Файл: Дипломная работа по теме Разработка технологического процесса сварки и изготовления котла отопления.docx

ВУЗ: Не указан

Категория: Дипломная работа

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 25.10.2023

Просмотров: 545

Скачиваний: 25

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
, которые имеют все необходимые сертификаты и соответствуют нормам безопасности. Также необходимо закупить защитную экипировку, которая включает в себя защитный костюм, перчатки, очки и респиратор.

Важным элементом рабочего места является стол для сварки. Он должен быть устойчивым и иметь достаточную площадь для размещения деталей, которые будут свариваться. Для удобства работы можно установить на стол специальные крепления для деталей и инструментов.

Важно обеспечить хорошую вентиляцию помещения, где будет находиться сварщик, чтобы уменьшить риск отравления газами. Рабочее место должно быть оборудовано специальными вентиляционными системами, которые обеспечат постоянную циркуляцию воздуха.

Кроме того, необходимо обеспечить наличие пожаротушителя и организовать место для хранения газовых баллонов и других опасных материалов.


4.2. Выбор источника питания. Для сварки на переменном токе основным источником питания являются сварочные трансформаторы. Их основными функциями являются питание сварочной дуги и регулирование сварочного тока. Такие трансформаторы делят на две группы: трансформаторы с нормальным магнитным рассеянием и дополнительной реактивной катушкой-дросселем и трансформаторы с повышенным магнитным рассеянием. Применяют их при ручной и автоматической сварке под флюсом. Упрощенно схему работы трансформатора можно представить так: на стальном сердечнике находятся первичная и вторичная обмотки. Ток из сети, проходя через первичную обмотку, намагничивает сердечник, образуя тем самым переменный магнитный поток, который индуктирует ток во вторичной обмотке. Первичная обмотка сварочного трансформатора ТСК-500 неподвижна, в то время как вторичная передвигается по сердечнику, регулируя сварочный ток. Обмотка состоит из двух катушек, которые закреплены на двух стержнях магнитопровода. Она находится в нижней части сердечника. На определенном расстоянии от первичной расположена вторичная обмотка. Она также состоит из двух катушек, соединенных параллельно. Обмотка перемещается по сердечнику с помощью винта и рукоятки, находящейся на крышке кожуха трансформатора. Вторичная обмотка жестко соединена с плитой. Изменение расстояния между обмотками регулирует сварочный ток. Если рукоятку вращать по часовой стрелке, то вторичная обмотка приближается к первичной, уменьшая индуктивное сопротивление. Наблюдается возрастание сварочного тока. Вращение рукоятки против часовой стрелки увеличивает расстояние между обмотками. Это способствует возрастанию индуктивного сопротивления и уменьшению сварочного тока. С вторичной обмотки ток поступает на выход. Сварочный ток можно регулировать в пределах от 165 до 650 А. Сварочные генераторы постоянного тока обеспечивают устойчивость горения сварочной дуги, так как изменение величины сварочного тока влечет за собой уменьшение или увеличение магнитного потока. Питание электродуги происходит за счет съема напряжения с зажимов угольных щеток на коллекторе. Движение сварочного агрегата происходит при помощи двигателя внутреннего сгорания. В сварочных преобразователях ту же функцию выполняет электродвигатель. Соединение сварочного трансформатора и блока выпрямителя образует сварочный выпрямитель. Иногда для получения падающей характеристики сюда подключают дроссель. Принцип действия выпрямителей основан на свойстве полупроводников проводить ток только в одном направлении. Наибольшее распространение получили выпрямители с кремниевыми и селеновыми полупроводниковыми элементами. В сварочных выпрямителях применяют трехфазную мостовую схему выпрямления. При такой схеме возникает меньшая импульсация выпрямленного напряжения, и питающая сеть переменного тока получает более равномерную загрузку. Выпрямители имеют высокие динамические свойства из-за меньшей электромагнитной инерции. Здесь ток и напряжение при переходных процессах меняются почти мгновенно. Здесь отсутствуют вращающиеся части, что делает установку надежной и простой в эксплуатации. Выпрямители с падающими внешними характеристиками используются как для ручной дуговой сварки и резки, так и для автоматизированной. Существует несколько типов выпрямителей. Выпрямитель типа ВДГ используется при механизированной сварке в углекислом газе. Переключение режимов сварки дистанционное. Выпрямители типа ВДУ (универсальные сварочные) применяются для однопостовой механизированной сварки под флюсом и в углекислом газе. Обратная связь по току используется для получения падающих внешних характеристик. Магнитный усилитель применяется в качестве датчика. Тип ВДГУ можно использовать для ручной дуговой сварки электродами. Выпрямители типа ВДГИ предназначены для импульсно-дуговой сварки плавящимся электродом в защитных газах. Выпрямители типа ВКСМ, В ДМ, В ДУМ (многопостовые сварочные) рассчитаны на номинальные длительные токи 1000–5000 А. По номинальной силе тока одного поста и коэффициенту одновременности нагрузки (0,6–0,7), устанавливается число постов. Например, выпрямитель ВДМ-1601УЗ предназначен для питания семи и девяти сварочных постов ручной дуговой сварки. Имеет жесткие внешние характеристики. Другой выпрямитель – ВДУМ-4Х401УЗ – предназначен для питания четырех сварочных постов при механизированной сварке в углекислом газе и ручной дуговой сварке. Выпрямитель здесь тиристорный, имеющий жесткие и падающие внешние характеристики. Во время эксплуатации выпрямитель должен подвергаться планово-предупредительному контролю. Один раз в два месяца необходимо очищать кремниевые вентили от пыли и грязи сжатым воздухом и тщательно проверять затяжку контактных соединений. У нового выпрямителя следует проверить сопротивление изоляции относительно корпуса. Сопротивление изоляции первичного контура должно быть не ниже 1 мОм, а вторичного – не ниже 0,5 мОм. Если сопротивление снижено, то выпрямитель просушивают внешним нагревом или обдувом теплым воздухом. Выпрямители, хранившиеся более одного года, следует включать на 20 минут на напряжение, равное половине номинального значения, а затем на 4 часа – на номинальное переменное напряжение без нагрузки.


4.3. Характеристика стали.
Плотность – 7700–7900 кг/м³.
Удельный вес – 75537–77499 н/м³ (7700–7900 кгс/м³ в системе МКГСС).
Удельная теплоемкость при 20 °C – 462 Дж/(кг·°C) (110 кал/(кг·°C)).
Температура плавления – 1450–1520 °C.
Удельная теплота плавления – 84 кДж/кг (20 ккал/кг).
Коэффициент  – 39 ккал/(м·час·°C) (45,5 Вт/(м·К)).
Коэффициент линейного теплового расширения при температуре около 20 °C:
сталь Ст3 (марка 20) – (1/град); сталь нержавеющая – (1/град).
Предел прочности стали при растяжении: · сталь для конструкций – 38–42 (кГ/мм²);
сталь кремнехромомарганцовистая – 155 (кГ/мм²);
сталь машиностроительная (углеродистая) – 32–80 (кГ/мм²);
сталь рельсовая – 70–80 (кГ/мм²);\


Таблица 1. Разновидности некоторых сталей


Марки стали



Термообработка

Твердость (сердцевина-поверхность)



35

Нормализация

163–192 HB

40

Улучшение

192–228 HB

45

Нормализация

179–207 HB

45

Улучшение

235–262 HB

40Х

Улучшение

235–262 HB

40Х

Улучшение + закалка токами выс. частоты

45–50 HRC; 269–302 HB

40ХН

Улучшение

235–262 HB

40ХН

Улучшение + закалка токами выс. частоты

48–53 HRC; 269–302 HB

35ХМ

Улучшение




35ХМ

Улучшение + закалка токами выс. частоты

48–53 HRC; 269–302 HB

35Л

Нормализация

163–207 HB

40Л

Нормализация

147 HB

45Л

Улучшение

207–235 HB

40ГЛ

Улучшение

235–262 HB





4.4. Выбор электродов.

Для ручной дуговой сварки применяют стержни сварочной проволоки, на которые наносится покрытие – вещество для усиления процесса ионизации. В состав такого покрытия входят: – шлакообразующие компоненты, представляющие собой руды (титановые и марганцевые) и различные минералы (полевой шпат, гранит, кремнозем, плавиковый шпат); – газообразующие – неорганические (мрамор СаСО3, мащезит MgCO3 и др.) и органические (крахмал, древесная мука и т.п.) вещества; – легирующие элементы и элементы-раскислители – кремний, марганец, титан и другие, а также сплавы этих элементов с железом, алюминий как раскислитель вводится в покрытие в виде порошка-пудры; – связующие компоненты – водные растворы силикатов натрия и калия, называемые жидким стеклом; – формовочные добавки – вещества, придающие покрытию лучшие пластические свойства (бетонит, каолин, декстрин, слюда и др.). Для устойчивого горения дуги в покрытие вводят вещества, содержащие элементы с низким потенциалом ионизации (соли щелочных металлов, калиевое и натриевое жидкое стекло и др.). С целью повышения производительности сварки в покрытие добавляют железный порошок, содержание которого может составлять до 60% массы покрытия. Все электроды для ручной сварки можно разделить на следующие группы: В-для сварки высоколегированных сталей с особыми свойствами – 49 типов; Л – для сварки легированных конструкционных сталей в временным сопротивлением разрыву свыше 60 р МПа – пять типов (Э70, Э85, Э100, Э125, Э150); Т – для сварки легированных теплоустойчивых сталей – девять типов; У – для сварки углеродистых и низколегированных конструкционных сталей с временным сопротивлением разрыву; Н – для наплавки поверхностных слоев с особыми свойствами – 44 типа. Цифры в обозначениях типов электродов для сварки конструкционных сталей означают гарантируемый предел прочности металла шва. Ниже дана таблица применения электродов.


5. Изготовление отопительного котла своими руками.

Если вы планируете изготовление котла отопления своими руками, то рекомендуется начать с простых моделей, чтобы научиться основам и избежать ошибок.

Сборка простого котла отопления может состоять из следующих шагов:


Необходимо выбрать подходящий материал для корпуса котла. Рекомендуется использовать металлические трубы диаметром не менее 50 мм.

После выбора материала, нужно сформировать корпус котла. Для этого можно использовать сварку или металлические зажимы. Важно убедиться, что корпус котла прочный и устойчивый.

Далее нужно добавить к корпусу котла топку для горения топлива. Рекомендуется использовать металлический бочон или другой металлический контейнер, который будет служить топкой.

После этого нужно установить на дне топки металлическую решетку, на которую будет укладываться топливо.

Далее нужно добавить в котел систему подвода воды и отвода пара. Для этого необходимо использовать металлические трубы диаметром не менее 25 мм.

Важно убедиться, что трубы расположены таким образом, чтобы обеспечить эффективный циркуляцию теплоносителя.

После установки системы водоснабжения, нужно добавить систему циркуляции теплоносителя. Для этого необходимо установить насос, который будет обеспечивать циркуляцию теплоносителя по системе отопления.

Наконец, нужно подготовить дымоход и установить его на котел. Дымоход должен быть достаточно длинным и прочным, чтобы обеспечивать эффективное удаление продуктов сгорания.

Наконец, необходимо провести тестовый запуск системы отопления и убедиться в ее эффективности и безопасности. При необходимости, можно внести корректировки и внесение улучшений в систему отопления.

Важно помнить, что изготовление котла отопления своими руками может потребовать значительных усилий и знаний в области металлообработки и теплообмена. Поэтому, если вы новичок, то рекомендуется начать с простых моделей и получить опыт перед тем, как перейти к более сложным проектам.



6. Дефекты при работе и техника безопасности.

Дефекты, образующиеся при сварке, и их устранение Каждый производственный процесс предполагает определенные отклонения от требований технический норм. Если такие отклонения выходят за пределы установленных допусков для конкретного изделия – это брак, дефект, который должен быть устранен. Если устранение дефекта невозможно, изделие не может быть принято к эксплуатации. В сварочном производстве изделием является правильно сваренное изделие, узел, конструкция. В изделиях, выполненных сваркой, дефекты различаются по месту их расположения и по причинам возникновения. Рассмотрим их. Причины возникновения дефектов – это те, возникновение которых связано с неправильной подготовкой и сборкой элементов, нарушением режима сварки, неисправностью оборудования, небрежностью и низкой квалификацией сварщика и другими нарушениями технологического процесса.
К дефектам этой группы относятся:
несоответствие швов расчетным размерам
непровары
подрезы
прожоги
наплывы
незаваренные
кратеры



Дефекты по причинам их возникновения связаны с явлениями, происходящими в процессе кристаллизации и формирования самой сварочной ванны и окончательного формирования шва. Это и трещины в самом шве и в околошовной зоне, шлаковые включения, поры. Дефекты по месту их расположения – это трещины и поры, выходящие на поверхность металла, непровары, прожоги, подрезы, наплывы – все они относятся к наружным дефектам и могут быть обнаружены внешним осмотром. К внутренним дефектам относятся те же трещины, непровары, включения и поры, но находящиеся внутри шва и не выходящие на поверхность. Их обнаруживают только методами неразрушающего контроля.



Техника безопасности при изготовлении котла.
Воздух в рабочих помещениях при металле загрязняется разными частицами пыли. Наряду с кратковременным отравлением, которое проявляется в виде головокружения, головной боли, тошноты, рвоты, слабости отравляющие вещества также могут откладываться в тканях организма человека, тем самым вызывая профессиональные хронические заболевания. При выполнении разметочных работ необходимо соблюдать следующие правила техники безопасности:
установку заготовок на плиту и снятие с плиты необходимо выполнять только в:




  • 1. рукавицах комбинированных.

  • 2. заготовки, приспособления надёжно устанавливать не на краю плиты, а ближе к середине.

  • 3. перед установкой заготовок на плиту следует её проверить.

При газовой сварке возможны взрывы ацетиленового и кислородного баллонов в момент их открытия, если на штуцере баллона или на клапане редуктора имеется масло, также возможен пожар в помещение, воспламенение одежды и ожоги у электрогазосварщика при неосторожном обращении с газовой горелкой, ожоги глаз в случае неиспользования электрогазосварщиком светофильтров. Поэтому необходимо строго соблюдать и выполнять правила техники безопасности при выполнении газоэлектросварочных и других огневых работ.

1. При эксплуатации бензорезов следует соблюдать требования инструкции по их применению.

2. При эксплуатации необходимо убрать баллон с бензином, как можно дальше от открытого огня и попадания прямых солнечных лучей.

3. Предохранять кислородные баллоны от толчков и ударов при транспортировке и хранении. Их транспортировка должна осуществляться на специальных носилках, тележках, рессорных транспортных средствах и в контейнерах. На рабочих местах баллоны должны крепиться в вертикальном положении на значительном расстоянии от нагревающихся приборов, и попадании прямых солнечных лучей. Совместное хранение баллонов с горючими газами и кислородом не допускается. Особенно следует обращать внимание на наличие масла или грязи на штуцере вентиля кислородных баллонов.