Зварюванням називається процес отримання нероз'ємних з'єднань за допомогою встановлення міжатомних зв'язків між сполученими частинами при їх нагріванні і чи пластичної деформації / ГОСТ 2601 - 84 /.
Зварювання є одним з основних технологічних процесів в машинобудуванні і будівництві. Основним видом зварювання є дугове зварювання.
Основоположниками дугового зварювання є російські вчені та інженери - В.В. Петров (1761-1834), М.М. Бенардос (1842-1905) і Н.Г. Славянов (1854-1897). Видатний в скарб в розробку теоретичних основ зварювання внесли радянські вчені: В.П. Вологдин, В.П. Нікітін, К.К. Хренов, Е.О. Патон, Г.А. Миколаїв, Н.О. Окерблом, М.М. Риколін, К.В. Любавський, Б.Є. Патон.
У 1802 році вперше в світі професор Санкт Петербурзької медікахірургіческой академії Василь Володимирович Петров відкрив і спостерігав дугового розряд від побудованого їм надпотужного «вольта стовпа», який стояв з 2100 пар різнорідних гуртків - елементів / мідь + цинк /, прокладені паперовими гуртками, змочені водним розчином нашатирю. Цей стовп, або батарея був найбільш потужним джерелом електричного струму в той час. Проробивши велику кількість дослідів з цією батареєю, він показав можливість використання електричної дуги для освітлення і плавлення металів.
На сучасному етапі розвитку зварювального виробництва, в в'язі з розвитком науково-технічної революції різко зріс діапазон зварюються товщин, матеріалів, видів зварювання.
В даний час зварюють матеріали товщиною від кількох мікрон (в мікроелектроніці) до декількох метрів (у важкому машинобудування). Поряд з конструкційними сталями зварюють спеціальні сталі та сплави на основі титану, цирконію, молібдену, ніобію та інших матеріалів, також різнорідні матеріали.
Сутність зварювання полягає в зближенні елементарних частинок зварюються частин настільки, щоб між ними почали діяти міжатомні зв'язку, які забезпечують міцні з'єднання.
Організація робочого місця
Робоче місце зварника - це зварювальний пост, який оснащений необхідним інструментом і обладнанням для виконання робіт. Зварювальні пости можуть бути обладнані як у виробничому приміщенні, так і на відкритій виробничому майданчику (будівельно-монтажні умови роботи). Залежно від умов роботи зварювальні пости можуть бути стаціонарними або пересувними.
Зварювальні пости необхідно розміщувати в спеціальних зварювальних кабінах.
Місця проведення зварювальних робіт розділяють на постійні і тимчасові. Постійні (стаціонарні) місця призначені для робіт, які виконуються в спеціально обладнаних цехах, майстерень і т.д. Встановлюють зварювальний в захищеному від атмосферних впливів, яке добре провітрюється приміщення площею не менше 3 м2. найкраще, якщо підлога бетонна, а стіни приміщення не повинні відображати зварювальні відблиски, що може становити небезпеку для очей.
В ідеалі робоче місце зварювальника повинно розташовуватися в спеціальній кабіні. Таке робоче місце може бути обладнане для зварювання малогабаритних предметів. Каркас кабін, можна зробити з металу, а стіни з різних вогнестійких матеріалів. Дверний отвір кабіни закривають брезентовим завісою, підвішеним на кільцях.
У кабінах як джерела живлення розміщується найбільш поширені, однопостові зварювальні трансформатори типу ТДМ для зварювання на змінному струмі, або зварювальні випрямлячі типу ВД або ВДУ для зварювання на постійному струмі. Застосовуються для зварювання в постійному струмі. Застосовуються також і багатопостові джерела живлення на кілька незалежних постах.
Кабіна зварювального поста повинна мати розміри: 2 (1.5) або 2 (2) м і висоту не менше 2 м. У кабіні встановлюються металевий стіл. До верхньої частини кабіни підводиться зонд місцевої витяжки повітря від вентиляційної системи. У столі передбачаються висувні ящики для зберігання необхідного інструменту і пристосувань. Зварювальний пост комплектується як джерелом живлення, так і електротримач. Зварювальними проводами, зажимами для струмопровідного дроту, зварювальним щитком із захисними світлофільтрами різними зачистними і матеріальними інструментами. Стілець з підйомним гвинтовим сидінням, стелажі для зварного дроту, електродів і інших необхідних інструментів і матеріалів. Якщо зварювання виконується в середовищі захисного газу, то має бути передбачено місце для балонів.
Правильна організація робочого місця - запорука якісного зварювання і високої продуктивності праці. Зварювальні роботи на постійних зварювальних постах слід виконувати тільки при наявності працюючою вентиляцією. У процесі роботи слід застосовувати пересувні воздухоотсоси.
Тимчасові робочі місця зварника застосовують для робіт, які виконуються безпосередньо на обладнанні або установках, які неможливо перемістити до зварювального поста.
Такі місця повинні бути відгороджені вогнестійкими ширмами, щитами і забезпеченими засобами первинного пожежогасіння і вогнегасниками. Тип ємності і кількість вогнегасників визначають залежно від їх продуктивності, площі дії, класу приміщення і т.д. Крім вогнегасника робоче місце зварника обладнується ящиком з піском, відром і іншими засобами пожежогасіння.
При необхідності робоче місце може бути обладнане засобами малої механізації, що полегшить не тільки зварювання, а й вантажно-розвантажувальні роботи.
У будь-якому разі не можна забувати про засоби протипожежного захисту, так як зварювання є пожежонебезпечною роботою, не слід захаращувати робоче місце непотрібними речами та обладнанням, так як це буде не тільки заважати роботі, але і становити небезпеку.
При виконанні зварювальних робіт в монтажних умовах на відкритому повітрі робоче місце зварника і обладнання обов'язково має бути захищене від атмосферних впливів. Для цих цілей застосовують намети, навіси або переносні тенти і т.д.
Застосування зварювального устаткування на монтажних майданчиках створює ряд труднощів з його зберігання. Щоразу після закінчення роботи потрібно переміщати апарат до місця зберігання. Найкраще, якщо зварювальний апарат міститься в закритому приміщенні, а до робочого місця простягають тільки зварювальні кабелю. Якщо це неможливо, то краще за все зварювальний апарат встановити на пересувний візок, що значно полегшить його транспортування.
Робочий інструмент зварника повинен комплектуватися, зважаючи на специфіку роботи. Але існує певний перелік інструменту, без якого обійтися неможливо. Кожен електрозварник повинен мати захисний щиток або маску, рукавиці, молоток, зубило або крейцмесель для відбиття шлаку, сталеву щітку. Зварювальник, що працює з плавиться, повинен мати набір запасних вольфрамових електродів. Комплект гайкових ключів. пасатижі або кусачки.
На стаціонарному робочому місці інструмент зберігається в спеціальному ящику, а для робіт на монтажному майданчику у зварювальника має бути спеціальна сумка, призначена для зберігання інструменту. Правильно підібраний і справний інструмент економить час і сприяє продуктивній праці.
Балки і колони - це конструктивні елементи, що працюють в основному на поперечний вигин або стиснення.
Вони складаються в основному з листових елементів, що зварюються, як правило, автоматичним зварюванням під флюсом.
Вони являють собою просторову конструкцію з плоских або вигнутих листових елементів.
Велике число пересічних елементів ускладнює технологію зварювання.
А) Вибір матеріалів.
Для виготовлення будівельних конструкцій застосовують низьковуглецевих сталі, а також низьколеговані сталі підвищеної і високої міцності.
1. Ручне дугове зварювання.
Устаткування: зварювальний апарат для РДС, джерело живлення з номінальною зварювальним струмом.
Вибір режиму зварювання:
електрод марки УОНИ 13/45 з d е = 4 мм, h металу 5 мм.
Б) Заготівельний процес.
До основних операцій підготовки металу під зварювання відносяться: правка і очищення прокату, механічна або термічна різання при заготівлі деталей або елементів конструкцій, обробка кромок, які підлягають зварюванню.
· Перед зварюванням необхідно перевірити:
· А) якість виготовлених конструкцій (шляхом ретельного зовнішнього огляду);
· Б) відповідність металу вимогам робочих креслень (за сертифікатами та маркування на металі);
· В) правильність підготовок крайок під зварювання.
· Підготовка кромок, повинна відповідати вимогам розділу 3. Краї, а також прилеглі до них поверхні металу завширшки не менше 20 мм прагнучи безпосередньо перед зварюванням повинні бути зачищені до металевого блиску з видаленням окалини, іржі, жирів, фарби, бруду, вологи. У конструкціях з високоміцних сталей повинні бути також ретельно оглянуті місця приварки пристосувань. Продукти очищення повинні бути видалені з зазору між кромками.
· Місцеві зазори, що перевищують допуски, зазначені в розділі 3 (але не більше 10 мм), дозволяється усувати наплавленням стали на внутрішні кромки з подальшою механізованої зачисткою наплавленого металу. Використовувати слід електроди, призначені для зварювання даної конструкції.
В) Збірка конструкції.
При складанні допускається застосування методів підгонки, які повинні виключати появу додаткових напружень в металі або пошкоджень поверхні металу.
Підготовлені до збірки під зварювання кромки елементів конструкції і прилеглі до них поверхні основного металу, а також величина зазору між кромками повинні бути відповідно до вимог креслень, діючих стандартів і нормалей на зварювання.
Зварювальник може приступити до зварювання тільки після встановлення контролером ВТК правильності складання і ретельності зачистки всіх поверхонь металу, які підлягають зварюванню.
· Складання стикових зварних з'єднань листових конструкцій рекомендується проводити з використанням тимчасових складально-стяжних пристосувань (приклади показані на рис. 1 і 2). Клинові напівтверді кріплення застосовують при складанні листів внахлестку (рис. 3). Колони, підкранові балки з'єднують за допомогою куточків - фіксаторів і стягують болтами.
· При складанні стикових з'єднань рекомендується (а для конструкцій I-ої групи - обов'язково) встановити на початку і кінці стику вивідні планки довжиною і шириною не менше 100 і 50 мм, що мають ті ж перетину і оброблення крайок, що і зварюваний стик.
· У тих випадках, коли неможливо використовувати напівтверді кріплення, застосовують жорсткі кріплення прихватки.
· Прихватки рекомендується розташовувати з боку, протилежного початку накладання шва. У місцях перетину швів прихватки не допускаються. Розміщення прихваток при складанні листів показано на рис. 4.
· Розміри прихваток в перерізі не повинні перевищувати 1/3 перетину основного шва (при товщині металу 5 мм і більше). Катет прихваток в кутових швахдолжен бути не менше мінімальних значень, зазначених в розділі 3. У з'єднаннях, що збираються на що залишаються підкладках, катет прихваток повинен бути небільше 2-4 мм. Довжина прихваток повинна бути не менше 50 мм, а в конструкціях із сталі високої міцності - 100 мм.
· Прихватки повинні бути ретельно зачищені від шлаку і піддані зовнішньому огляду. Забраковані прихватки слід видалити механізованої шліфуванням і виконати знову.
Г) Сварка елементів конструкцій.
Сварка ведеться під шаром розплавленого шлаку; зварювальний ванна захищена з боків мідними повзунами, охолоджуваними проточною водою.
Д) Контроль якості.
· Завод-виробник, а також монтажні та ремонтні організації, що здійснюють зварювання елементів, зобов'язані застосовувати такі види і обсяги контролю, які гарантували б високу якість і експлуатаційну надійність зварних з'єднань. При цьому обсяг контролю повинен бути не менше передбаченого цими Правилами.
· Будь-хто зварні з'єднання підлягають клеймуванню чи іншого методу позначення, що дозволяє встановити прізвище зварника, який виконував ці сполуки. Система таврування встановлюється інструкцією заводу-виготовлювача або монтажної організації і повинна передбачати однакове таврування зварних з'єднань елементів трубопроводу та належних до них контрольних з'єднань.
а) схему розташування та нумерацію всіх деталей, елементів і зварних з'єднань трубопроводу;
б) марки стали, номери плавок металу і номера труб, з яких виготовлені деталі та елементи трубопроводу;
в) марки і розміри використаних при зварюванні присадних матеріалів;
г) режими термообробки труб, деталей, вигинів і зварних з'єднань;
д) види і результати проведеного контролю неруйнівними методами дефектоскопії труб, деталей, вигинів і зварних з'єднань;
е) клейма зварників, що виконували зварні з'єднання.
· Контроль якості зварних з'єднань здійснюється наступними методами:
а) зовнішнім оглядом і вимірюванням;
б) ультразвукової дефектоскопії;
в) просвічуванням проникаючим випромінюванням (рентгено-або гамаграфування);
г) механічними випробуваннями;
д) металографічним дослідженням;
е) гідравлічним випробуванням;
· Контроль якості зварних з'єднань (за винятком стилоскопіювання) повинен проводитися після проведення термічної обробки (якщо така обов'язкова для даного зварного з'єднання).
· Результати контролю зварних з'єднань мають бути зафіксовані у відповідних документах.
Які раніше не пофарбовані колони слід знежирити, обробити наждачним папером і, видаливши пил, покрити шаром антикорозійної грунтовки (зазвичай виробники в інструкціях по експлуатації рекомендують грунтовку, яка найкращим чином поєднується з цією фарбою).
Колони фарбуються пензлем в один - два шари. Якщо наноситься два шари, то після висихання першого шару його необхідно обробити наждачним папером. Оскільки метал не вбирає фарбу, на кисть набирають невелику кількість фарби, а надлишки знімають про край банки. При нанесенні фарби стежать, щоб не було пропусків і місць з нерастушеванним шаром фарби. Растушевку зазвичай проводять по всій довжині металевих виробів.
Охорона праці і техніка безпеки
Виконання зварних робіт при складанні даної конструкції передбачає роботу людину з приладами і апаратами, які при їх невмілому використанні можуть призвести до травматизму робочого і послужити причиною аварійної ситуації.
Забезпечення безпеки життєдіяльності людини виконує даного виду роботу, включає в себе:
- Дотримання норм допуску робітників до даного виду робіт.
- гарантованість справності обладнання перед початком робіт, забезпечення заземлення і необхідної енергоозброєності машин і автоматів.
- Інструктаж працівника перед початком робіт.
Для захисту від ураження електричним струмом, необхідно дотримуватися правил техніки безпеки.
1. Корпуси обладнання та апаратури, до яких підведено електричний струм, повинні бути надійно захищені.
2. Всі електричні дроти, що йдуть від розподільних щитів і на робочі місця, повинні бути надійно ізольовані і захищені від механічних пошкоджень.
3. Не торкатися голими руками до струмоведучих ділянкам зварювальних установок.
4. При виконанні зварювальних робіт усередині замкнутих судин (казанів, резервуарів і.т.д.) застосовувати дерев'яні щити, гумові килимки, калоші і рукавички.
6. При виявленні пошкоджень електричного кола, необхідно припинити роботу, вимкнути рубильник і повідомити майстру чи начальнику ділянки.
Захист від опіків променями електричної дуги і гарячим металом
Електрична дуга випромінює ультразвукові та інфраопасние промені. При зварюванні відкритою дугою - ці промені викликають опіки очей і шкіри зварювальника. У процесі зварювання відбувається розбризкування рідкого металу, що може заподіяти опіки на незахищеній поверхні тіла. Для захисту шкіри обличчя, очей від променів дуги застосовують щитки або маски, для запобігання очей.
Від осколків шлаку застосовують окуляри з простими стеклами. Для запобігання від бризок розплавленого металу, руки зварника повинні бути захищені рукавицями, а тіло спецодягом.
Заходи безпеки при експлуатації балонів та ємностей з газами
Балони, які використовуються при газовому зварюванні і різанні металів, необхідно зберігати в окремих приміщеннях. При зберіганні на відкритому повітрі балони слід розміщувати під навісом від впливу прямих сонячних променів і осаду. Зберігати в одному приміщенні балони з киснем і газом заборонено.
1. ГОСТ 3242-81. Шви зварних з'єднань. Методи контролю якості.
3. Альошин Н.П. Контроль якості зварювальних робіт. М. Вища. шк. 1986.
5. Волченко В.Н. Контроль якості. Зварювальник конструкцій. М. Машинобудування, 1986.
6. Думова С.І. Технологія електричного зварювання плавленням. Л. Машинобудування. Ленингр. отд-ня, 1987.
8. Михайлов А.М. Зварні конструкції. М. Стройиздат. 1 983.
10. Миколаїв Г.А. Куркін С.А. Винокуров В.А. Зварні конструкції. М. Вища. шк. 1 983.
11. Обладнання для дугового зварювання. Довідковий посібник / під. ред. Смирнова В.В. Енерготоміздат. 1986.
12. Прох Л.І. Шпанів Б.В. Яворська Н.М. Довідник по зварювального обладнання. Київ, Техніка, 1978.
13. Рибаков В.М. Дугова і газова зварка. М. Вища школа, 1986.
14. Словник - довідник по зварці. / Під ред. Хренова К.К. Київ. Наук. думка, 1979.
15. Соколов І.І. Довідник молодого зварника (в питаннях і відповідях). М. Московський робітник, 1983.
Ще роботи по промисловості, виробництва