сварка металлический электрод каркас
О возможности применения «электрических искр» для плавления метолов ещё в 1753 г. говорил академик Российской академии наук Г.Р. Рихман при исследованиях атмосферного электричества. В 1802 г. профессор. Санкт-Петербургской военно-хирургической академии В.В. Петров открыл явление электрической дуги и указал возможные области ее практического использования. Однако потребовалось многие годы совместных усилий ученых и инженеров, направленных создания источников энергии, необходимых для реализации процесса электрической сварки металлов. Возможную роль в создании этих источников сыграли открытия и изображения в области магнетизма и электричества.
В 1882 г. российский ученый инженер Н.Н. Бенардос, работая над созданием аккумуляторных батарей, открыл способ электродуговой сварки металлов неплавящимся угольным электродом. Им был разработан способ дуговой сварки в защитном газе и дуговая резка металлов.
В 1888 г. российский инженер Н.Г. Славянов предложил проводить сварку плавящимся металлургическим электродам. С его именем связано развитие металлургических основ электрической дуговой сварки, разработка флюсов для воздействия на состав металла шва, создания первого электрического генератора.
В середине 1920-х гг. интенсивные исследования процессов сварки были начаты во Владивостоке (В.П. Вологдин, Н.Н. Рыкалин), в Москве (Г.А. Николаев, К. К. Окерблом).
Особую роль в развитии и становлении сварки в нашей стране сыграл академик Е.О. Патон, организовавший в 1992 г. лабораторию, а затем институт электросварки (ИЭС).
В 1924 г.-1934 гг. В основном применяли ручную сварку электродами с тонкими ионизирующими (меловыми) покрытиями. В эти годы под руководством академика В.П. Вологдина были изготовлены первые отечественные котлы и корпуса нескольких судов. С 1935-1939 гг. начали применять толсто покрытые электроды, в которых стержни изготавливали из легированной стали, что обеспечило широкое использование сварки в промышленности и строительстве. В 1940-е гг. была разработана сварка под флюсом, которая позволила повысить производительность процесса и качество сварных изделий, механизировать производство сварных конструкций. В начале 1950-х гг. в институте электросварки им. Е.О. Патона создают электрошлаковую сварку для изготовления крупногабаритных деталей из литых и кованых заготовок, что снизило затраты при изготовлении оборудования тяжелого машиностроения.
С 1948 г. получили промышленное применение способы дуговой сварки в защитных газах: ручная сварка неплавящимися электродом, механизированная и автоматическая сварка неплавящимися и плавящимися электродами. В 1950-1952 г в ЦНИИТМаше при участии МГТУ им. Н.Э. Баумана и ИЭС имени Е.О Патона был разработан высокопроизводительный процесс сварки низкоуглеродистых и низколегированных сталей в среде углекислого газа обеспечивающий высокое качество сварных соединений.
Сварка цветных металлов и сплавов
... электродов и заготовки в цепь электрического тока различают следующие способы дуговой сварки: 1. сварка неплавящимся электродом (способ Бенардоса) или вольфрамовым. Соединение осуществляется либо путём расплавления только одного основного металла, ...
В последнее десятилетие создание учеными новых источников энергий — концентрированных электронного и лазерного лучей — обусловило появление принципиально новых способов сварки плавлением, получивших название электронно-лучевой и лазерной сварки. Эти способы сварки успешно применяют в нашей промышленности.
Сварка — такой же необходимый технологический процесс, как и обработка металлов, резанием, литье, ковка. Большие технологические возможности сварки обеспечили ее широкое применение при изготовлении и ремонте судов, автомобилей, самолетов, турбин, котлов, реакторов, мостов и других конструкций. Перспективы сварки, как в научном, так и в техническом плане безграничны. Её применение способствует совершенствованию машиностроения и развития ракетостроения, атомной энергетики, радио электроники.
1. Сварка листовой конструкции
Листовые конструкции все чаще используются в металлических конструкциях. Это вполне закономерно и объясняется вектором развития стройиндустрии. Листовые конструкции подчас просто незаменимы.
Листовые конструкции применяются во всех отраслях промышленности. Из них делают резервуары, бункеры, газгольдеры, технологические колонны и аппараты, электрофильтры, промышленные трубы, магистральные трубопроводы т.д.
Области применения:
1) Нефтеперерабатывающая промышленность;
2) Газовая промышленность;
3) Химическая промышленность;
4) Судостроение.
Листовые конструкции бывают разного типа и размера, изготавливаются из всевозможных сплавов. Все это учитывается при выборе материала для того или иного строительства.
Преимущества листовых конструкций:
1) Выполняют роль несущих и ограждающих конструкций одновременно;
2) Могут в разных средах, на поверхности земли, в земле, на воде, под водой, в агрессивных средах и т.п.
3) Листовые конструкции экономят другие материалы;
4) Позволяют быстро вести монтаж.
Листовые конструкции представляют собой резервуары из металлических листов. Предназначаются для хранения и транспортировки жидкостей, газов и сыпучих материалов.
Гараж это здание, предназначенное для хранения, паркирования, технического обслуживания автомобиля.
Гаражи бывают:
Гаражи встроенные, пристроенные и встроенно-пристроенные — это совмещаемые со зданиями различного назначения (жилого, административно-общественного, культурно-бытового, спортивного и др.), входящие в общественно-транспортные комплексы, пристроенные к глухим торцам домов, брандмауэрами.
Гаражи-стоянки — здания и сооружения, предназначенные для хранения или паркирования автомобилей, не имеющие оборудования для технического обслуживания автомобилей, за исключением простейших устройств — моек, смотровых ям, эстакад. Гаражи-стоянки могут иметь полное или неполное наружное ограждение.
Гаражи подземные — сооружения, размещаемые ниже уровня дневной поверхности (в подземном пространстве города или в составе «искусственного» подземного пространства, например, сформированного в виде развитого в плане стилобата с эксплуатируемым покрытием).
Гаражи механизированные (автоматизированные) это сооружения, в которых осуществляются механизированный подъем автомобилей и их расстановка.
Гаражи наземные и надземные — сооружения, размещаемые выше уровня дневной поверхности (плоскостные и многоярусные), а также в надземном пространстве (на эстакадах и др.).
Гаражи полумеханизированные — сооружения с лифтовым подъемом автомобиля и самостоятельным передвижением транспортного средства (с водителем) — по этажам.
Гаражи рамповые — сооружения, в которых автомобили перемещаются с этажа на этаж своим ходом по специальным устройствам — рампам. Рамповые гаражи могут устраиваться:
- а) с криволинейными рампами;
- б) с прямолинейными;
- в) с полурампами (при двух манежах).
Гаражи с наклонными полами — сооружения, в которых междуэтажные перекрытия устраиваются наклонными, на них размещаются автомобили (при этом часть перекрытия — по периметру гаража или в середине — устраивается в горизонтальной плоскости для осуществления распределения автомобилей по этажам).
2. Режим сварки
Основные параметры режима дуговой сварки:
Диаметр электрода.
Величина, род и полярность тока (прямая или обратная).
Напряжение дуги.
Скорость сварки.
Число проходов.
Дополнительные параметры: величина вылета электрода, состав и толщина покрытия электрода, положение электрода, положение изделия при сварке, форма подготовленных кромок и качество их зачистки.
Подбор диаметра электрода и выбор сварочного тока.
При работе ручной дуговой сваркой важнейшим параметром является сила сварочного тока. Сварочный ток определяет качество сварочного шва и производительность сварки в целом. Как правило, рекомендации по выбору силы сварочного тока приведены в инструкции пользователя, которая поставляется в комплекте со сварочным аппаратом. Если такой инструкции нет, то силу сварочного тока можно выбрать в зависимости от диаметра электрода. Большинство производителей электродов размещают информацию о величинах сварочного тока на упаковках с электродами.
Диаметр электрода подбирают в зависимости от толщины свариваемого металла. Однако помните, что при увеличении диаметра электрода растет ширина сварочного шва и уменьшается глубина провара — то есть качество сварки ухудшается. Кроме того, уровень сварочного тока зависит от расположения сварочного шва в пространстве. При сварке швов в потолочном или вертикальном положении рекомендуется диаметр электродов не меньше 4 мм и понижение силы сварочного тока на 10-20 %, относительно стандартных показателей тока при работе в горизонтальном положении.
Примерное соотношение толщины металла, диаметра электрода и сварочного тока
|
Толщина металла, мм |
0,5 |
1-2 |
3 |
4-5 |
6-8 |
9-12 |
13-15 |
16 |
|
|
Диаметр электрода, мм |
1 |
1,5-2 |
3 |
3-4 |
4 |
4-5 |
5 |
6-8 |
|
|
Сварочный ток, А |
10-20 |
30-45 |
65-100 |
100-160 |
120-200 |
150-200 |
160-250 |
200-350 |
|
Сила сварочного тока при выполнении прихваток должна быть на 20-30% больше, чем при сварке тех же материалов.
1пр= Iсв +20%=130А
Применяем электроды с основным покрытием, тип электрода Э46 марки — МР-3, используем источник питания постоянного тока марки ВД-401, обратной полярности. Длина прихваток и расстояние между ними зависят от вида изделия, толщины металла и длины шва. При сборке несложных соединений из тонколистовой стали длина прихваток делается не более 5 мм, а расстояние между ними устанавливается 50-100 мм. При сборке деталей толщиной 3-4 мм и более и при значительной протяженности швов длина прихваток составляет 20-30 мм, а расстояние между ними — до 300-500 мм. Высота (толщина) шва в месте прихватки должна быть в пределах 0,5-0,7 толщины основного металла.
3. Техника сварки
Общепринятые размеры металлического гаража для хранения одного автомобиля составляют 3,3 на 5,5 (или 6) метров. При этом если мы планируем такой гараж утеплять (например, минеральной ватой), каждый из указанных размеров гаража стоит увеличить сантиметров на 15-20. Каркас гаража можно сварить из металлического уголка большого сечения — это позволит сделать конструкцию жесткой и прочной. Все работы выполняются сразу по месту установки гаража.
Процесс сборки каркаса состоит из следующих этапов:
Первой сваривается нижняя рама гаража (не забудьте приварить ее к выступающим из бетона стержням по углам конструкции так, чтобы выпуски арматуры оказались внутри гаража).
Затем привариваются вертикальные угловые стойки. В передней части устанавливаются и закрепляются две боковых стойки для ворот. Все зафиксированные стойки в верхней части соединяются между собой верхней рамой. После этого необходимо выполнить несущие элементы крыши металлического гаража, при этом:
- при односкатной крыше стойки фасадной стороны должны быть выше других (уклон кровли будет к задней стенке гаража);
- при двускатной крыше придется также сварить треугольные стропильные конструкции и приварить их к верхней раме гаража.
Промежуточные стойки вдоль всех стен привариваются с равным шагом для усиления прочности и жесткости всей конструкции гаража. При этом шаг стойки зависит от ширины металлического листа, который будет к ней привариваться в качестве части стены гаража.
Зажигание дуги является одной из основных операций сварочного процесса. Зажигание производится каждый раз до начала процесса сварки, повторное возбуждение дуги — в процессе сварки при ее обрыве. Возбуждение сварочной дуги производится путем касания торцом электрода поверхности свариваемого изделия с быстрым последующим отводом торца электрода от поверхности изделия. При этом если зазор не слишком велик, происходит мгновенное появление тока и установление столба дуги. Прикосновение электрода к изделию должно быть кратковременным, так как иначе он приварится к изделию («прилипнет»).
После возбуждения дуги электрод должен выдерживаться некоторое время Точке начала наплавки, пока не сформируется сварной шов и не произойдет расплавление основного металла. Одновременно с расплавлением электрода необходимо равномерно подавать его в сварочную ванну, поддерживая тем самым оптимальную длину дуги. Показателями оптимальной длины дуги является резкий потрескивающий звук, ровный перенос капель металла через дуговой промежуток, малое разбрызгивание.
Длина дуги значительно влияет на качество сварки. Короткая дуга горит устойчиво и спокойно. Она. обеспечивает получение высококачественного шва, так как расплавленный металл электрода быстро проходит дуговой промежуток и меньше подвергается окислению и азотированию. Но слишком короткая дуга может вызывать «прилипание» электрода, дуга прерывается, нарушается процесс сварки. Длинная дуга горит неустойчиво с характерным шипением. Глубина проплавления недостаточная, расплавленный металл электрода разбрызгивается и больше окисляется и азотируется. Шов получается бесформенным, а металл шва содержит большое количество оксидов.
В конце шва нельзя резко обрывать сварочную дугу и оставлять на поверхности металла кратер, являющийся концентратором напряжений и зоной с повышенным содержанием вредных примесей. Во избежание образования кратера необходимо прекратить перемещение электрода, т. е. произвести задержку на 1-2 c, затем сместиться, назад на 5 мм и быстрым движением вверх и назад оборвать дугу.
4. Маршрутная технологическая карта на изготовление методического гаража
|
Наименование операций, метод обработки |
Оборудование, оснастка |
Режим, вспомогательные материалы |
Квалификация и разряд |
Норма врем, мин. |
|
|
1. Разметка Листов. Уголков. |
Рулетка, чертилка, линейка |
Свар-к Зраз. |
20 |
||
|
2. Резка: — Листов — Уголков. |
Болгарка |
Свар-к 3 раз. |
30 |
||
|
3. Обработка кромок без разделки |
Метал, щетка, |
Свар-к 3 раз. |
25 |
||
|
4. Сборка каркаса из уголков |
ВД-306 |
Св. прихватки, эл-д 3 мм; MP-3 тип Э-46,1д=130А |
Свар-к 3 раз. |
35 |
|
|
5. Сварка каркаса |
ВД-306 |
Эл-д тип Э-46, марка MP-3 Диаметр-3мм, 1 д =105А |
Свар-к 3 раз. |
60 |
|
|
6. Сварка листов |
Эл-д тип Э-46, марка MP-3. Диаметр-3мм, 1 д =95А |
Свар-к 3 раз. |
50 |
||
|
7. Очистка швов. |
Метал, щетка, молоток, шлакоотделитель |
Свар-к 3 раз. |
15 |
||
|
8. Контроль качества швов |
Визуальный контроль. |
Свар-к 3 раз. |
15 |
||
5. Техника безопасности
1. Правила безопасности при электросварочных работах.
Проходы между однопостовыми источниками сварочного тока должны иметь ширину не менее 0,8 м, между многопостовыми — не менее 1,5 м. Расстояние от одно- и многопостовых источников сварочного тока до стены составляет не менее 0,5 м. Проходы между группами сварочных трансформаторов должны иметь ширину не менее 1 м. Расстояние между сварочными трансформаторами, стоящими рядом в одной группе, составляет не менее 0,1 м, между сварочным трансформатором и ацетиленовым генератором — не менее 3 м. Регулятор сварочного тока может размещаться рядом со сварочным трансформатором или над ним. Установка последнего над регулятором тока запрещается.
В качестве обратного провода, соединяющего свариваемое изделие с источником сварочного тока, может служить стальная шина любого профиля при условии, что ее сечение обеспечивает безопасное по условиям нагрева протекание сварочного тока. Соединение отдельных элементов, применяемых в качестве обратного провода, должно выполняться с помощью болтов, струбцин или зажимов. Производство электросварочных работ во время дождя и снегопада при отсутствии навесов над электросварочным оборудованием и рабочим местом запрещается.
Электросварщиков, работающих на высоте, следует обеспечивать специальными сумками для электродов и ящиками для сбора огарков. Разбрасывать огарки запрещается. Необходимо, чтобы при выполнении электросварочных работ в сырых местах сварщик находился на настиле из сухих досок или на диэлектрическом коврике. При электросварочных работах сварщик и его подручные должны пользоваться индивидуальными средствами защиты: защитной каской, очками с бесцветными стеклами, рукавицами, галошами лил ковриками, наколенниками и наплечниками.
2. Правила безопасности при газосварочных работах.
Хранить баллоны с кислородом в одном помещении с баллонами, содержащими горючий газ, а также с карбидом кальция, красками и маслами (жирами) запрещается. Пустые баллоны следует хранить отдельно от баллонов, наполненных газом. Баллоны необходимо перемещать на специально предназначенных для этого тележках и других устройствах, обеспечивающих устойчивое положение баллонов. Переноска баллонов на руках или плечах запрещается.
Баллон с утечкой газа не должен приниматься для работы или транспортировки. Во время работы на сварочном посту должно быть одновременно не боле двух баллонов (с кислородом и горючим газом).
Подогревать баллоны для повышения давления запрещается. При проведении газосварочных и газорезательных работ недопустимо курить и пользоваться открытым огнем на расстоянии не менее 10м от перепускных рамповых (групповых) установок баллонов с горючими газами и кислородом, ацетиленовых генераторов и иловых ям и менее 5 м от отдельных баллонов с кислородом и горючими газами.
Присоединять к кислородному баллону редуктор и рукав, предназначенные для горючего газа, запрещается. Не разрешается устанавливать редукторы и открывать вентили замасленными руками. Замерзшие редукторы следует отогревать чистой горячей водой, не имеющей следов масла; использовать для этих целей открытый огонь и электрический подогрев запрещается. Общая длина рукавов для газовой резки и сварки должна составлять не более 30м. Необходимо, чтобы рукав состоял не более чем из трех отдельных кусков, соединенных друг с другом двусторонними специальными гофрированными ниппелями и закрепленных хомутами.
При производстве монтажных работ допускается применение рукавов длиной до 40м. Использование рукавов длиной свыше 40м возможно только в исключительных случаях с разрешения руководителя работ и инженера-инспектора по технике безопасности и производственной санитарии. Рукава должны быть продуты рабочим газом до присоединения к горелке или резаку. Переносные ацетиленовые генераторы необходимо устанавливать на открытом воздухе или под навесом. Для выполнения временных работ допускается размещение ацетиленовых генераторов в хорошо проветриваемых производственных и служебных помещениях объемом не менее 300м на каждый аппарат. Если генератор устанавливается в одном помещении, а газосварочные работы проводятся в другом, смежном помещении, то объем помещения, в котором размещается генератор, должен составлять не менее 100м 3 на каждый аппарат. Ацетиленовые генераторы следует ограждать и размещать на расстоянии не менее 10м от мест проведения сварочных работ, забора воздуха компрессорами и вентиляторами, от открытого огня и нагретых объектов.
3. Защита органов зрения и открытой поверхности кожи.
Электрическая сварочная дуга создает три вида излучения: световое, ультрафиолетовое, инфракрасное. Световые лучи оказывают ослепляющее действие, так как их яркость значительно превышает допустимые нормы. Ультрафиолетовое излучение даже при кратковременном действии (в течение нескольких секунд) вызывает заболевание глаз, называемое электоофтальмией. Защита органов зрения и кожи лица при дуговой сварке обеспечивается с помощью щитков, масок или шлемов с защитными стеклами — светофильтрами, задерживающими и поглощающими излучение дуги. В зависимости от мощности дуги применяют различные светофильтры. Для защиты от излучения дуги в стационарных условиях устанавливают закрытые кабины, а при строительных и монтажных работах — переносные щиты и ширмы. Для предохранения тела применяют спецодежду из плотного брезента или другого материала.
Спецодежда электросварщика.
Спецодежда (куртка и брюки или комбинезон, а также рукавиц) изготовляется из плотного брезента, сукна, асбестовой ткани и других материалов. Брюки носят навыпуск, а куртку — не заправляя в брюки. Карманы куртки должны закрываться клапанами, чтобы избежать попадания расплавленного металла. Куртка должна застегиваться на все пуговицы. В резиновой спецодежде, обуви и печатках, за исключением особенно сложных условий, работать нельзя, так как брызги металла прожигают резину. Головной убор должен быть без козырька, а обувь — на резиновой подошве. В холодное время года разрешается надевать валенки.
4. Защита от отравлений вредными газами, пылью и испарениями.
Отравление возможно при сильном загрязнении воздуха сварочной пылью из окислов и соединений марганца, углерода, азота, хлора, фтора и др. Признаками отравления обычно являются: головокружение, головные боли, тошнота, рвота, слабость, учащенное дыхание и др. Отравляющие вещества могут также откладываться в тканях организма человека и вызывать хронические заболевания. Мероприятиями по борьбе с загрязнением воздуха служат внедрение новых марок покрытий электродов и флюсов с наименьшими токсичными свойствами; приточно-вытяжная вентиляция; устройство передвижных отсосов; приток свежего воздуха от воздухопроводов через электрододержатель или шлем; пользование респиратором с химическим фильтром, а иногда и противогазом.
6. Пожарная безопасность
Сварочные работы могут стать причиной пожара, если не выполняются элементарные требования противопожарной защиты. Размещенные строительные материалы, настилы, конструкции и т.д. необходимо защищать от попадания на них искр металлическим экраном, покрывалом из негорючего материала или другими доступными средствами. В крайнем случае, материалы можно полить водой. Двери в смежные со сваркой помещения должны быть постоянно закрыты, технологические люки закрыты огнестойкими материалами. Сварочные работы, которые проводятся в местах проходов или проездов, должны быть ограждены с вывешиванием предупредительных плакатов.
Все технологическое оборудование, на котором предусмотрены сварочные работы, должно быть предварительно подготовлено и приведено в состояние, удовлетворяющее противопожарным мерам. Рабочее место сварщика оборудуется средствами первичной противопожарной защиты. После окончания сварочных работ исполнитель обязан тщательно осмотреть место их проведения, устранить возможные источники пожара. Если сварочные работы проводились на трассах топливоподачи, в кабельных сооружениях, складах с горючими материалами и других пожароопасных местах, то в течение 3-х часов после работы необходимо организовать наблюдение за этим местом.
Литература
[Электронный ресурс]//URL: https://drprom.ru/attestatsionnaya/svarka-listovyih-konstruktsiy/
1. Маслов В.И. «Сварочные работы». М. «Академия» 2003 г.
2. Лупачев В.Г. «Сварочные работы», Минск. «Высшая школа» 2000 г.
3. Демидов Н.В. «Сварочные работы», Ростов-на-Дону. «Феникс»2000 г.
4. Под. ред. Г.Г. Чернышова. «Справочник электрогазосварщика и газорезчика». М. «Академия» 2004 г.
5. Герасименко А.И. «Справочник электрогазосварщика», Ростов-на-Дону. «Феникс»2011 г.
6. Виноградов В.С. «Электрическая дуговая сварка», М. «Академия»2010 г.
7. Левадный В.С. Бурлака А.П. «Сварочные роботы», М. «Аделант»2002 г.
