
- •Федеральное агентство по образованию рф
- •Расчет, проектирование и подводная сварка и резка морских нефтегазовых сооружений
- •Сергей Александрович Шестаков, Олег Викторович Душко расчет, проектирование и подводная сварка и резка металлоконструкций
- •Программа курса и конспект лекций по дисциплине «подводная сварка и резка металлоконструкций»
- •1. Введение
- •1. Основные сведения по электротехнике.
- •1.1. Электрический ток.
- •1.2. Электрическая цепь.
- •1.3. Основные параметры электрического тока. Закон Ома.
- •1.4. Тепловое действие электрического тока.
- •1.5. Магнитные и электромагнитные явления.
- •1.6. Электрические генераторы.
- •2. Основы теории сварки.
- •2.2 Сварные соединения и швы
- •3. Основные термические источники энергии при сварке
- •3.1. Сварочная дуга
- •3.2. Электрические свойства дуги.
- •3.4. Горение дуги.
- •3.5. Перенос металла с электрода в сварочную ванну
- •3.6. Действие магнитного поля на сварочную дугу.
- •3.7. Техника зажигания дуги. Наплавленный металл и образование валика.
- •3.8. Газовое пламя
- •4. Физико-химические процессы при сварке
- •4.1. Плавление электродного и основного металла
- •4.2. Формирование и кристаллизация сварочной ванны
- •4.3. Металлургические процессы при сварке
- •4.4. Термический цикл сварки и структура сварного соединения
- •5. Деформации и напряжения
- •5.1. Деформации и напряжения при сварке
- •5.2. Способы уменьшения сварочных деформаций и напряжений
- •5.3. Прочность сварных соединений и конструкций
- •6. Свариваемость металлов и свойства сварных соединений
- •6.1. Окисляемость металла при сварке,
- •6.2. Горячие и холодные трещины при сварке
- •6.3. Коррозионная стойкость сварных соединений
- •6.4. Свариваемость сталей
- •6.5. Особенности сварочной дуги под водой.
- •7. Оборудование, инструменты и приспособления для сварки и резки металлов под водой.
- •7.1. Сварочные генераторы постоянного тока
- •7.2. Уход за генератором
- •7.3. Возможные неисправности генератора, их причины и способы устранения
- •7.4. Автомат асн-55
- •7.5. Подготовка к пуску и пуск сварочного агрегата
- •7.6. Преобразователи
- •7.7. Выпрямители
- •7.8. Использование источников питания, не приспособленных для сварки
- •7.9. Определение полярности сварочных генераторов.
- •7.10. Подводный сварочный полуавтомат
- •7.11. Комплектация, назначение и устройство узлов полуавтомата
- •7.12. Функциональная схема полуавтомата
- •Монтажная схема соединения узлов полуавтомата
- •7.13. Подготовка полуавтомата к работе
- •7.14. Уход за полуавтоматом
- •7.15. Электродержатели
- •7.16. Кислородные редукторы
- •7.17 Защитные стекла. Вспомогательный инструмент
- •7.18. Электроды
- •7.19. Прочие материалы для дуговой сварки
- •8. Основы технологии подводной дуговой сварки
- •8.1. Типы сварных соединений
- •8.2. Подготовка металла под сварку
- •8.3. Техника выполнения сварки под водой
- •8.4. Наплавка валиков
- •8.5. Сварка стыковых соединений
- •8.6. Сварка соединений валиковым швом
- •8.7. Сварка опирающимся электродом
- •9. Дефекты сварных швов
- •10. Понятие о режиме и производительности сварки вручную под водой
- •11. Напряжения и деформации при сварке
- •12. Практические работы по сварке под водой
- •12.1. Заварка трещин в корпусе судна
- •12.2. Обварка кромок листов обшивки судна
- •12.3. Постановка и приварка заплат
- •12.4. Приварка судоподъемных проушин
- •12.5. Постановка ребер жесткости на заплаты
- •12.6. Ремонт рулевых устройств корабля
- •12.7. Сварка подводных напорных трубопроводов
- •13. Резка металла под водой
- •13.1. Подводная электродуговая резка
- •13.2. Подводная электрокислородная резка
- •13.3. Разделка на металл корпуса затонувшего судна
- •13.4. Резка заусенцев
- •14. Подводные взрывные работы
- •14.1. Классификация взрывчатых веществ
- •14.2. Форма и конструкция зарядов
- •14.3. Средства взрывания
- •14.4. Методы взрывных работ под водой
- •14.5. Расчеты зарядов при проведении взрывных работ под водой
- •14.6. Взрывание сооружений из кирпича, отдельных камней, бетона.
- •14.7. Взрывание дерева под водой.
- •14.8. Перебивание троса.
- •Раздел 2
- •1. Введение
- •2. Образование холодных трещин
- •3. Образование горячих трещин
- •4. Прочность
- •5. Образование трещин от перенапряжения в результате коррозии
- •6. Усталостное разрушение
- •7. Выводы
- •1. Введение
- •2. Методы осуществления подводной сварки
- •3. Исследования cbi в области мокрой сварки
- •1. Введение
- •2. Гидросварка
- •3. Техника сварки под водой
- •4. Совершенствование методов подводной сварки
- •5. Применение подводной сварки
- •1. Введение
- •2. Проведение экспериментов
- •Металлические конструкции и их расчет
- •1. Условное обозначение швов сварных соединений
- •Пример условного обозначения нестандартного шва сварного соединения
- •2. Швы сварных соединений
- •3. Методы расчета прочности и выносливости сварных соединений
- •3.1. Метод расчета сварных конструкций по предельному состоянию
- •3.2. Метод расчета сварных конструкций по допускаемым напряжениям
7.12. Функциональная схема полуавтомата
Рассмотрим работу полуавтомата (рис.18) в режиме «Наладка».
Для проталкивания электродной проволоки 14 с катушки по шлангу и держатель 17, а также для проверки ее равномерной подачи следует нажать на кнопку 5 «Наладка», после чего ток от выпрямительного моста 3 пройдет по указанной выше цепи и возвратиться в выпрямительный мост.
Постоянный ток, проходя через электродвигатель 13, заставит вращаться шестерни редуктора 15 и подающие ролики 16. Электродная
проволока, зажатая между роликами механизма подачи и роликом прижима, будет непрерывно подаваться по шлангу и в держатель. При появлении конца проволоки из отверстия контактного наконечника 18 держателя кнопку 5 следует отпустить – цепь управления прервется, электродвигатель остановиться, подача электродной проволоки прекратится.
Монтажная схема соединения узлов полуавтомата
Работа полуавтомата в режиме «Сварка» заключается в следующем. Перед работой необходимо тумблер 6 поставить в положение «Выключено». Далее включить автоматический выключатель 1 (цепь управления полуавтомата включена). Для питания сварочной цепи током следует включить в работу источник сварочного тока 11, а также включить в работу однополюсный рубильник 12, но сварочный ток по цепи не пойдет, так как она прервана контактором 8. Для включения тока надо рычаг тумблера 6 поставить в положение «Сварка», после чего ток сети питания шкафа управления пройдет через выпрямительный мост 3 и далее по схеме, описанной при рассмотрении режима «Наладка», возвратится обратно к выпрямительному мосту и замкнет сварочную цепь. Электродвигатель, вращаясь, заставит через механизм подачи продвигаться электродную проволоку в зону сварки.
С началом движения проволоки контактором 8 включится сварочный ток (зажигается желтая сигнальная лампочка 7). Сварочный ток от полюса
источника тока 11 пойдет через однополюсный рубильник 12 по сварочному кабелю к изделию 19 и возбудит сварочную дугу. Далее ток пойдет через дугу, электродную проволоку 14, контактный наконечник 18, держатель 17, сварочный кабель, контактор 8, амперметр 9 (который покажет силу сварочного тока) и возвратиться на минус источника сварочного тока 11. Вольтметр 10 будет показывать напряжение сварочного тока в цепи.
Для прекращения горения сварочной дуги сначала надо выключить контактор 8, а затем однополюсный рубильник 12. Если в процессе сварки необходимо увеличить скорость подачи электродной проволоки, надо маховик резистора 4 повернуть по часовой стрелке, а для уменьшения подачи – против часовой стрелки.
7.13. Подготовка полуавтомата к работе
Перед работой проводится монтаж полуавтомата, который делается в следующей последовательности (рис. 19): подключить кабели 9 и 10 к шкафу управления 8 и контейнеру 15;
Монтажная схема соединения узлов полуавтомата
сварочным кабелем 13 соединить шкаф управления с клеммой «-« источника сварочного тока; сварочным кабелем 14 соединить клемму «+» источника сварочного тока через однополюсный рубильник 11 с изделием 18; кабелем 1 соединить шкаф управления с питающей сетью переменного тока напряжением 220 или 380 В; соединить кабелем 12 шкаф управления с источником сварочного тока, корпус шкафа заземлить; снять верхний чехол контейнера 15; ввести приемный наконечник направляющего шлангодержателя 16 через патрубок нижнего чехла контейнера и закрепить
его в кронштейне зажимного механизма. Наконечник шланга не должен касаться подающих роликов; зажгутовать защитный чехол на направляющей штанге; насадить катушку с электродной проволокой на стакан электродвигателя и установить стопорное кольцо, обеспечив свободное вращение катушки; освободить начальный конец электродной проволоки, откусив кусачками деформированную часть и заовалить конец напильником; поворотом эксцентрика освободить прижимной ролик механизма прижима, вставить конец проволоки в приемную спираль и протолкнуть ее между роликами в приемный наконечник шлангодержателя; зажать проволоку в подающих роликах поворотом эксцентрика.
Включение полуавтомата в режим «Наладка». При выполнении этой работы необходимо тумблер 3 установить в положение «Выключено»; выключателем 5 дать питание шкафу управления – на пульте должна загореться зеленая лампочка 6; вывернуть контактный наконечник держателя 17; нажать на кнопку 7 «Наладка» и держать ее включенной до выхода проволоки из держателя на 2…3 см, затем кнопку отпустить; установить обратно контактный наконечник держателя и надеть на него резиновый чехол; выключателем 5 выключить питание шкафа управления – на пульте должна погаснуть зеленая лампочка; контейнер полностью заполнить водой, ибо наличие воздушной подушки под верхним чехлом недопустимо; в процессе опускания контейнера к месту сварочных работ гирлянды сварочных кабелей следует прикреплять к разгрузочному тросу.
Включение полуавтомата в режим «Сварка». Эта работа выполняется в следующем порядке: тумблер 3 поставить в положение «Выключено»; включить источник сварочного тока в работу для питания сварочной цепи; включить однополюсный рубильник 11; выключатель 5 (автоматического выключения цепи управления) поставить в положение «Включено» - на панели должна загореться зеленая лампочка 6; маховичком резистора 2 установить необходимую скорость подачи проволоки; включить тумблер 3 в положение «Сварка» - на панели должна загореться желтая сигнальная лампочка 4.
Водолаз-сварщик, касаясь изделия концом электродной проволоки, выходящей из контактного наконечника держателя возбуждает сварочную дугу, и сварочный процесс начинается.
Для того чтобы прекратить сварку, следует тумблер 3 поставить в положение «Выключено». Техника возбуждения дуги, движение и угол наклона конца электродной проволоки в различных пространственных положениях шва аналогичны этим параметрам при ручной электродуговой сварке, процесс которой изложен в главе II.
Перед началом работы под водой необходимо провести одну - две пробные сварки для уточнения выбранного режима. Эти пробы должны выполняться в емкости из диэлектрического материала. Если емкость металлическая, она должна устанавливаться на резиновом диэлектрическом коврике.
Водолаз – сварщик, выполняющий эту работу, должен соблюдать меры безопасности: иметь сварочный защитный щиток или маску, а также резиновые диэлектрические перчатки и стоять на резиновом коврике. Перчатки следует надеть на обе руки.
Сварка полуавтоматом ведется от источников постоянного тока АСУМ-400, ПСГ-500, ПСО-500, ПД-500, ВС-500, ВС-600 на обратной полярности (минус – изделие, плюс – держатель). Скорость подачи проволоки 1000…1200 мм за 19 с, при напряжении на дуге 35…37 В. Длина отрезка сварочного кабеля около 40…50 м.