Технология зварювання тавровои балки №7

Рентгенопросвечиванием  целесообразно выявлять дефекты  в деталях толщиной до 60 мм.

Ультразвуковой  контроль основан на способности ультразвуковых волн проникать в металл на большую глубину и отражаться от находящихся в нем дефектных участков. В процессе контроля пучок ультразвуковых колебаний от вибрирующей пластинки-щупа (пьезокристалла) вводится в контрйолируемый шов. При встрече с дефектным участком ультразвуковая волна отражается от него и улавливается другой пластинкой-щупом, которая преобразует ультразвуковые колебания в электрический сигнал.

Ультразвуковой  контроль имеет следующие преимущества: высокая чувствительность (1 - 2%), позволяющая обнаруживать, измерять и определять местонахождение дефектов площадью 1 - 2 мм2; большая проникающая способность ультразвуковых волн, позволяющая контролировать детали большой толщины; возможность контроля сварных соединений с односторонним подходом; высокая производительность и отсутствие громоздкого оборудования. Существенным недостатком ультразвукового контроля является сложность установления вида дефекта. Этот метод применяют и как основной вид контроля, и как предварительный с последующим просвечиванием сварных соединений рентгеновским или гамма-излучением.

Методы  контроля с разрушением сварных  соединений

Целью испытаний является: оценка прочности и надежности сварных соединений и конструкций; оценка качества основного и присадочного металла; оценка правильности выбранной технологии; оценка квалификации сварщиков.

Свойства  сварного соединения сопоставляют со свойствами основного металла. Результаты считаются неудовлетворительными, если они не соответствуют заданному уровню.

Механические  испытания проводятся по ГОСТ 6996-66, предусматривающему следующие виды испытаний сварных соединений и  металла шва: испытание сварного соединения в целом и металла  разных его участков (наплавленного  металла, зоны термического влияния, основного  металла) на статическое растяжение, статистический изгиб, ударный изгиб, стойкость против старения, измерение  твердости.

Контрольные образцы для механических испытаний  выполняют определенных размеров и формы.

Испытаниями на статическое .растяжение определяют прочность сварных соединений. Испытаниями на статический изгиб определяют пластичность соединения по величине угла изгиба до образования первой трещины в растянутой зоне. Испытания на статический изгиб проводят на образцах с продольными и поперечными швами со снятым усилением шва заподлицо с основным металлом. Испытаниями на ударный изгиб, а также разрыв определяют ударную вязкость сварного соединения. По результатам определения твердости судят о структурных изменениях и степени подкалки металла при охлаждении после сварки.

При микроструктурном анализе исследуется структура металла при увеличении в 50 - 2000 раз с помощью оптических микроскопов. Микроисследование позволяет установить качество металла, в том числе обнаружить пережог металла, наличие оксидов, засоренность металла шва неметаллическими включениями, величину зерен металла, изменение состава его, микроскопические трещины, поры и некоторые другие дефекты структуры. Методика изготовления шлифов для металлографических исследований заключается в вырезке образцов из сварных соединений, шлифовке, полировке и травлении поверхности металла специальнымитравителями. Металлографические исследования дополняются измерением твердости и при необходимости химическим анализом металла сварных соединений. Применяют также и методы контроля с разрушением изделия. В ходе таких испытаний устанавливают способность конструкций выдерживать заданные расчетные нагрузки и определяют разрушающие нагружения, т.е. фактический запас прочности.

Механические  испытания являются одним из основных методов разрушающего контроля. По их данным можно судить о соответствии основного материала и сварного соединения техническим условиям и другим нормативам, редусмотренным в данной отрасли.

К механическим испытаниям относят:

испытание сварного соединения в целом на различных  его участках (наплавленного металла, основного металла, зоны термического влияния) на статическое (кратковременное) растяжение;

статический изгиб;

ударный изгиб (на надрезанных образцах);

на стойкость  против механического старения;

измерение твердости  металла на различных участках сварного соединения.

Контрольные образцы для механических испытаний  варят из того же металла, тем же методом и тем же сварщиком, что и основное изделие.

В исключительных случаях контрольные образцы  вырезают непосредственно из контролируемого  изделия.

Статическим растяжением испытывают прочность сварных соединений, предел текучести, относительное удлинение и относительное сужение. Статический изгиб проводят для определения пластичности соединения по величине угла изгиба до образования первой трещины в растянутой зоне. Испытания на статический изгиб проводят на образцах с продольными и поперечными швами со снятым усилением шва заподлицо с основным металлом.

Ударный изгиб - испытание, определяющее ударную вязкость сварного соединения. По результатам определения твердости можно судить о прочностных характеристиках, структурных изменениях металла и об устойчивости сварных швов против хрупкого разрушения. В зависимости от технических условий изделие может подвергаться ударному разрыву.

5. Организация труда и рабочегоместа.

При выполнении производственных операций за рабочим или бригадой рабочих закрепляют рабочее место (определенный участок производственной площади), оснащенное согласно требованиям  технологического процесса соответствующим  оборудованием и необходимыми принадлежностями. Рабочее место электросварщика  называют сварочным постом. Он может  быть стационарным или передвижным.

В зависимости от выполняемой  работы и габаритов свариваемых  конструкций сварочный пост располагают  в специальных сварочных кабинах  или непосредственно на изделии.

Присварки небольших изделий  места оборудуют сварочными кабинами размером 2000х2000 или 2000х3000 мм. Стены  кабин имеют высоту 1800-2000 мм, а  для лучшей вентиляции подняты над  полом на 200-300 мм. В качестве материала  для стен используют тонко листовую сталь или несгораемые материалы.

Стены окрашивают в светлые  тона огнестойкой краской, хорошо поглощающей  ультрафиолетовые лучи сварочной дуги .Дверной проем в кабине закрывают  брезентовым занавесом на кольцах, пропитанным огнестойким составом, Полы в кабинах настилают из огнеупорного материала: кирпича или бетона. Кабины должны быть оснащены дневным или  искусственным светом, а также  оснащены вентиляцией. Кроме общей  вентиляции в них устанавливают  местные отсосы, поглощающие вредные  газы и пыль непосредственно из зоны сварки.

Для сборки и сварки деталей  в нутрии кабины устанавливают металлический  сварочный стол высотой 500-600 мм для  работы сидя и около 900 мм для работы стоя площадью около 1м2 . К столу  приваривают стальные болты для  крепления токоподводящего провода  от источника сварочного тока и для  провода заземления стола. Сбоку  стола имеются гнезда для хранения электродов или присадочной проволоки. В выдвижном ящике стола хранят инструмент, а также технологическую  документацию. Для удобства работы в кабине устанавливают металлический  стул с подъемным винтовым сиденьем, изготовленным из неэлектропроводного материала (дерево, пластмасса и др.). Под ногами у сварщика должен находиться резиновый коврик.

Основной вид оборудования сварочных постов – источники  питания дуги. Они могут быть одно- или многопостовыми. На рабочем месте  обычно размещают однопостовые источники  питания. При питании сварочных  постов от много постовых источников сварочный ток разводят по кабинам  с помощью токоподводящих проводов или шин. В кабине устанавливают  рубильник или магнитный пускатель  для включения сварочного тока.

При механизированной сварке в кабине размещают полуавтоматы и автоматы и автоматы для дуговой  сварки и необходимое вспомогательное  оборудование и приспособления.

Электрододержатель - это  один из основных инструментов электросварщика, от которого во многом зависят производительность и безопасные условия труда. Электрододержатель должен быть легким (не более 0,5 кг) и  удобным, иметь надежную изоляцию, не нагреваться при работе, обеспечивать быстрое и надежное закрепление  электрода. В зависимости от способа  крепления электродов различают  защелочные, пассатижные (рис. 6), эксцентриковые и др. электродержатели. Наиболее распространены пассатижные электродержатели

Рисунок 6 - Электрододержательпассатижный

Щетки и шлемы – это  оборудование изготавливают в соответствии с ГОСТ 12.4.035-78 из токонепроводящих материалов – фибры или пластмассы. Масса  щитка не должна превышать 0,48 кг, шлема  – 0,6 кг. Их внутренняя поверхность  должна быть гладкой, матовой, черного  цвета.

Щиток состоит из корпуса  со смотровым окном и ручки, имеющей  круглое поперечное сечение и  длину не менее 120 мм.шлем представляет собой защитное приспособление, надеваемое сварщиком на голову. Он состоит  из корпуса со смотровым окном  и наголовника, который должен обеспечивать два фиксированных положения  корпуса: опущенное (рабочее) и откинутое  назад .

Для защиты глаз от вредных  излучений щитки и шлемы снабжены светофильтрами типа С темно-зеленого цвета, которая выпускают (вместо светофильтров  типа Э) 13 классов для сварки с  применением токов силой 13 – 900 А.

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

Сварочные провода. Ток от силовой сети подводиться 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 электродержателю должен быть подключен  гибкий медный провод марки ПРГД 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 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°С.

Одежда сварщика. В комплект одежды входит 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.

6. Техника безопасности

При электросварочных работах  возможны следующие виды производственного  травматизма: поражение электрическим  током, поражение зрения и открытой поверхности кожи лучами электрической дуги, ожоги от капель металла и шлака, отравление организма вредными газами, пылью и испарениями, выделяющимися при сварке, ушибы, ранения и поражения от взрывов баллонов сжатого газа и при сварке сосудов из-под горючих веществ. Для обеспечения условий, предупреждающих указанные виды травматизма, следует выполнять следующие мероприятия. Защита от поражения электрическим током. При исправном состоянии оборудования и правильном выполнении сварочных работ возможность поражения током исключается. Однако в практике возможны поражения электрическим током вследствие неисправности сварочного оборудования или сети заземления, неправильного подключения сварочного оборудования к сети, неисправности электропроводки и неправильного ведения сварочных работ. Поражение от электрического тока происходит при прикосновении к токонесущим частям электропроводки и сварочной аппаратуры. Напряжение холостого хода источников питания дуги достигает 90 В, а при плазменно-дуговой резке – 200 В. Учитывая, что сопротивление человеческого организма в зависимости от его состояния (утомленность, состояние здоровья, влажность кожи) может изменяться в широких пределах (от 1000 до 20000 Ом), указанные выше напряжения являются очень опасными для жизни. Токи более 0,05 А могут вызвать тяжелые последствия и даже смерть. Опасность поражения сварщика и подсобных рабочих током особенно велика при сварке крупногабаритных резервуаров, во время работы внутри емкостей лежа или полулежа на металлических частях свариваемого изделия или при выполнении наружных работ в сырую погоду, в сырых помещениях, котлованах, колодцах и др. Во избежание поражения электрическим током необходимо соблюдать следующие условия. Корпуса источников питания дуги, сварочного вспомогательного оборудования и свариваемые изделия должны быть надежно заземлены. Заземление осуществляют медным проводом, один конец которого прикрепляют к корпусу источника питания дуги к специальному болту с надписью «Земля», а второй конец присоединяют к заземляющей шине. Заземление передвижных источников питания производится до их включения в силовую сеть, а снятие заземления – только после отключения от силовой сети. Для подключения источников сварочного тока к сети должны использоваться настенные ящики с рубильниками, предохранителями и зажимами. Длина проводов сетевого питания не должна быть более 10 м. При необходимости нарастить провод применяют соединительную муфту с прочной изоляционной массой или провод с электроизоляционной оболочкой. Провод подвешивают на высоте 2,5 … 3,5 м. Спуски заключают в металлические трубы. Вводы и выводы должны иметь втулки или воронки, предохраняющие провода от перегибов, а изоляцию – от порчи. При наружных работах сварочное оборудование должно находиться под навесом, в палатке или в будке для предохранения от дождя и снега. При невозможности соблюдения таких условий сварочные работы не производят, а сварочную аппаратуру укрывают от воз-, действия влаги. Присоединять и отсоединять от сети электросварочное оборудование, а также наблюдать за их исправным состоянием в процессе эксплуатации обязан электротехнический персонал. Сварщикам запрещается выполнять эти работы. Все сварочные провода должны иметь исправную изоляцию и соответствовать применяемым токам. Применение проводов с ветхой и растрепанной изоляцией категорически запрещается. При сварке внутренних швов резервуаров, котлов, труб и других закрытых и сложных конструкций необходимо пользоваться резиновым ковриком, резиновым шлемом и галошами. Для освещения следует пользоваться переносной лампой напряжением 12 В. Все электросварочное оборудование должно быть оснащено устройствами автоматического отключения напряжения холостого хода или его ограничения до безопасной величины (АСТ-500, АСН-1, АСН-30). При работах внутри резервуара или при сварке сложной металлической конструкции, а также при сварке емкостей из-под горючих и легковоспламеняющихся жидкостей к сварщику назначается дежурный наблюдатель, который обязан обеспечить безопасность работ и при необходимости оказать первую помощь. При поражении электрическим током пострадавшему необходимо оказать помощь: освободить его от электропроводов, обеспечить доступ свежего воздуха и, если пострадавший потерял сознание, немедленно вызвать скорую медицинскую помощь; при необходимости до прибытия врача производить искусственное дыхание. Защита зрения и открытой поверхности кожи от лучей электрической дуги. Горение сварочной дуги сопровождается излучением видимых ослепительно ярких световых лучей и невидимых ультрафиолетовых и инфракрасных лучей. Яркость видимых лучей значительно превышает норму, допускаемую для человеческого глаза, и поэтому, если смотреть на дугу невооруженным глазом, то она производит ослепляющее действие. Ультрафиолетовые лучи даже при кратковременном действии в течение нескольких секунд вызывают заболевание глаз, называемое электрофтальмией. Оно сопровождается острой болью, резью в глазах, слезотечением, спазмами век Продолжительное облучение ультрафиолетовыми лучами вызывает ожоги кожи. Инфракрасные лучи при длительном воздействии вызывают помутнение хрусталиков глаз (катаракту), что может привести к временной и даже полной потере зрения. Тепловое действие инфракрасных лучей вызывает ожоги кожи лица. При заболевании глаз и в случае ожогов необходимо обратиться к врачу. Успокаивающее действие на обожженные глаза оказывают холодные примочки, темные очки и цинковые капли. Для защиты зрения и кожи лица от световых и невидимых лучей дуги электросварщики и их подручные должны закрывать лицо щитком, маской или шлемом, в смотровое отверстие которых вставлено специальное стекло – светофильтр. Для защиты светофильтра от брызг металла снаружи в смотровое отверстие вставляется обычное прозрачное стекло. Размеры щитков и масок и технические требования установлены ГОСТ 1361-69. Светофильтры выбирают в зависимости от сварочного тока. По ГОСТ 9497-60 предусмотрены четыре типа стеклянных светофильтров: Э-1 (для токов 30 … 75 А), Э-2 (для токов 75 … 200А), Э-3 (для токов 200 … 400 А) и Э-4 (для токов более 400 А). Для вспомогательных рабочих установлены светофильтры В-1, В-2 и В-3. Для защиты окружающих лиц от воздействия излучений дуги в стационарных цехах устанавливают закрытые сварочные кабины, а при строительных и монтажных работах применяют переносные щиты или ширмы. Защита от брызг металла и шлака. В процессе сварки и при уборке и обивке шлака капли расплавленного металла и шлака могут попасть в складки одежды, карманы, ботинки, прожечь одежду и причинить ожоги. Во избежание ожогов сварщик должен работать в спецодежде из брезента или плотного сукна, в рукавицах и головном уборе. Куртку не следует заправлять в брюки. Карманы должны быть “плотно закрыты клапанами. Брюки надо носить поверх обуви. При сварке потолочных, горизонтальных и вертикальных швов необходимо надевать брезентовые нарукавники и плотно завязывать их L поверх рукавов у кистей рук. Зачищать сварные швы от шлака и флюса следует лишь после полного остывания и обязательно в очках с В простыми стеклами. Защита от отравлений вредными газами, пылью и испарениями. Особенно сильное загрязнение воздуха вызывает сварка электродами с качественными покрытиями. Состав пыли и газов определяется содержанием покрытия и составом свариваемого и электродного (или Ь присадочного) металла. При автоматической сварке количество газов и пыли значительно меньше, чем при ручной сварке. Сварочная пыль (так называемая аэрозоль) представляет собой смесь мельчайших частиц окислов металлов и минералов. Основными составляющими являются окислы железа (до 70%), марганца, кремния, хрома, фтористые и другие соединения. Наиболее вредными веществами, входящими в состав покрытия, флюса и металла электрода, являются хром, марганец и фтористые соединения. Кроме аэрозоли воздух в рабочих помещениях при сварке загрязняется различными вредными газами, например окислами азота, углерода, фтористым водородом и др. На рабочем месте допускаются следующие предельные концентрации веществ в воздухе (в мг/м3): марганец и его соединения – 0,3; хром и его соединения – 0,1; свинец и его соединения – 0,01; цинковые соединения – 5,0; окись углерода – 30,0; фтористый водород – 0,5; окись азота – 5,0; бензин, керосин – 300,0. Концентрация нетоксичной пыли более 10 мг/м3 не допускается. Однако если содержание кварца в пыли превышает 10%, то концентрация нетоксичной пыли допускается только до 2 мг/м8. Удаление вредных газов и пыли из зоны сварки, а также подача чистого воздуха осуществляется местной и общей вентиляцией. При оборудовании сварочных кабин обязательно предусматривается местная вытяжная вентиляция с верхним, боковым или нижним отсосом, удаляющая газы и пыль непосредственно из зоны сварки. На рис. 118 представлена схема вытяжного устройства для сварочных кабин, где 1 – стол сварщика; 2 – полузонт; 3 – вытяжной воздуховод. Общая вентиляция должна быть приточно-вытяжной, производящей отсос? загрязненного воздуха из рабочих помещений и подачу свежего. В зимнее время воздух подогревают до 20 … 22° Сс помощью специального нагревателя – калорифера. При сварке в закрытых резервуарах и замкнутых конструкциях необходимо обеспечить подачу свежего воздуха под небольшим давлением по шлангу непосредственно в зону дыхания сварщика. Объем подаваемого свежего воздуха должен быть не менее 30 м8/ч. Без вентиляции сварка в закрытых резервуарах и конструкциях не разрешается. Основная масса аэрозоли и газов увлекается теплым воздухом вверх. Поэтому, если часовой расход электродов менее 0,2 кг на 1 м8 объема помещения и если концентрация сварочной пыли менее предельно допустимой, разрешается естественное проветривание производственных помещений. При сварочных работах на открытом воздухе искусственная вентиляция не оборудуется. Вентиляционные устройства должны обеспечить воздухообмен при ручной дуговой сварке электродами с качественными покрытиями от 4000 до 6000 м3 на 1 кг расхода электродов, при автоматической сварке под флюсом – около 200 м3 на 1 кг расплавляемой проволоки, а при сварке в углекислом газе – до 1000 м3 на 1кг расплавляемой проволоки. Предотвращение опасности взрывов. Взрывы возможны при ‘неправильных транспортировке, хранении и использовании баллонов со сжатыми газами, при сварочных работах в различных емкостях без предварительной тщательной их очистки от остатков горючих веществ и при других причинах. Баллоны необходимо транспортировать на подрессоренном транспорте или на специальных тележках с навернутыми предохранительными колпаками. При этом толчки и удары недопустимы. Нельзя устанавливать баллоны вблизи нагревательных приборов или под солнечными лучами. На рабочем месте баллоны должны быть надежно укреплены в вертикальном положении так, чтобы исключалась всякая возможность ударов и падений. Категорически запрещается отогревать влагу в редукторе баллона с углекислотой и любых баллонов со сжатым газом отрытым пламенем, так как это безусловно вызывает взрыв баллона. Отогревать можно только тряпками, смоченными горячей водой.