Технология сваривания профильной стали уголок 45х45х4 мм электродом 4 мм под углом 45 градусов

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

Введение 3

§1. Технология сваривания профильной стали уголок 45х45х4 мм электродом 4 мм под углом 45 градусов 6

§2. Материалы  и инструменты 17

§3.Основные требования безопасности труда при  работе ручной дуговой сваркой. Меры безопасности при газосварке и резке 19

§4. Автоматизация  и механизация сварочного производства 23

Вывод 26

Литература 29

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Начало века металла наступило  с появлением выплавки его из руды. Самая ранняя выплавка и обработка  рудной меди произошла, по данным археологов, около 700 лет назад в Малой Азии. Однако особенно высокого развития и  большого разнообразия достигает техника  получения неразъемных соединений металла в железном веке. Нагрев и сварку-ковку повторяли неоднократно, железо становилось чище и плотнее. В те же отдаленные времена выработалось умение сваривать отдельные куски  железа путем нагрева и последующей  проковки. В то же время, наряду с  изготовлением простых изделий  из железа и стали, кузнецы создавали  сложные конструкции, широко применяя технологические приемы, в которых  использовались различные виды кузнечной  сварки. Сварку применяли для увеличения размеров заготовки, придания изделиям нужной формы, соединения разнородных  металлов для улучшения качества лезвий режущего и рубящего оружия.

В IХ-ХIII вв. в Киевской Руси были хорошо развиты металлургия  и металлообработка. В этот период технический уровень русского ремесла  был выше, чем в странах Западной Европы. В Киевской Руси было освоено  производство высококачественной углеродистой стали. В ХIII в. здесь увеличили  высоту горна печей и усилили  нагнетание воздуха мехами. Жидкий шлак стал самостоятельно стекать по канальцам, расположенным по краям  основания печи. После плавки горн разбирали, извлекали из него слитки металла и проковывали их. В  результате проковки металл уплотнялся, частицы шлака выдавливались. Измельчение  зерна придавало металлу дополнительную прочность. Кузнечная сварка была основным, хорошо разработанным и освоенным  технологическим приемом при  изготовлении всевозможных железных и  стальных изделий. С помощью кузнечной  сварки изготавливали около 70% металлических  изделий.

Монголо-татарское нашествие  вызвало спад ремесленной деятельности на Руси, восстановление которой наблюдается  только во второй половине XIV в., но на новой технической основе. Возникает более совершенный вид металлургического предприятия - рудня, особенностью которого было использование водяного двигателя. Поднялось на новую ступень и кузнечно-сварочное дело. Прежде всего с развитием техники сварки связано изготовление огнестрельного оружия: пушек, тюфяков и пищалей.

В ХV-XVI вв. кузнечное ремесло получило дальнейшее развитие. При изготовлении пушек применяли иногда новый процесс соединения ее частей - заливкой расплавленной бронзой. Тот или иной технологический прием кузнечной сварки не оставался неизменным. Он трансформировался в зависимости от уровня развития ремесла и товарного производства. По мере того как ремесленник переходил к изготовлению все более массовой продукции, технология ее производства все более упрощалась. Постепенно кузнечная сварка достигла такого совершенства, что ее стали использовать для производства таких особо ответственных изделий, как железнодорожные рельсы. Эту технологию впервые разработал английский инженер Никсон. В этот период кузнечная сварка достигла своей вершины. Специалисты-ремесленники в совершенстве владели технологией, изобретали новые приемы и методы соединения сложных деталей, изготовляя орудия труда, инструменты, оружие. Но самые совершенные методы кузнечной сварки уже не удовлетворяли потребностей производства. Для того чтобы отковать крупное изделие, нужна крупная заготовка. Такие заготовки получали из пакета мелких листов. Пакет, скрепленный оболочкой, нагревали в печи и проковывали - сваривали, придавая форму бруска. При необходимости несколько таких брусков соединяли между собой. При большом числе свариваемых заготовок появлялись дефекты - непровары: в отдельных местах листы не сваривались друг с другом. Наиболее опасными были внутренние непровары, приводившие к разрушению нагруженных деталей во время работы. Качество кузнечной сварки зависело от мастерства кузнецов.

Развивающаяся техника предъявляла  все более серьезные требования к качеству соединения металлических  деталей. Специалисты пытались усовершенствовать  кузнечную сварку. Ручной труд молотобойцев был заменен работой механических молотов с массой бойка до 1 т, производящих до 100-400 ударов в минуту. Но все эти меры не решали многих проблем изготовления и ремонта  промышленного оборудования. Наряду с кузнечной сваркой начиная  с XV в. стали развиваться сварочные процессы, связанные с использованием теплоты, выделяющейся при сгорании горючих газов.

С начала XVIII в. начался мировой триумф уральской металлургии и уральской кузнечной сварки. Кузнечная, литейная сварка и пайка являлись основными технологическими процессами соединения металлов и осуществлялись кузнецами. Сварка выделилась в самостоятельный технологический процесс лишь в конце XIX-начале ХХ вв.

В XIX в. в промышленности кузнечная сварка была механизирована. Ручной труд молотобойца заменяется механическими молотами. Великий отечественный металлург П.П. Аносов, более 30 лет проработавший на Златоустовском металлургическом заводе, автор различных марок сталей для производства непревзойденного холодного оружия, разработал молот для проковки кричного железа. С годами совершенствовалась и технология кузнечной сварки. Этим методом стали изготавливать биметалл (бронза+сталь), трубы диаметром до 600 мм с прямым и спиралевидным швом.

Однако во многих отраслях кузнечная сварка уже не удовлетворяла  возросших требований техники.

В конце XIX в. на основе достижений в области физики, химии, механики и электротехники в сварке произошел своеобразный взрыв. Это связано с созданием мощных электрических источников нагрева и освоением газокислородного пламени.

 

§1. Технология сваривания профильной стали уголок 45х45х4 мм электродом 4 мм под углом 45 градусов

 

К технике ручной дуговой  сварки относятся: возбуждение дуги и движения электродом, перенос электродного металла в дуге и разбрызгивание. Качество сварки во многом зависит от правильно выбранного режима. Сварочный ток подбирается по диаметру электрода, типу покрытия и толщине свариваемого материала. Затем вводятся поправки в зависимости от вида шва и его пространственного положения.

Подавляющее большинство швов при ручной дуговой сварке выполняется в нижнем положении. Техника сварки швов при этом различна. При сварке в нижнем положении расплавленный металл не может вытечь из ванны, металл электрода легко переходит в шов, и образуется шов правильной формы. Сварка швов в вертикальном положении значительно труднее сварки в нижнем положении, так как расплавленный металл стремится вытечь из сварочной ванны. Горизонтальные швы сваривать значительно труднее вертикальных. Их применяют только при сварке стыковых соединений. А также существуют потолочные швы, имеющие собственную технику сварки.

К производительным методам  ручной дуговой сварки следует отнести: сварку с глубоким проплавленяем; сварку трехфазной дугой; сварку погруженной  дугой; ванный способ сварки и другие.

Дуговая электросварка угольным электродом применяется в нашей промышленности, главным образом, для сварки тонкостенных изделий с отбортовкой, для горячей сварки чугуна, исправления дефектов в стальном литье, а также для сварки цветных металлов и наплавки твёрдых сплавов.

Подготовка деталей к  сварке заключается в очищении,  выпрямлении, резке и составлении.

Кромки и прилегающую  зону (шириной 20-30 мм с каждой стороны) очищают от ржавчины, краски, окалины, масла и других загрязнений до металлического блеска щетками, пламенем, а при ответственных соединениях используют пищеварения, обезжиривания, песка струйной обработку.

Детали с вмятинами, випинами, волнистостью, жолобленнями и искажениями  обязательно выпрямляют. Листовой, сортовой прокат выпрямляют в холодном состоянии ручным и машинным способом. Сильно деформирован металл выпрямляют в горячем состоянии. Для выпрямления  применяют молотки, прессы, правильные машины.

Для переноса размеров детали с чертежи на металл используют разметки. При этом пользуются инструментами: линейкой, угольником, циркулем, рисованием, шаблонами. В процессе разметки необходимо учитывать укорочение заготовок при сварке. Поэтому предусматривают припуск из расчета 1 мм на каждый поперечный стык и 0,1-0,2 мм на 1 м продольного шва.

После разметки применяют термические или механические резки, при котором заготовкам предоставляют необходимых размеров. Кромки расчищают вручную напильниками, зубилом или механическим способом на фрезерных, строгальных станках и др. Угол расчистки кромок зависит от способа сварки, химического состава и толщины металла. Его величину проверяют шаблонами. Конструктивные элементы расчистки кромок показаны.

Для сборки и сварки используют разнообразные приспособления: скобы, упоры, зажимы, струбцины, прихваты, хомуты и т. д.

Сварным соединением,  как  конструктивным элементом называют участок конструкции,  в котором отдельные её элементы соединены с помощью сварки.  В сварное соединение входят сварной шов, прилегающая к нему зона основного металла с изменениями структуры и свойств в результате термического действия сварки  (зона термического влияния)  и примыкающие к ней участки основного металла.

Сварной шов представляет собой закристаллизовавшийся металл, который в процессе сварки находился в расплавленном состоянии.

Разделение этих понятий  необходимо потому, что сварной шов  как связующая часть соединяемых элементов определяет геометрическую форму,  сплошность,  прочность и другие свойства металла непосредственно в месте сварки.  Свойства сварного соединения определяются свойствами металла самого шва и зоны основного металла,  прилегающего к шву,  с измененной структурой и во многих случаях с изменёнными свойствами -  зоны термического влияния. Необходимо учитывать и некоторую часть основного металла, прилегающую к зоне термического влияния и определяющую концентрацию напряжений в месте перехода от металла шва к основному металлу и пластических деформаций в зоне термического влияния,  что отражается на характере и распределении усилий, действующих в сварном соединении.

По форме сопряжения свариваемых  элементов можно выделить следующие основные типы сварных соединений:  стыковые  (рис. 1), тавровые (рис. 2), угловые (рис. 3), нахлесточные (рис. 4). Также можно в отдельную группу отнести торцевые соединения,  применение которых весьма ограничено.

  

Рис. 1. Стыковые сварные соединения   Рис. 2. Тавровые сварные соединения, и соединение под тупым углом

 

 

  
Рис. 3. Угловые сварные соединения, двухстороннее и одностороннее Рис. 4. Нахлесточные сварные соединения

 

Сварные швы подразделяют по форме поперечного сечения  на стыковые  (рис. 1)  и угловые  (рис. 2).  Разновидностью этих типов являются также швы электрозаклёпочные и прорезные, выполняемые в нахлесточных соединениях.

С помощью стыковых швов образуют в основном стыковые соединения  (рис. 1),  с помощью угловых швов формируют тавровые, угловые и нахлесточные соединения  (рис. 2, 3, 4),  с помощью электрозаклёпочных и прорезных швов могут быть образованы лишь нахлесточные,  но иногда можно сформировать тавровые сварные соединения.

Стыковые швы,  как правило,  выполняют непрерывными; отличительным признаком для них обычно служит форма разделки кромок соединяемых деталей в поперечном сечении. По этому признаку различают следующие основные типы стыковых швов  (рис. 1, 5):  без разделки кромок — односторонние и двусторонние;  с отбортовкой кромок;  с разделкой одной кромки —  односторонний, двусторонний; с прямолинейной или криволинейной формой разделки; с односторонней разделкой двух промок;  с V-образной разделкой;  с двусторонней разделкой двух кромок; Х-образной разделкой. Разделка может быть образована прямыми линиями  (скос кромок)  либо иметь криволинейную форму, U-образная разделка.

Угловые швы различают  по форме подготовки свариваемых  кромок в поперечном сечении и сплошности шва по длине. По форме поперечного сечения швы могут быть без разделки кромок, с односторонней разделкой кромок, с двусторонней разделкой кромок.  Тавровые,  нахлесточные и угловые соединения могут быть выполнены отрезками швов небольшой протяжённости —  точечными швами.

Рис. 5. Формы подготовки свариваемых  кромок стыковых соединений

Для всех типов швов важны  полный провар кромок соединяемых элементов и внешняя форма шва,  как с лицевой стороны  (так называемое усиление шва), так и с обратной стороны, форма обратного валика. В стыковых, особенно односторонних швах трудно проваривать кромки притупления на всю их толщину без специальных приёмов, предупреждающих прожог и обеспечивающих хорошее формирование обратного валика.  Для выполнения данного вида работ сварщики должны иметь достаточно высокую квалификацию. В противном случаеиспользуют двухстороннюю разделку кромок или закладывают в технологический процесс автоматические способы сварки.

Важное значение также  имеет образование плавного перехода металла лицевого и обратного валиков к основному металлу,  так как это обеспечивает высокую прочность соединения при    действии динамических нагрузкок.  В угловых швах также бывает трудно проварить корень шва на всю его толщину,  особенно при сварке наклонным электродом.  Для этих швов рекомендуется вогнутая форма поперечного сечения шва с плавным переходом к основному металлу, что снижает концентрацию напряжений в месте перехода и повышает прочность соединения при динамических и знакопеременных нагрузках.