1. ВВЕДЕНИЕ

Сварка как способ получения неразъёмного соединения существует более 2000

лет. Археологические находки показывают, что древнеславянское оружие и

сельскохозяйственные орудия YIII

– YII

вв. до нашей эры изготавливались

сварными. Их детали соединялись между собой кузнечной сваркой.

Сварку в том виде, в каком она сейчас нашла своё применение, изобрели в

России. В 1802 г. впервые в мире профессор физики Санкт-Петербургской медико-

хирургической академии В. В. Петров открыл электрическую дугу и описал явления,

происходящие в ней, а также на возможность ее практического применения.

В 1881 г. русский изобретатель Н. Н. Бенардос применил электрическую дугу

для соединения и разъединения сталей. Дуга Н. Н. Бенардоса горела между

угольным электродом и свариваемым металлом. Присадочным прутком для

образования шва служила стальная проволока. В качестве источника электрической

энергии использовались аккумуляторные батареи.

В 1888 г. русский инженер Н. Г. Славянов предложил дуговую сварку

плавящимся металлическим электродом.

Дальнейшее

развитие электрической

дуговой сварки несколько замедлилось в связи появлением газовой сварки. В начале

20 века этот способ сварки обеспечивал более высокое качество сварных

соединений, чем дуговая сварка электродом без покрытия.

Положение изменилось, когда в 1907 году шведский инженер О.Кьельберг

применил металлический электрод с покрытием, которое предохраняло металл шва

от вредного воздействия воздуха и стабилизировало горение дуги.

Впервые в мире в промышленности сварку применили в Америке в 1918 году,

а в нашей стране в 20-х годах нашего столетия дуговую сварку начинают внедрять

при ремонте локомобилей и котлов. Например, дуговая сварка в это время

применялась в Московских, Ленинградских, Ярославских, Читинских и других

железнодорожных мастерских при использовании импортного и собственного

Лист

2

сварочного оборудования, однако, собственное оборудование было кустарного

изготовления.

Сварка во многих случаях заменила такие трудоемкие процессы изготовления,

как клепка и литье, соединение на резьбе и ковка.

Преимущества сварки перед этими процессами следующие:



экономия металла на 10…30% и более в зависимости от сложности конструкции,

а, следовательно, уменьшается вес конструкции;



уменьшение трудоемкости работ, а соответственно сокращение сроков работ и

уменьшение их стоимости;



уменьшение стоимости оборудования;



возможность механизации и автоматизации сварочного процесса;



возможность использования наплавки для восстановления изношенных деталей;



герметичность сварных соединений выше, чем клепаных и резьбовых;



уменьшение производственного шума и улучшение условий труда рабочих.

Развитие сварочной науки и техники достигнуто благодаря трудам российских

ученых, инженеров и рабочих – новаторов. Ими создано большое количество

сварочного оборудования, марок электродов, новые прогрессивные сварочные

процессы. Большой вклад в развитие сварки вносит институт электросварки им. Е.

О. Патона в городе Киеве. Под руководством Е. О. Патона в 1930 г. была

разработана

автоматическая

сварка

под

флюсом,

которая

нашла

широкое

применение в народном хозяйстве с 1940 г. Во время Великой Отечественной войны

этим способом сваривалась броня танков Т-34.

В 1952 году ученый К. В. Любавский

разработал и внедрил полуавтоматическую сварку в углекислом газе.

Большим достижением сварочной науки является осуществленная впервые в

мире космонавтами Г. С. Шониным и В. Н. Кубасовым сварка в космосе, в условиях

глубокого вакуума и невесомости. В космосе испытывались плазменно-дуговая,

электронно-дуговая и ручная дуговая сварка плавящимся электродом.

Лист

3

2. ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ

В моей дипломной работе нужно разработать технологию сварки ограждения

лестницы. Это конструкция решетчатого вида. Для изготовления ограждения

лестницы необходимо иметь 19 деталей, выполненных по 7 позициям:

Позиция 1-крайние стойки из профильной стали в виде квадрата стороной

18мм (2 шт.);

Позиция 2-средняя стойка из профильной стали в виде квадрата стороной

18мм длиной 950мм (1 шт.);

Позиция 3- верхняя часть стоки 2 из профильной стали в виде полосы

толщиной 4мм, шириной 18мм, длиной 1130мм (1шт.);

Позиция 4 – нижняя полоса слева толщиной 5мм, шириной 25мм, длиной

1322мм (1шт.);

Позиция 5 - нижняя полоса справа толщиной 5мм, шириной 25мм, длиной

980мм (1шт.);

Позиция 6 – верхняя полоса толщиной 5мм, шириной 25мм, длиной 4428мм

(1шт.);

Позиция 7 – промежуточные стойки из полосы толщиной 4мм, шириной 12мм,

длиной 699мм (12шт.)

Ограждение лестницы изготовлено из стали марки Ст 0. Сварено ручной

дуговой сваркой плавящимися покрытыми электродами.

Масса ограждения17,12 кг.

Габаритные размеры конструкции:

Длина 2582мм;

Ширина 25мм;

Высота 1130 мм.

Лист

4

3. ОПИСАНИЕ СВАРНЫХ ШВОВ

Размеры сварных соединений соответствуют ГОСТу 5264-80 «Ручная дуговая

сварка. Соединения сварные».

Необходимо выполнить тавровые соединения.

Внешний вид сварных швов, их количество и размеры даны в таблице 1

«Сварные швы»

Таблица 1. Сварные швы

№

п/п

Условное

обозначение

сварного

шва на

чертеже

Наименование

шва

Кол-

во

швов

Размеры конструктивных элементов

Подготовленных

кромок,

мм

Сварного шва, мм

1

Т1-∆4

Тавровое

соединение без

скоса кромок

одностороннее,

катет шва 4мм

24

2

Т1-∆6

Тавровое

соединение без

скоса кромок

одностороннее,

катет шва 6мм

12

Лист

5

4. ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОЧЕГО МЕСТА ЭЛЕКТРОСВАРЩИКА РУЧНОЙ

СВАРКИ НА ПРОИЗВОДСТВЕ

В зависимости от рода применяемого тока и типа источника питания

различают следующие виды постов для ручной дуговой сварки: постоянного тока и

переменного тока. Сварочные посты бывают стационарные и передвижные.

Стационарные посты для сварки изделий небольших размеров располагаются в

открытых сверху кабинах. На производстве для конструкций больших размеров,

применяются стационарные посты, где сборка и сварка производится на плите, а для

защиты работающих от лучей сварочной дуги устанавливаются переносные щиты

высотой 1,2-1,5м.

В оборудование сварочного поста входит:

1.

источник питания сварочной дуги - выпрямитель марки ВДМ-1001

2.

балластный реостат

3.

сварочные провода марки ПРГ, ПРГД

4.

электрододержатель вилочный и пружинный

5.

инструмент сварщика

6.

средства защиты

7.

сборочно-сварочная плита

Схема рабочего места сварщика

Лист

6

Назначение оборудования сварочного поста дано в таблице 2.

Таблица 2. Оборудование сварочного поста

№

Наименование

оборудования

Назначение оборудования

1

Выпрямитель марки

ВДМ-306

Понизить напряжение питающей сети 380В до

напряжения холостого холла 70В, необходимого для

зажигания дуги, и преобразовать переменный ток в

постоянный

2

Сварочные провода

марки ПРГ, ПРГД

Подвести ток от выпрямителя к

электрододержателю и основному металлу

3

Электрододержатель

(пружинный)

Закрепить электрод и подвести к нему ток

4

Инструмент сварщика

Для выполнения вспомогательных работ до и после

сварки (зачистить металла, отбить шлак, измерить

размеры шва)

5

Средства защиты

Для защиты сварщика от действия вредных и

опасных факторов (сварочной дуги, брызг,

электрического тока, газов и дыма)

6

Сборочно-сварочная

плита

Для выполнения сборки и сварки конструкции

Подробно устройство всех элементов поста описано в реферате1

«Оборудование сварочного поста ручной дуговой сварки».

Лист

7

5. ХАРАКТЕРИСТИКА МЕТАЛЛА КОНСТРУКЦИИ

В процессе образования сварного соединения участвует с одной стороны

основной металл, с другой – металл электрода.

Основной металл, из которого изготовлено ограждение лестницы имеет марку

Ст0. Это низколегированная сталь обыкновенного качества, порядковый номер 0.

Химический состав стали Ст3:



Содержание углерода до 0,23%



Содержание марганца не гарантируетс



Содержание кремния не гарантируется



Содержание фосфора 0,07%



Содержание серы 0,06%.

Сваривается сталь хорошо (1 класс) любыми способами без применения

особых приемов при любой температуре воздуха и любой толщины металла без

дефектов.

Лист

8

6. ВЫБОР СВРОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Сварочными материалами называются материалы, которые участвуют в

процессе создания сварного шва. К сварочным материалам относятся: электроды,

проволока, защитный газ, горючий газ, кислород, флюс.

Для ручной дуговой сварки в качестве сварочного материала используется

покрытый электрод или как его по-другому называют плавящийся электрод с

обмазкой, который служит для образования сварочной дуги, при этом он

расплавляется при сварке, образует сварочную ванну, а после остывания сварной

шов. Электрод представляет собой проволоку с обмазкой диаметром от 1,6 мм до 6

мм для сварки и до 12 мм для наплавки, длиной до 450 мм.

Основными требованиями для всех типов электродов являются:



получение металла шва нужного качества



легкая отделимость шлака



минимальная токсичность при сварке



обеспечение стабильного горения дуги



спокойное и равномерное расплавление проволоки и покрытия



минимальное разбрызгивание

Для сварки низкоуглеролистой стали марки Ст0 существуют разные марки

электродов с обмазкой, такие как МР-3, ОЗС-3, УОНИИ13/45 и т.д

Хорошо зарекомендовал себя электрод марки МР-3, который широко

используется на производстве. Этот электрод применяется для сварки на переменном

и постоянном токе любой полярности. Имеет проволоку марки Св-08 и рутиловое

покрытие. В состав рутилового покрытия входят элементы практически не

содержащие оксидов железа. Шов хорошо формируется, шлак после остывания легко

удаляется.

Лист

9

Коэффициент наплавки равен 7,8 г/Ач. Сварка производится короткой

и

средней дугой. Допускается сварка по ржавым кромкам. Отсыревшие электроды

сушить при температуре 170-200

0

С в течение 1,5 часов. Обладают улучшенными

гигиеническими свойствами. Рекомендуемые значения силы тока:



диаметр электрода 3мм – сварочный ток 80-150А



диаметр электрода 4мм – сварочный ток 110-230А



диаметр электрода 5мм – сварочный ток 130-280А

Подробно о сварочных материалах мною написано в реферате 2 «Сварочные

материалы».

Лист

10

7. ВЫБОР ТЕХНИКИ СВАРКИ ШВОВ ПО ДЛИНЕ И СЕЧЕНИЮ

Сварные швы по своей длине делятся на короткие (до 300мм), средние (от 300

до 1000мм), длинные (более 1000мм). Для каждого вида швов применяется различная

техника.

Сварные соединения в зависимости от толщины металла и подготовки кромок

свариваются в один слой с одной стороны, в один слой с двух сторон, многослойным

способом или многослойным многопроходным.

Все сварные соединения ограждения лестницы имеют небольшие размеры от

12мм до 18мм. Практически конструкция выполняется на прихватках. По длине

прихватку выполнять напроход.

Соединения по толщине металла выполняются в один слой.

Лист

11

8. ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ РЕЖИМА СВАРКИ

До начала выполнения сварочных работ сварщик выбирает режим сварки. Под

режимом сварки понимают совокупность параметров, определяющих сварочный

процесс. Параметры могут быть основные и дополнительные. К основным

параметрам относятся диаметр электрода, сила сварочного тока, скорость сварки,

напряжение на дуге, а к дополнительным - род тока, полярность, положение

электрода, длина дуги и другие.

Диаметр электрода зависит от толщины металла и положения шва в пространстве.

Минимальная толщина металла равна 4мм, поэтому диаметр электрода можно взять

3мм.

Сила сварочного тока в нижнем положении выбирается по формуле:

I=К×d

э

, где

К=30÷40 – коэффициент пропорциональности.

Таким образом, сила тока в нижнем положении равна I=(30÷40) ×3=90÷120А.

Угол наклона электрода

зависит от типа соединения. При сварке таврового

соединения угол наклона электрода равен 45

0

.

Длина дуги определяется по формуле:

L=(0,5-1,1) ×d

э

=(0,5-1,1) ×3=1,5÷3,3мм, т.е. приблизительно колеблется от 2 до 3мм.

Колебательные движения концом электрода при сварке таврового соединения не

выполняются, т.е. шов ниточный.

Ток постоянный, полярность обратная.

Скорость сварки выбирается по мере плавления электрода и металла.

Лист

12

9. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ РУЧНОЙ ДУГОВОЙ СВАРКИ

На

каждом

предприятии

действуют

специальные

правила

техники

безопасности. При поступлении на работу сварщик проходит вводный инструктаж

по технике безопасности.

К сварочным работам допускаются лица обоего пола не моложе 18 лет,

прошедшие специальное обучение, имеющие удостоверение на право производства

работ и получившие II квалификационную группу по технике безопасности при

эксплуатации установок.

Согласно инструкции сварщику необходимо:

1

,

,

Выполнять только ту работу которая вам поручена и при

,

.

условии что безопасные способы её выполнения вам известны В

.

сомнительных случаях обращайтесь к мастеру



Работая вблизи от места, где находятся рабочие других специальностей,

ограждать рабочее место ширмами или щитами.



Убедится в наличии и надежной работе вытяжной вентиляции на рабочем

месте.



Работать только в полагающейся спецодежде: брезентовом костюме,

брезентовых рукавицах, ботинках или сапогах на диэлектрической подошве без

металлических гвоздей; защитной маске или щитке, головном уборе.



Перед началом убедится в исправности источника питания, балластного

реостата, а также наличии и исправности приспособлений и инструмента.



Убедится в том, что ручка электрододержателя имеет надёжную изоляцию

и контакт с проводом.



Проверить исправность заземления оборудования, на котором будете

выполнять сварку.



Пользоваться респираторами для защиты органов дыхания.

Лист

13



Проходы между однопостовыми источниками сварочного тока должны

быть

0,8м,

а

между

многопостовыми

–

не

менее

0,5м.

Проходы

между

трансформаторами не мене 1м.



Освещение рабочего места должно быть общим. В случае применения

переносного освещения напряжение должно быть не выше 12В.



Спецодежда сварщика не должна иметь следов легковоспламеняющихся

веществ.



Сварочные провода должны иметь надежную изоляцию.



Очистка швов от шлака и брызг расплавленного металла должна

производиться в защитных очках с бесцветными стёклами.



Производство сварочных работ во время дождя и снега при отсутствии

навесов над электросварочным оборудованием и рабочим местом запрещается.



После окончания сварочных работ выключить источник питания и

убедиться в отсутствии горящих или тлеющих предметов.

Необходимо иметь в исправном состоянии противопожарные средства-

огнетушители, ящики с песком, лопаты, вёдра, пожарные рукава, пожарную

сигнализацию.

При

выполнении

сварочных

работ

существуют

следующие

основные

опасности для жизни и здоровья сварщиков: поражение электрическим током,

поражение лучами сварочной дуги глаз и открытых участков кожи, отравление

вредными газами и пылью, ожоги от разбрызгивания электродного металла и шлака.

Для защиты от поражения электрическим током необходимо:

- надежно заземлять корпус источника питания дуги и свариваемое изделие;

-хорошо изолировать рукоятку электрододержателя и все электрические

провода;

- работать в сухой и прочной спецодежде и рукавицах (ботинки не должны

иметь в подошве металлические гвозди, набойки);

- прекращать работу при дожде и сильном снегопаде;

- не производить ремонт оборудования и аппаратуры (должен выполнять

электрик);

- при работе в замкнутом помещении пользоваться резиновыми ковриками,

галошами, наколенниками и налокотниками; напряжение переносной лампы не

более 36В (в замкнутых помещениях 12В).

Для

защиты

от

поражения

зрения

применяются

щитки,

маски

с

светофильтрами, которые поглощают излучение дуги. При работе на открытом месте

сварщик должен огородить место сварки щитами, ширмами, учитывая, что вредные

излучения дуги распространяются на 15-30 м.

Отравление возможно при сильном загрязнении воздуха сварочной пылью и

газами. Мероприятиями по борьбе с загрязнениями воздуха служат внедрение новых

марок покрытых электродов с наименьшими токсичными свойствами, а также

приточно-вытяжная вентиляция, использование передвижных местных отсосов,

пользование респиратором или специальным щитком с притоком воздуха.

При сварке электродный металл и шлак разбрызгивается. Горячие брызги

могут попасть на незащищенную кожу сварщика или вызвать тление и прогорание

одежды, а тем самым ожоги. Для защиты от ожогов сварщик обеспечивается

специальной

одеждой,

обувью,

головным

убором,

обувью

и

рукавицами.

Необходимо соблюдать осторожность при сварке рядом с легковоспламеняющимися

материалами. Расстояние между дугой и этими веществами должно быть не менее

15м. Требуется также осторожность при сварке рядом с деревянными материалами,

стружкой, опилками (расстояние не меньше 5м). В местах сварки должны

находиться вода, ящик с песком, щит с инструментами и огнетушитель.

Причинами пожара при сварочных работах могут быть искры и капли

расплавленного

металла.

Для

предупреждения

пожаров

следует

соблюдать

следующие противопожарные меры:

-нельзя

хранить

вблизи

от

места

сварки

огнеопасные

и

легковоспламеняющиеся вещества;

-нельзя

выполнять

сварку

свежевыкрашенных

масляными

красками

конструкций до полного их высыхания;

-нельзя производить без специальной подготовки сварку сосудов из-под

жидкого топлива;

-запрещается производить сварку конструкций, находящихся под напряжением

и под давлением;

-запрещается пользоваться одеждой и рукавицами со следами масла, жира,

бензина и других горючих жидкостей;

-деревянные полы, настилы и помосты закрывать листами асбеста или железа;

-необходимо иметь в исправном состоянии противопожарные средства-

огнетушители, ящики с песком, лопаты, вёдра, пожарные рукава, пожарную

сигнализацию;

-после окончания сварочных работ выключить источник питания и убедиться в

отсутствии горящих или тлеющих предметов.

Движение любого вида транспорта и людей регулируется дорожными знаками

и сигнальными устройствами. В местах пересечения рельсовых путей дорогами и

тротуарами

следует

пользоваться

специальными

переездами

переходами,

оборудованными звуковой и световой сигнализацией. Запрещается подлезать через

стоящий железнодорожный состав, находиться на площадках, где производятся

погрузочно-разгрузочные работы, стоять или проходит под поднятым грузом.

ЛИСТ

16

ИСПОЛЬЗУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

1.

Верховенко Л.В., Тукин А.К. «Справочник сварщика», Минск, Высшая школа,

1990.

2.

Маслов В.И. «Сварочные работы», М., ИРПО, 1999.

3.

Мисник И.Б. «Ручная дуговая сварка металлов», Минск, Высшая школа, 1981.

4.

Рыбаков В.Н. «Дуговая и газовая сварка», М., Высшая школа, 1986.

Лист

17