Технология зварювання тавровои балки №7

1.1

Введение

Электросварка — один из способов сварки, использующий для нагрева и расплавления металла  электрической дуги.

Температура электрической дуги (до 5000°С) превосходит  температуры плавления всех существующих металлов.

У истоков  создания электродуговой сварки стояли выдающиеся русские ученые: В.В. Петров, Н.Н. Бенардос и Н.Г. Славянов, прославившие Россию крупнейшими изобретениями  второй половины XIX в., которые до наших  дней не утратили своего значения.

ьооооооооооооооооооооооооооооолллллллллллллллллллллллллллллллллллллллллллллллллллллл

Василию Владимировичу  Петрову принадлежит честь открытия электродугового разряда. В 1802 г., через  три года после создания итальянским  физиком А. Вольта нового источника, способного давать электрическую энергию  в результате химических реакций, профессор  петербургской Медико-хирургической  академии 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. Именно ей и было суждено стать исторической: на ней впервые в мире была получена электрическая дуга, которая сейчас лежит в основе многих технологических процессов, в том числе и дуговой сварки. При замыкании проволоки со шляпкой на уголек или металл по замкнутой цепи протекал электрический ток, а при размыкании образовывалась электрическая дуга.

Однако открытие В.В. Петрова значительно опередило  свое время. До практического применения электрической дуги для сварки и  резки металлов потребовалось около 80 лет.

Надо было появиться на свет другому русскому умельцу-самородку, Николаю Николаевичу  Бенардосу, который на основании  электрической дуги и достижений мировой электротехники создал принципиально  новый способ сварки и резки металлов – электродуговой.

Н.Н. Бенардос сделал большое количество оригинальных изобретений, многие из которых не потеряли значения и сейчас. Большое количество изобретений сделал он и в области электротехники. И самым важным из них, принесшим ему мировую славу, явился разработанный им в 1882 г. способ электродуговой сварки.

Примерно  так и зародилась электродуговая сварка

 

Содержание

1.Введение

2.Подробная характеристика, материала детали.

3. Технологический процес сварки.

3.1 Подготовка металла к сварке.

3.2 Выбор сварочных материалов.

3.3 Расчет режима сварки.

3.4 Выбор источника питания дуги.

4. Контроль качества готовой продукции.

4.1. Виды дефектов.

4.2 Виды контроля.

5. Организация труда и рабочего места.

6. Техника безопасности.

7. Список литературы.

 

2

Подробная характеристика, материала  детали.

Технология зварювання тавровои балки  №7

Сталь 15ХГС 

Фаска т7

Толщина 4 мм

Стали типа Хромансиль ( хромокремнемарганцовистые  стали) марок 15ХГС, 25ХГС, ЗОХГС и 35ХГС  относятся к низколегированным  конструкционным сталям повышенной прочности. Стали типа Хромансиль образуют при сварке закалочные структуры. В  зависимости от толщины металла  применяют однослойную и многослойную сварку с малыми интервалами времени  между наложением слоев.

С	Si	Mn	Ni	S	P	Cr	N	Cu	As
0.12-0.18	0.4-0.7	0.9-1.3	До 0,3	До 0,04	До 0,035	0,5-0,8	До 0,012	До 0,3	До 0,08

Хим состав стали 15ХГС.

 

Технологические свойства материала 15ХГС.

Свариемость:	ограниченно свариемая.
Флокеночувствительность:	не чувствительна.
Склонность к отпускной хрупкости:	склонна.

 

 

Механические свойства при Т=20oС материала 15ХГС .

Сортамент	Размер	Напр.	sв	sT	d5	У	KCU	Термообр.
-	мм	-	МПа	МПа	%	%	кДж / м2	-
Лист, ГОСТ 5520-79			490	345	22		340-390

 

Обозначения:Механические свойства :

sв  - Предел кратковременной прочности , [МПа]

sT  - Предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), [МПа]

d5  - Относительное удлинение при разрыве , [ % ]

y  - Относительное сужение , [ % ]

KCU  - Ударная вязкость , [ кДж / м2]

HB  - Твердость по Бринеллю , [МПа]

 

 

3

Технологический процес сварки.

3.1 Подготовка  метала к сварке

 

Металл, идущий на изготовление сварных конструкций, предварительно очищают и выправляют.

Очистка должна производиться до сборки узла. В  месте сварки кромки тщательно очищают  от ржавчины, масла, влаги, окалины, загрязнений, наличие которых приводит к образованию  пор и других дефектов. Особенно следует обратить внимание на зачистку в зазоре между кромками. Если в  зазор уже собранного узла попали загрязнения, его следует тщательно  продуть сжатым воздухом или прожечь  пламенем горелки.

Перед сваркой  кромки деталей, если это предусмотрено  чертежами, подвергают обрезке, скосу  и очистке. Скос кромок выполняется  в соответствии с типом сварного соединения. Для получения ровной и чистой поверхности кромок их иногда обрабатывают на кромкострогальных  и торцефрезерных станках, длина  обработки на которых может достигать  нескольких метров.

Машинная  кислородная резка является более  производительным, дешевым и распространенным способом подготовки кромок под сварку, особенно при большой толщине  свариваемого металла (деталей станин, листов котельных барабанов и  др.). Машинная кислородная резка  должна применяться в тех случаях, когда это

допустимо по техническим условиям на изготовление изделия. Для ускорения процесс  резки и скоса кромок выполняют  одновременно несколькими резаками, установленными на одной машине под  соответствующими углами наклона.

Для обрезки  легированных сталей, цветных металлов и их сплавов применяют кислородно-флюсовую и плазменную резку. На кромках не должно быть зарезов глубиной более 1,5 мм; прямолинейность кромок проверяется  с помощью рейки и измерительной  линейки, а углы скоса шаблонами.

Литые заготовки  перед сваркой должны быть тщательно  очищены от остатков формовочной  земли, а имеющаяся на поверхности  литейная корка снята наждачным  камнем в местах наложения сварных  швов.

 

3.2 Выбор сварочных материалов.

 

Электрод - это металлический или неметаллический стержень, предназначенный для подвода тока к сварочной дуги. При ручной дуговой сварке используют покрытые электроды. Это покрытые специальной обмазкой стержни круглого сечения различного диаметра. Для полуавтоматической и автоматической сварки используют сварочные порошковые и самозащитныепроводаразличных марок и диаметра.

Электроды могут быть плавкие  и неплавкие.

Плавкие электроды изготавливают  из стали, чугуна, меди, алюминия, их сплавов  и т.д.;

неплавкие - из вольфрама  и его сплавов, угля и графита.

Неплавкие электроды только подводят сварочный ток до дуги, а присадочных материал при необходимости подают отдельн

Плавкие электроды одновременно является и присадочных материалом.

В покрытие входят следующие  компоненты:

Газообразующие – неорганические вещества (мрамор CaCO3, магнезит MrCO) и  органические вещества (крахмал, декстрин);

Ионизирующие или стабилизирующие  – различные соединения, в состав которых входят калий, натрий, кальций (мел, полевой шпат, гранит и т.д.);

Шлакообразующие, составляющие основу покрытия, - обычно руды (марганцевая, титановая), минералы (ильменитовый и  рутиловый концентраты, полевой  шпат, кремнезем, гранит, плавиковый шпат и т.д);

Легирующие элементы и  элементы раскислители – кремний, марганец, титан и д.р., используемые в виде сплавов этих элементов с железом, так называемые ферросплавы;

Связующие компоненты –  водные растворы силикатов натрия и  калия, называемые жидким стеклом.

Для повышения производительности сварки в покрытия добавляют железный порошок до 60% массы покрытия.

Металлические электроды  для дуговой сварки сталей изготовляют  в соответствии с ГОСТ 9466-75, предусматривающим  следующую классификацию:

По назначению – для  сварки углеродистых, низколегированных, легированных и высоколегированных сталей, а также для наплавки поверхностных  слоев с особыми свойствами;

По виду покрытия – с  кислым покрытием, основным, целлюлозным, рутиловым и смешанного типа.

Электроды с кислым покрытием.

Основу этого вида покрытия составляют оксиды железа, марганца и  кремния. Металл шва, выполненный электродами  с кислым покрытием, имеет повышенную склонность к образованию горячих трещин. По механическим свойствам металла шва и сварного соединения электроды относятся к типам Э38 и Э42. Электроды с кислым покрытием не склонны к образованию пор при сварке металла, покрытого окалиной или ржавчиной, а также при удлинении дуги. Сварку можно выполнять постоянным и переменным током.

Электроды с основным покрытием.

Шлаковую основу покрытий основного вида составляют минералы — в основном карбонаты кальция  и магния (мрамор, магнезит, доломит), а также плавиковый шпат (CaF2). Поэтому они получили название фтористо-кальциевых покрытий.

Отсутствие в основных покрытиях органических материалов и связанного с этим выделения  водорода при их диссоциации, а также  связывание водорода и паров воды в термически устойчивый фтористый  водород, который улетучивается, обеспечивают при сварке этими электродами  минимальное содержание водорода в  наплавленном металле. Поэтому электроды  с основными покрытиями называют также низко-водородными.

Это важное преимущество основных покрытий делает их незаменимыми при  сварке закаливающихся сталей, склонных к образованию холодных трещин вследствие охрупчивающего действия водорода, диффундирующего  в околошовную зону из металла  шва.

Электроды с целлюлозным  покрытием.

Покрытие этого вида содержит большое количество (до 50%) органических составляющих, как правило, целлюлозы. Металл, наплавленный целлюлозными электродами, по химическому составу соответствует, по степени раскисления, полуспокойной  или спокойной стали. В то же время  он содержит повышенное количество водорода. По механическим свойствам металла  шва и сварных соединений электроды  с целлюлозным покрытием соответствуют  электродам Э42, Э46 и Э50. Для целлюлозных  электродов характерно образование  равномерного обратного валика шва  при односторонней сварке на весу, а также обеспечение возможности  сварки вертикальных швов способом сверху вниз.

Электроды с рутиловым  покрытием.

Шлаковую основу рутиловых  покрытий составляет минерал рутил, состоящий в основном из двуокиси титана (TiO2). Кроме того, рутиловые покрытия содержат также различные алюмосиликаты (полевой шпат, каолин и др.) или карбонаты (мрамор, магнезит). С увеличением содержания в покрытии карбонатов возрастает основность (щелочность) шлака, что способствует снижению содержания кислорода и кремния (шлаковых включений) в наплавленном металле. Это повышает его ударную вязкость и стойкость против образования горячих трещин. Газозащитными составляющими в рутиловых покрытиях служат органические материалы и карбонаты. Рутиловые электроды не склонны к образованию пор в швах при сварке сталей, имеющих на поверхности окалину и ржавчину, не чувствительны к изменениям длины дуги. Поры в швах появляются при применении повышенных режимов тока при сварке тавровых швов с зазорами, а также при сварке тонкого металла электродами слишком большого диаметра. По сварочно-технологическим свойствам рутиловые электроды значительно превосходят электроды с покрытием основного вида. Они обеспечивают хорошую стабильность горения дуги при сварке переменным и постоянным током, имеют низкий коэффициент разбрызгивания металла, обладают легкой отделимостью шлаковой корки, а также являются лучшими для сварки в вертикальном и потолочном положениях швов.