Курсовая работа ручная дуговая сварка

Обновлено: 18.05.2024

За последние годы в России достигнуты значительные успехи в разработке новых прогрессивных методов сварки, создание высоко экономических сварных конструкций, разработке новых сварных материалов и освоение сварки многих специальных сталей, известных металлов и сплавов. По уровню сварочной техники, глубине разработки технологических процессов и объёму применения сварки наша страна занимает первое место в мире. Современный уровень развития сварочной техники в РФ является прочной базой для дальнейшего её развития и эффективного использования как модного средства значительного повышения производительности труда, экономии материалов, повышения качества и дешевизны продукции.

Прикрепленные файлы: 1 файл

Сварочный пост.docx

Сваркой называется процесс получения неразъёмных соединений путём установления межатомных связей между свариваемыми частями при их нагревании или пластическом реформировании, или совместном действии того или другого.

Сварки электрической дугой называются в настоящее время самым распространённым способом неразъёмного соединения металлов. Электрическую дугу впервые наблюдал в 1802 году русский учёный В.В. Петров. Он уже указал на возможность использования образующегося при горении дуги тепла для нагрева металла до температуры плавления.

В 1882 году русский изобретатель Н.Н. Бенардос впервые в мире разработал способ электродуговой сварки металлов с применением не плавившегося угольного электрода, и сварки металлическим электродом были изобретены инженером металлургом Н.Г. С Ливановым. Дуговая сварка получила распространение в резервуаростроении, вагоностроении, су- достроении, и также на первых крупнейших стройках нашей страны Днепрогэсе, Магнитогорском и Кузнецком металлургических комбинатах и др.

Оборудование электросварочного поста для ручной сварки

Каждый пост для ручной дуговой сварки состоит из источника питания дуги, сварочных изолированных кабелей (проводов), электрододержателя, в котором закрепляют электрод, и зажимного приспособления (струбцины, клеммы и др.) для присоединения сварочного кабеля к свариваемому изделию, столу или к устройству, в котором размещается свариваемое изделие.

Оборудование сварочных постов зависит от характера производства, размеров свариваемых изделий, принятой технологии изготовления изделий, размещения постов и целого ряда других факторов.

Из всех вариантов устройства сварочных постов можно выделить два: в одном сварочный пост располагается в сварочной кабине; в другом расположен открыто в цехе для сварки громоздких изделий.

Кабины предназначены для аварки сравнительно небольших по размерам изделий (деталей), не требующих специальных приспособлений для сборки и сварки.

Сварочная кабина, помимо оборудования, необходимого для сварочной дуги, имеет: рабочий стол, стул сварщика, местную вытяжную вентиляцию, светильник, брезентовый занавес, закрывающий вход в кабину. Свободная площадь кабины должна составлять 3-4 м 2 . Стенки кабины для свободного притока воздуха не должны доходить до пола на 200- 250 мм. Стенки внутри кабины окрашиваются матовой краской в серый, голубой или желтый цвет.

Рабочий стол сварщика может быть неподвижным или вращающимся с регулированием высоты стола. Высота стола для работы сидя должна быть 0,5-06 м, а для работы стоя около 0,9 м. Крышка стола изготовляется из листовой стали толщиной 10-15 мм или из чугуна толщиной около 25 мм (в этом случае не будет коробления крышки от нагревания при сварке). Площадь крышки стола должна быть около 1 м 2 . К одной из ножек стола приваривают болт для присоединения сварочного кабеля от источника питания. Рядом со сварщиком на ножке стола располагается ящик для электродов. Два ящика используются для хранения инструмента и документации.

Рис. 1 Планировка сварочной кабины.

1 – источник питания дуги; 2 – заземление; 3 – пускатель источника питания;

4 и 5 – прямой и обратный токопроводящие провода; 6 – стол; 7 – вентиляция; 8 – коврик; 9 – электроды; 10 – щиток; 11 – электродержатель; 12 – стул; 13 – ящик для отходов; 14 – дверной проем.

Возможны и другие конструкции сварочных столов, приспособленных для сварки изделий определенной конструкции.

Источник питания дуги (сварочный трансформатор или электросварочный агрегат постоянного тока) может располагаться непосредственно в кабине или находиться вне кабины при групповом размещении источников питания. В последнем случае усложняется регулирование сварочного тока, но улучшаются условия ухода за сварочным оборудованием.

При расположении сварочных постов вне кабины, когда сваривают крупные изделия, не помещающиеся в кабинах, сварщик работает непосредственно у изделия. Рабочее место сварщика в этом случае должно быть ограждено переносными щитами или ширмами высотой 1,2-1,5 м для защиты окружающих от света сварочной дуги. Если сварщик работает на некоторой высоте от пола, то применяются переносные щиты на высоких штативах.

При работе вне кабины источник питания размещается непосредственно у рабочего места сварщика. При групповом размещении источников питания в цехе устраиваются постоянные щитки, располагаемые на определенном расстоянии друг от друга, с клеммами для присоединения сварочных кабелей. Щитки соединяются с источником питания постоянной проводкой.

Для защиты светофильтра от брызг металла используют покровные органические стекла, которые по мере повреждения заменяют новыми.

Сварочные провода. Ток от силовой сети подводится к сварочным аппаратам по проводам марки КРПТ. От сварочных аппаратов к рабочим местам сварочный ток поступает по гибкому проводу марки ПРГ, АПР или ПРГД с резиновой изоляцией. К электрододержателю должен быть подключен гибкий медный провод марки ПРГД длиной не менее 3 м.

Длина проводов от сварочных аппаратов к рабочему месту не должна быть более 30 . 40 м, так как при большой длине проводов напряжение в них значительно падает, что приводит к уменьшению напряжения дуги. Для соединения сварочных проводов применяют специальные муфты, медные наконечники и болты. Температура нагрева проводов не более 70 градусов.

Для зажатия электрода и подвода к нему сварочного тока служит электрододержатель. Более совершенными являются электрододержатели с пружинами.

Рис. 3 Типы электрододержателей:

a-с продольной пружиной, d-диаметр пружины, p-сила зажима электрода,

d = 3 мм, держатель закрыт с двух сторон текстолитовыми накладками;

б-с поперечной пружиной.

Применяются также винтовые, пластинчатые, вилочные и другие типы электрододержателей. Согласно ГОСТ 14651-69 электрододержатели выпускаются трех типов в зависимости от силы сварочного тока: 1 типа – для тока 125 А; 2 типа -125 -315 А; 3 типа – 315 – 500 А.

Электрододержатель должен выдерживать без ремонта 8000 зажимов электродов. Время смены электрода не должно превышать 4 с.

Рис. 4 Типы электрододержателей:

а – вилочный; б – щипцовый; в – завода «Электрик»; г – с пружинным кольцом

Щитки и маски изготовляются по ГОСТ 1361-69. Материалом служит черная фибра или пластмасса с матовой поверхностью. Масса щитка не должна превышать 0,48 кг, маски – 0,50 кг.

Защитные стекла (светофильтры) предназначены для защиты глаз и кожи лица от лучей дуги, брызг металла и шлака. Размер светофильтра – 52 х 102 мм. Светофильтр вставляется в рамку щитка или маски. Светофильтр защищают от брызг снаружи обычным оконным стеклом. Прозрачное стекло сменяется по мере загрязнения.

Одежда сварщика. В комплект одежды входят куртка, брюки и рукавицы.

Куртку и брюки шьют из брезента, сукна или асбестовой ткани. Одежду из прорезиненного материала не применяют, так как ее легко прожечь нагретыми металлическими частицами. Брюки должны прикрывать обувь для предохранения ног от ожога. Рукавицы могут быть брезентовыми или спилковыми.

Дополнительный инструмент сварщика. Для зачистки кромок перед сваркой и удаления с поверхности швов остатков шлака применяют стальные щетки - ручные или с электроприводом. Остывший шлак с поверхности шва удаляют молотком- шлакоотделителем.

Рис. 5 Инструмент для зачистки сварного шва и свариваемых кромок:

а – металлическая щетка; б – молоток-шлакоотделитель.

Для подсоединения «массы» к заготовке служат винтовые или пружинные зажимы, в которые токопроводящий провод впаивают высокотемпературным припоем или закрепляют механически.

Рис. 6 Токопроводящие зажимы:

а – быстродействующий с пружинным зажимом; б – с винтовым зажимом; в – с винтовой струбциной.

Для клеймения швов, вырубки дефектных мест, удаления брызг и шлака применяют соответственно клейма, зубила и молотки. Сборочные операции перед сваркой выполняют с помощью шаблонов, отвесов, линеек, угольников, чертилок и специальных приспособлений. При монтажных сварочных работах сварщики используют надеваемые через плечо брезентовые сумки, в которые помещают электроды.

Сварочные трансформаторы ТС и ТСК относятся к трансформаторам с увеличенным магнитным рассеянием. Регулирование сварочного тока производится путем изменения расстояния между первичной и вторичной обмотками при перемещении катушек вторичной обмотки. Трансформаторы ТСК отличаются от трансформаторов ТС наличием конденсаторов, обеспечивающих повышение коэффициента мощности (соз ср).

Трансформатор ТСП-l также построен с увеличенным магнитным рассеянием. Этот трансформатор в отличие от предыдущих не имеет подвижных катушек. Реулирование сварочного тока ступенчатое, т. е. осуществляется путем переключения количества витков вторичной обмотки на клеммовой доске трансформатора. Трансформатор имеет небольшой вес, благодаря чему очень удобен в эксплуатации.

Трансформаторы СТШ-300, СТШ-500 конструкции института 1 электросварки им. Е. О. Патона имеют магнитные шунты; сварочный ток I регулируется изменением положения шунтов. Для удобства транспортировки трансформаторы снабжены обрезиненными колесами, убирающейся ручкой и рым-болтом.

Сварочный трансформатор СТЭ. Этот тип сварочного трансформатора относится к группе трансформаторов с отдельной реактивной катушкой. Сварочный трансформатор СТЭ состоит из собственно трансформатора и индукционного регулятора.

Трансформатор однофазный имеет две обмотки - первичную, включаемую в силовую сеть зажимами А-Х, и вторичную - зажимами а-х, которая соединяется последовательно с регулятором и включается в сварочную цепь.

Как трансформатор, так и регулятор имеют естественное воздушное охлаждение. Кожухи трансформатора и регулятора сделаны из тонкого листового железа. Для облегчения передвижения трансформатор и регулятор

Сердечник трансформатора собирается из листов трансформаторной стали толщиной 0,5 мм. Обмотки трансформатора выполнены в виде двух цилиндрических катушек, каждая из которых состоит из двух слоев изолированного медного провода марки ПБД (первичная обмотка) и одного наружного слоя голой шинной меди (вторичная обмотка).

Первичные обмотки для напряжения 380 В соединяются между собой последовательно, а для напряжения 220 В - параллельно. Вторичные обмотки в обоих случаях соединяются последовательно.

На одной торцовой стенке кожуха трансформатора имеется клеммовая доска, к которой подведены концы первичной обмотки. На противоположной торцовой стенке имеется клеммовая доска вторичной обмотки. Каждый зажим снабжен кабельным наконечником, предназначенным для впаивания в него провода соответствующего сечения.

Сердечник регулятора также собирается из трансформаторной стали толщиной 0,5 мм. Обмотка регулятора сделана из голой шинной меди с асбестовыми прокладками, пропитанными теплостойким лаком.

В верхней части сердечника имеется подвижный пакет, движением которого регулируется воздушный зазор. Регулирование производится рукояткой, которая насажена на винт. Винт входит в гайку, вмонтированную в подвижный пакет. Вращение рукоятки по часовой стрелке вызывает увеличение воздушного зазора в сердечнике регулятора, уменьшение индуктивного сопротивления и, следовательно, увеличение сварочного тока. Вращение рукоятки против часовой стрелки вызывает уменьшение сварочного тока.

Чтобы избежать сильной вибрации, подвижный пакет прижимается двумя специальными пружинами. В некоторых типах регуляторов имеется специальный прижимной винт.

На торцовой стенке кожуха, над винтом подвижного пакета, расположен

указатель тока, шкала которого градуирована в амперах. При номинальном напряжении питающей сети и при рабочем напряжении трансформатора (на его вторичных зажимах) точность показаний шкалы равна 10%.

Реферат электродуговой сварки

Развитие многих отраслей промышленности во многом зависит от успехов сварочной науки и техники. В настоящее время около 70 % всех сварочных работ выполняют методами плавления, среди которых наибольшее распространение получила электродуговая сварка, которая используется при производстве автомобильного, железнодорожного, морского и речного транспорта и при производстве трубопроводов. Электродуговая сварка позволяет сваривать почти все конструкционные стали, серый и ковкий чугуны, медь, алюминий, никель, титан и их сплавы. [1]

Сварка во многих случаях заменила такие трудоемкие процессы изготовления конструкции, как пленка и литье, соединение на резьбе.

Преимущества сварки перед этими процессами следующие:

1. Экономия металла – 10-30% (в зависимости от сложности конструкции).

2. Уменьшение трудоемкости работ, а соответственно – сокращение сроков работ и уменьшение их стоимости.

3. Удешевление оборудования.

4. Возможность использования наплавки для восстановления изношенных деталей.

5. Герметичность сварных соединений выше, чем клепаных и резьбовых.

6. Уменьшения производственного шума и улучшение условий труда рабочих. [2]

Электродуговая сварка – достаточно популярная совокупность процессов сварочной технологии. Источник теплоты – электрическая дуга, которая соединяет сварочный электрод со свариваемой деталью. Сила сопротивления дуги больше, чем сварочного электрода и проводов. Исходя из этого, большая часть тепловой энергии тока выделяется непосредственно в плазму электрической дуги.

В истории создания электродуговой сварки стояли многие русские ученые. Впервые явление дугового разряда было открыто в 1802 г. российским академиком В. В. Петровым (см. Приложение 1).

Продолжил работу в этой области Н. Бенардос, который создал в 1882 году абсолютно новый вид сварки и резки металлов – электродуговую сварку, что и сегодня пользуется спросом (см. Приложение 2).

В 1888 г. горный инженер И. Славянов заменил графитовый электрод металлическим, и с тех пор 99% работ, выполняемых дуговой сваркой, производятся по методу Н. Г. Славянова. [3]

ЭЛЕКТРОДУГОВАЯ СВАРКА

1. Описание процесса

Электрическая дуга является электрическим разрядом в газах, характеризуемым большой плотностью тока и малым катодным падением потенциала, высокой температурой и давлением газа. Расположенный между электродами нагретый светящийся газ изгибается в виде дуги, в связи с чем явление электрического разряда было названо электрической дугой. [4]

Тема работы: Измерительные трансформаторы тока

. (400. 8000, Гц и выше), например, в схемах электроᴨȇчей; трансформаторы постоянного тока. трансформатор ток По климатическим условиям различают: трансформаторы тока для работы в странах с умеренным климатом - с темᴨȇратурой .

К электроду и свариваемому изделию для образования и поддержания электрической дуги от сварочного трансформатора подводится электроэнергия. Под действием теплоты электрической дуги (до 6000°С) кромки свариваемых деталей и электродный металл расплавляются, образуя сварочную ванну, которая некоторое время находится в расплавленном состоянии. В сварочной ванне металл электрода смешивается с расплавленным металлом изделия (основным металлом), а расплавленный шлак всплывает на поверхность, образуя защитную плёнку. При затвердевании металла образуется сварное соединение. Энергия, необходимая для образования и поддержания электрической дуги, получается от специальных источников питания постоянного или переменного тока. [5]

2. Разновидности

Дуговую сварку классифицируют по разным параметрам, наиболее распространенные виды дуговой сварки представлены ниже.

полуавтоматическую дуговую сварку

ручную дуговую сварку

По защите зоны и режиму дуговой сварки:

сварка под флюсом

импульсная дуговая сварка

дуговая сварка стали и чугуна

По роду тока различают:

электрическая дуга, питаемая постоянным током прямой полярности (минус на электроде);

Б) электрическая дуга, питаемая постоянным током обратной (плюс на электроде) полярности;

В) электрическая дуга, питаемая переменным током.

Устойчивость горения дуги при постоянном токе выше, чем при переменном, так как в последнем случае при переходе напряжения через нуль и перемене полярности в начале и конце каждого полупериода температура дугового промежутка уменьшается, что вызывает деионизацию газов. Устойчивость горения дуги на переменном токе значительно возрастает, если через покрытие или проволоку в дуговой промежуток ввести легко ионизируемые химические элементы, например калий, кальций и др. [5]

По свойствам сварочного электрода различают:

способы сварки плавящимся электродом

способы сварки неплавящимся электродом

Сварка плавящимся электродом является самым распространённым способом сварки; при этом дуга горит между основным металлом и металлическим стержнем, подаваемым в зону сварки по мере плавления. Этот вид сварки можно производить одним или несколькими электродами. Если два электрода подсоединены к одному полюсу источника питания дуги, то такой метод называют двухэлектродной сваркой, а если больше — многоэлектродной сваркой пучком электродов. Если каждый из электродов получает независимое питание, сварку называют двухдуговой (многодуговой) сваркой. При дуговой сварке плавлением КПД дуги достигает 0,7-0,9. При сварке неплавящимся электродом в зону дуги подают присадочный материал (при необходимости) в виде проволоки определенного состава в соответствии с составом свариваемых сплавов. [7]

По условиям наблюдения за процессом горения дуги различают:

Оборудование для ручной дуговой и механизированной сварки

. Оборудование для ручной дуговой сварки 1.1 Сущность ручной дуговой сварки С помощью ручной дуговой сварки выполняется большой объем сварочных работ при производстве сварных конструкций. Наибольшее применение находит ручная дуговая сварка покрытыми электродами. Схема ручной дуговой сварки покрытым электродом .

А) открытую (визуальное наблюдение за процессом горения дуги производится через специальные защитные стёкла — светофильтры);

Б) закрытую (располагается полностью в расплавленном флюсе — шлаке, основном металле и под гранулированным флюсом; она невидима);

3. Применение

Электродуговую сварку используют для производства автомобилей, судов, вагонов, горнодобывающего и химического оборудования, электрооборудования, строительно-дорожных машин, прессового оборудования и др. [4]

Более подробно рассмотрю пример использования электродуговой сварки в строительстве.

В строительной отрасли активно используется сварочное оборудование, которое предназначено для соединения стальных и железных металлоконструкций. Ручная электродуговая сварка является основным видом подобного оборудования.

Такая популярность обусловлена исключительными особенностями этого метода сварки, которые оптимальны для решения различных производственных задач в строительстве. Простота обслуживания и высокая надежность технологичного оборудования, мобильность и оперативность стали основными факторами в пользу выбора ручной дуговой сварки в качестве основного сварочного аппарата.

Сварочные работы при помощи электродуговой сварки производятся быстро и эффективно. Данное сварочное оборудование и расходные материалы просты в эксплуатации и доступны. Купить электроды для дуговой сварки можно в любом городе. [2]

Также в работе приведен пример изготовления прямошовных труб методом электродуговой сварки (см. Приложение 5).

4. Эффективность

Появившись в начале XX века как технология соединения металлов, электродуговая сварка и до сегодняшнего дня является преобладающим способом изготовления сварных конструкций.

Более половины валового национального продукта промышленно развитых стран создается с помощью сварки и родственных технологий. До 2/3 мирового потребления стального проката идет на производство сварных конструкций и сооружений. Во многих случаях сварка является единственно возможным или наиболее эффективным способом создания неразъемных соединений конструкционных материалов и получения ресурсосберегающих заготовок, максимально приближенных по геометрии к оптимальной форме готовой детали или конструкции.

На эффективность сварки влияют «правильные» сварочные материалы, а также технологии. Экономия на сварочных материалах недопустима — этот постулат должен стать аксиомой для всех предприятий. [8]

Сегодня сварка применяется для неразъемного соединения широчайшей гаммы металлических, неметаллических и композиционных конструкционных материалов в условиях земной атмосферы, Мирового океана и космоса. Дуговая и контактная сварка остаются по-прежнему доминирующими способами соединения металлов. [9]

1.5 Предприятия Беларуси, в услуги которых входит электродуговая сварка

IRONLINE — Ограждения лестниц, пандусов, балконов (г. Минск);

Государственное унитарное строительно-снабженческое предприятие «УПТК спецработ» (Брестская область);
Ивацевичский филиал Открытого Акционерного Общества «Экран» (Брестская область);
ИП «ПРОММЕТАЛЛКОНСТРУКЦИЯ » (Минская область);
ИЧПУП «ОСТ-Станкопром» (Витебская область);
ОАО «Березовский мотороремонтный завод» (Брестская область);
ОАО «РЕМИЗ» (Минская область);
Общество с ограниченной ответственностью «ЭкситоПлюс» (г. Минск);
ОДО Промметаллсистемы (Могилевская область);
ООО «Сити Индустрия» (г. Минск);
ООО «Униплант» (Минская область);
Открытое акционерное общество «Березинское» (Минская область);
Открытое акционерное общество «Лида — агротехсервис» (Гродненская область);
Открытое акционерное общество «Полесьежилстрой» (Брестская область);
Открытое акционерное общество «Союзпроммонтаж» (Гродненская область);
Открытое акционерное общество Автомотосервис и торговля-1 (Могилевская область);
Производственное республиканское унитарное предприятие «Брестский электротехнический завод» Белорусской железной дороги (Брестская область);
Частное торгово-производственное унитарное предприятие «Лидмаш» (Гродненская область);
ОАО «Завод «Легмаш » (Витебская область);
ООО «МАФагрострой» (г. Минск).

Классификация способов сварки

. аустенита благоприятна для сварки давлением, а объемно-центрированная а-железа -- феррита неблагоприятна. Рис. 3. Сварка давлением. 1.1 Сварка плавлением Электродуговая сварка В результате . сварки. Способы сварки делят на две большие группы: 1) сварка плавлением (сварка без давления) - характеризуется объединением частей металла при его жидком состоянии без приложения давления. К сварке .

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Сварка представляет собой один из ведущих технологических процессов обработки металлов. Порядка 70 % металлических конструкций, а это промышленные здания и сооружения, суда, мосты, энергетическое и химическое оборудование и прочее, изготавливают с применением сварки.

В Беларуси электродуговая сварка применяется широкой сетью предприятий.

Высокая эффективность сварочных работ и качественная конструкция достигаются при правильном выборе сварочных материалов.. Это очень важно для Беларуси, где наблюдается тенденция повышения конкурентоспособности продукции.

К сожалению, некоторые сварочные материалы (например, электроды) Беларусь вынуждена закупать у России, Японии, Швеции, Америки, так как товары отечественного производства на данном этапе чаще всего уступают по качеству зарубежным производителям. [8]

Для ускорения технического процесса, повышения производительности труда и качества выпускаемой продукции необходимо широкое внедрение в сварочное производство последних достижений науки и техники. [4]

Усилиями отечественных и зарубежных исследователей достигнуты большие успехи в области создания новых и совершенствования уже существующих способов сварки. Однако до сегодняшнего времени одним из наиболее распространенных способов сварки остается электродуговая. [1]

ПРИЛОЖЕНИЯ, Приложение 1. [9]

В.В. Петров построил самый крупный для того времени источник тока – батарею из 4200 пар медных и цинковых кружков, проложенных бумагой, смоченной водным раствором нашатыря. К ее медному полюсу он присоединил первоначально медную, а затем стальную проволоку с конусной шляпкой, к цинковому полюсу – стальную осургученную проволоку, на острие которой иногда надевал древесный уголек. На ней впервые в мире была получена электрическая дуга: при замыкании проволоки со шляпкой на уголек или металл по замкнутой цепи протекал электрический ток, а при размыкании образовывалась электрическая дуга.

Сварка, склеивание пластмасс

. деформации и течения материала под действием давления; сварка с помощью растворителей - размягчение пластиков и приложение давления (соединение за счет протекания диффузионных процессов). . Классификация относительно ультразвуковой сварки (УЗС) несколько условна. Свариваемым материал .

Схема опытов В.В. Петрова, Приложение 2. [3]

Различные способы электродуговой сварки: а – способ Бенардоса; б, в – способ Славянова; 1 – присадочный пруток; 2 – электрод; 3 – источник тока; 4 – сварной шов; 5 – шлак; 6 – расплавленный металл.

Приложение 3. [11]

а — схема сварки, б — разрез по шву; 1 — свариваемое изделие, 2 — электродная проволока, 3 — катушка для проволоки, 4 — механизм автомата, 5 — бункер для флюса, 6 — трубка для подачи флюса к месту сварки, 7 — флюс, 8 — сварной шов, 9 — шлаковая корка

Приложение 4. [9]

Приложение 5. [12]

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Каховский Н. И. Электродуговая сварка сталей: справочник. — Киев: Наукова думка, 1975.

Черный О. М. Электродуговая сварка: практика и теория. — Ростов н/Д: Феникс, 2009.

Мотяхов М. А. Электродуговая сварка металлов. Учебное пособие для повышения классификации электросварщиков. — М.: Высш. школа, 1975.

Закс М.И. Трансформаторы для электродуговой сварки. — Л.: Энергоатомиздат., 1998.

Примеры похожих учебных работ

Установки дуговой электрической сварки

. стержень; 7 – электродное покрытие; 8 – дуга; 9 – сварочная ванна; 10 – деталь. Дуга 8 горит между стержнем 6 и основным . потока. Это улучшает защиту сварочной ванны. По мере движения дуги сварочная ванна охлаждается и затвердевает, образуя .

Технологические процессы сборки и сварки трубопровода диаметром 50 мм в поворотном .

. темы настоящей дипломной работы. Целью дипломной работы является изучение технологических процессов сборки и сварки трубопровода диаметром . сварочный шов, упрочняющий место сварки. В полевых условиях сварку труб магистральных трубопроводов производят с .

Подводная сварка и резка

. погружения, при котором ткани тела водолаза, работающего под водой, насыщается инертным газом. Скорость насыщения зависит в . затрудняет наблюдение за дугой. Устойчивое горение дуги под водой можно объяснить принципом минимума энергии Штеенбека, т.е. .

Электродуговая сварка: технология процесса и безопасность труда

. Длина дуги. Сварку обычно выполняют короткой дугой. При сварке длинной дугой . безопасности технологического процесса является наиболее актуальным, является отрасль металлообработки, где не последнее место занимает процесс сварки. Сваркой .

Автоматическая сварка под флюсом

. Оборудование (характеристики источника питания, тип тока) Промышленность выпускает два типа аппаратов для дуговой сварки под флюсом: с постоянной скоростью подачи электродной проволоки, не зависимой от напряжения на дуге .

Технологии и технологи
Инженерные сети и оборудование
Промышленность
Промышленный маркетинг и менеджмент
Технологические машины и оборудование
Автоматизация технологических процессов
Машиностроение
Нефтегазовое дело
Процессы и аппараты
Управление качеством
Автоматика и управление
Металлургия
Приборостроение и оптотехника
Стандартизация
Холодильная техника
Архитектура
Строительство
Метрология
Производство
Производственный маркетинг и менеджмент
Текстильная промышленность
Энергетическое машиностроение
Авиационная техника
Ракетно-космическая техника
Морская техника

Все документы на сайте представлены в ознакомительных и учебных целях.
Вы можете цитировать материалы с сайта с указанием ссылки на источник.

Дуговая сварка

Сварка - это один из ведущих технологических процессов обработки металлов. Большие преимущества сварки обеспечили её широкое применение в народном хозяйстве. С помощью сварки осуществляется производство судов, турбин, котлов, самолётов, мостов, реакторов и других необходимых конструкций.

Содержание

Введение
1. Анализ технологического процесса и условия образования
опасных и вредных факторов
1.1 Сущность процесса
1.2 Классификация дуговой сварки
1.3 Физико-химические процессы
2) Анализ реализации исследуемой технологии на выбранном производственном участке. Действие опасных факторов и вредных факторов на рабочем месте
2.1 Выявление опасных производительных факторов
2.2 Расчет интегральной оценки тяжести труда
3)
3.1 Разработка перечня мероприятий по снижению уровня воздействия опасных и вредных факторов
3.2 Интегральная оценка после проведения мероприятий по снижению уровня воздействия опасных и вредных факторов
4) Результаты инженерно-технических расчетов
Заключение
Литература

Моя курсовая БЖД.doc

1. Анализ технологического процес са и условия образования

опасных и вредных факторов

1.2 Классификация дуговой сварки

1.3 Физико-химические процессы

Анализ реализации исследуемой технологии на выбранном производственном участке. Действие опасных факторов и вредных факторов на рабочем месте

2.1 Выявление опасных производительных факторов

2.2 Расчет интегральной оценки тяжести труда

3.1 Разработка перечня мероприятий по снижению уровня воздействия

3.2 Интегральная оценка после проведения мероприятий по снижению

уровня воздействия опасных и вредных факторов

4) Результаты инженерно-технических расчетов

Сваркой называется технологический процесс получения неразъёмных соединений посредством установления межатомных связей между свариваемыми частями при их местном или общем нагреве, или пластическом деформировании, или совместным действием того и другого.

Сварное соединение металлов характеризует непрерывность структур. Для получения сварного соединения нужно осуществить межмолекулярное сцепление между свариваемыми деталями, которое приводит к установлению атомарной связи в пограничном слое.

Если зачищенные поверхности двух соединяемых металлических деталей при сжатии под большим давлением сблизить так, чтобы могло возникнуть общее электронное облако, взаимодействующее с ионизированными атомами обоих металлических поверхностей, то получаем прочное сварное соединение. На этом принципе основана холодная сварка пластичных металлов.

При повышении температуры в месте соединения деталей амплитуды колебания атомов относительно постоянных точек их равновесного состояния увеличиваются, и тем самым создаются условия более легкого получения связи между соединяемыми деталями. Чем выше температура нагрева, тем меньшее давление требуется для осуществления сварки, а при нагреве до температур плавления необходимое давление становится равным нулю.

Кусок твёрдого металла можно рассматривать как гигантскую молекулу, состоящую из атомов, размещённых в строго определённом, зачастую очень сложном порядке и прочно связанных в одно целое силами межатомного взаимодействия.

Принципиальная сущность процесса сварки очень проста. Поверхностные атомы куска металла имеют свободные, ненасыщенные связи, которые захватывают всякий атом или молекулу, приблизившуюся на расстояние действия межатомных сил. Сблизив поверхности двух кусков металла на расстояние действия межатомных сил или, говоря проще, до соприкосновения поверхностных атомов, получим по поверхности соприкосновения сращивание обоих кусков в одно монолитное целое с прочностью соединения цельного металла, поскольку внутри металла и по поверхности соединения действуют те же межатомные силы. Процесс соединения после соприкосновения протекает самопроизвольно (спонтанно), без затрат энергии и весьма быстро, практически мгновенно.

Объединение отдельных объёмов конденсированной твёрдой или жидкой фазы в один общий объём сопровождается уменьшением свободной поверхности и запаса энергии в системе, а потому термодинамически процесс объединения должен идти самопроизвольно, без подведения энергии извне. Свободный атом имеет избыток энергии по сравнению с атомом конденсированной системы, и присоединение свободного атома сопровождается освобождением энергии. Такое самопроизвольное объединение наблюдается на объёмах однородной жидкости.

Металлы с малой твёрдостью, например, свинец, достаточно прочно соединяются уже при незначительном сдавливании. У более важных для техники металлов твёрдость настолько велика, что поверхность действительного соприкосновения очень мала по сравнению с общей кажущейся поверхностью соприкосновения, даже на тщательно обработанных и пригнанных поверхностях.

На процесс соединения сильно влияют загрязнения поверхности металла - окислы, жировые плёнки и пр., а также слои адсорбированных молекул газов, образующиеся на свежезачищенной поверхности металла под действием атмосферы почти мгновенно. Поэтому чистую поверхность металла, лишенную слоя адсорбированных газов, можно сколько-нибудь длительно сохранить лишь в высоком вакууме. Такие естественные условия имеются в космическом пространстве, где металлы получают способность довольно прочно свариваться или “схватываться” при случайных соприкосновениях. В обычных же, земных условиях приходится сталкиваться с отрицательным действием, как твёрдости металлов, так и слоя адсорбированных газов на поверхности. Для борьбы с этими затруднениями техника использует два основных средства: нагрев и давление..

1. Анализ технологического процесса и условия образования опасных и вредных факторов.

Из разных методов сварки (дуговой, точечной, газовой) в домашних условиях особый интерес представляет метод дуговой сварки. Хотя и другие способы не слишком сложны, но из-за высокой стоимости сварочного оборудования их целесообразно использовать только при постоянном применении, что в домашней работе случается крайне редко.

Требуемую температуру для сварки создают за счет электрической дуги.

Сварочной дугой называется мощный устойчивый электрический разряд, происходящий в газовом промежутке между электродом и изделием.

В зоне дуги возникает высокая температура, которая приводит к расплавлению электрода и кромок соединяемых деталей.

Дуговая сварка - процесс, при котором теплота, необходимая для нагрева и плавления металла, получается за счет дугового разряда, возникающего между свариваемым металлом и электродом. Под действием теплоты электрической дуги кромки свариваемых деталей и электродный металл расплавляются, образуя сварочную ванну, которая некоторое время находится в расплавленном состоянии. При затвердевании металла образуется сварное соединение. Энергия, необходимая для образования и поддержания дугового разряда, получается от источников питания дуги постоянного или переменного тока.

Электрическая дуга - это своеобразный проводник электрического тока. В отличие от металлических проводов дуга как проводник представляет собой газовый канал, содержащий в своём объеме по всей длине наряду с нейтральными атомами газа электрически заряженные частицы: электроны и ионы. Под действием разности потенциалов, которая приложена к электродам, в газовом проводящем канале устанавливается упорядоченное движение заряженных частиц - электрический ток. Прохождение тока через газ получило название электрического разряда. Физические явления, возникающие при электрическом разряде, зависят от рода и давления газа, материала и геометрии электродов, а так же от силы тока. Эти факторы обусловливают возникновение различных видов электрического разряда. Электрической дугой принято считать конечную форму электрического разряда, развившегося при любых обстоятельствах, если сила тока, проходящего через газ, превышает 0,1 А. Характерной чертой дугового разряда является большая плотность тока в газе и на электродах по сравнению со всеми другими формами устойчивых разрядов при том же давлении газа. Дуговой термический разряд, используемый для сварки, называют сварочной дугой. Сварочная дуга, образуя ярко светящийся высокотемпературный факел, в зависимости от силы тока и типа применяемых электродов может иметь длину газового промежутка от одного до нескольких миллиметров. В дуге различают три области: прикатодную, газовый столб дуги и прианодную. Сварочные дуги, используемые в технологических процессах сварки, классифицируют по ряду признаков.
По составу материала электрода различают дугу с плавящимся и неплавящимся электродом; по роду тока - дугу постоянного и дугу переменного тока; по полярности постоянного тока - дугу прямой полярности и обратной полярности; на переменном токе различают дуги однофазную и трехфазную.
Источником питания (ИП) сварочной дуги называют устройство, которое обеспечивает необходимый род и силу тока дуги. Источник питания и сварочная дуга образуют взаимосвязанную энергетическую систему, в которой ИП выполняет следующие основные функции: обеспечивает условия начального возбуждения дуги, ее устойчивое горение в процессе сварки и возможность производить настройку параметров режима. По роду тока в сварочной цепи различают источники переменного тока - сварочные однофазные и трехфазные трансформаторы, специализированные установки для сварки алюминиевых сплавов, а также источники постоянного тока - сварочные выпрямители и генераторы с приводами различных типов. По количеству обслуживаемых постов могут быть однопостовые и многопостовые, а по применению - общепромышленные источники питания. К общепромышленным относятся источники питания для ручной дуговой сварки покрытыми электродами, а также для механизированной сварки под флюсом.

В настоящее время дуговая сварка занимает наибольшее распространение среди других видов сварки. Признаком дуговой сварки является то, что источником тепла в зоне сварки является дуговой разряд высокой температуры. Температура дуги имеет температуру от 6 тыс.°С и выше. Это дает возможность сваривать любые металлы. Сварочная дуга может быть как прямого так и косвенного действия.

Дуга прямого действия горит между электродом и свариваемыми деталями.
Дуга косвенного действия горит между двумя электродами, а свариваемые детали не включены в цепь сварочного тока.

Для защиты расплавленного металла от воздействия воздуха и улучшения химического состава наплавленного металла прибегают к шлаковой защите. С этой целью на стержень электрода наносят покрытие или обмазку. В состав электродного покрытия входят минеральные шлакообразующие вещества, ферросплавы, вещества разлагающиеся с образованием защитных газов и т.д. Широкое распространение ручной дуговой сварки в наше время объясняется универсальностью и простотой этого способа.
Ручная дуговая сварка (РДС) обеспечивает высокое качество сварных соединений и поэтому применяется для изготовления ответственных конструкций из стали, различных цветных металлов и сплавов, а также на ремонтных работах.

1.2 Классификация дуговой сварки.

Классификация дуговой сварки производится в зависимости от степени механизации процесса сварки, рода тока и полярности, типа дуги, свойств электрода, вида защиты зоны сварки от атмосферного воздуха и др.

По степени механизации дуговая сварка подразделяется:

ручная дуговая сварка
полуавтоматическая дуговая сварка
автоматическая дуговая сварка

Отнесение процессов к тому или иному способу зависит от того, как выполняются зажигание и поддержание определенной длины дуги, манипуляция электродом для придания шву нужной формы, перемещение электрода по линии наложения шва и прекращения процесса сварки.

При ручной дуговой сварке указанные операции, необходимые для образования шва, выполняются человеком вручную без применения механизмов.

При полуавтоматической дуговой сварке плавящимся электродом механизируются операции по подаче электродной проволоки в сварочную зону, а остальные операции процесса сварки осуществляются вручную.

При автоматической дуговой сварке под флюсом механизируются операции по возбуждению дуги, поддержанию определённой длины дуги, перемещению дуги по линии наложения шва. Автоматическая сварка плавящимся электродом ведётся сварочной проволокой диаметром 1-6 мм; при этом режим сварки (ток, напряжение, скорость перемещения дуги и др.) более стабилен, что обеспечивает однородность качества шва по его длине, в то же время требуется большая точность в подготовке и сборке деталей под сварку.

Стремление повысить производительность электродуговой сварки, улучшить качество швов и одновременно облегчить труд сварщиков привело к созданию автоматической и полуавтоматической сварки под слоем флюса.

Сущность процесса автоматической сварки заключается в следующем: голая электродная проволока с катушки подаётся в зону дуги автоматической головкой, двигающейся вдоль шва; впереди головки из бункера по трубе на свариваемые кромке подаётся флюс, покрывающий поверхность металла в зоне шва слоем толщиной 50 –60 мм. Электрическая дуга горит под слоем флюса в создаваемом ею газом пузыре, окруженном средой расплавленного флюса.

Благодаря некоторому давлению флюса на поверхность жидкой ванны в процессе сварки устраняется разбрызгивание металла и получается хорошее формирование шва, даже при очень больших токах, достигающих 1000 – 200 А. Расплавляемая в процессе сварки и затем затвердевающая часть флюса образует на поверхности шва шлаковую корку. Неиспользованная же, т.е. нерасплавленная, часть флюса отсасывается обратно в бункер и затем повторно используется при сварке. Сущность процесса сварки под флюсом представлен на рис.1.

Рис 1. Сущность процесса сварки под флюсом

Большая концентрация теплоты при горении мощной дуги под флюсом позволяет производить сварку с небольшими скосами кромок; угол скоса кромок для стали обычно не превышает 30 градусов. Последнее обстоятельство приводит к меньшей затрате электродного материала и к лучшему использованию дуги. Благодаря большой силе тока, применяемого при автоматической сварке под слоем флюса, производительность возрастает в десятки раз по сравнению с ручной дугой дуговой сваркой.

Хорошая защита расплавленного металла от окружающего воздуха, а также легирование металла шва (в случае сварки стали) содержащимися во флюсе компонентами обеспечивают весьма высокие механические свойства сварных швов, выполненных автоматической сваркой. .

Применение флюса позволяет использовать тонкую электродную проволоку большой силе тока, что обеспечивает глубокое поправление металла (до 12 мм) и высокую производительность.При помощи шланговых полуавтоматов весьма удобно производить сварку прямолинейных, криволинейных швов, угловых и других соединений.

Поможем написать учебную работу

Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.

Министерство образования и науки Российской Федерации

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОУ «МАТИ» - Российский государственный технологический университет

им. К. Э. Циолковского

Кафедра «Природная и техногенная безопасность и управление риском»

Курсовая работа по дисциплине

«Электродуговая сварка: технология процесса и безопасность труда»

Описание процесса электродуговой сварки

Цех по сварке алюминиевых колен

Оценка факторов рабочей среды

Мероприятия по снижению влияния вредных факторов при ручной дуговой сварке.

Мероприятия по снижению влияния трех основных опасных факторов

Оценка факторов рабочей среды с учетом принятых мер

Безопасность труда – это такое состояние его условий, при котором исключено негативное воздействие на работающих людей опасных и вредных производственных факторов. В наш век, век научно-технического прогресса, когда особенностью производства является применение самых разнообразных технологических процессов, сложных по своей физико-химической основе, использование высокотоксичных, легковоспламеняющихся веществ, различного рода излучений, а также внедрение новых материалов, которые часто недостаточно изучены с точки зрения негативных последствий их применения, особенно остро стоит вопрос о безопасности. И, несмотря на внедрение новых, более современных и безопасных для человека технологий, остается много отраслей, где травматизм являет собой значительную проблему. Таким образом, можно сказать, что уровень производственного травматизма в России сегодня в первую очередь определяется технологическим уровнем производства.

Одна из отраслей, где вопрос о безопасности технологического процесса является наиболее актуальным, является отрасль металлообработки, где не последнее место занимает процесс сварки.

Сваркой называют технологический процесс получения механически неразъемных соединений, характеризующихся непрерывностью структур – структурной непрерывной связью.

Это технологический процесс, с помощью которого изготавливаются все основные конструкции гидротехнических сооружений, паровых и атомных электростанций, автодорожные, городские и железнодорожные мосты, вагоны, наводные и подводные корабли, строительные металлоконструкции, всевозможные подъемные краны и многие другие изделия.

Многообразие свариваемых конструкций и свойств материалов, используемых для изготовления, заставляют применять различные способы сварки, разнообразные сварочные источники теплоты. Для сварочного нагрева и формирования сварного соединения используются: энергия, преобразованная в тепловую посредством дугового разряда, электронного луча, квантовых генераторов; джоулево тепло, выделяемое протекающим током по твёрдому или жидкому проводнику; химическая энергия горения, механическая энергия, энергия ультразвука и других источников.

Все эти способы требуют разработки, производства и правильной эксплуатации разнообразного оборудования, в ряде случаев с применением аппаратуры, точно дозирующей энергию, со сложными схемами, иногда с использованием технической электроники и кибернетики.

Электродуговая сварка – наиболее широко применяемая группа процессов сварочной технологии.

При электродуговой сварке кромки соединяемых деталей расплавляются электрическим дуговым разрядом. Для сварки необходим сильноточный источник питания низкого напряжения, к одному зажиму которого присоединяется свариваемая деталь, а к другому – сварочный электрод. Электрическая дуга представляет собой устойчивый длительный электрический разряд между двумя электродами в ионизированной газовой среде. Дуга состоит из анодной области, катодной области и столба. Главная роль дугового разряда – преобразование электрической энергии в теплоту. Температура дуги на оси газового столба достигает 6000. 7500°С, что позволяет расплавить практически все металлы и сплавы. На поверхностях анода и катода температура дуги снижается до 3500 – 4000 0 С. Столб дуги окружен пламенем (ореолом). Из-за большого концентрации тепла и высоких температур при сварке тонкого или легкоплавкого металла, а также чувствительных к перегреву высокоуглеродистых, нержавеющих и легированных сталей электрическую дугу питают током обратной полярности. То есть минус источника тока подключают к изделию.

В результате очень высоких температур дуги возникают опасные факторы: интенсивное излучение сварочной дуги в оптическом диапазоне (ультрафиолетовое, видимое, инфракрасное) и интенсивное тепловое (инфракрасное) излучение свариваемых изделий и сварочной ванны.

Интенсивность излучения и его спектральный состав зависят от мощности дуги, применяемых сварочных материалов, защитных и плазмообразующих газов и т.п. При отсутствии защиты возможно поражение органов зрения (электроофтальмия, катаракта и т.п.) и кожных покровов (эритемы, ожоги и т.п.). А интенсивность инфракрасного (теплового) излучения зависит от температуры предварительного подогрева изделий, их габаритов и конструкций, а также от температуры и размеров сварочной ванны. При отсутствии средств индивидуальной защиты воздействие теплового излучения может приводить к нарушениям терморегуляции вплоть до теплового удара. Контакт с нагретым металлом может вызвать ожоги.

Электрическая дуга возникает в результате сильного нагрева торца электрода (катода), который под действием электрического поля начинает испускать свободные электроны (электронная эмиссия). В дуговом промежутке образуются положительно и отрицательно заряженные частицы – ионы. Положительные ионы – это атомы, потерявшие электроны; отрицательные ионы – это частицы, присоединившие электроны. В образовании дуги главную роль играют положительные ионы. Процесс образования ионов называют ионизацией; газ в дуговом промежутке, содержащий ионы, становится ионизированным, а дуговой промежуток – электропроводным.

Длина дуги. При горении дуги на поверхности свариваемого изделия образуется ванна расплавленного металла (сварочная ванна) с углублением – кратером. Расстояние от конца электрода до поверхности сварочной ванны называется длиной дуги. Длина дуги при ручной дуговой сварке металлическим электродом составляет от 2 до 6 мм. Практически можно считать нормальной дугу, длина которой приблизительно равна диаметру электродного стержня. Длинной называется дуга, длина которой более 1-1,5 диаметра электрода.

Сварку обычно выполняют короткой дугой. При сварке длинной дугой происходит сильное разбрызгивание, окисление капель расплавленного металла, что ведет к пористости шва и плохому сплавлению наплавленного и основного металлов. Так же искры, брызги и выбросы расплавленного металла и шлака могут явиться причиной ожогов.

При сварке угольным электродом длина дуги может достигать 15-20 мм. Напряжение дугового разряда связано прямой зависимостью с длиной дуги: чем длиннее дуга, тем выше напряжение разряда. Точная форма этой зависимости определяется условиями разряда – наличием или отсутствием защитной газовой атмосферы, свойствами покрытого электрода, наличием и свойствами флюса и т.д.

Температура дуги зависит от силы тока, приходящейся на единицу площади поперечного сечения электрода, — плотности тока. Чем она больше, тем выше температура дуги. При ручной дуговой сварке плавящимся электродом плотность тока от 10 до 20 А/мм 2 и напряжение 18. 20 В. Этим способом можно сваривать и наплавлять углеродистые и легированные стали всех марок толщиной от 1 м и выше, чугун и цветные металлы, а также наплавлять твердые сплавы.

В ремонтной практике для сварочных работ используют переменный и постоянный ток . Сварочная дуга на переменном токе малой плотности горит неустойчиво. Чтобы повысить стабильность дуги, увеличивают плотность тока. По этой причине при сварке мелких деталей возрастает опасность их прожигания, однако из-за простоты источников питания сварку на переменном токе применяют достаточно широко. При сварке на постоянном токе дуга горит стабильно. Это позволяет использовать малые токи и сваривать тонкие детали, кроме того, можно изменять полярность тока. Поэтому, несмотря на более сложное и дорогое оборудование источников питания, постоянный ток применяют в практике все шире.

Производительность сварки характеризуют количеством расплавленного электродного металла в единицу времени.

Под действием высокой температуры в зоне сварки молекулы кислорода и азота, попадающие из воздуха, частично распадаются на атомы. Кислород образует оксиды железа и способствует выгоранию ценных легирующих элементов (марганца, кремния и др.), тем самым резко ухудшая свойства наплавленного слоя. Азот образует нитриды, которые увеличивают твердость, снижают пластичность и способствуют образованию коробления и трещин. Водород, попадающий в зону сварки из влаги и ржавчины, способствует образованию пор и трещин. Чтобы уменьшить вредное воздействие этих элементов, место сварки зачищают, а зону сварки защищают нейтральными газами и шлаками. После сварки используются для зачистки швов ручные пневматические инструменты. Они являются источником локальной вибрации, что может привести к развитию вибрационной болезни у сварщика. Выделение сварочного аэрозоля, газов, пыли также является опасным фактором, т. к. наносит вред дыхательной системе рабочих.

Певмоприводы, вентиляторы, плазмотроны, источники питания, ультразвуковые генераторы, электроды могут быть источниками шума и ультразвука, что также негативно сказывается на рабочих.

Сварщик испытывает психологические нагрузки, которые заключаются в необходимости непрерывного наблюдения за зоной сварки, в напряжении зрения, высоких требований к точности движения и перемещения электрода.

Высокие требования к органам зрения связаны с необходимостью тщательного наблюдения за разделкой, сварочной ванной и кристаллизующимся металлом.

Выполнение ручной сварки часто сопровождается повышенным статическим напряжением. Сварку выполняют часто в вынужденной позе, сидя на корточках, лежа на боку и спине и т.д., что вызывает сильное напряжение мышц рук и тела.

Читайте также: