут вызвать профессиональные заболевания.

Работа сварщика начинается с зачистки кромки свариваемого изделия  и прилегающая к ним зон (20-30 мм) от ржавчины, шлака и обезвреживания поверхности бензином или ацетоном. Зачистка проводится при помощи стальных щеток или специального пневматического оборудования. Оно является источником локальной вибрации. Комплект слесарного инструмента, который необходим сварщику, состоит из стальных щеток, зубила и молотка (для очистки швов от шлака и брызг металла), шаблонов (для проверки размеров шва), стального клейма, метра, стальной линейки и др. Слесарный инструмент должен быть уложен в переносном инструментальном ящике. Свариваемые детали до начала сварки должны быть надежно закреплены.

Рекомендуется следующий  расход защитного газа:

Диаметр проволоки 1,0 мм - 12-14 л/мин

Диаметр проволоки 1,2 мм - 14-16 л/мин

Диаметр проволоки 1,6 мм - 18-22 л/мин

При сварке деталей из алюминия горелку устанавливают под углом 10-20° к вертикали. Расстояние между  соплом горелки и свариваемыми деталями должно быть 10-15 мм. Сварку ведут постоянным током обратной полярности (плюс на электроде), при которой в результате катодного распыления улучшаются условия разрушения оксидной пленки. Обратная полярность применяется при необходимости выделения меньшего количества тепла в свариваемом изделии. На дугу постоянного тока оказывает действие магнитного поля, которое отклоняет ее от оси. Уменьшить действие отклоняющего дугу магнитного поля можно изменением места токоподвода, наклоном электрода в сторону отклонения дуги, уменьшением длины дуги.

Используемый сварочный  ток – 25-32 А на 1 мм диаметра электрода, диаметр электрода – 4-6 мм. При сварке алюминия температура дуги должна достигать 660°С и выше, что является источником повышенного светового и теплового излучения. Интенсивность теплового облучения работающих от открытых источников (нагретый металл, стекло, "открытое" пламя и др.) не должна превышать 140 Вт/м², при этом облучению не должно подвергаться более 25%) поверхности тела и обязательным является использование средств индивидуальной защиты, в том числе средств защиты лица и глаз (ГОСТ 12.1.005-88).

После сварки во избежание разъедания металла шлак со шва удаляют, промывая горячей  или подкисленной водой и тщательно  протирая стальными щетками.

Чтобы избежать коробления, образования трещин и  улучшить качество сварки, детали из алюминия и его сплавов перед сваркой подогревают до температуры 200...350°С (крупные детали до более высокой температуры). Температуру подогрева определяют термопарами или специальными карандашами. Предварительный нагрев приводит к повышенной температуре воздуха рабочей зоны. Концы трещин в деталях засверливают, а кромки разделывают под углом 60...90°. Расплавленный металл удерживают от растекания стальными или глиняными подкладками. Для получения мелкозернистой структуры металла шва деталь после сварки медленно охлаждают, а шов слегка проковывают. Внутренние напряжения снимают нагревом до температуры 300...350°С с последующим медленным охлаждением.

Контроль качества

1. Внешний осмотр.

При внешнем  осмотре обнаруживаются такие дефекты  как трещины в шве и околошовной  зоне, незаваренные кратеры, несоответствие конструктивных элементов сварного шва, прожоги, наплывы, непровар в корне шва, подрезы, грубочешуйчатая поверхность сварного шва.

2. Гидравлические  испытания.

Испытуемую  емкость заполняют водой или  керосином (при заполнении сосуда жидкостью должен быть обеспечен выход из него воздуха), а затем с помощью насоса медленно повышают давление в сосуде до заданного по техническим условиям на контроль сварного изделия. Под испытываемым давлением (контролируют по манометру) сосуд выдерживают в течение определенного времени и при этом подвергают тщательному осмотру.

3. Рентгено- и  гамма-дефектоскопия.

Рентгеновские лучи обладают свойством проникать  через непрозразные тела. Проникая через сварной шов, они ослабляют  свою интенсивность, встречая на своем  пути пустоты, шлаковые включения, трещины. В зависимости от того или иного дефекта рентгеновские лучи ослабляются по-разному, неодинаково.

Лучи, проникающие  через металл, воздействуют на фотопленку, установленную сзади детали, рассматривая которую после проявления судят  об обнаруженном дефекте по различной  затемненности дефектных мест на фотопленке.

Так обнаруживают наличие в сварных швах трещин, пористости, непроваров, шлаковых включений.

Сущность просвечивания  гамма-лучами заключается в том, что, так же как и рентгеновские  лучи, лучи некоторых радиоактивных  веществ обладают свойством проникать через непрозрачные тела и на фотопленке отражать степень их ослабления. В качестве искусственных радиоактивных веществ получили применение изотопы кобальт-60, цезий-137 и др.