Изучить и описать устройство поста ручной дуговой сварки

Введение

Сварка является одним из ведущих технологических процессов в машиностроении и в строительстве. Трудно назвать отрасль хозяйства, где бы не применялась сварка.
Сварка позволила внести коренные изменения в технологию производства, создать принципиально новые конструкции машин. Например, применение сварных конструкций вместо клепаных в строительстве позволило экономить около 20% металла, снизить на 5-30% трудоемкость изготовления конструкций.
Поскольку разнообразны применение и характер изготовляемых изделий, освоение сварки требует знаний по металлургии и металловедению, машиностроению, электротехнике, физике, химии, прочности материалов и их свойств при различных температурах, прочности сварных конструкций, автоматизации производственных процессов, начиная с простейших автоматов и полуавтоматов и кончая работами, имитирующими рабочие приемы человека.
Наибольший объем среди других видов сварки занимает ручная дуговая сварка - сварка плавлением штучными электродами, при которой подача электрода и перемещение дуги вдоль свариваемых кромок производятся вручную.ГОСТ 7.32-2017. Методические рекомендации разработаны в целях повышения качества оформления отчетов о научно-исследовательской работе (НИР) в соответствии с требованиями Межгосударственного стандарта (ГОСТ 7.32-2017) «Отчет о научноисследовательской работе. Структура и правила оформления», введенного в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 июля 2018 г. взамен ГОСТ 7.32-2001.
Приложения представляют собой целый раздел, в который включаются автором работы дополнительные наглядные материалы, считающиеся своеобразным продолжением работы.Текст каждого приложения при необходимости может быть разделен на разделы, подразделы, пункты, подпункты, которые нумеруют в пределах каждого приложения. Перед номером ставится обозначение этого приложения.Приложения могут включать: графический материал, таблицы не более формата A3, расчеты, описания алгоритмов и программ. На все приложения, так же, как и на рисунки, в тексте отчета должны быть даны ссылки, например: "Фрагмент кода главной страницы представлен а приложении А".
Цель данной работы заключается в изучении следующих вопросов:
- Изучить и описать устройство поста ручной дуговой сварки;
-  Изучить и описать оформление приложений Приложения А, Б, В) по ГОСТ 7.32-2017.

1. Технологический процесс
1.1 Сущность процесса ручной дуговой сварки

Среди всех способов наиболее распространена ручная дуговая сварка штучными электродами, как наиболее универсальная. Способ позволяет без замены сварочного инструмента и оборудования (при правильно выбранном сварочном режиме) выполнять швы различных типов и назначения, а так же вести сварку в любом пространственном положении и труднодоступных местах. 6, с 29Схема процесса показана на рисунке 1. Дуга горит между стержнем электрода 1 и основным металлом 7. Под действием теплоты дуги электрод и основной металл плавятся, образуя металлическую сварочную ванну 4. Капли жидкого металла 8 с расплавляемого электродного стержня переносятся в ванну через дуговой промежуток. Вместе со стержнем плавится покрытие электрода 2, образуя газовую защиту 3 вокруг дуги и жидкую шлаковую ванну на поверхности расплавленного металла. Рис. 1 Ручная дуговая сварка металлическим электродом с покрытием (стрелкой указано направление сварки) Металлическая и шлаковая ванны вместе образуют сварочную ванну. По мере движения дуги металл сварочной ванны затвердевает и образуется сварной шов 6. Жидкий шлак по мере остывания образует на поверхности шва твердую шлаковую корку 5, которая удаляется после остывания шва.
Для обеспечения заданного состава и свойств шва, сварку выполняют покрытыми электродами, к которым предъявляют специальные требования.

1.2 Оборудование сварочного поста, инструменты

Сварочный пост для ручной дуговой сварки оснащается источником питания, токоподводом, необходимыми инструментами, принадлежностями и приспособлениями. Сварочные посты могут быть стационарными и передвижными. К стационарным постам относятся посты, расположенные в цехе, преимущественно в отдельных сварочных кабинах, в которых сваривают изделия небольших размеров.
Передвижные сварочные посты, как правило, применяют при монтаже крупногабаритных изделий (трубопроводы, металлоконструкции, сосуды) и ремонтных работах. При этом часто используют переносные источники питания. В зависимости от свариваемых материалов и применяемых электродов для ручной дуговой сварки применяют источники переменного или постоянного тока с крутопадающей характеристикой. 4, с 78
Основным инструментом сварщика является электрододержатель. С его помощью осуществляются основные манипуляции в процессе сварки. От этого во многом зависит качество сварного шва.Рис.2 Конструктивные схемы электрододержателей для ручной дуговой сварки: а - пластинчатый, винтовой, вилочный; б- пружинный; в- зажимнойЭлектродержатель должен выдерживать 8000 зажимов электрода, затрачивая на каждую замену не более 4 секунд. Он должен допускать возможность захвата электрода не менее чем в двух положениях: перпендикулярно и под углом не менее 1150 к оси электрододержателя. Токоведущие части электрододержателя должны быть надёжно изолированы от случайного соприкосновения со свариваемым изделием или руками сварщика. Изоляция рукоятки должна выдерживать без перебоя в течение 1мин. испытательное напряжение 1500 В при частоте 50 Гц. Превышение температуры наружной поверхности рукоятки при номинальном режиме работы не должно быть более 550С. Поперечное сечение рукоятки на длине, охватываемой ладонью сварщика, должно вписываться в круг диаметром не более 40мм. Электрододержатели должны обладать достаточной механической прочностью.По силе сварочного тока можно определить наименьшее сечение сварочного кабеля.
Кабель должен надёжно контактировать с электродо-держателем. 1, с 38Электрододержатели снабжают гибким изолированным проводом ПРГ (провод резиновый гибкий) или ПРГН (провод резиновый гибкий нейритовый), сплетённым из большого количества медных, отожженных и пролуженых проволочек диаметром 0,18-0,2 мм. Применять кабель длиной более 30 м не рекомендуется, так как это вызывает значительное падение напряжения в сварочной цепи.
Щитки и маски применяются для предохранения глаз и кожи лица сварщиков от вредного влияния электрических лучей и брызг расплавленного металла. Их изготовляют по ГОСТ 1361-69 из лёгкого токонепроводящего материала (фибра, спецфанера). Масса щитка или маски не должна превышать 0,6кг. В щиток или маску вставляют специальный светофильтр, удерживаемый рамкой. Нельзя пользоваться случайными цветными стёклами, так как они не могут надёжно защитить глаза от невидимого излучения сварочной дуги, вызывающего заболевание глаз.
Светофильтры имеют различную плотность. Наиболее тёмное стекло имеет марку ЭС-500 и применяется при сварке током до 500 А; среднее – ЭС-300, для сварки током до 300 А; более светлое стекло ЭС-100 для сварки током 100 А и менее. Снаружи светофильтр защищают от брызг расплавленного металла обычным прозрачным стеклом, которое нужно 2-3 раза в месяц заменять новым. Применяют также светофильтры с изменяющейся оптической плотностью, которая позволяет не поднимая щитка вести сборочные и сварочные работы. Без дуги фильтр прозрачен, а при её зажигании за время менее 0,01 с оптическая плотность его автоматически возрастает до номинальной.
Для работы в особо вредных условиях маска сварщика может комплектоваться системой принудительной подачи очищенного воздуха. Она состоит из микровентилятора, фильтрующего элемента, аккумуляторного блока, соединительных шлангов. Система крепится на поясе сварщика со стороны спины. Воздух захватывается в чистой области и подаётся сварщику для дыхания под щиток. 6, с 23При выполнении сварочных работ обязательно применение спецодежды. Она должна быть изготовлена из плотного брезента или сукна. Не должна иметь открытых карманов. Обувь должна иметь глухой верх. Рукавицы из кожи, плотного брезента или асбестовой ткани
.К дополнительному инструменту сварщика относятся:зажимы типа струбцин, присоединённые к обратному кабелю трансформатора. Они должны обеспечивать плотный контакт со свариваемым изделием;проволочные щетки для зачистки швов и удаления шлака;набор слесарного инструмента (клейма, зубила, молотки) для вырубки дефектных мест, клеймения швов, удаления брызг и шлака;сумки для хранения электродов непосредственно на рабочем месте;измерительный инструмент – шаблоны, угломеры;механические зажимные устройства: сборочные струбцины, скобы, фиксаторы, винтовые распорки и магнитные захваты. 5, с 18
Для прокалки электродов необходимо наличие сушильного шкафа или печи.

1.3 Подготовка деталей под сварку

При подготовке деталей под сварку поступающий металл подвергается правке, разметке, наметке, резке, подготовке кромок под сварку, холодной или горячей гибке.Основной металл и присадочный материал перед сваркой должны быть тщательно очищены от ржавчины, масла, влаги, окалины и различного рода неметаллических загрязнений. Наличие указанных загрязнений приводит к образованию в сварных швах пор, трещин, шлаковых включений, что приводит к снижению прочности и плотности сварного соединения. 4, с 49Подготовка кромок под сварку
К элементам геометрической формы подготовки кромок под сварку (рис.3) относятся угол разделки кромок α, притупление кромок S, длина скоса листа L при наличии разности толщин металла, смещение кромок относительно друг друга б, зазор между стыкуемыми кромками а.Рис.3 Элементы геометрической формы подготовки кромок под сварку (а) и шва (б): в - ширина шва, h - высота шва, К - катет шва1.4 Выбор режима ручной дуговой сварки
Для выполнения сварного шва прежде всего определяют режим сварки, обеспечивающий хорошее качество сварного соединения, установленные размеры и форму при минимальных затратах материалов, электроэнергии и труда. Режимом сварки называется совокупность параметров, определяющих процесс сварки: вид тока, диаметр электрода, напряжение и значение сварочного тока, скорость перемещения электрода вдоль шва и др.
Основными параметрами режима ручной дуговой сварки являются диаметр электрода и сварочный ток. 5, с 34
Остальные параметры выбирают в зависимости от марки электрода, положения свариваемого шва в пространстве, вида оборудования и др. Диаметр электрода устанавливают в зависимости от толщины свариваемых кромок, вида сварного соединения и размеров шва. Для стыковых соединений приняты практические рекомендации по выбору диаметра электрода d в зависимости от толщины свариваемых кромок s: s, мм . . . . <2 3...5 6...8 9...12 3...15 16...20 >20 d, мм . . . . <2 3...4 4...5 5...6 6...7 7...8 8...10 При выполнении угловых и тавровых соединений принимают во внимание размер катета шва. При катете шва 3...5 мм сварку производят электродом диаметром 3...4 мм; при катете 6...8 мм применяют электроды диаметром 4...5 мм.
При многопроходной сварке швов стыковых соединений первый проход выполняют электродом диаметром не более 4 мм. Это необходимо для хорошего провара корня шва в глубине разделки. По выбранному диаметру электрода устанавливают значение сварочного тока. Обычно для каждой марки электродов значение тока указано на заводской этикетке, но можно также определить по следующим формулам: I = (40...50)dэ , при dэ = 4...6 мм; I = (20 + 6dэ)dэ, при dэ<4 мм и dэ>6 мм, где I – значение сварочного тока, А; dэ, – диаметр электрода, мм. 3, с 76Полученное значение сварочного тока корректируют, учитывая толщину металла и положение свариваемого шва.
При толщине кромок менее (1,3...1,6) dэ расчетное значение сварочного тока уменьшают на 10...15 %, при толщине кромок > 3dэ – увеличивают на 10...15 %. Сварку вертикальных и потолочных швов выполняют сварочным током, на 10...15 % уменьшенным против расчетного. Сварочную дугу возбуждают двумя приемами. Можно коснуться свариваемого изделия торцом электрода и затем отвести электрод от поверхности изделия на 3...4 мм, поддерживая горение образовавшейся дуги. Можно также быстрым боковым движением коснуться свариваемого изделия и затем отвести электрод от поверхности изделия на такое же расстояние (по методу зажигания спички). 3, с 38
Прикосновение электрода к изделию должно быть кратковременным, так как иначе он приваривается к изделию, т.е. «примерзает». Отрывать «примерзший» электрод следует резким поворачиванием его вправо и влево. Длина дуги значительно влияет на качество сварки. Короткая дуга горит устойчиво и спокойно. Она обеспечивает получение шва высокого качества, так как расплавленный металл электрода быстро проходит дуговой промежуток и меньше подвергается окислению и азотированию. Но слишком короткая дуга вызывает «примерзание» 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 окислов.
Для электродов с толстым покрытием длина дуги указывается в паспортах. В процессе сварки электроду сообщаются движения, показанные на рисунке 3: 1 – по направлению оси электрода в зону дуги. Скорость движения должна соответствовать скорости плавления электрода, чтобы сохранить постоянство длины дуги; 2 – вдоль линии свариваемого шва. Скорость перемещения не должна большой, так как металл электрода не успевает сплавиться с основным металлом (непровар). При малой скорости перемещения возможны перегрев и пережог металла; шов получается широкий, толстый, производительность сварки низкая; 3 – поперечные колебательные движения применяют для получения уширенного валика шириной равной (3...4)dэ. Поперечные движения замедляют остывание наплавляемого металла, облегчают выход газов и шлаков и способствуют наилучшему сплавлению основного и электродного металла и получению высококачественного шва.
Образующийся в конце наплавки валика кратер необходимо тщательно заварить. 7, с 43Рис. 4 Движение электрода в процессе сварки: 1 – поступательное (вдоль оси электрода); 2 – прямолинейное (вдоль оси шва); 3 – колебательные (поперек оси шва).1.5 Техника выполнения швовТехника выполнения сварных швов зависит от вида и пространственного положения шва. Нижние швы наиболее удобны для выполнения, так как расплавленный металл электрода под действием силы тяжести стекает в кратер и не вытекает из сварочной ванны, а газы и шлак выходят на поверхность металла. Поэтому по возможности следует вести сварку в нижнем положении. Стыковые швы без скоса кромок выполняют наплавкой вдоль шва валика с небольшим уширением.
Необходимо хорошее проплавление свариваемых кромок. Шов делают с усилением (выпуклость шва до 2 мм). После проварки шва с одной стороны изделие переворачивают и, тщательно очистив от подтеков и шлака, заваривают шов с другой стороны. Сварку стыковых швов с V-образной разделкой при толщине кромок до 8 мм производят в один слой, а при большей толщине – в два слоя и более. Первый слой наплавляют высотой 3...5 мм электродом, диаметр которого 3...4 мм. Последующие слои выполняют электродом диаметром 4...5 мм. Перед наплавкой очередного слоя необходимо тщательно очистить металлической щеткой разделку шва от шлака и брызг металла. 6, с 13
После заполнения всей разделки шва изделие переворачивают и выбирают небольшую канавку в корне шва, которую затем аккуратно заваривают. При невозможности подварить шов с обратной стороны следует особенно аккуратно проварить первый слой. Стыковые швы с Х-образной разделкой выполняют аналогично многослойным швом с обеих сторон разделки. Угловые швы в нижнем положении лучше выполнять в положении «лодочка» (рис.5, а). Если изделие не может быть так установлено, необходимо особенно тщательно обеспечить хороший провар корня шва и свариваемых кромок. 3, с 4Сварку следует начинать с поверхности нижней кромки и затем переходить через разделку шва на вертикальную кромку, как показано на рисунке 5, б. При наложении многослойного шва первый валик выполняют ниточным швом электродом с диаметром 3...4 мм. При этом необходимо обеспечить хороший провар корня шва. Затем после зачистки разделки наплавляют последующие слои.

2. Оформление приложений (Приложения А, Б, В) по ГОСТ 7.32-2017
2.1. Сведения о стандарте

Разработан Федеральным государственным бюджетным учреждением науки "Всероссийский институт научной и технической информации Российской академии наук" в рамках Технического комитета по стандартизации ТК 191 "Научно-техническая информация, библиотечное и издательское дело".Внесен Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии.
Прият Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 25 сентября 2017 г. N 103-П). Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 24 октября 2017 г. N 1494-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 7.32-2017 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 июля 2018 г. 2, с 5
Настоящий стандарт устанавливает общие требования к структуре и правилам оформления отчетов о научно-исследовательских, проектно-конструкторских, конструкторско-технологических и проектно-технологических работах (далее - отчетов о НИР), а также для тех случаев, когда единая процедура оформления будет содействовать обмену информацией, совершенствуя обработку отчета в информационной системе.
Настоящий стандарт распространяется на отчеты о фундаментальных, поисковых и прикладных научно-исследовательских работах по всем областям науки и техники, выполняемых научно-исследовательскими, проектными, конструкторскими организациями, высшими учебными заведениями, научно-производственными объединениями и другими организациями независимо от их организационно-правовой формы. 1, с 65Положения настоящего стандарта могут быть использованы при подготовке отчета о НИР в других областях научной деятельности.

2.1. Оформление приложений по ГОСТ 7.32-2017

В приложения рекомендуется включать материалы, дополняющие текст отчета, связанные с выполненной НИР, если они не могут быть включены в основную часть.В приложения могут быть включены:
- дополнительные материалы к отчету;
- промежуточные математические доказательства и расчеты;
- таблицы вспомогательных цифровых данных;
- протоколы испытаний;
- заключение метрологической экспертизы;
- инструкции, методики, описания алгоритмов и программ, разработанных в процессе выполнения НИР;
- иллюстрации вспомогательного характера;
- копии технического задания на НИР, программы работ или другие исходные документы для выполнения НИР;
- протокол рассмотрения результатов выполненной НИР на научно-техническом совете;
- акты внедрения результатов НИР или их копии;
- копии охранных документов.
Приложения к отчету о НИР, в составе которых предусмотрено проведение патентных исследований, могут быть включены в отчет о патентных исследованиях, оформленный по ГОСТ 15.011, библиографический список публикаций и патентных документов, полученных в результате выполнения НИР, который должен быть оформлен по ГОСТ 7.1, ГОСТ 7.80, ГОСТ 7.82. 2, с 8
Приложения могут включать: графический материал, таблицы не более формата А3, расчеты, описания алгоритмов и программ. Приложение оформляют одним из следующих способов:
1) как продолжение данного отчета на последующих его листах;
2) в виде самостоятельного документа (отдельной книги). В тексте отчета на все приложения должны быть даны ссылки. Приложения располагают в порядке ссылок на них в тексте отчета. Каждое приложение следует размещать с новой страницы с указанием в центре верхней части страницы слова «ПРИЛОЖЕНИЕ».
Приложение должно иметь заголовок, который записывают с прописной буквы, полужирным шрифтом, отдельной строкой по центру без точки в конце. Приложения обозначают прописными буквами кириллического алфавита, начиная с А, за исключением букв Ё, З, Й, О, Ч, Ъ, Ы, Ь. После слова «ПРИЛОЖЕНИЕ» следует буква, обозначающая его последовательность. Допускается обозначение приложений буквами латинского алфавита, за исключением букв I и O.
В случае полного использования букв кириллического или латинского алфавита допускается обозначать приложения арабскими цифрами. Если в отчете одно приложение, оно обозначается «ПРИЛОЖЕНИЕ А». Приложения, как правило, выполняют на листах формата А4. Допускается оформление приложения на листах формата А3. Текст каждого приложения при необходимости может быть разделен на разделы, подразделы, пункты, подпункты, которые нумеруют в пределах каждого приложения. Перед номером ставится обозначение этого приложения. Приложения должны иметь общую с остальной частью отчета сквозную нумерацию страниц. 2, с 4
Все приложения должны быть перечислены в содержании отчета (при наличии) с указанием их обозначений, статуса и наименования.

Заключение

Сварочный пост для ручной дуговой сварки оснащается источником питания, токоподводом, необходимыми инструментами, принадлежностями и приспособлениями. Сварочные посты могут быть стационарными и передвижными. Основным инструментом сварщика является электрододержатель. С его помощью осуществляются основные манипуляции в процессе сварки. От этого во многом зависит качество сварного шва.
По силе сварочного тока можно определить наименьшее сечение сварочного кабеля. Кабель должен надёжно контактировать с электродо-держателем. В приложениях по ГОСТ 7.32-2017 можно вынести часть рисунков и фрагменты исходного кода, акты внедрения результатов работы и др. Приложения не нумеруются числами, а обозначаются русскими буквами. Если приложение одно, то оно обозначается "ПРИЛОЖЕНИЕ А". Каждое приложение начинается с новой страницы.
На все приложения, так же, как и на рисунки, в тексте отчета должны быть даны ссылки, например: "Фрагмент кода главной страницы представлен а приложении А". Подписи к рисункам будут соответствующие: Рисунок А -...., - если рисунок один в приложении. Или: Рисунок А.1 - ... и т.д., если в одном приложении несколько рисунков. Пример, в котором показаны один рисунок в приложении А и два (или более) рисунка в приложении Б, а также пример фрагмента кода в приложении В.

Список использованной литературы
Галушкина В.Н. «Технология производства сварных конструкций». ОИЦ «Академия» 2013ГОСТ 7.0.96—2016 Система стандартов по информации, библиотечному и издательскому делу. Электронные библиотеки. Основные виды. Структура. Технология формирования. — М.: Стандартинформ, 2016. — 16 с.Куликов О.Н., Рохлин Е.И. «Охрана труда при производстве сварочных работ». ОИЦ «Академия» 2013Маслов В.И. «Сварочные работы». ОИЦ «Академия» 2008Овчинников В.В. «Технология ручной, дуговой и плазменной сварки и резки металлов». ОИЦ «Академия» 2012Овчинников В.В. «Технология электросварочных и газосварочных работ». ОИЦ «Академия» 2012Овчинников В.В. «Основы теории сварки и резки металлов». Изд-во "КноРус" 2009Овчинников В.В. «Охрана труда при производстве сварочных работ». ОИЦ «Академия» 2012Размещен