Здесь можно найти учебные материалы, которые помогут вам в написании курсовых работ, дипломов, контрольных работ и рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение оригинальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение оригинальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения оригинальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, РУКОНТЕКСТ, etxt.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии так, что на внешний вид, файл с повышенной оригинальностью не отличается от исходного.

Результат поиска


Наименование:


курсовая работа Дуговая сварка

Информация:

Тип работы: курсовая работа. Добавлен: 06.05.2013. Год: 2012. Страниц: 35. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


Содержание
 
Введение 
 
    1. Анализ технологического процесса и условия образования 
опасных и вредных  факторов
 
      Сущность процесса
 
         1.2 Классификация дуговой сварки
      
         1.3 Физико-химические процессы
 
    Анализ реализации исследуемой технологии на выбранном производственном  участке.  Действие опасных факторов и вредных факторов  на рабочем месте
 
 
                  2.1 Выявление опасных производительных факторов
 
        2.2 Расчет интегральной оценки тяжести труда
 
3)
3.1 Разработка перечня мероприятий по снижению уровня   воздействия 
    опасных и вредных  факторов
3.2 Интегральная оценка после  проведения мероприятий по снижению 
  уровня воздействия опасных  и вредных факторов
 
4) Результаты инженерно-технических расчетов
 
               Заключение
 
              Литература
 
 
 
 
 
 
 


Введение
 
Сварка - это один из ведущих технологических процессов обработки металлов. Большие преимущества сварки обеспечили её широкое применение в народном хозяйстве. С помощью сварки осуществляется производство судов, турбин, котлов, самолётов, мостов, реакторов и других необходимых конструкций.
Сваркой называется технологический процесс получения неразъёмных соединений посредством установления межатомных связей между свариваемыми частями при их местном или общем нагреве, или пластическом деформировании, или совместным действием того и другого.
Сварное соединение металлов характеризует непрерывность структур. Для получения сварного соединения нужно осуществить межмолекулярное сцепление между свариваемыми деталями, которое приводит к установлению атомарной связи в пограничном слое.
Если зачищенные поверхности  двух соединяемых металлических  деталей при сжатии под большим  давлением сблизить так, чтобы могло  возникнуть общее электронное облако, взаимодействующее с ионизированными атомами обоих металлических поверхностей, то получаем прочное сварное соединение. На этом принципе основана холодная сварка пластичных металлов.
При повышении температуры  в месте соединения деталей амплитуды  колебания атомов относительно постоянных точек их равновесного состояния увеличиваются, и тем самым создаются условия более легкого получения связи между соединяемыми деталями. Чем выше температура нагрева, тем меньшее давление требуется для осуществления сварки, а при нагреве до температур плавления необходимое давление становится равным нулю.
Кусок твёрдого металла  можно рассматривать как гигантскую молекулу, состоящую из атомов, размещённых  в строго определённом, зачастую очень  сложном порядке и прочно связанных  в одно целое силами межатомного взаимодействия.
Принципиальная сущность процесса сварки очень проста. Поверхностные  атомы куска металла имеют  свободные, ненасыщенные связи, которые  захватывают всякий атом или молекулу, приблизившуюся на расстояние действия межатомных сил. Сблизив поверхности двух кусков металла на расстояние действия межатомных сил или, говоря проще, до соприкосновения поверхностных атомов, получим по поверхности соприкосновения сращивание обоих кусков в одно монолитное целое с прочностью соединения цельного металла, поскольку внутри металла и по поверхности соединения действуют те же межатомные силы. Процесс соединения после соприкосновения протекает самопроизвольно (спонтанно), без затрат энергии и весьма быстро, практически мгновенно.
Объединение отдельных объёмов конденсированной твёрдой или жидкой фазы в один общий объём сопровождается уменьшением свободной поверхности и запаса энергии в системе, а потому термодинамически процесс объединения должен идти самопроизвольно, без подведения энергии извне. Свободный атом имеет избыток энергии по сравнению с атомом конденсированной системы, и присоединение свободного атома сопровождается освобождением энергии. Такое самопроизвольное объединение наблюдается на объёмах однородной жидкости.
Металлы с малой твёрдостью, например, свинец, достаточно прочно соединяются уже при незначительном сдавливании. У более важных для техники металлов твёрдость настолько велика, что поверхность действительного соприкосновения очень мала по сравнению с общей кажущейся поверхностью соприкосновения, даже на тщательно обработанных и пригнанных поверхностях.
На процесс соединения сильно влияют загрязнения поверхности  металла - окислы, жировые плёнки и  пр., а также слои адсорбированных  молекул газов, образующиеся на свежезачищенной  поверхности металла под действием атмосферы почти мгновенно. Поэтому чистую поверхность металла, лишенную слоя адсорбированных газов, можно сколько-нибудь длительно сохранить лишь в высоком вакууме. Такие естественные условия имеются в космическом пространстве, где металлы получают способность довольно прочно свариваться или “схватываться” при случайных соприкосновениях. В обычных же, земных условиях приходится сталкиваться с отрицательным действием, как твёрдости металлов, так и слоя адсорбированных газов на поверхности. Для борьбы с этими затруднениями техника использует два основных средства: нагрев и давление..
 
 
1. Анализ технологического процесса и условия образования     опасных и вредных факторов.
 
      Сущность дуговой сварки
 
Из разных методов  сварки (дуговой, точечной, газовой) в домашних условиях особый интерес представляет метод дуговой сварки. Хотя и другие способы не слишком сложны, но из-за высокой стоимости сварочного оборудования их целесообразно использовать только при постоянном применении, что в домашней работе случается крайне редко.
 Требуемую  температуру для сварки создают  за счет электрической дуги.  
Сварочной дугой  называется мощный устойчивый электрический  разряд, происходящий в газовом промежутке между электродом и изделием.    
 В зоне  дуги возникает высокая температура, которая приводит к расплавлению электрода и кромок соединяемых деталей.
 
Дуговая сварка - процесс, при котором теплота, необходимая для нагрева и плавления металла, получается за счет дугового разряда, возникающего между свариваемым металлом и электродом. Под действием теплоты электрической дуги кромки свариваемых деталей и электродный металл расплавляются, образуя сварочную ванну, которая некоторое время находится в расплавленном состоянии. При затвердевании металла образуется сварное соединение. Энергия, необходимая для образования и поддержания дугового разряда, получается от источников питания дуги постоянного или переменного тока.
Электрическая дуга - это своеобразный проводник электрического тока. В отличие от металлических проводов дуга как проводник представляет собой газовый канал, содержащий в своём объеме по всей длине наряду с нейтральными атомами газа электрически заряженные частицы: электроны и ионы. Под действием разности потенциалов, которая приложена к электродам, в газовом проводящем канале устанавливается упорядоченное движение заряженных частиц - электрический ток. Прохождение тока через газ получило название электрического разряда. Физические явления, возникающие при электрическом разряде, зависят от рода и давления газа, материала и геометрии электродов, а так же от силы тока. Эти факторы обусловливают возникновение  различных видов электрического разряда. Электрической дугой принято считать конечную форму электрического разряда, развившегося при любых обстоятельствах, если сила тока, проходящего через газ, превышает 0,1 А. Характерной чертой дугового разряда является большая плотность тока в газе и на электродах по сравнению со всеми другими формами устойчивых разрядов при том же давлении газа. Дуговой термический разряд, используемый для сварки, называют сварочной дугой. Сварочная дуга, образуя ярко светящийся высокотемпературный факел, в зависимости от силы тока и типа применяемых электродов может иметь длину газового промежутка от одного до нескольких миллиметров. В дуге различают три области: прикатодную, газовый столб дуги и прианодную. Сварочные дуги, используемые в технологических процессах сварки, классифицируют по ряду признаков.  
   По составу материала электрода различают дугу с плавящимся и неплавящимся электродом; по роду тока - дугу постоянного и дугу переменного тока; по полярности постоянного тока - дугу прямой полярности и обратной полярности; на переменном токе различают дуги однофазную и трехфазную. 
   Источником питания (ИП) сварочной дуги называют устройство, которое обеспечивает необходимый род и силу тока дуги. Источник питания и сварочная дуга образуют взаимосвязанную энергетическую систему, в которой ИП выполняет следующие основные функции: обеспечивает условия начального возбуждения дуги, ее устойчивое горение в процессе сварки и возможность производить настройку параметров режима. По роду тока в сварочной цепи различают источники переменного тока - сварочные однофазные и трехфазные трансформаторы, специализированные установки для сварки алюминиевых сплавов, а также источники постоянного тока - сварочные выпрямители и генераторы с приводами различных типов. По количеству обслуживаемых постов могут быть однопостовые и многопостовые, а по применению - общепромышленные источники питания. К общепромышленным относятся источники питания для ручной дуговой сварки покрытыми электродами, а также для механизированной сварки под флюсом.
В настоящее  время дуговая сварка занимает наибольшее распространение среди других видов  сварки. Признаком дуговой сварки является то, что источником тепла в зоне сварки является дуговой разряд высокой температуры. Температура дуги имеет температуру от 6 тыс.°С и выше. Это дает возможность сваривать любые металлы. Сварочная дуга может быть как прямого так и косвенного действия. 
    Дуга прямого действия горит между электродом и свариваемыми деталями.
    Дуга косвенного действия горит между двумя электродами, а свариваемые детали не включены в цепь сварочного тока.
 
 Для защиты расплавленного металла от воздействия воздуха  и улучшения химического состава  наплавленного металла прибегают  к шлаковой защите. С этой целью  на стержень электрода наносят покрытие или обмазку. В состав электродного покрытия входят минеральные шлакообразующие вещества, ферросплавы, вещества разлагающиеся с образованием защитных газов и т.д. Широкое распространение ручной дуговой сварки в наше время объясняется универсальностью и простотой этого способа.  
Ручная дуговая сварка (РДС) обеспечивает высокое качество сварных соединений и поэтому применяется для изготовления ответственных конструкций из стали, различных цветных металлов и сплавов, а также на ремонтных работах.
1.2 Классификация дуговой сварки.
Классификация дуговой сварки производится в зависимости от степени механизации процесса сварки, рода тока и полярности, типа дуги, свойств электрода, вида защиты зоны сварки от атмосферного воздуха и др.
По степени механизации дуговая сварка подразделяется:
    ручная дуговая сварка
    полуавтоматическая дуговая сварка
    автоматическая дуговая сварка
Отнесение процессов  к тому или иному способу зависит  от того, как выполняются зажигание  и поддержание определенной длины дуги, манипуляция электродом для придания шву нужной формы, перемещение электрода по линии наложения шва и прекращения процесса сварки.
При ручной дуговой сварке указанные операции, необходимые для образования шва, выполняются человеком вручную без применения механизмов.
При полуавтоматической дуговой сварке плавящимся электродом механизируются операции по подаче электродной проволоки в сварочную зону, а остальные операции процесса сварки осуществляются вручную.
При автоматической дуговой сварке под флюсом механизируются операции по возбуждению дуги, поддержанию определённой длины дуги, перемещению дуги по линии наложения шва. Автоматическая сварка плавящимся электродом ведётся сварочной проволокой диаметром 1-6 мм; при этом режим сварки (ток, напряжение, скорость перемещения дуги и др.) более стабилен, что обеспечивает однородность качества шва по его длине, в то же время требуется большая точность в подготовке и сборке деталей под сварку.
    Стремление повысить производительность электродуговой сварки, улучшить качество швов и одновременно облегчить труд сварщиков привело к созданию автоматической и полуавтоматической сварки под слоем флюса.
Сущность процесса автоматической сварки заключается  в следующем: голая электродная  проволока с катушки подаётся в зону дуги автоматической головкой, двигающейся вдоль шва; впереди головки из бункера по трубе на свариваемые кромке подаётся флюс, покрывающий поверхность металла в зоне шва слоем толщиной 50 –60 мм. Электрическая дуга горит под слоем флюса в создаваемом ею газом пузыре, окруженном средой расплавленного флюса.
Благодаря некоторому давлению флюса на поверхность жидкой ванны в процессе сварки устраняется  разбрызгивание металла и получается хорошее формирование шва, даже при  очень больших токах, достигающих 1000 – 200 А. Расплавляемая в процессе сварки и затем затвердевающая часть флюса образует на поверхности шва шлаковую корку. Неиспользованная же, т.е. нерасплавленная, часть флюса отсасывается обратно в бункер и затем повторно используется при сварке. Сущность процесса сварки под флюсом представлен на рис.1.

Рис 1. Сущность процесса сварки под флюсом
 
Большая концентрация теплоты при горении мощной дуги под флюсом позволяет производить  сварку с небольшими скосами кромок; угол скоса кромок для стали обычно не превышает 30 градусов. Последнее обстоятельство приводит к меньшей затрате электродного материала и к лучшему использованию дуги. Благодаря большой силе тока, применяемого при автоматической сварке под слоем флюса, производительность возрастает в десятки раз по сравнению с ручной дугой дуговой сваркой.
Хорошая защита расплавленного металла от окружающего  воздуха, а также легирование  металла шва (в случае сварки стали) содержащимися во флюсе компонентами обеспечивают весьма высокие механические свойства сварных швов, выполненных автоматической сваркой. .
Применение  флюса позволяет использовать тонкую электродную проволоку большой  силе тока, что обеспечивает глубокое поправление металла (до 12 мм) и высокую  производительность.При помощи шланговых полуавтоматов весьма удобно производить сварку прямолинейных, криволинейных швов, угловых и других соединений.
В электромонтажной практике сварка под слоем флюса  используется почти исключительно  для соединения медных шин.
Разновидностью дуговой сварки является электросварка в среде защитных газов (аргон, углекислый газ), называемое иногда газоэлектрической сваркой, что не совсем правильно отражает сущность процесса.
Дуговая сварка в среде защитных газов заключается  в том, что сварочная ванна, конец электрода и присадочного путка, определенные участки шва и околошовной зоны основного металла предохраняются от окисления в процессе сварки при помощи газа. Этот газ подается в зону сварки через сопло специального электродержателя – горелки.
В качестве защитного газа при сварки алюминия и меди применяют нейтральный газ аргон, не взаимодействующий с металлом, а при сварки стали – углекислый газ, который не является нейтральным и в кокой – то мере вступает во взаимодействие с металлом.
Аргонодуговую сварку выполняют в плавящемся электродом, которой подается непрерывно в зону сварки специальным толкающим или тянущим устройством (полуавтоматическая сварка), а также неплавящимся (вольфрамовым) электродом. В последнем случае присадочный материал вводится в шов из прутка, погружаемого периодически сварочную ванну. Для сварки вольфрамовым электрод закрепляют в специальном держателе внутри сопла, через которое к месту сварки подается аргон.
Дуговая сварка в среде защитных газов является одним из широко применяемых технологических процессов в машиностроении. Сущность процесса сварки в среде защитных газов неплавящимся и плавящимся электродами схематично показана на рис. 2

Рис. 2. Схема процесса сварки в среде защитных газов: а — неплавящимся электродом; б — плавящимся электродом
 
В первом случае электрическая дуга возбуждается между  вольфрамовым или угольным электродом 1 и основным металлом 2 и горит  в среде защитного газа 3. Для  заполнения разделки в дугу подается присадочная проволока 4.
 Еще одна разновидность дуговой сварки - плазменная сварка. Плазменную сварку иногда называют сваркой сжатой дугой. Если обычный электродуговой разряд пропустить через узкое сопло, “вдувая” и сжимая его потоком инертного газа – аргона, то возникает так называемая плазменная струя, имеющая температуру, доходящую до 20000 градусов по Цельсию.
Плазменная  струя представляет собой ионизированный газ, состоящий из смеси электронов, положительных ионов и нейтральных  частиц. Плазма электропроводна, но по отношению к внешней среде электрически нейтральна. Устройство для получения плазменной струи называется плазменной горелкой или плазмотроном.
К преимуществам  плазменной сварки относятся повышения  производительности, возможность выполнять  соединения без разделки кромок, экономия присадочного материала инертного газа, а также возможность отказа в ряде случаев (например, при сварке меди ) от дополнительного разогрева.
Электрошлаковая сварка является неэлектродуговым процессом. Выделение теплоты, необходимой  для расплавления свариваемых кромок и присадочного материала, происходит при прохождении тока через расплавленный шлак, в зазоре между кромками.
Электрошлаковая сварка является высокопроизводительным, автоматизированным процессом значительно  облегчающем труд сварщиков. Она  допускает выполнение соединений алюминиевых шин любой толщины.
Контактной  называется сварка с применением  давления, при которой нагрев производится теплотой, выделяющейся при прохождении  электрического тока через находящиеся  в контакте соединяемые части.
Различает три способа электрической контактной сварки: точечную, шовную и стыковую. Стыковая сварка может выполнятся двумя способами – сопротивлением и оплавлением.
Газовая сварка распространена в технике значительно  меньше чем электрическая. Она применяется  для изготовления тонкостенных стальных конструкций, при сварке чугуна, и цветных металлов и при наплавке твердых сплавов. Газовую сварку целесообразно применять для случаев, когда требуется постепенный нагрев и медленное охлаждение.
При газовой  сварке нагрев и расплавление металла достигаются пламенем газосварочных горелок в результате сжигания в них горючих газов в среде кислорода.
    Источником  теплоты при термитной сварке  являются порошкообразные смеси металлов с окислами других металлов. При сгорании таких порошкообразных смесей происходит обменная реакция по кислороду с выделением значительного кол-ва теплоты. При этом металл, входящий в смесь, окисляется, а из окисла восстанавливается в чистом виде другой металл.
Таким образом, источником кислорода в термите является окисел, а источником теплоты – горючим – металл, входящий в смесь в чистом виде.
Холодной сваркой  называются соединение металлов, достигаемое  совместным пластическим деформированием  соединяемых элементов. Практически  это осуществляется приложением давления.
В простейшем случае холодная сварка осуществляется двумя  встречными цилиндрическими пуансонами, вдавливаемыми в материал соединяемых  пластин, сложенных вместе. Степень  деформации при этом условно измеряется глубиной вдавливания пуансонов  в процентах от толщины деформируемой пластины.
По роду тока различают:
    электрическая дуга, питаемые постоянным током прямой полярности (минус на электроде)
    электрическая дуга, питаемая постоянным током обратной (плюс на электроде) полярности
    электрическая дуга питамая переменным током
В зависимости  от способов сварки применяют ту или  иную полярность. Дуговая сварка под  флюсом и в среде защитных газов  обычно производится на обратной полярности.
По типу дуги различают
    дугу прямого действия (зависимую дугу)
    дугу косвенного действия (независимую дугу)
В первом случае дуга горит между электродом и  основным металлом, который также  является частью сварочной цепи, и  для сварки используется теплота, выделяемая в столбе дуги и на электродах; во втором - дуга горит между двумя электродами. Основной металл не является частью сварочной цепи и расплавляется преимущественно за счёт теплоотдачи от газов столба дуги. В этом случае питание дуги осуществляется обычно переменным током, но она имеет незначительное применение из-за малого коэффициента полезного действия дуги (отношение полезно используемой тепловой мощности дуги к полной тепловой мощности).
Электроды для дуговой  сварки бывают
    плавящиеся сварочные электроды
    неплавящиеся электроды (угольный, графитовый и вольфрамовый)
Дуговая сварка плавящимся электродом является самым  распространённым способом сварки; при  этом дуга горит между основным металлом и металлическим стержнем, подаваемым в зону сварки по мере плавления. Этот вид сварки можно производить одним или несколькими электродами. Если два электрода подсоединены к одному полюсу источника питания дуги, то такой метод называют двухэлектродной сваркой, а если больше - многоэлектродной сваркой пучком электродов. Если каждый из электродов получает независимое питание - сварку называют двухдуговой (многодуговой) сваркой. При дуговой сварке плавлением КПД дуги достигает 0,7-0,9.
По условиям наблюдения за процессом горения дуги различают:
    открытую
    закрытую
    полуоткрытую дугу
При открытой дуге визуальное наблюдение за процессом  горения дуги производится через  специальные защитные стёкла - светофильтры. Открытая дуга применяется при многих способах сварки: при ручной сварке металлическим и угольным электродом и сварке в защитных газах. Закрытая дуга располагается полностью в расплавленном флюсе - шлаке, основном металле и под гранулированным флюсом, и она невидима. Полуоткрытая дуга характерна тем, что одна её часть находится в основном металле и расплавленном флюсе, а другая над ним. Наблюдение за процессом производится через светофильтры. Используется при автоматической сварке алюминия по флюсу.
По роду защиты зоны сварки от окружающего воздуха различают:
    дуговая сварка без защиты (голым электродом, электродом со стабилизирующим покрытием)
    дуговая сварка со шлаковой защитой (толстопокрытыми электродами, под флюсом)
    дуговая сварка со шлакогазовой защитой (толстопокрытыми электродами)
    дуговая сварка с газовой защитой (в среде защитных газов) - сварка в среде углекислого газа, аргонно-дуговая сварка.
    дуговая сварка с комбинированной защитой (газовая среда и покрытие или флюс)
Электродные покрытия применяются для для создания защитной атмосферы во время плавления, введения легирующих добавок в сварной шов и т.п.
Стабилизирующие электродные покрытия представляют собой материалы, содержащие элементы, легко ионизирующие сварочную дугу. Наносятся тонким слоем на стержни электродов (тонкопокрытые электроды), предназначенных для ручной дуговой сварки.
Защитные электродные покрытия представляют собой механическую смесь различных материалов, предназначенных ограждать расплавленный металл от воздействия воздуха, стабилизировать горение дуги, легировать и рафинировать металл шва.
Наибольшее  применение имеют средне - и толстопокрытые электроды, предназначенные для ручной дуговой сварки и наплавки, изготовляемые в специальных цехах или на заводах.
Применяются также магнитные электродные покрытия, которые наносятся на проволоку в процессе сварки за счёт электромагнитных сил, возникающих между находящейся под током электродной проволокой и ферромагнитным порошком, находящемся в бункере, через который проходит электродная проволока при полуавтоматической или автоматической сварке. Иногда это ещё сопровождается дополнительной подачей защитного газа.
 
В зависимости от способа дуговой сварки, т.е. от материала применяемого электрода, свойства электрической дуги меняются. Так, при горении дуги между свариваемым металлическим изделием и угольным электродом дуги имеет большую длину и несколько иную форму чем дуга, горящая между изделием и металлическим электродом. В последнем случае явления, происходящие в дуге, значительно сложнее, так как в дуговом промежутке помимо паров, образуемых при сгорании электрода, присутствуют капли расплавленного и пары сгорающего в дуге электродного покрытия. Если дуговая сварка по способу Бенардоса производится голым угольным электродом, то при сварке по способу Славянова на плавящийся металлический электрод обычно наносится покрытие, в зависимости от состава и толщины наносимого слоя может быть ионизирующим либо так называемым качественным, т.е. обеспечивающим получение повышенного качества наплавленного металла.
Ионизирующие  покрытия наносятся на электрод слоем, не прерывающим по толщине 0,3-0,5 мм; в  состав этих покрытий входят обычно вещества, ионизирующие дуговой промежуток, т.е. способствующие устойчивому горению дуги даже при питании её от источника переменного тока. Ионизирующее покрытие никакой защиты металла от воздуха не осуществляется.
Качественные  покрытия наносятся на электрод слоем, достигающим по толщине 1,5 – 3 мм; в состав этих покрытий входит шлакообразующие и газообразующие вещества, защищающие жидкую ванну и капли электродного металла от окружающего воздуха; вещества, способствующие ионизации дуги, а также некоторые легирующие элементы, улучшающие механические свойства наплавленного металла. За счет правильного подбора электродных покрытий сварной шов во многих случаях получает механические свойства более высокие, чем основной свариваемый металл.
1.3 Физико-химические процессы.
При сварке происходит ряд достаточно сложных физико-химических процессов, определяющих качество сварного соединения. Источники сварочного нагрева  оказывают тепловое и химическое воздействие на основной и присадочный  металлы, от чего зависят состав и свойства металла шва и околошовной зоны. В процессе сварки металл плавится, образуя сварочную ванну, а затем затвердевает в виде сварного шва. В зоне сварки происходит взаимодействие жидкого металла с окружающей средой (шлаком и газом). Названные процессы являются общими для всех способов сварки плавлением. 
 
 
Плавление и перенос электродного металла. От этого процесса зависят производительность сварки, потери металла, формирование шва, устойчивость горения дуги и другие факторы. Плавление электрода происходит главным образом за счет тепловой энергии дуги. Основной характеристикой плавления электрода являются линейная скорость его расплавления в единицу времени, которая зависит от состава электрода, покрытия, режима сварки, плотности и полярности тока. 
 
В общем случае скорость плавления электрода возрастает с увеличением силы тока примерно по линейной зависимости и определяется условиями выделения и передачи теплоты в анодной и катодной областях и зависит от полярности тока. При плавлении на торце электрода образуется капля жидкого металла. Большая удельная поверхность и высокие температуры капель способствуют интенсивному взаимодействию металла с окружающей средой. Поэтому характер переноса электродного металла оказывает значительное влияние на кинетику физико-химических процессов. 
 
Характер переноса электродного металла зависит от соотношения сил, действующих на каплю металла на торце электрода, основными из которых является сила тяжести, сила поверхностного натяжения, электромагнитная сила, сила реактивного давления, паров, аэродинамическая сила и др. Значения отдельных сил и направление их равнодействующих зависят от режима сварки, полярности тока, состава электродного металла и газовой среды, состояния поверхности и диаметра электрода. 
 
Сила тяжести оказывает существенное влияние лишь при сварке на малых токах и ее роль проявляется в стремлении капли под действием собственного веса переместиться вниз. При сварке в нижнем положении сила тяжести играет положительную роль при переносе капли в сварочную ванну; при сварке в вертикальном и особенно в потолочном положениях она затрудняет процесс переноса электродного металла. 
 
 
Изменение напряжения дуги в практически целесообразных диапазонах не оказывает существенного влияния на перенос металла у электродов с рутиловым и кислым покрытиями. 
 
Формирование и кристаллизация сварочной ванны. В сварочной ванне расплавленные основной и, если используют, дополнительный металлы перемешиваются. По мере перемещения источника теплоты вслед за ним перемещается и сварочная ванна. В результате потерь теплоты на излучение, теплоотвод в изделие в хвостовой части ванны происходит понижение температуры расплавленного металла, который, затвердевая, образует сварной шов. 
Образование и строение зоны термического влияния. Теплота, выделяемая при сварке, распространяется вследствие теплопроводности в основной металл. В каждой точке околошовной зоны температура вначале нарастает, достигая максимума, а затем снижается. Чем ближе точка расположения к границе сплавления, тем быстрее происходит нагрев металла в данном участке и тем выше максимальная температура, достигаемая в нем. Поэтому структура и свойства основного металла в различных участках сварного соединения различны. Зону основного металла, в которой под воздействием термического цикла при сварке произошли фазовые и структурные изменения, называют зоной термического влияния (ЗТВ). Характер этих превращений и протяженность зоны термического влияния зависят от состава и теплофизических свойств свариваемого металла, способа и режима сварки, типа сварного соединения .
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2. Анализ  реализации исследуемой технологии  на выбранном производственном  участке.  Действие опасных факторов  и вредных факторов  на рабочем  месте.
 
2.1 Разработка  плана цеха и выявление опасных  производительных факторов.
 
                                               Эскиз плана цеха
 

 
 
Условные обозначения

-пост сварки
-контроль качества

-оборудованное место для подготовки заготовок под сварку

-устройство  для подогрева заготовок и  отливок 
-операторы

 
Производственные помещения для проведения электросварочных работ должны отвечать требованиям действующих строительных норм и правил, санитарных норм проектирования промышленных предприятий, утвержденных Госстроем СССР и правил устройства электроустановок.  
Рабочие места электросварщиков должны ограждаться переносными или стационарными светонепроницаемыми ограждениями (щитами, ширмами или экранами) из несгораемого материала, высота которых должна обеспечивать надежность защиты.  
Стены и оборудование цехов (участков) электросварки необходимо окрашивать в серый, желтый или голубой топа с диффузным (рассеянным) отражением света.  
Расстояние между оборудованием, от оборудования до стен и колонн помещения, а также ширина проходов и проездов, должны соответствовать действующим строительным нормам технологического проектирования заготовительных цехов и ГОСТ 123.002-75.  
Ширина проходов с каждой стороны рабочего стола и стеллажа должна быть не менее 1 м.  
Полы производственных помещений для выполнения сварки должны быть несгораемые, обладать малой теплопроводностью, иметь ровную нескользкую поверхность, удобную для очистки, а также удовлетворять санитарно-гигиеническим требованиям в соответствии с действующими строительными нормами и правилами.  
Производственные помещения должны быть оборудованы общеобменной приточно-вытяжной вентиляцией, соответствующей строительным нормам и правилам отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.  
Воздухообмены следует рассчитывать на разбавление вредных веществ, неуловленных местными вытяжными устройствами, до уровней ПДК в соответствии с ГОСТ 12.1.005-88, перечнями ПДК, санитарными нормами, строительными нормами и правилами, утвержденными Минздравом и Госстроем СССР.  
Раздачу приточного воздуха следует осуществлять в рабочую зону или наклонными струями в направлении рабочей зоны.  
Возможно использование сосредоточенной подачи через регулируемые воздухораспределители.  
В сборочно-сварочных цехах следует предусматривать воздушное отопление, совмещенное с приточной вентиляцией.  
Дополнительно в случае необходимости следует использовать воздушно-отопительные агрегаты.  
При интенсивности теплового облучения работающих, превышающей санитарные нормы микроклимата производственных помещений, утвержденные Минздравом СССР, следует предусматривать специальные средства защиты (экранирование источника, воздушное душирование, средства индивидуальной защиты и др.).  
Естественное и искусственное освещение сварочных, сборочно-сварочных цехов, площадок и рабочих мест должно быть организовано в соответствии со строительными нормами и правилами естественного и искусственного освещения, утвержденными Госстроем СССР и отраслевыми документами.  
Освещение при выполнении сварки внутри замкнутых и труднодоступных пространств (котлов, отсеков, цистерн) должно осуществляться наружным освещением светильниками направленного действия или местным освещением ручными переносными светильниками с напряжением не более 12 В.  
При этом освещенность рабочей зоны должна быть не менее 30 лк.  

2.2 Расчет интегральной  оценки тяжести труда
 
Интегральную  оценку тяжести и напряженности  труда определяют расчетным путем по формуле:
 
,
Где:
Хmax –наивысшая из полученных частных бальных оценок;
N – число факторов технологического процесса;
n – число учитываемых факторов, без одного Хmax ;
Хi – балльная оценка учитываемого i-го фактора;
Т – интегральная оценка тяжести труда
 
Таблица 1.
Интегральная  оценка тяжести труда
i)
Фактор рабочей среды  и условий труда
1
Температура воздуха на рабочем месте
4,9
4
480
4
2
Промышленная пыль
4,8
4
420
4
3
Промышленный шум
4,4
3
420
3
4
Число важных объектов наблюдения
3,0
2
420
2
5
Число движений кисти  и пальцев
4,2
3
480
3
6
Режим труда и отдыха
4,0
3
420
3
7
Рабочее место, поза и перемещение в пространстве
2,5
2
480
2
8
Сменность
1,8
1
240
1
9
Продолжительность непрерывной  работы в течение суток
2,1
2
420
2
10
Длительность сосредоточенного наблюдения
3,3
2
240
2
11
Нервно-эмоциональная  нагрузка
2,7
2
480
2

 
Труд оператора относится к 4-ой категории тяжести работ. Так как на рабочем месте имеются факторы с оценкой 4 балла, то это свидетельствует о том, что под их воздействием формируется экстремальная рабочая среда. Она приводит к снижению работоспособности оператора и вызывает функциональные изменения.  К  4-ой степени  тяжести относятся работы, при которых неблагоприятные условия труда приводят к реакциям, характерным для более глубокого пограничного (предпатологического) состояния у практически здоровых людей. Большинство физиологических показателей при этом ухудшается как в межоперационных интервалах (и особенно в конце рабочих периодов), так и в момент трудового усилия. Изменяются соотношения периодов в динамике работоспособности и производительности труда. Снижаются и другие производственные показатели. Повышается уровень заболеваемости, появляются типичные производственно -обусловленные «пред заболевания», а при наличии повышенного воздействия опасных и вредных производственных факторов могут возникнуть и профессиональные заболевания, увеличивается количество и тяжесть производственных травм.
Все это свидетельствует  о недостаточности первоначально  сформированной функциональной системы  «человек — производственная среда», так как состав ее не обеспечивает эффективного и экономного достижения результата. Поддержание работоспособности осуществляется за счет перенапряжения механизмов, компенсирующих нарушения функций организма.
 
 
3. 1Разработка перечня мероприятий по снижению уровня   воздействия  опасных и вредных  факторов.
 
1)Воздух.
 Для уменьшения  содержания вредных веществ в  воздухе рабочей зоны применяют  следующие мероприятия:
    Механизация и автоматизация производственных процессов, дистанционное управление ими.
    Применение технологических процессов и оборудования, исключающих образование вредных веществ или попадание их в рабочую зону. Для уменьшения попадания вредных веществ в рабочую зону большое значение имеет герметизация оборудования.
    Устройство вентиляции.
    Применение средств индивидуальной защиты.
Самым распространенным средством снижения содержания вредных веществ в воздухе рабочей зоны является вентиляция. Вентиляция представляет собой организованный и регулируемый воздухообмен, обеспечивающий удаление из помещения воздуха, загрязненного вредными газами, а также улучшающий микроклиматические условия в производственных помещениях.
2)  Шум.
 
Методы снижения шума на пути распространения достигаются  путем проведения строительно-акустических мероприятий. Методы снижения шума на пути его распространения - кожухи, экраны, звукоизолирующие перегородки между помещениями, звукопоглощающие облицовки, глушители шума. Под акустической обработкой помещений понимается облицовка части внутренних поверхностей ограждений звукопоглощающими материалами, а также размещения в помещениях штучных поглотителей.
Наибольший  эффект - в зоне отраженного звука (60 % от общей площади). Эффективность - 6-8 дБ.
Наиболее перспективным  направлением снижения шума является создание малошумных машин, оборудования и средств транспорта. Поэтому технически обоснованное ограничение шумовых характеристик машин непосредственно как источников шума имеет первостепенное значение. Технически обоснованные шумовые характеристики машин и оборудования являются важным показателем качества, позволяют прогнозировать уровни шума на рабочих местах и уже на стадии проектирования технологических процессов и производственных зданий принимать меры по снижению шума до уровней, регламентированных санитарными нормами.  
Снижение шума на пути его распространения осуществляется следующими методами:  
-организационными; 
-звукоизоляции; 
-звукопоглощения; 
-виброизоляции; 
-дистанционного управления из звукоизолирующих кабин. 
 
Снижение шума методом звукопоглoщения основано на переходе звуковых колебаний частиц воздуха в теплоту вследствие потерь на трение в порах звукопоглощающего материала. Чем больше звуковая энергия поглощается, тем меньше отражает. Поэтому, для снижения шума в помещении проводят его акустическую обработку, нанося звукопоглощающие материалы на внутренние поверхности.
 
Эффективность звукопоглощающего  устройства характеризуется коэффициентом  звукопоглощения a, который представляет собой отношение поглощенной  звуковой энергии Епогл. к падающей Епад.
 
  

 
Звукопоглощающие устройства бывают пористыми, пористо-волокнистыми, мембранные, слоистые, объемные, и т.п.
Звукоизоляция является одним  из наиболее эффективных и распространенных методов снижения производственного  шума на пути его распространения.
С помощью звукоизолирующих преград можно снизить уровень шума на 30-40 дБ.
Метод основан на отражении  звуковой волны, падающей на ограждение. Однако звуковая волна не только отражается от ограждения, но и проникает через  него, что вызывает колебание ограждения, которое само становится источником шума. Чем выше поверхностная площадь ограждения, тем труднее привести его в колебательное состояние, следовательно, тем выше его звукоизолирующая способность. Поэтому эффективными звукоизолирующими материалами являются металлы, бетон, дерево, плотные пластмассы и т.п.
Для оценки звукоизолирующей способности ограждения введено  понятие звукопроницаемости t, под  которой понимают отношение звуковой энергии, прошедшей через ограждение, к падающей на него.
Величина, обратная звукопроницаемости, называется звукоизоляцией (дБ), она связана с звукопроницаемостью следующей формулой:
                          R = 10 lg ( 1/t ).
3) Электромгнитные  поля
Основные меры защиты от воздействия электромагнитных излучений:
уменьшение  излучения непосредственно у  источника (достигается увеличением расстояния между источником направленного действия и рабочим местом, уменьшением мощности излучения генератора); рациональное размещение СВЧ и УВЧ установок (действующие установки мощностью более 10 Вт следует размещать в помещениях с капитальными стенами и перекрытиями, покрытыми радиопоглощающими материалами — кирпичом, шлакобетоном, а также материалами, обладающими отражающей способностью —-масляными красками и др.); дистанционный контроль и управление передатчиками в экранированном помещении (для визуального наблюдения за передатчиками оборудуются смотровые окна, защищенные металлической сеткой); экранирование источников излучения и рабочих мест (применение отражающих заземленных экранов в виде листа или сетки из металла, обладающего высокой электропроводностью — алюминия, меди, латуни, стали); организационные меры (проведение дозиметрического контроля интенсивности электромагнитных излучений — не реже одного раза в 6 месяцев; медосмотр — не реже одного раза в год; дополнительный отпуск, сокращенный рабочий день, допуск лиц не моложе 18 лет и не имеющих заболеваний центральной нервной системы, сердца, глаз);
применение  средств индивидуальной защиты (спецодежда, защитные очки и др.).
У индукционных плавильных печей и нагревательных индукторов (высокие частоты) допускается  напряженность поля до 20 В/м. Предел для магнитной составляющей напряженности поля должен быть 5 А/м. Напряженность ультравысокочастотных электромагнитных полей (средние и длинные волны) на рабочих местах не должна превышать 5 В/м.
Каждая промышленная установка снабжается техническим паспортом, в котором указаны электрическая схема, защитные приспособления, место применения, диапазон волн, допустимая мощность и т. д. По каждой установке ведут эксплуатационный журнал, в котором фиксируют состояние установки, режим работы, исправления, замену деталей, изменения напряженности поля. Пребывание персонала в зоне воздействия электромагнитных полей ограничивается минимально необходимым для проведения операций временем.
Новые установки  вводят в эксплуатацию после приемки их, при которой устанавливают выполнение требований и норм охраны труда, норм по ограничению полей и радиопомех, а также регистрации их в государственных контролирующих органах..
Генераторы  токов высокой частоты устанавливают  в отдельных огнестойких помещениях, машинные генераторы — в звуконепроницаемых кабинах. Для установок мощностью до 30 кВт отводят площадь не менее 40 м2, большей мощности — не менее 70 м2. Расстояние между установками должно быть не менее 2 м, помещения экранируют, в общих помещениях установки размещают в экранированных боксах. Обязательна общая вентиляция помещений, а при наличии вредных выделений — и местная. Помещения высокочастотных установок запрещается загромождать металлическими предметами. Наиболее простым и эффективным методом защиты от электромагнитных полей является «защита расстоянием». Зная характеристики металла, можно рассчитать толщину экрана S, мм, обеспечивающую заданное ослабление электромагнитных полей на данном расстоянии:
 
где w = 2nf — угловая  частота переменного тока, рад/с;
m — магнитная  проницаемость металла защитного  экрана, Г/м; g — электрическая проводимость металла экрана (Ом • м)'1; Эх—эффективность экранирования на рабочем месте, определяемая из выражения
Эх = Нх,/ Нхэ               
где Нх и Нхэ  — максимальные значения напряженности  магнитной составляющей поля на расстоянии х, м от источника соответственно без экрана и с экраном, А/м.
Напряженность Нц может быть определена из выражения        
 Нх = wIa2 bm / 4x2                                   
где w и а —  число витков и радиус катушки, м; I — сила тока в катушке, А; х —расстояние  от источника (катушки) до рабочего места, м; bm — коэффициент, определяемый соотношением х/а (при х/а > 10 bm = 1).
Если регламентируется допустимая электрическая составляющая поля Eд, магнитная составляющая может  быть определена из выражения       
 Hд =1,27?105 (Eд /xf)                    
где f — частота поля, Гц.
Экранирование — наиболее эффективный способ защиты. Электромагнитное поле ослабляется экраном вследствие создания в толще его поля противоположного направления. Степень ослабления электромагнитного поля зависит от глубины проникновения высокочастотного тока в толщу экрана. Чем больше магнитная проницаемость экрана и выше частота экранируемого поля, тем меньше глубина проникновения и необходимая толщина экрана. Экранируют либо источник излучений, либо рабочее место. Экраны бывают отражающие и поглощающие.
Для защиты работающих от электромагнитных излучений применяют заземленные экраны, кожухи, защитные козырьки, устанавливаемые на пути излучения. Средства защиты (экраны, кожухи) из радиопоглоща-ющих материалов выполняют в виде тонких резиновых ковриков, гибких или жестких листов поролона, ферромагнитных пластин.
Для защиты от электрических  полей сверхвысокого напряжения (50 Гц) необходимо увеличивать высоту подвеса фазных проводов ЛЭП. Для открытых распределительных устройств рекомендуются заземленные экраны (стационарные или временные) в виде козырьков, навесов и перегородок из металлической сетки возле коммутационных аппаратов, шкафов управления и контроля. К средствам индивидуальной защиты от электромагнитных излучений относят переносные зонты, комбинезоны и халаты из металлизированной ткани, осуществляющие защиту организма человека по принципу заземленного сетчатого экрана.
4)Вибрация
Вибрация может  быть причиной функциональных расстройств  нервной и сердечно-сосудистой систем, а также опорно-двигательного аппарата.
В соответствии с ГОСТ 12.1.012-90 ССБТ. Вибрационная безопасность. Общие требования безопасности существуют следующие виды общей вибрации - три категории:
1- транспортная  вибрация;
2- транспортно-технологическая  вибрация;
3- технологическая вибрация.
Технологическая вибрация в свою очередь подразделяется на четыре типа:
3а- на постоянных  рабочих местах в производственных  помещениях, центральных постах  управления и др.;
3б- на рабочих  местах в служебных помещениях  на судах;
3в- на рабочих местах на складах, бытовых и других производственных помещениях;
3г- на рабочих  местах в заводоуправлениях, КБ, лабораториях, учебных пунктах, ВЦ, конторских помещениях и др. помещениях  умственного труда
Для защиты от вибрации применяют следующие методы: снижение виброактивности машин; отстройка от резонансных частот; вибродем- пфирование; виброизоляция; виброгашение, а также индивидуальные средства защиты.
Снижение виброактивности  машин (уменьшение Fm) достигается изменением технологического процесса, применением машин с такими кинематическими схемами, при которых динамические процессы, вызываемые ударами, ускорениями и т. п. были бы исключены или предельно снижены, например, заменой клепки сваркой; хорошей динамической и статической балансировкой механизмов, смазкой и чистотой обработки взаимодействующих поверхностей; применением кинематических зацеплений пониженной виброактивности, например, шевронных и косозубых зубчатых колес вместо прямозубых; заменой подшипников качения на подшипники скольжения; применением конструкционных материалов с повышенным внутренним трением.
Отстройка от резонансных  частот заключается в изменении  режимов работы машины и соответственно частоты возмущающей вибросилы; собственной частоты колебаний  машины путем изменения жесткости системы с например установкой ребер жесткости или изменения массы системы (например путем закрепления на машине дополнительных масс).
Вибродемпфирование - это метод снижения вибрации путем  усиления в конструкции процессов  трения, рассеивающих колебательную энергию в результате необратимого преобразования ее в теплоту при деформациях, возникающих в материалах, из которых изготовлена конструкция. Вибродемпфирование осуществляется нанесением на вибрирующие поверхности слоя упруговязких материалов, обладающих большими потерями на внутреннее трение,- мягких покрытий (резина, пенопласт ПХВ-9, мастика ВД17-59, мастика «Анти-вибрит») и жестких (листовые пластмассы, стеклоизол, гидроизол, листы алюминия); применением поверхностного трения (например, прилегающих друг к другу пластин, как у рессор); установкой специальных демпферов.
Виброгашение (увеличение массы системы) осуществляют путем  установки агрегатов на массивный  фундамент. Виброгашение наиболее эффективно при средних и высоких частотах вибрации. Этот способ нашел широкое применение при установке тяжелого оборудования (молотов, прессов, вентиляторов, насосов и т. п.).
Повышение жесткости  системы, например путем установки  ребер жесткости. Этот способ эффективен только при низких частотах вибрации.
и т.д.................


Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением оригинальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru


Смотреть полный текст работы бесплатно


Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.