Сварочные работы в строительстве
Сварка применяется для того, чтобы получить качественные и надежные соединения металлоизделий, которые могут иметь различную форму и состав. Сварка нашла широкое применение в производстве строительных работ, в промышленном строительстве, в частном домостроении, в сооружении высотных домов, для получения крепких металлических конструкций.
Сварочные работы осуществляются двумя способами. Первый способ предполагает получение соединений посредством пластической деформации – давление. Второй способ – плавление, этот способ подразумевает соединение поверхностей с помощью их расплавления электрической дугой, плазменной струей, газовой горелкой. Способ осуществления сварочных работ выбирается в зависимости от того, какие виды металла необходимо соединить, от его характеристик и свойств. Сварка бывает ручной, автоматической, полуавтоматической.
Сварочные работы являются неотъемлемым мероприятием при строительстве или ремонтных работах. Часто строительные работы предполагают монтаж металлических конструкций, коммуникаций, оборудования и приборов. При капитальном ремонте может возникать необходимость демонтировать и установить новые инженерные системы, выполнить ряд других сварочно-технических работ. Не обходится без сварочных работ установка металлоконструкций.
В процессе своей работы сварщик подвергается воздействию вредных газов, излучению электрической дуги, брызг от расплавленного металла, в связи с требованиями техники безопасности работник должен быть обеспечен средствами индивидуальной защиты. Специалист-сварщик должен осуществлять работы в спецодежде и специальной обуви. Также предполагается использование индивидуальных средств защиты для головы – каски, береты, шапки; средства для защиты лица – сварочные маски, щитки; средства для защиты лица и глаз – это защитные очки, а также другие средства защиты, которые предлагает компания НТ-Сварка.
Наиболее распространенные виды работ с применением сварки это: монтаж и демонтаж отопительных систем, систем водоснабжения, канализации, монтаж и демонтаж приборов отопления, изготовление, монтаж, перенос, ремонт металлических конструкций, сварка цветмета, изготовление и монтаж гаражных ворот, ограждений, решеток.
Наиболее распространенным способом сварки в области строительства является ручная электродуговая сварка. Она используется для изготовления, ремонта и монтажа металлоконструкций любых форм, размеров и назначения.
Аргонная дуговая электросварка используется для производства деликатных работ, таких как изготовление ограждений, оконных решеток, лестниц. Этот метод сварки применяется тогда, когда определяющее значение имеет эстетический аспект.
Самым востребованным методом сварочных работ является газовая сварка, обычно это способ используется для монтажа систем трубопроводов, мелких ремонтных работ.
Независимо от метода сварки, работы должны выполняться квалифицированными специалистами, имеющими соответствующий разряд, допуск к сварочному оборудованию, средства индивидуальной защиты.
Сварка в строительстве лекции
1. Общие сведения о сварке
1.1. Физическая сущность сварки и ее классификация
1.1.4. Соединение цементами
1.2. Развитие сварки в производстве сварных конструкций
1.3 Характеристика основных способов сварки
1.3.1. Сварка давлением
1.3.2. Сварка плавлением
2.1. Электрические и тепловые процессы при сварке
2.1.1. Общие требования к сварочным источникам тепла
2.1.2. Электрические и тепловые свойства дуги
2.2. Процессы плавления и переноса металла при дуговой сварке
3. Металлургические процессы при дуговой сварке
3.1 Условия плавления металла и существования его в жидком виде
3.2. Физико-химические процессы при сварке плавлением
3.2.1. Особенности металлургических процессов при сварке
3.2.2 Защита расплавляемого при сварке металла
3.2.3 Взаимодействие металла сварочной ванны с электродными покрытиями и флюсом
3.3. Структура и свойства металла сварных соединений
3.4. Шлаковые и газовые включения в сварных швах
3.5. Трещины при сварке и их классификация
4. Свариваемость строительных сталей
5. Сварочные материалы
5.1. Электродная проволока
5.2. Стальные сварочные электроды
5.3. Электродные покрытия
5.4. Флюсы сварочные
5.5. Порошковая проволока
5.6. Краткие сведения о производстве электродов и флюсов
5.7. Материалы для сварки в среде защитных газов
Одним из основных технологических процессов в производстве строительных конструкций является соединение деталей и элементов с помощью сварки. Сварку применяют при изготовлении и монтаже металлических и железобетонных конструкций, технологических трубопроводов и оборудования из различных марок сталей, цветных металлов и сплавов, других материалов.
Производительность при обеспечении необходимого качества сварочных работ, эффективность строительно-монтажного производства и надежность конструкций зданий и сооружений в немалой степени определяются техническим уровнем и квалификацией специалистов.
Это тем более важно в условиях применения для конструкций трудносвариваемых эффективных сталей и сплавов, использования новых сварочных материалов и все более сложного сварочного оборудования, применения новых прогрессивных технологических процессов, повышенных требований к качеству создаваемой строительной продукции.
Содержание конспекта лекций соответствует учебной программе раздела «Сварка в строительстве» дисциплины «Металлы и сварка в строительстве». Материал дается несколько шире, что позволяет использовать его при работе над курсовыми и дипломными проектами.
Конспект лекций представлен несколькими частями с целью удобства пользования при незначительном тираже каждой части.
Для закрепления полученных знаний по предлагаемому материалу приводятся контрольные вопросы.
Прилагаемый список литературы позволяет студентам расширить познания по интересующим их темам и вопросам.
Представленные в конспекте лекции материалы могут быть полезны специалистам, работающим в области строительства.
1. Общие сведения о сварке
Проблема прочного соединения твердых материалов с давних пор имеет большое значение. Процессы соединения деталей из металла, дерева, камня, керамики, кирпича, пластмассы и т.п., а также разделения и дробления их дополняют друг друга и составляют основу обработки твердых материалов. Без этих процессов нельзя представить сейчас промышленность и строительство.
Существует две большие группы соединения твердых тел:
1. Механические способы соединения;
2. Способы соединения за счет молекулярных и атомных сил сцепления.
Перечисленные способы соединения твердых тел различаются своими особенностями, и имеет свои области применения, дополняя друг друга, и позволяют выполнять самые различные производственные задачи.
Способы первой группы позволяют получать разъемные соединения, т.е. дающие возможность разъединять детали без их разрушения. Соединения второй группы в большинстве своем неразъемные.
Одним из основных способов второй группы является сварка, позволяющая соединять практически все металлы и их сплавы, стекло, пластмассы, керамику и т.п. Способы сварки все время совершенствуются, области применения их расширяются. Этого требует бурное развитие техники, использование новых материалов, создание новых оригинальных конструкций.
1.1. Физическая сущность сварки и ее классификация
Сварка представляет собой процесс образования неразъемного соединения однородных или разнородных тел за счет межмолекулярных или межатомных сил сцепления при нагревании и (или) пластическом деформировании.
Всякие твердые и жидкие тела представляют собой систему атомов или молекул, связанных между собой межатомными или межмолекулярными силами сцепления, которые являются результатом взаимодействия их электронных оболочек. Внутри объема тела эти силы сцепления взаимно уравновешены. Атомы и молекулы, находящиеся на поверхности тела, имеют свободные связи и могут при определенных условиях присоединять к себе другие атомы и молекулы (например, адсорбция газов, связь с поверхностными атомами другого твердого или жидкого тела.) Значит, для получения неразъемного соединения твердых тел необходимо обеспечить взаимодействие между поверхностными атомами тел. Для этого нужно сблизить кромки соединяемых деталей на расстояние, равное или меньшее межатомному расстоянию кристаллической решетки соединяемых тел (3-5)×10-10м.
Для жидких тел это выполняется легко за счет подвижности, смачивания поверхности, но для твердых тел возникают трудности, т.к. их поверхность даже после тщательной обработки имеет микроскопические неровности, впадины, бугорки и при соприкосновении они будут иметь контакт только в отдельных физических точках.
Кроме того, атомному сближению и сцеплению препятствуют пленки окислов или других химических соединений, адсорбированных газов и различные загрязнения, в результате чего в обычных условиях на поверхностях соединяемых тел не могут проявиться межатомные силы сцепления из-за отсутствия свободных связей.
При сварке перечисленные трудности получения прочного соединения устраняются двумя следующими основными приемами:
1. Нагревом соединяемых деталей;
2. Сдавливанием или осадкой их; нагрев ослабляет межатомные связи, снижает твердость материала и повышает его пластичность.
Сдавливание или осадка соединяемых деталей создает пластические деформации, течение материала на границе раздела, разрушает окислы и загрязнения, удаляя их из зоны сварки в грат вместе с поверхностным слоем материала и выводя «ювенильные» слои материала, что создает межатомные силы сцепления.
Лекция № 14
Занятие № 13
Практическая работа № 2
Тема:Изучение заготовительного оборудования на заводе – изготовителе сварных конструкций.
Литература:
Базовая:
1. А.Д. Гитлевич, Механизация и автоматизация сварочного производства, М., Машиностроение, 1979г. – стр.290.
Вспомогательная:
1. С.А. Куркин, Сварные конструкции, М., Высшая школа, 1991г. – стр.398;
2. М.С. Львов, Автоматика и автоматизация сварочных процессов, М., Машиностроение, 1982г. – стр.302;
3. В.А. Тимченко, А.А. Сухомлин, Роботизация сварочного производства, К., Техника, 1989г. – стр.175;
4. Г. Герден, Сварочные работы, М., Машиностроение, 1988г. – стр.288;
5. Методические указания к выполнению практических работ по дисциплине «Технологическое оборудование»;
Лекция № 14
Тема:Комплексная механизация и автоматизация
План:
1.Сборочное оборудование в сварочном производстве.
2.Сборочно-сварочное оборудование.
3.Универсальное оборудование.
Для изготовления сварных конструкций высокого качества требуется правильная сборка деталей свариваемого изделия, т. е. их правильная взаимная установка и закрепление.
Процесс сборки сварного изделия состоит из ряда последовательных операций. Прежде всего требуется подать детали, из которых собирается изделие или сварной узел, к месту сборки. Затем необходимо установить эти детали в сборочном устройстве в определенном положении. В этом положении детали должны быть закреплены, после чего их сваривают. Подача деталей к месту сборки и установка их в требуемом положении осуществляются универсальным или специальным подъемно-транспортным оборудованием (кранами, конвейерами, тележками и т. д., см. гл. VI). Положение деталей во время сборки определяется установочными элементами приспособления или другими, смежными деталями. Детали закрепляют зажимными элементами сборочных приспособлений.
Таким образом, основным назначением сборочного оборудования в сварочном производстве является фиксация и закрепление свариваемых деталей. Сборочное оборудование делится на сборочное и сборочно-сварочное.
На сборочном оборудовании сборка заканчивается прихваткой. На сборочно-сварочном оборудовании, кроме сборки, производится полная или частичная сварка изделия, а иногда и выдержка после сварки с целью уменьшения сварочных деформаций. При этом сваривать можно как после предварительной прихватки, так и без нее.
Назначение (сборочное или сборочно-сварочное) и конструкция оборудования определяются технологическим процессом, зависящим прежде всего от изделия — его формы, размеров, требуемой точности, типа производства, его программы, наличия производственных площадей, загрузки рабочих мест, вида сварки и других факторов.
Сборочно-сварочное оборудование применяется тогда, когда нецелесообразно вести сборку и сварку на разных местах. При этом качество изделия выше, если сварка следует непосредственно после сборки и изделие не подвергается перестановке и промежуточной транспортировке. Некоторые изделия, особенно из тонколистовых материалов, не допускают прихватки. Во многих случаях перестановка со сборочного на сварочное приспособление удлиняет цикл изготовления и увеличивает трудоемкость. В то же время сборочно-сварочные приспособления обычно значительно сложнее и дороже сборочных. Поэтому в каждом отдельном случае требуется тщательный анализ всех технологических и технико- экономических факторов, определяющих выбор типа оборудования.
Сборочное оборудование может быть универсальным, специализированным и специальным.
Универсальное оборудование предназначено для широкой номенклатуры изделий, специализированное — для группы однотипных изделий, специальное — для одного-двух конкретных изделий. Выбор универсального, специализированного или специального оборудования определяется типом и масштабом производства, т. е. производственной программой, а также конструкцией изделия. Специальное оборудование всегда обеспечивает большую производительность и лучшее качество изделия, чем универсальное. Экономически целесообразно специальное оборудование только при массовом и крупносерийном производстве. Специализированное может быть применено в серийном, а также крупносерийном производстве.
При единичном и мелкосерийном производстве следует применять универсальное оборудование, которое после завершения выпуска одного изделия может быть использовано для изготовления другого.
Сборочные устройства состоят из основания, установочных и зажимных элементов. Установочные элементы обеспечивают правильную установку деталей свариваемого изделия, зажимные — прижатие и закрепление деталей. Установочные и зажимные элементы могут быть ручные и механизированные. Установочные и зажимные элементы размещают на основании сборочного устройства, где располагаются также приводы, площадки обслуживания, элементы управления и другие части сборочного устройства.
Вопросы для самопроверки:
1.Процесс сборки сварного изделия состоит …
2.Когда применяется сборочно-сварочное оборудование?
3.Универсальное оборудование предназначено …
Литература:
Базовая:
6. А.Д. Гитлевич, Механизация и автоматизация сварочного производства, М., Машиностроение, 1979г. – стр.290.
Вспомогательная:
1. С.А. Куркин, Сварные конструкции, М., Высшая школа, 1991г. – стр.398;
2.М.С. Львов, Автоматика и автоматизация сварочных процессов, М., Машиностроение, 1982г. – стр.302;