Введение
Любое жилище современного человека, будь то городская квартира или загородный коттедж, нуждается в надежной защите от проникновения в него непрошеных гостей. Касается это и помещений общественного пользования, административных зданий, торговых центров, образовательных учреждений и, вообще, всех строений, имеющих окна. Помимо металлических дверей, крепких замков и системы охранной сигнализации, укрепить защиту от взлома и проникновения в жилые и служебные помещения злоумышленников можно с помощью оконных решеток. Оконные решетки это одна из основных степеней защиты.
Помимо своей главной защитной функции, оконные решетки, могут играть роль украшения фасада здания и самих окон. Благодаря используемым в производстве современным технологиям, оконные решетки обладают превосходным внешним видом, изысканностью и декоративностью. Широкий ассортимент самых разнообразных моделей оконных решеток дает возможность подобрать металлоконструкцию под любой архитектурный стиль дома.
Актуальность темы. Металлические конструкции, защищающие оконные проемы, не только являются гарантией безопасности, но и выполняют декоративные функции. Многие предпочитают заказывать их у специалистов, но немало и таких домовладельцев, которые делают решетки на окна своими руками, что обходится в несколько раз дешевле. Имея необходимую теоретическую подготовку и практический опыт можно изготовить оконную решетку самостоятельно.
Цель работы: выполнить сборку и сварку оконной решетки. Для достижения поставленной цели необходимо решить ряд задач:
1. Представить анализ сварной конструкции, подлежащей изготовлению;
. Разработать требования, предъявляемые к сварной конструкции: материал, вид сварки, способы контроля изделия, его сварочных швов;
. Разработать технологический процесс сборки и сварки оконной решетки;
. Представить расчет расхода материалов;
. Разработать мероприятия по технике безопасности при изготовлении сварной конструкции, электробезопасности и пожарной безопасности.
Письменная экзаменационная работа состоит из введения, теоретической и практической частей, заключения, списка литературы, приложений.
Во введении описывается актуальность темы, ставятся цель и задачи написания работы.
В главе 1 рассматриваются теоретические вопросы выполнения электродуговой сварки, глава 2 рассказывает о технологии выполнения сварки оконной решетки.
Заключение содержит основные выводы по выполненной работе, сварки оконной
решетки.
Глава 1. Теоретическая часть
.1 Технологический процесс выполнения электродуговой сварки
Электродуговая сварка - наиболее широко применяемая группа процессов сварочной технологии.
При электродуговой сварке кромки соединяемых деталей расплавляются электрическим дуговым разрядом. Для сварки необходим источник питания низкого напряжения. Главная роль дугового разряда - преобразование электрической энергии в теплоту. Температура дуги на оси газового столба достигает 6000 - 7500°С, что позволяет расплавить практически все металлы и сплавы. На поверхностях анода и катода температура дуги снижается до 3500 - 4000 0С. Столб дуги окружен пламенем (ореолом). Из-за большого концентрации тепла и высоких температур при сварке тонкого или легкоплавкого металла, а также чувствительных к перегреву высокоуглеродистых, нержавеющих и легированных сталей электрическую дугу питают током обратной полярности. То есть минус источника тока подключают к изделию.
В результате очень высоких температур дуги возникают опасные факторы: интенсивное излучение сварочной дуги в оптическом диапазоне (ультрафиолетовое, видимое, инфракрасное) и интенсивное тепловое (инфракрасное) излучение свариваемых изделий и сварочной ванны.
Интенсивность излучения и его спектральный состав зависят от мощности дуги, применяемых сварочных материалов, защитных и плазмообразующих газов и т.п. При отсутствии защиты возможно поражение органов зрения (электроофтальмия, катаракта и т.п.) и кожных покровов (эритемы, ожоги и т.п.). А интенсивность инфракрасного (теплового) излучения зависит от температуры предварительного подогрева изделий, их габаритов и конструкций, а также от температуры и размеров сварочной ванны. При отсутствии средств индивидуальной защиты воздействие теплового излучения может приводить к нарушениям терморегуляции вплоть до теплового удара. Контакт с нагретым металлом может вызвать ожоги.
Электрическая дуга возникает в результате сильного нагрева торца
электрода (катода), который под действием электрического поля начинает
испускать свободные электроны (электронная эмиссия). В дуговом промежутке
образуются положительно и отрицательно заряженные частицы - ионы. Положительные
ионы - это атомы, потерявшие электроны; отрицательные ионы - это частицы,
присоединившие электроны. В образовании дуги главную роль играют положительные
ионы. Процесс образования ионов называют ионизацией; газ в дуговом промежутке,
содержащий ионы, становится ионизированным, а дуговой промежуток -
электропроводным.
.2 Материалы, используемые для выполнения электродуговой сварки
В качестве сварочных материалов используется свариваемый металл - арматура. Арматура представляет собой изделие металлопроката. Арматура - это стальной прут, имеющий круглое сечение и рифленую поверхность.
Арматурная сталь производится из углеродистой или низколегированной стали. В связи с тем, что требуемые физические свойства арматуры различаются, в зависимости от вида возводимой конструкции, этот вид металлопроката изготавливается из различных арматурных сталей, отличающихся друг от друга прочностными характеристиками и пластическими свойствами.
Арматурная сталь периодического профиля. ГОСТ 5781-82 Арматура.
В зависимости от механических свойств арматурную сталь подразделяют на классы A-I (A240), A-II (A300), A-III (A400), A-IV (A600), A-V (A800), A-VI (A1000). Арматурную сталь изготавливают в стержнях или мотках. Арматурную сталь класса A-I (A240) изготавливают гладкой, классов A-II (A300), A-III (A400), A-IV (A600), A-V (A800), A-VI (A1000) - периодического профиля. Арматурная сталь периодического профиля (арматуры) представляет собой круглые профили с двумя продольными ребрами и поперечными выступами, идущими по трехзаходной винтовой линии.
Электроды для ручной дуговой сварки представляют собой гладкие круглые стержни. Электроды подразделяются на плавящиеся и неплавящиеся. Для сварки арматуры используют плавящиеся электроды.
Согласно ГОСТ 9467-75 электроды для сварки конструкционных сталей по механическим свойствам металла шва и сварного соединения при нормальной температуре подразделяются на типы. Каждый тип электрода включает несколько марок. Так, электрод типа Э46 имеет марки АНО-5, АНО-6, ОМА-2, ОЗС-23, СМ-11 и другие. При выборе типа и марки электрода учитывают марку свариваемой стали, толщину свариваемых элементов, температуру воздуха, условия эксплуатации сварного изделия и другие факторы.
По стандарту для сварки углеродистых и
низколегированных сталей предусмотрено девять типов электродов: Э38, Э42, Э42А,
Э46, Э46А, Э50, Э50А, Э55 и Э60, а для сварки легированных сталей повышенной
прочности - 5 типов электродов: Э70, Э85, Э100, Э125 и Э150. В технических
документах электроды для сварки углеродистых и легированных сталей обозначают
по ГОСТ 9466-75, например, УОНИИ-13/45-3,0-2. В указанном обозначении
УОНИИ-13/45 - минимальное временное сопротивление (МПа), 3,0 - диаметр
электродного стержня (мм), 2- группа электродов.
.3 Оборудование, инструменты, приспособления для электродуговой сварки
Оборудование для электродуговой сварки по принципу работы может быть разделено на: полуавтоматы для сварки в среде защитного газа; для сварки под слоем флюса по роду применяющегося тока; для ручной электродуговой сварки, работающие на постоянном или переменном токе. Источники питания характеризуются различными показателями, основными являются:
•внешняя характеристика источника питания;
•напряжение холостого хода;
•относительная продолжительность работы;
•относительная продолжительность включения в прерывистом режиме.
Источники сварочного тока классифицируются следующим образом:
· по роду тока различают источники постоянного и переменного тока общепромышленного назначения;
· по числу одновременно подключенных сварочных постов различают однопостовые и многопостовые источники тока;
Источники питания в зависимости от тока бывают:
•выпрямители
•сварочные трансформаторы
Сварочные трансформаторы предназначены для преобразования сравнительно высокого напряжения электрической сети (220В или 380В) в более низкое напряжение вторичной электрической цепи для возбуждения и горения сварочной дуги. Различают сварочные трансформаторы однопостовые и многопостовые. Однопостовые трансформаторы предназначены для обеспечения сварочным током одного рабочего места и имеют соответствующие характеристики. Сварочные выпрямители представляют собой устройства, в которых при помощи полупроводниковых элементов переменный ток преобразуется в постоянный и которые используются для питания сварочной дуги.
Сварочный выпрямитель состоит из двух частей: понижающего трансформатора и выпрямительного блока. Кроме того, сварочные выпрямители обычно снабжены вентиляторам для воздушного охлаждения выпрямительного блока.
Для проведения сварочного процесса сварщику необходимы
•Держатель для электродов. Используются винтовые или зажимные держатели для электродов.
•Сварочная маска - средство индивидуальной защиты, используемое при выполнении определённых видов сварки, для защиты глаз, лица и шеи от ожогов, ультрафиолетового излучения, искр, инфракрасного света и высоких температур.
•Средство защиты органов дыхания - продукты сварочного процесса вредны для здоровья, сварщик должен защищать органы дыхания.
Для выполнения подготовительных операций сварщику необходимы:
•Стальная щетка - для чистки металла;
•Молоток - для отбивки шлака;
•Зубило - для того, чтобы вырубать дефектные участки шва;
•Костюм сварщика и рукавицы.
Инструменты сварщика
Сварочный щиток, электрододержатели, молоток, щетка металлическая
.4 Охрана труда и окружающей среды при выполнении электродуговой сварки
Перед началом работы электросварщики обязаны:
а) предъявить руководителю работ удостоверение о проверке знаний безопасных методов работ;
б) надеть каску, спецодежду, спецобувь установленного образца;
в) получить задание на выполнение работы у бригадира или руководителя.
После получения задания у бригадира или руководителя работ электросварщики обязаны:
а) подготовить необходимые средства индивидуальной защиты;
б) проверить рабочее место и подходы к нему на соответствие требованиям безопасности;
в) подготовить инструмент, оборудование и технологическую оснастку;
г) в случае производства сварочных работ в закрытых помещениях или на территории действующего предприятия проверить выполнение требований пожаровзрывобезопасности и вентиляции в зоне работы.
Обнаруженные неисправности и нарушения требований безопасности должны быть устранены собственными силами до начала работ, а при невозможности сделать это электросварщики обязаны сообщить о них бригадиру или руководителю работ.
Электросварщики обязаны выполнять работы при соблюдении следующих требований безопасности:
а) место производства работ, а также нижерасположенные места должны быть освобождены от горючих материалов в радиусе не менее 5 м, а от взрывоопасных материалов и установок - 10 м;
б) при производстве электросварочных работ вне помещений (во время дождя или снегопада) над рабочим местом сварщика и местом нахождения сварочного аппарата должен быть установлен навес;
в) электросварочные работы на высоте должны выполняться с лесов или подмостей с ограждениями;
г) сварка должна осуществляться с применением двух проводов, один из которых присоединяется к электрододержателю, а другой (обратный) - к свариваемой детали;
е) сварочные провода должны прокладывать так, чтобы их не могли повредить машины и механизмы.
Свариваемые детали до начала сварки должны быть надежно закреплены. При резке элементов конструкций электросварщик обязан применять меры против случайного падения отрезаемых элементов. При работе в одном месте нескольких электросварщиков их рабочие места необходимо ограждать светонепроницаемыми щитами из несгораемого материала.