
- •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
Пример условного обозначения нестандартного шва сварного соединения
Таблица
Характеристика шва |
Условное изображение и обозначение шва на чертеже |
Шов соединения без скоса кромок, односторонний, выполняемый ручной дуговой сваркой при монтаже изделия |
|
Примечание. В технических требованиях делают следующее указание: «Сварка ручная дуговая».
2. Швы сварных соединений
1. Стандарт ГОСТ 8713-70 устанавливает основные типы и конструктивные элементы швов сварных соединений из углеродистых и низколегированных сталей, выполняемых автоматической или полуавтоматической сваркой под флюсом.
2. Швы сварных соединений, не предусмотренные настоящим стандартом, должны быть вычерчены на чертеже или оговорены в технических условиях на изделие всех необходимых размеров..
3. Устанавливаются следующие обозначения способов сварки.
А-автоматическая сварка под флюсом без применения подкладок, подушек и подварочного шва;
Аф - автоматическая сварка под флюсом на флюсовой подушке;
Ам – автоматическая сварка под флюсом на флюсо-медной подкладке;
Ас – автоматическая сварка под флюсом на стальной подкладке;
Апш – автоматическая сварка под флюсом с предварительным наложением подварочного шва;
Апк – автоматическая сварка под флюсом с предварительной подваркой корня шва;
П – полуавтоматическая сварка под флюсом без применения подкладок, подушек и подварочного шва;
Пс – Полуавтоматическая сварка под флюсом на стальной подкладке;
Ппш – полуавтоматическая сварка под флюсом с предварительным наложением подварочного шва;
Ппк – полуавтоматическая сварка под флюсом с предварительной подваркой корня шва.
Основные типы сварных соединений должны соответствовать указанным в табл. 1.
3. Конструктивные элементы и их размеры должны соответствовать указанным в табл. 2 - 54
(типы швов ссылка на ГОСТ 5264-80)
Виды сварки, применяемые в металлических конструкциях
В строительных металлических конструкциях преимущественно используется электродуговая сварка. Ее производят открытой дугой, под слоем флюса и в среде защитных газов.
По технологии производства сварку различают ручную, полуавтоматическую и автоматическую. Для сварки элементов больших толщин (более 20 мм) применяется электрошлаковая сварка. Тонкие листы соединяются контактной сваркой.
Ручная электродуговая сварка является универсальной и широко применяется на строительных площадках при монтаже и укрупнительной сборке металлических конструкций. Основным ее недостатком является нестабильность качества сварных швов, зависящая от квалификации сварщика.
Автоматическая сварка обеспечивает высокое и стабильное качество сварных швов, высокую производительность и большую глубину проплавления швов. Она является основным видом сварки на заводах металлических конструкций. Управление дугой, подача сварочных материалов и перемещение сварочных машин вдоль шва производятся автоматически. На заводах применяется, главным образом, автоматическая сварка под слоем флюса, при которой металл остывает медленно, освобождаясь от шлаков и газов. При медленном остывании уменьшаются сварочные напряжения.
Сварочные автоматы можно применять только для швов в нижнем положении при свободном доступе к шву, что ограничивает их применение при монтаже конструкций.
В полуавтоматической сварке механизирована лишь подача электродной проволоки. Малые габариты сварочных агрегатов позволяют применять этот способ при любом положении швов. Обычно применяется сварка в среде защитного газа (углекислого).
Применяется также полуавтоматическая сварка порошковой проволокой, представляющей собой свернутую в трубку стальную ленту, внутрь которой запрессован флюсовый порошок.
Сварочный материал (электрод, флюс) выбираются при проектировании в зависимости от марок стали и условий эксплуатации конструкции.
Контроль качества сварных швов
Рабочие швы являются весьма ответственным элементом конструкций, качество их зачастую оказывает решающее влияние на несущую способность и долговечность конструкций. Между тем, вследствие отклонений качества сварочных материалов, технологии сварки, разнообразии условий производства работ в сварных швах, возможно образование различных дефектов, снижающих прочность и плотность соединений. В ряде случаев метод контроля определяет расчетное сопротивление материала швов. Поэтому надлежащее качество соединений должно подтверждаться контролем качества швов.
К наиболее часто встречающимся дефектам швов относятся:
-наличие неплотностей, непроваров, пор, шлаковых включений;
-наличие трещин;
-отклонение от проектных размеров.
Для обеспечения надлежащего качества швов контролируются:
-качество сварочных материалов (электродов, флюсов и т.д.);
-квалификация сварщиков;
-точность выполнения технологического процесса сварки (режим, последовательность операций, обработка кромок, применяемая аппаратура и т.д.);
-качество и соответствие проектным размерам швов.
Способы проверки качества швов зависят от назначения конструкции и способа сварки.
Наиболее употребительны:
-измерение и внешний осмотр швов для выявления внешних дефектов;
-выборочное высверливание швов и травление для определения качества провара и наличия трещин;
-ультразвуковая дефектоскопия;
-магнитографический метод;
-просвечивание рентгеновскими или гамма-лучами (наиболее эффективный неразрушающий метод контроля).
При невозможности использования физических методов контроля (последние три перечисленных), применяют упрощенные способы:
- керосиновой пробой (на нижнюю поверхность наносится слой мела, а сверху наливается керосин. При наличии трещин на меле появляются пятна);
- сжатым воздухом (обратная сторона смазывается мыльным раствором и при наличии трещин появляются пузыри);
- вакуум-прибором (применяется при одностороннем доступе к шву), сущность которого аналогична предыдущему. Ограничения и допустимость дефектов определяются соответствующими документами («Правила производства и приемки работ» и др.).
Дефектные участки швов удаляются и завариваются заново.