Сварка емкости для воды реферат

Обновлено: 04.07.2024

Функция "чтения" служит для ознакомления с работой. Разметка, таблицы и картинки документа могут отображаться неверно или не в полном объёме!

ГОУ ВПО "Набережночелнинский государственный торгово-технологический колледж имени Б. Васильева" Курсовая работа

Технология сварки (на примере изготовления емкости с крышкой) Набережные Челны, 2014 г.

Содержание Введение

.1 Характеристика заданной сварной конструкции

.2 Обоснование выбора марки стали сварной конструкции

.3 Организация рабочего места

.4 Выбор источника питания

.5 Выбор электродов

.1 Раскрой металла

.2 Сборка и сварка конструкции

.3 Дефекты, образующиеся при сварке, и их устранение

.1 Определение норм времени на сборочно-сварочные работы

.2 Определение расхода проката

.3 Определение расхода сварочных материалов

.4 Техника безопасности при изготовлении ёмкости

Введение Сварка - технологический процесс получения неразъемных соединений материалов посредством установления межатомных связей между свариваемыми частями при их местном или пластическом деформировании, или совместным действием того и другого. Сваркой соединяют однородные и разнородные металлы и их сплавы, металлы с некоторыми неметаллическими материалами (керамикой, графитом, стеклом и др.), а также пластмассы.

Сварка - экономически выгодный, высокопроизводительный и в значительной степени механизированный технологический процесс, широко применяемый практически во всех отраслях машиностроения.

Физическая сущность процесса сварки заключается в образовании прочных связей между атомами и молекулами на соединяемых поверхностях заготовок. Для образования соединений необходимо выполнение следующих условий: освобождение свариваемых поверхностей от загрязнений, оксидов и адсорбированных на них инородных атомов; энергетическая активация поверхностных атомов, облегчающая их взаимодействие друг с другом; сближение свариваемых поверхностей на расстояния, сопоставимые с межатомным расстоянием в свариваемых заготовках.

В зависимости от формы энергии, используемой для образования сварного соединения, все виды сварки разделяют на три класса: термический, термомеханический и механический.

К термическому классу относятся виды сварки, осуществляемые плавлением с использованием тепловой энергии (дуговая, плазменная, электрошлаковая, электронно-лучевая, лазерная, газовая и др.).

К термомеханическому классу относятся виды сварки, осуществляемые с использованием тепловой энергии и давления (контактная, диффузионная и др.).

К механическому классу относятся виды сварки, осуществляемые с использованием механической энергии и давления (ультразвуковая, взрывом, трением, холодная и др.).

Свариваемость - свойство металла или сочетания металлов образовывать при установленной технологии сварки соединение, отвечающее требованиям, обусловленным конструкцией и эксплуатацией изделия. 1. Общая часть .1 Характеристика заданной сварной конструкции Данная сварная конструкция - ёмкость под воду. Система представляет собой сосуд расположенный вертикально, имеет крышку и сливной кран. В рабочем состоянии емкость заполнена водой.

Сварочное производство заняло важное место в различных отраслях промышленности и строительстве, благодаря своим преимуществам перед другими стадиями производства изделия. В сварочном производстве дальнейшая механизация и автоматизация, применение поточных и конвейерных линий, внедрение прогрессивных технологических процессов и оборудования будет способствовать повышению производительности труда, улучшению качества сварных конструкций, уменьшению расходов электроэнергии и сварочных материалов, улучшений условий труда.

Важным преимуществом сварки является возможность при производстве изделия выбрать его наиболее рациональную конструкцию. Сварочные соединения по прочности, как правило, не уступают прочности того металла, из которого сделаны изделия. Сварные конструкции хорошо работают при знакопеременных и динамических нагрузках, при высоких и низких температурах и давлениях. Сварка способствует экономному расходу материалов и применению автоматизированных и механизированных способов производства. Механизация и автоматизация является важнейшим средством повышения производительности труда, улучшения качества и условий труда.

Рациональное использование современных возможностей сварочной техники в машиностроении и строительстве во многом зависит от проектов сварочных конструкций. Применение современных методов расчета сварочных конструкций позволяет существенно повысить эксплуатационные характеристики конструкции.

В данном курсовом проекте проработана замена ручной дуговой сварки штучными электродами механизированной сваркой в среде углекислого газа плавящимся электродом, что позволило снизить себестоимость изготовления аппарата, улучшить качество изделия и условия труда при сварочных работах.

1. Характеристика металла, его свариваемость

Для изготовления емкости применяется сталь Ст3сп. Сталь низкоуглеродистая перлитного класса, с содержанием углерода 0,14-0,22, хорошо сваривается любыми способами без применения особых приемов (подогрева, термической обработки). Сварные соединения легко обрабатываются режущим инструментом. Эта сталь менее склонна к старению и отличается меньшей реакцией на сварочный нагрев, в связи с раскислением ее марганцем, алюминием и кремнием, что приводит к более равномерному распределению серы и фосфора. Назначение - несущие элементы сварных и несварных конструкций и деталей, работающих при положительных температурах. Фасонный и листовой прокат (5-й категории) - для несущих элементов сварных конструкций, работающих при переменных нагрузках: при толщине проката до 25 мм в интервале температур от -40 до +425°С; при толщине проката свыше 25 мм - от -20 до +425°С при условии поставки с гарантируемой свариваемостью.

Технологические свойства

Температура ковки, °С: начала 1300, конца 750. Охлаждение на воздухе. Сваривается без ограничений; способы сварки:

- Ручная дуговая сварка;

- Автоматическая дуговая сварка под флюсом и газовой защитой;

Для толщины свыше 36 мм рекомендуется подогрев и последующая термообработка. Флокеночувствительность - не чувствительна. Склонность к отпускной хрупкости - не склонна. Сталь Ст3сп обыкновенного качества в соответствии с ГОСТ 380-2005. По группе В сталь поставляют по химическому составу и механическим свойствам.

Таблица 1 - Химический состав Ст3сп ГОСТ 380-2005 в процентах

Для многих жителей многоэтажек не известны проблемы владельцев частных домов. К примеру, сварка бака для наполнения водой может вызвать у городских жителей лишь ироническую усмешку. А между тем вопрос не праздный. Актуальность проблемы заключается в вопросе, по какому пути пойти – заказать готовое изделие или сварить самостоятельно ёмкость для воды.

Два варианта решения вопроса

Для изготовления емкости для сбора воды, можно обратиться за помощью к специалистам. Они сварят бочку или бак по вашим чертежам и размерам или предложат свой вариант конструкции. Но за качественную продукцию нужно будет выложить круглую сумму.

Поэтому многие жители частного сектора выбирают второй вариант: самостоятельно изготовить емкости, получая при этом экономию собственных средств и моральное удовлетворение от процесса сварки.

Варианты применения

Накопительные ёмкости актуальны в местах, где существуют перебои с водоснабжением. В помещениях баки для воды устанавливаются чаще всего в горизонтальном положении.

Резервуары служат для хранения дождевой воды и водопроводной. С их помощью можно организовать летний душ или держать их в целях пожарной безопасности, чтобы можно было погасить огонь.

В них можно накапливать воду для полива растений, сада и огорода. Часто баки круглой формы монтируются в бане для накопления воды. Различают множество конструкций, которые могут быть круглой, прямоугольной или иной формы.

Важно понимать, для чего нужен бак. Если он используется неактивно, то вода, которая находится в нём, способствует размножению водорослей и микроорганизмов. Тем более, если ёмкость постоянно находится на открытой местности под солнечными лучами.

Следовательно, выбор объём бака – это одна из главных задач, перед началом его изготовления. Баки из черного металла надо обязательно грунтовать и красить, чтобы он не ржавели.

Этапы сварки

На первоначальном этапе сварки под углы листа, которое будет служить дном, нужно подложить доски. Важно, чтобы толщина подложки была одинаковой. Это даст ровную плоскость по всей длине и в углах конструкции.

В процессе сварки необходимо постоянно проверять, не выходят ли стороны за пределы основания. Можно сразу прихватить все стороны между собой, затем сваривать с основанием.

Листы должны плотно прилегать друг к другу. Следующий этап – это окончательная сварка швов. Сварку можно выполнять внутри бака или снаружи.

Непроваров быть недолжно. На самостоятельную сварку уходит около 7-8 рабочих часов.

Рекомендуется делать конструкцию жёсткой. Для этого используют угольники внутри бака и с наружной стороны. Для слива воды в нижней части вваривается труба с контрольным краном.

Обязательно надо отбросить лень и проверить конструкцию на герметичность. После выполнения работ следует приготовить меловой раствор и нанести его на швы с внутренней стороны.

Если жидкость не проявляется, то всё нормально. Если появились пятна, то проблемный участок следует проварить ещё раз. Проверку и повторную сварку лучше выполнить сразу перед покраской.

Монтаж можно выполнить на предварительно заложенные кирпичи, но лучше использовать подставку. Далее наполнить бак водой и несколько дней понаблюдать: не проявилась жидкость на стенках конструкции.

Из нержавейки и алюминия

В процессе самостоятельного изготовления бака из нержавейки рекомендуется использовать металл 1,1-2 мм. Для предотвращения вздутия наполненной конструкции надо устанавливать расширительные бачки для защиты от излишнего давления.

Можно использовать в качестве рабочего материала пищевую или техническую сталь. Понятно, что пищевая нержавейка обойдётся дороже.

Распространёнными методами сварки считаются работа вольфрамовыми электродами в аргоне или порытыми электродами. Возможен вариант аргоновой сварки полуавтоматом с использованием нержавеющей проволоки.

Алюминиевые баки можно сварить самостоятельно, однако процесс связан с выполнением ряда технических условий, которые подвластны только специалистам:

необходимо рассчитать габариты ёмкости для воды;
правильно подобрать марку нержавеющего материала;
вычислить толщину стенки, чтобы избежать вздутия конструкции;
при использовании люка или крыши определиться с её типом;
определиться с наличием перегородок, каркаса и окантовки;
владеть навыками сварки.

Многое в этом процессе зависит от используемых сварочных аппаратов и мастерства сварщика. При неправильной сварке возможно проявление микроскопических трещин, через которые со временем будет просачиваться жидкость.

Обычно из нержавеющей стали изготавливают баки для хранения воды. Ёмкости для бани из нержавейки лучше заказывать на постоянно действующем производстве. Окрашивать их не надо, так ка при нагреве краска будет испаряться, загрязняя воздух и воду.

Советы специалистов

Что касается объёма нержавеющей конструкции, в бане, рассчитанной на 2-3 человек, целесообразнее устанавливать бак для воды от 50 до 80 литров. По формуле 25-30 литров воды на одного посетителя.

Производственники обычно предлагают для баков листы толщиной 1 мм. При самостоятельной сварке рекомендуется использовать листы толщиной 1,2-1,8 мм. Варианты конструкций могут быть разными по размерам и форме.

Сварка баков для воды из алюминия – процесс сложный, требующий от мастера практических навыков работы с этим металлом, пониманию чертежей и двух рук, которые дружат с инструментом.

Изготовление баков для душа, бани и других нужд можно выполнить своими силами, хотя одного желания мало. Если что-то не получается, то можно проконсультироваться у человека, владеющего навыками сварки.

Самостоятельное изготовление позволяет получить максимально практичную конструкцию, неоценимый опыт и сэкономить средства.

Сварка емкостей из металла сегодня крайне востребована. Такие конструкции используются для хранения и перевозки воды и технических жидкостей, нефти и сжиженного газа, разнообразных сыпучих веществ. Изделия могут отличаться по объему и массе, диаметру и высоте.

Однако в связи с тем, что некоторые емкости предназначены для хранения опасных веществ, технология изготовления – в том числе и сварка – подобных конструкций должна соответствовать определенным требованиям. И все заказчики, а тем более производители обязаны это хорошо понимать.

Разновидности емкостей

Резервуары и емкости делятся на следующие группы в зависимости от материала, из которого они изготовлены:

полимерные или синтетические;
каменные;
железобетонные;
металлические;
ледогрувные, земляные и те, что расположены в горных выработках.

Основные материалы для производства металлических резервуаров – алюминий, нержавеющая и низкоуглеродистая пластичная стали.

Срок службы стальных резервуаров ограничен их низкой стойкостью к коррозии и быстро возникающей разгерметизацией сварных швов, что является большим недостатком изделий. Повысить коррозийную стойкость помогает цинк или полимерная пленка, которой покрывают металлические емкости изнутри. Снаружи их обрабатывают защитной краской или различными полимерами. Емкости, изготовленные из алюминия и нержавеющей стали, хоть и не имеют перечисленных недостатков, однако существенно дороже стальных.

Рекомендуем статьи по металлообработке

Принципиальное значение для определения назначения изделия имеет вид жидкости, для хранения которой они создаются. В соответствии с этим критерием изделия делятся на следующие резервуары:

для воды;
для разных пищевых жидкостей;
для хранения нефти и нефтепродуктов;
для размещения сжиженного газа;
для различной химической продукции и пр.

Кроме того, емкости и резервуары подразделяются в соответствии с их конструктивным решением на:

цилиндрические;
прямо- или многоугольные;
имеющие сложные конструктивные формы (например, торовидные или каплевидные и пр.);
шарообразные.

Преимущества емкостей из металла

Металлические резервуары имеют ряд преимуществ по сравнению с пластиковыми или бетонными изделиями. Это, прежде всего, долгий срок службы и прочность. Хрупкость пластика приводит к его ускоренному старению и разрушению, а бетон не любит длительного контакта с водой – из-за этого он разрушается. В отличие от них, сталь способна служить долгие годы при сильных морозах, жаре и больших механических нагрузках. Металлические емкости и резервуары являются лучшими по соотношению их стоимости и характеристик. Это стало причиной их высокой популярности.

Иными преимуществами металлических резервуаров являются:

достаточно широкая сфера использования – поскольку металл не взаимодействует с содержимым, в том числе с кислотами;
большой диапазон температур – емкости могут быть установлены как в суровых условиях (от -60 °С), так и в жарких (до +180 °С);
стойкость к воздействию огня – в металлических резервуарах хранятся вода и песок как средства борьбы с огнем.

Технологический процесс сварки емкостей

Производство вертикальных и горизонтальных резервуаров различаются технологией изготовления. Листовой метод применяют для горизонтальных конструкций, а вертикальные изделия производят методом монтажа листов металла из рулона.

Однако технология подготовительных работ не зависит от того, горизонтальный или вертикальный резервуар будет изготовлен. Она включает:

Оформление заказа на изготовление емкости (резервуара) на производстве с указанием сферы применения, размеров и прочей информации.
Разработка проекта на основе указанных в заказе данных. В нем, помимо конструкторской документации, должны быть прописаны материалы, из которых будет изготовлено изделие, и толщина их листов.
Изготовление емкости в соответствии с проектом. После окончания производства резервуар тестируют по следующим параметрам: прочность, герметичность и стойкость к износу.

VT-metall предлагает услуги:

Лазерная резка металла Гибка металла Порошковая покраска металла Сварочные работы

Технология, в соответствии с которой происходит изготовление емкостей, имеет несколько этапов:

Сортировка листов металла и деталей из него, а также их проверка на повреждения и качество изготовления.
Формирование упаковки с листами, требуемыми для изготовления определенной емкости.
Обработка кромок листов металла на специальном оборудовании и последующая их установка на станок для изготовления резервуара.
Рулонирование и сварка емкостей.

Изготовление герметичного резервуара. Технология сварки емкости предполагает несколько этапов, которые проходят на нижнем и верхнем ярусах станков.
Укрепление готовых полотнищ емкости на каркасе и последующая их обработка: окраска, дополнение различными элементами.
Маркировка резервуара является последним этапом. Все емкости обязательно его проходят, поскольку это металлоконструкции, к которым предъявляют специальные требования.

Внедрение на производственных предприятиях современного оборудования позволило автоматизировать практически все этапы изготовления резервуаров.

О способах сварки емкостей

Для изготовления качественного резервуара необходимо подобрать такую технологию и способ сварки емкостей, чтобы процесс соединения был высокоэффективным с экономической точки зрения и имел хорошую производительность. В то же время сварные швы должны быть однородными и показывать сплошность материала, при этом прочными, твердыми и пластичными, а также хладостойкими, иметь высокую ударную вязкостью и минимальную деформацию соединяемых деталей изделия.

В условиях промышленного производства используют следующие способы соединения для изготовления резервуаров: сварка емкостей полуавтоматом или автоматом с защитой флюсом, сварка емкости под давлением, механизированная работа в среде углекислого газа или смеси, в основе которой лежит аргон. Сварка емкости аргоном должна идти в соотношении 82 % основного газа и 18 % углекислоты.

Ниже размещена таблица, в которой можно ознакомиться со способами сварки, рекомендуемыми специалистами. Они разбиты по типам сварных швов, используемым для создания различных емкостей, и методам сборки резервуаров, включающим полистовой, рулонный и комбинированный.

Изготовления герметичной емкости ручной дуговой сваркой требует больших удельных тепловложений. Это способствует повышенной вероятности деформации конструкции при сварке, при этом работа происходит с низкой производительностью. Исходя из этого, следует ограничить использование данного метода для сборки емкостей.

Таблица № 1. Рекомендуемые специалистами способы сварки при рулонной сборке резервуаров.

Вид сварного соединения

Способ его создания

Стыковые соединения краев днища емкости

1. Механизированная сварка в среде углекислого газа.

2. Механизированная сварка с использованием порошковой проволоки

Соединения центральных частей днища

1. Автоматическая сварка с защитой флюсом.

2. Механизированная сварка с применением порошковой проволоки.

3. Механизированная сварка в углекислоте

Стыковые швы стенок

1. Механизированная сварка с защитой углекислым газом

Уторные соединения стенок и днища

1. Механизированная сварка в среде углекислоты.

2. Механизированная сварка с использованием порошковой проволоки.

3. Автоматическая сварка под защитой флюсом

Сварные швы каркаса у крыши при создании блоков

1. Механизированная сварка в углекислоте

Соединения патрубков и люков на крыше и стенках резервуара

1. Механизированная сварка под защитой углекислоты

Сварные швы при соединении крыши и колец жесткости со стенками

1. Механизированная сварка в среде углекислого газа.

2. Сварка ручная дуговая

Сварные соединения при настиле крыши

1. Механизированная сварка в углекислоте.

2. Механизированная сварка с использованием порошковой проволоки

Сварные швы плавающей крыши и понтонов

1. Механизированная сварка в среде углекислого газа.

2. Механизированная сварка с использованием порошковой проволоки

· В ветреную погоду сварка под углекислым газом должна происходить с использованием технологии, позволяющей увеличить стойкость струи защитного газа и устойчивость к образованию пор. Либо нужно обеспечить рабочую зону ограждениями, препятствующими проникновению ветра.

· Любой из перечисленных швов может быть выполнен методом ручной дуговой сварки

Таблица 2. Рекомендуемые способы сварки емкостей при полистовой и комбинированной сборке.

Рекомендуемый способ его создания

1. Автоматическая сварка с принудительным созданием шва проволокой (активированной или порошковой).

2. Механизированная сварка в среде углекислого газа

Горизонтальные соединения на стенках

1. Автоматическая сварка под защитой флюсом.

2. Механизированная сварка в углекислом газе.

3. Сварка порошковой проволокой с полупринудительным созданием шва

· Любой из перечисленных швов может быть выполнен методом ручной дуговой сварки

Требования к оборудованию для сварки емкостей

Существует ряд требований, предъявляемых к оборудованию для производства резервуаров и емкостей. Оно должно обеспечивать:

высокое качество швов;
отличную скорость сварки;
недопущение прожогов и коробления конструкций;
небольшое время на обработку изделия после окончания сварки;

малое количество выбрасываемых в ходе работ газов и небольшое разбрызгивание материала – этого можно достигнуть автоматической регулировкой тока;
точность установленных параметров проплавления и вложения тепла.

Возможность регулировки проплавления, а также тепловложения позволяет снизить вероятность прожога изделий, чего требуют современные стандарты.

Особенности сварки габаритных металлических емкостей

Сварка стальных резервуаров больших размеров имеет свои особенности. Это длинные швы, работа в различных пространственных положениях и пр. Все это приводит к разнообразию вариантов средств и способов проведения сварки, а также материалов для ее проведения.

Значительная протяженность сварных швов является основной особенностью производства крупногабаритных емкостей из металла. Для таких работ больше всего подходит механизированный способ. Но при изготовлении резервуаров очень больших размеров часть сварочных операций приходится переносить на монтажную площадку.

Еще одной особенностью изготовления резервуаров большого размера стало использование в качестве материала сталей разных марок и толщины. Кроме того, важно обеспечить возможность сварки некоторых элементов конструкции в разном пространственном положении.

Наиболее важными частями крупногабаритных емкостей являются большие металлические листы. К ним, а также к качеству сварных швов предъявляются особые требования.

Выбор материалов, а также средств и способов сварки базируется на разнообразии всех вышеперечисленных особенностей. Например, надежность швов достигается сочетанием технологии и контроля сварки, основного, а также дополнительного (сварочного) материала, формы металлической конструкции.

Металлические резервуары большого размера изготавливают механизированным способом, с помощью электрошлаковой или автоматической сварки под защитой флюсом. Работа с патрубками, короткими швами в неудобном положении, технологической оснасткой идет, как правило, ручным методом покрытыми электродами. Может также использоваться сварка емкости для воды с использованием порошковой проволоки, а также механизированная с защитой углекислотой.

Присоединение деталей в вертикальном положении к крупногабаритным емкостям из сталей может проводиться с помощью электрошлаковой сварки. Это происходит исключительно в единичных технологических процессах. Электрошлаковая сварка пришла на смену ручной, дав возможность в несколько раз нарастить производительность труда, снизив затраты на изготовление продукции.

Почему работу лучше поручить специалистам

Опыт и высокая квалификация мастеров позволяет им выполнять заказы в соответствии с общепринятыми нормами и требованиями. Их основная работа – сварка емкостей, и они ее делают с высоким профессионализмом. Кроме того, специалисты могут изготавливать резервуары и емкости прямо у заказчика, что очень важно при работе с крупногабаритными изделиями. Данную услугу предлагают многие компании.

Индивидуальный заказ на изготовление емкости дает возможность скрупулезного расчета размеров и материала, соответствующего назначению.

Помимо всего прочего, в профессиональных мастерских проводится сварка емкостей из листового металла, цена которых соразмерна высокому качеству этих изделий.

Почему следует обращаться именно к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

цветные металлы;
чугун;
нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.

Читайте также: