.RU

Методические указания по выполнению дипломного проекта


МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

БОБРУЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫЙ

ПРОФЕССИОНАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ

Специальность 2-36 01 06 Оборудование и

технология сварочного производства

Специализация 2-36 01 06 02Производство сварных

конструкций


Квалификация техник-технолог


СОГЛАСОВАНО УТВЕРЖДАЮ

цикловой комиссией спец.дисциплин Зам. директора по УПР

Протокол № __ от «__»_________20__г. ________Метелица С.И.

Председатель ЦК ______ «__»___________20__ г.


^ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

по выполнению

дипломного проекта


Разработали преподаватели спец. дисциплин

Н.М. Рогоманцева

К.Д. Юхневич

преподаватель инженерной графики

Д.А. Мельникови.


2007

СОДЕРЖАНИЕ

стр.

Общие положения, состав и содержание курсового проекта 4

Введение 5

1 Технологический раздел 6

    1. Описание сварной конструкции, ее назначение 6

    2. Обоснование материала сварной конструкции 6

    3. Технические условия на изготовление сварной конструкции 7

    4. Определение типа производства 11

    5. Выбор и обоснование методов сборки и сварки 12

    6. Режимы сварки 15

    7. Выбор сварочных материалов 20

    8. Выбор сварочного оборудования, технологической оснастки,

инструмента 21

    1. Определение технических норм времени на сборку и сварку 22

    2. Расчет количества наплавленного металла, расхода сварочных

материалов, электроэнергии 25

    1. Расчет количества оборудования и его загрузки 28

    2. Расчет количества работающих 30

    3. Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования 32

    4. Методы борьбы со сварочными деформациями 33

    5. Выбор методов контроля качества 33

  1. Конструкторский раздел 34

2.1 Описание конструкции колонны 34

2.2 Выбор и обоснование металла сварной конструкции 34

2.3 Расчет и конструирование стержня колонны 34

2.4 Расчет и конструирование соединительных планок 36

2.5 Расчет сварных швов, прикрепляющих планки к ветвям колонны 38

2.6 Расчет и конструирование базы колонны 39

2.7 Расчет и конструирование оголовка колонны и ее стыков 42

2.8 Выбор способа сварки и методов контроля качества сварных

соединений 43

2.9 Выбор режимов сварки и сварочного оборудования 43

  1. Раздел охраны труда 45

    1. Расчет вентиляции на рабочих местах сборочно-сварочного

участка 45

3.2 Освещение сборочно-сварочного участка 47

  1. Экономический раздел 49

4.1 Расчет материальных затрат 49

4.2 Расчет зарплаты производственных рабочих, отчислений и

налога от нее 50

4.3 Расчет полной себестоимости изделия 53

4.4 Сравнение вариантов технологического процесса изготовления

детали 57

Заключение 59

Список использованных источников 60

Стандарты 62

Приложение А. Спецификация на сварную конструкцию

Приложение В. Спецификация на приспособление для сборки и прихватки


^ ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ, СОСТАВ И СОДЕРЖАНИЕ

ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТА


Дипломный проект – это комплексная самостоятельная творческая работа, выполняемая на завершающем этапе обучения, в ходе которой учащийся решает конкретные профессиональные задачи, соответствующие уровню образования присваевоемой квалификации, на основе которой Государственная квалификационная комиссия принимает решение о присвоении учащемуся квалификации специалиста.

Законченный дипломный проект состоит из пояснительной записки объемом 50-70 страниц рукописного или 20-40 страниц машинописного текста. Графическая часть выполняется на 4 листах чертежной бумаги.

Тематика дипломных проектов должна отражать конкретные задачи, стоящие перед отечественными машиностроительными предприятиями. Она должна предусматривать проектирование технологического процесса сборки и сварки заданной сварной конструкции при определенном объеме выпуска ее в год. Технологический процесс должен отвечать современному уровню соответствующей отрасли промышленности.

При использовании заводских основных, сварочных и вспомогательных материалов новый вариант технологического процесса должен быть более прогрессивным, обеспечивать более высокую производительность труда, снижение технологической себестоимости изготовления сварных конструкций, улучшения их качества.

Тематика дипломных проектов должна быть рассмотрена на заседании цикловой комиссии и утверждена заместителем директора по учебной работе.

Ответственность за принятие решения в дипломном проекте, качество выполнения пояснительной записки, графической части, комплекта документов на технологический процесс, а также за своевременное завершение работы несет автор-учащийся и руководитель.


ВВЕДЕНИЕ


Во введении требуется кратко изложить данные о развитии сварки и применении сварных конструкций, какие высокопроизводительные методы сборки и сварки сварных конструкций используются в Республике Беларусь и за рубежом на современном этапе.

^ 1 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ


    1. Описание сварной конструкции, ее назначение


Описать назначение сварной конструкции, условия ее работы, конструкцию, методы заготовки деталей подлежащих сварке, изучить литературу: [2, с.1-20], [13, с.25-29], [4, с.5-11] и указать, отвечает ли данная конструкция требованиям, предъявленным к технологичным сварным конструкциям. Привести габаритные размеры и массу сварной конструкции.


    1. ^ Обоснование материала сварной конструкции


Обоснование материала сварной конструкции производить с учетом следующих основных требований:

Указать механические свойства и химический состав свариваемого материала.

Изучить литературу [1, с.84-89] и установить свариваемость марки стали по эквиваленту углерода Сэ, из формулы


, (1.1)

где Сэ – эквивалент углерода, %;

- содержание углерода, %;

- содержание магния, %;

- содержание никеля, %;

- содержание хрома, %;

- содержание молибдена, %;

- содержание ванадия, %.

Стали у которых Сэ = 0,2...0,45%, хорошо свариваются, не требуют предварительного подогрева и последующей термообработки.


Таблица 1.1 – Химический состав сталей


Марка стали

ГОСТ

Содержание элементов, %

C

Si

Mn

Cr

Ni

Cu

Другие элементы

Cт3пс

380-94

0,14-0,22

0,05-0,17

0,40-0,85

<0.3

<0.3

<0.3




09Г2

19281-89

<0.12

0,17-0,38

1,40-1,80

<0.3

<0.3

<0.3




Окончание таблицы 1.1

14Г2

19281-89

0,12-0,18

0,17-0,37

1,20-1,60

<0.3

<0.3

<0.3




17ГС

19281-89

0,14-0,20

0,40-0,60

1,0-1,40

<0.3

<0.3

<0.3




09Г2С

19281-89

<0,12

0,50-0,80

1,30-1,70

<0.3

<0.3

<0.3




10ХСНД

19281-89

<0,12

0,80-1,10

0,50-0,80

0,6-0,9

0,5-0,8

0,4-0,6




10ХНДП

19281-89

<0,12

0,17-0,37

0,30-0,60

0,5-0,8

0,3-0,6

0,3-0,5

Фосфор

0,070-0,012


Таблица 1.2 – Механические свойства сталей


Марка

стали

ГОСТ

Временное сопротивление разрыву, МПа

Предел текучести, Мпа

Относительное удлинение, %

Ударная вязкость, Дж/см2

при t испытания, °С

-20

-40

-70

09Г2С

19281-89

430-490

265-345

21

59-64

34-39

29-34

10Г2С1

19281-89

490-530

325-390

21

59-64

29-39

24-29

10ХСНД

19281-89

530

390

19




39-49

29-34

12ГС

19281-89

460

315

22-26










14Г2

19281-89

450-530

325-390

17-21




29-34

29-34

15ХСНД

19281-89

325-345

470-490

21




29-39

29-34

14Г2АФ

19281-89

390

540

20




39-44

29-34

14ХГС

19281-89

345

490

22




34-39




16ГС

19281-89

275-325

450-490

21

59

39

29

17ГС

19281-89

320-345

490-510

19-23




34-44




Ст3пс

380-94

380-490

230-250

23-23




29-39







    1. ^ Технические условия на изготовление сварной конструкции


Технические условия изготовления сварной конструкции предусматривают технические условия на основные материалы, сварочные материалы, а также требования, предъявляемые к заготовкам под сборку и сварку, к сварке и к контролю качества сварки.

Технические условия на изготовление сварных конструкций учащиеся должны взять на заводах в ОГС или в бюро сборки и сварки, где они проходят технологическую практику.

1.3.1 В качестве основных материалов, применяемых для изготовления ответственных сварных конструкций (поднадзорных ГОСПРОМАТОМНАДЗОРу), работающих при динамических нагрузках должны применяться легированные стали по ГОСТ 19281-89 или углеродистые обыкновенного качества не ниже марки Ст3пс по ГОСТ 380-94. Для неответственных сварных конструкций должны применяться стали не ниже марки Ст3пс по ГОСТ 380-94.

1.3.2 Соответствие всех сварочных материалов требованиям стандартов должно подтверждаться сертификатом заводов-поставщиков, а при отсутствии сертификата – данными испытаний лабораторий завода.

При ручной дуговой сварке должны применяться электроды не ниже типа Э42А по ГОСТ 9467-75 со стержнем из проволоки Св-08 по ГОСТ 2246-70.

При сварке в углекислом газе должна применяться проволока не ниже Св-08Г2С по ГОСТ 2246-70.

Сварочная проволока не должна иметь ржавчины, масла и других загрязнений.

1.3.3 Требования к заготовкам под сварку предусматривают, чтобы свариваемые детали из листового, фасонного, сортового и другого проката должны быть выправлены перед сборкой под сварку.

После вальцовки или гибки детали не должны иметь трещин и заусенцев, надрывов, волнистости и других дефектов.

Кромки деталей, обрезанных на ножницах, не должны иметь трещин и заусенцев. Обрезная кромка должна быть перпендикулярной к поверхности детали. Допускаемый уклон в случаях, не оговоренных на чертежах, должен быть 1:10, но не более 2 мм.

Необходимость механической обработки кромок деталей должна указываться в чертежах и технологических процессах.

Вмятины после правки и криволинейность свариваемых кромок не должны выходить за пределы установленных допусков на зазоры между свариваемыми деталями. Предельные отклонения угловых размеров, если они не оговорены в чертежах, должны соответствовать десятой степени точности ГОСТ 8908-81.

Детали, поступающие на сварку, должны быть приняты ОТК.

1.3.4 Сборка свариваемых деталей должна обеспечивать наличие установленного зазора в пределах допуска по всей длине соединения. Кромки и поверхности деталей в местах расположения сварных швов на ширину 25-30 мм должны быть очищены от ржавчины, масла и других загрязнений непосредственно перед сборкой под сварку.

Детали, предназначенные для контактной сварки, в местах соединения должны быть с обеих сторон очищены от окалины, масла, ржавчины и других загрязнений.

Детали с трещинами и надрывами, образовавшимися .при изготовлении, к сборке под сварку не допускаются.

Указанные требования обеспечиваются технологической оснасткой и соответствующими допусками на собираемые детали.

При сборке не допускается силовая подгонка, вызывающая дополнительные напряжения в металле.

Допускаемое смещение свариваемых кромок относительно друг друга и величина допустимых зазоров должны быть не более величин, устанавливаемых на основные типы, конструктивныё элементы и размеры сварных соединений по ГОСТ 14771-76, ГОСТ 23518-79, ГОСТ 5264-80, ГОСТ 11534-75, ГОСТ 14776-79, ГОСТ 15878-79, ГОСТ 8713-79, ГОСТ 11533-75.

Местные повышенные зазоры должны быть устранены перед сборкой под сварку. Разрешается заваривать зазоры наплавкой кромок детали, но не более 5% длины шва. Заполнять увеличенные зазоры кусками металла и другими материалами запрещается.

Сборка под сварку должна обеспечивать линейные размеры готовой сборочной единицы в пределах допусков, указанных в таблице 1.3.


Таблица 1.3 - Предельные отклонения сварных сборочных единиц


Номинальные размеры, мм

Предельные отклонения, мм

До 30

Свыше 30 до 120

Свыше 120 до 500

Свыше 500 до 1000

Свыше 1000 до 3000

Свыше 3000

+1,0

+1,5

+2,0

+3,0

+4,0

+5,0


Сечение прихваток допускается размером до половины сечения сварного шва. Прихватки должны ставиться в местах расположения сварных швов. Наложенные прихватки должны быть очищены от шлака.

Прихватка элементов сварных конструкций при сборке должна выполняться с использованием тех же присадочных материалов и требований, что и при выполнении сварных швов.

Размеры прихваток должны быть указаны в картах технологического процесса.

Сборка под сварку должна быть принята ОТК. При транспортировке и кантовке собранных под сварку металлоконструкций должны быть приняты меры, обеспечивающие сохранение геометрических форм и размеров, заданных при сборке.

1.3.5 К сварке ответственных сборочных единиц должны допускаться только аттестованные сварщики имеющие удостоверение, устанавливающее их квалификацию и характер работы, к которой они допущены.

Сварочное оборудование должно быть обеспечено вольтметрами, амперметрами и манометрами, за исключением тех случаев, когда установка приборов не предусмотрена. Состояние оборудования должно проверяться сварщиком и наладчиком ежедневно.

Профилактический осмотр сварочного оборудования отделом главного механика и энергетика должен осуществляться не реже одного раза в месяц.

Изготовление стальных сварных конструкции должно производиться в соответствии с чертежами и разработанным на их основе техпроцессом сборки и сварки.

Технологический процесс сварки должен предусматривать такой порядок наложения швов, при котором внутренние напряжения и деформации в сварном соединении будут наименьшими. Он должен обеспечивать максимальную возможность сварки в нижнем положении.

Выполнять сварочные работы методами, не указанными в технологическом процессе и настоящем стандарте, без согласования с главным специалистом по сварке запрещается, Отступление от указанных в картах техпроцесса режимов сварки, последовательности сварочных операций не допускается.

Поверхности деталей в местах расположения сварных швов должны быть проверены перед сваркой. Свариваемые кромки должны быть сухими. Следы коррозии, грязи, масла и другие загрязнения не допускаются.

Зажигать дугу на основном металле, вне границ шва, и выводить кратер на основной металл запрещается.

Отклонение размеров поперечного сечения сварных швов, указанных в чертежах, при сварке в углекислом газе, должны быть в соответствии с ГОСТ 14771-76.

По наружному виду сварной шов должен иметь равномерную поверхность без наплывов и натеков с плавным переходом к основному металлу.

По окончании сварочных работ, до предъявления изделия ОТК, сварные швы и прилегающие к ним поверхности должны быть очищены от шлаков, наплывов, брызг металла, окалины и проверены сварщиком.

При контактной точечной сварке глубина вдавливания электрода в основной металл сварочной точки не должна превышать 20% от толщины тонкой детали, но не более 0,4 мм.

Увеличение диаметра контактной поверхности электрода в процессе сварки не должно превышать 10% от установленного техпроцессом размера.

При сборке под точечную сварку зазор между соприкасающимися поверхностями в местах расположения точек не должен превышать 0.5...0,8 мм.

При сварке штампованных деталей зазор не должен превышать 0,2...0,3 мм.

При контактной точечной сварке деталей разной толщины режим сварки следует устанавливать в соответствии с толщиной более тонкой детали.

После сборки деталей под сварку необходимо проверять зазоры между деталями. Величина зазоров должна соответствовать ГОСТ 14771-76.

Размеры сварного шва должны соответствовать чертежу сварной конструкции по ГОСТу 14776-79.

1.3.6 В процессе сборки и сварки ответственных сварных конструкций должен осуществляться пооперационный контроль на всех этапах их изготовления. Процент контроля параметров оговаривается технологическим процессом.

Перед сваркой следует проверить правильность сборки, размеры и качество прихваток, соблюдение геометрических размеров изделия, а также чистоту поверхности свариваемых кромок, отсутствие коррозии, заусенцев, вмятин, других дефектов.

В процессе сварки должны контролироваться последовательность операций, установленная техпроцессом, отдельные швы и режим сварки.

После окончания сварки контроль качества сварных соединений должен осуществляться внешним осмотром и измерениями.

Угловые швы допускаются выпуклые и вогнутые, но во всех случаях катетом шва следует считать катет вписанного в сечение шва равнобедренного треугольника.

Осмотр может производиться без применения лупы или с применением её с увеличением до 10 раз.

Контроль размеров сварных швов, точек и выявленных дефектов должен производиться измерительным инструментом с ценой деления 0,1 или специальными шаблонами.

Исправление дефектного участка сварного шва более двух раз не допускается.

Внешний осмотр и обмер сварных соединений должен производиться согласно ГОСТ 3242-79.


    1. ^ Определение типа производства


Все машиностроительные предприятия, цехи и участки могут быть отнесены к одному из трёх типов производства:

- единичному;

- серийному;

- массовому.

Единичное производство характеризуется широкой номенклатурой изготавливаемых изделий и малым объёмом их выпуска. Оно отличается универсальностью оборудования и рабочих мест. В сварочном производстве почти полностью отсутствует специальное сварочное оборудование, сборочно-сварочные приспособления и механизмы.

Серийное производство характеризуется ограниченной номенклатурой изготавливаемых изделий и большим объёмом выпуска, повторяющимся через определённый промежуток времени партиями.

Технологический процесс в серийном производстве дифференцирован, т.е. разделён на отдельные операции, которые закреплены зa отдельными рабочими местами. Сравнительно устойчивая номенклатура позволяет широко применять специальные сборочно-сварочные приспособления, внедрять автоматизированные способы сварки, а на отдельных участках организовать поточные линии. При этом используется как общецеховой транспорт, так и напольный. Специализация отдельных видов работ требует высокой квалифика­ции рабочих.

В серийном производстве более детально разрабатываются технологические процессы с указанием режимов работ, способов контроля.

Серийное производство значительно эффективнее, чем единичное, т.к. более полно используется оборудование, а специализация рабочих мест обеспечивает производительность труда. В зависимости от числа изделий в партии и значения коэффициента закрепления операций различают мелкосерийное, среднесерийное и крупносерийное производство.

Массовое производство характеризуется непрерывным изготовлением узкой номенклатуры изделий в течение продолжительного времени и большим объёмом выпуска. Оно позволяет широко использовать специальное высокопроизводительное оборудование и приспособления. Это обеспечивает высокую производительность труда, лучшее использование основных производственных фондов и более низкую себестоимость продукции, чем в серийном и единичном производстве.

Исходя из массы и габаритов сварной конструкции, а также заданной программы выпуска, с учётом особенностей каждого типа производства выбирается тот или иной тип производства - таблица 1.4.


Таблица 1.4 - Зависимость типа производства от программы выпуска (шт) и массы изделия


Масса детали, кг

Единичное

производство

Мелкосерийное

производство

Среднесерийное производство

Крупносерийное производство

Массовое производство

<1,0

<10

10-2000

1500-100000

75000-200000

200000

1,0-2,5

<10

10-1000

1000-50000

50000-100000

100000

2,5-5,0

<10

10-500

500-35000

35000-75000

75000

5,0-10,0

<10

10-300

300-25000

25000-50000

50000

>10

<10

10-200

200-10000

10000-25000

25000




    1. Выбор и обоснование методов сборки и сварки


1.5.1 Сборку сварных конструкций в единичном и мелкосерийном производстве можно производить по разметке с применением простейших универсальных приспособлений (струбцин, скоб с клиньями), с последующей прихваткой с использованием того же способа сварки, что и при выполнении сварных швов.

В условиях серийного производства сборка под сварку производится на универсальных плитах с пазами, снабжёнными упорами, фиксаторами с различными зажимами. На универсальных плитах сборку следует вести только в тех случаях, когда в проекте заданы однотипные, но различные по габаритам сварные конструкции. При помощи шаблонов можно собрать простые сварные конструкции.

В условиях серийного и массового производства сборку под сварку следует производить на специальных сборочных стендах или в специальных сборочно-сварочных приспособлениях, которые обеспечивают требуемое взаимное расположение входящих в сварную конструкцию деталей и точность сборки изготавливаемой сварной конструкции в соответствии с требованиями чертежа и технических условий на сборку.

Кроме того, сборочные приспособления обеспечивают сокращение длительности сборки и повышение производительности труда, облегчение условий труда, повышение точности работ и улучшение качества готовой сварной конструкции.

Собираемые под сварку детали крепятся в приспособлениях и на стендах с помощью различного рода винтовых, ручных, пневматических и других зажимов.

1.5.2 Выбор того или иного способа сварки зависят от следующих факторов:

- толщины свариваемого материала;

- протяжённости сварных швов;

- требований к качеству выпускаемой продукции;

- химического состава металла;

- предусматриваемой производительности;

- себестоимости 1 кг наплавленного металла;

Среди способов электродуговой сварки наиболее употребляемыми являются.

- ручная дуговая сварка;

- механическая сварка в защитных газах;

- автоматизированная сварка в защитных газах и под флюсом.

Ручная дуговая сварка (РДС) из-за низкой производительности и высокой трудоёмкости не приемлема в серийном и массовом производствах. Она используется в основном в единичном производстве.

Наиболее целесообразно использование механизированных способов сварки.

Одним из таких способов является полуавтоматическая сварка в углекислом газе, которая в настоящее время занимает значительное место в народном хозяйстве благодаря своим технологическим и экономическим преимуществам.

Технологическими преимуществами являются относительная простота процесса сварки, возможность полуавтоматической и автоматической сварки швов, находящихся в различных пространственных положениях, что позволяет механизировать сварку в различных пространственных положениях, в том числе сварку неповоротных стыков труб.

Небольшой объём шлаков, участвующих в процессе сварки в СО2 позволяет в ряде случаев получить швы высокого качества

Экономический эффект от применения сварки в углекислом газе существенно зависит от толщины свариваемого металла, типа соединения, расположения шва в пространстве, диаметра электродной проволоки и режимов сварки.

Себестоимость 1 кг наплавленного металла при сварке в углекислом газе всегда ниже, чем при газовой и ручной дуговой сварке.

При сварке в углекислом газе проволокой диаметром 0,8-1,4 мм изделий из стали, толщиной до 40 мм во всех положениях выработка на средних режимах на автоматах в 2-5 раз выше, а на полуавтоматах - в 1,8-3 раза выше, чем при ручной дуговой сварке.

При сварке в углекислом газе проволокой диаметром 0,8-1,4 мм вертикальных и потолочных швов из стали толщиной 8 мм и более и в нижнем положении толщиной более 10 мм проволоками диаметром 1,4-2,5 мм производительность в 1,5-2,5 раза выше, чем при ручной электродуговой сварке.

Производительность сварки в углекислом газе проволоками диаметром 1,4-2,5 мм из стали толщиной 5-10 мм в нижнем положении зависит от характера изделия, типа и размера соединения, качества сборки и др. При этом производительность только в 1,1-1,8 раза выше, чем вручную.

Перечисленные технологические и экономические преимущества сварки в углекислом газе позволяют широко использовать этот метод в серийном и массовом производствах.

Для выполнения швов большой протяженности на металле средних и больших толщин целесообразно применение автоматической сварки под флюсом. При сварке под флюсом вылет электрода значительно меньше, чем при ручной дуговой сварке. Поэтому можно, не опасаясь перегрева электрода и отделения защитного покрытия, в несколько раз увеличить силу сварочного тока, что позволяет резко увеличить производительность сварки, которая в 5-20 раз выше, чем при ручной дуговой сварке, коэффициент наплавки достигает 14-16 г/Ач в некоторых случаях даже 25-30 г/Ач.

Плавление электродного и основного металла происходит под флюсом надёжно изолирующим их от окружающей среды. Флюс способствует получению чистого и плотного металла шва, без пор и шлаковых включений, с высокими механическими свойствами Введение вo флюс элементов-стабилизаторов и высокая плотность тока в электроде позволяет производить сварку металла значительной толщины без разделки кромок. Практически отсутствуют потери на угар и разбрызгивание электродного металла. Процесс сварки почти полностью механизирован. Механизированная сварка под флюсом по сравнению с РДС значительно улучшает условия труда сварщика-оператора, повышает общий уровень и культуру производства [2. C.227-233], [6, с.127-129].

В настоящее время на машиностроительных предприятиях Республики Беларусь всё шире ведутся работы по внедрению в производство сварки в аргоне в смеси с углекислым газом. При сварке в СО2 проволоками любого диаметра выявляется два вида переноса расплавленного металла, характерные для оптимальных режимов: с периодическими замыканиями дугового промежутка и капельный перенос без коротких замыканий. При сварке в смеси Аr+CQ2 область режимов сварки с короткими замыканиями дугового промежутка отсутствует. Изменение характера переноса при замене защитной среды можно рассматривать, как улучшение технологического процесса тем более, что оно сопровождается улучшением качественных и количественных характеристик процесса сварки: разбрызгивания и набрызгивания металла на сваривание детали и сопло.

При сварке в углекислом газе на оптимальных режимах на детали набрызгивается примерно 1 г/Ач брызг. Брызги прихватываются к поверхности свариваемого металла и с трудом удаляются металлической щёткой. 25-30% крупных капель привариваются к металлу, и для их удаления необходима работа с зубилом или другими средствами зачистки шва. Существенное уменьшение набрызгивания на детали наблюдается при сварке в смеси Ar+CO2 как минимум в 3 раза.

При сварке в СО2 существует область режимов, при которых наблюдается повышение забрызгивания сопла. Для проволоки диаметром 1,2 мм это область составляет 240-270 А, а для диаметра проволоки 1,6 мм – 290-310 А. При сварке в смеси аргона и углекислого газа область режимов большого разбрызгивания практически отсутствует. При забрызгивании сопла ухудшается состояние газовой защиты, а периодическая очистка снижает производительность. Форма провара при сварке СО2 в округлая и сохраняется в смеси Ar+CO2 при малых токах. При больших токах в нижней части провара появляется выступ, увеличивающий глубину проплавления, что увеличивает площадь разрушения по зоне сплавления. При равной глубине проплавления площадь провара основного металла в смеси Ar+CO2 на 8-25% меньше, чем при сварке в СО2, что приводит к уменьшению деформации. Наряду со сваркой в смеси аргона с углекислым газом наиболее широкое применение получила сварка в смеси углекислого газа с кислородом. Наличие кислорода в смеси пределах 20-30% уменьшает силы поверхностного натяжения, что способствует более мелкокапельному переносу и более «стойкому» разрыву перемычки между каплей и электродом, что снижает разбрызгивание. Кроме того окисленная капля хуже приваривается к металлу. Окисленные реакции увеличивают количество тепла, выделяемого в зоне дуги, что повышает производительность сварки. Наибольше преимущества сварка в смеси CO2+О2 имеет при повышенном вылете электрода и применением проволок легированных цирконием, например Св08Г2СЦ.

Полуавтоматическую сварку в смеси CO2+О2 производят проволоками диаметром 1,2-1,6 мм проволоками марок Св08Г2С и Св08Г2СЦ с обычным вылетом электрода во всех пространственных положениях.


    1. ^ Режимы сварки


Режимом сварки называется совокупность характеристик сварочного процесса, обеспечивающих получение сварных соединений заданных размеров, форм, качества. При всех дуговых способах сварки такими характеристиками являются следующие параметры: диаметр электрода, сила сварочного тока, напряжение на дуге, скорость перемещения электрода вдоль шва (скорость сварки), род тока и полярность. При механизированных способах сварки добавляется ещё один параметр - скорость подачи сварочной проволоки, а при сварке в защитных газах - удельный расход защитного газа.

Параметры режима сварки влияют на форму, и размеры шва. Поэтому, чтобы получить качественный сварной шов заданных размеров, необходимо правильно подобрать режимы сварки, исходя из толщин свариваемого металла, типа соединения и его положения в пространстве. На форму и размеры шва влияют не только основные параметры режима сварки; но также и технологические факторы, как род и плотность тока, наклон электрода и изделия, вылет электрода, конструкционная форма соединения и величина зазора.

1.6.1 Основными параметрами режима автоматической и полуавтоматической сварки под флюсом являются: сварочный ток, диаметр, скорость сварки.

Расчёт режима сварки производится всегда для конкретного случая, когда известен тип соединения, толщина свариваемого металла, марка проволоки, флюс и способ защиты от протекания расплавленного металла в зазор стыка. Поэтому до начала расчёта следует установить по ГОСТ 8713-79 конструктивные элементы заданного сварного соединения. При этом необходимо учитывать, что максимальное сечение однопроходного шва, выполненного автоматом, не должно превышать 100 мм2.

Для стыковых соединений площадь поперечного сечения шва Аш, мм2 определяется по формуле


Аш = 0,75eg + sb, (1.2)


где Аш – площадь поперечного сечения шва, мм2;

е - ширина шва, мм;

g - усиление шва, мм;

s - толщина шва, мм;

b - зазор , мм.


Сила сварочного тока I, А, определяется по глубине провара из формулы


I = (80...100)h, (1.3)


где I – сила сварного тока, А;

h - глубина провара, мм.


Глубиной провара задаются конструктивно, исходя из толщины металла.

Для однопроходного стыкового шва глубина провара h, мм, выбирается из условия


h = (0,7...0,8)S, (1.4)


где h – глубина провара, мм;

S - толщина свариваемого металла, мм.

Для двухсторонней сварки глубина провара h, мм, выбирается из условия


, (1.5)


где h – глубина провара, мм;

S - толщина свариваемого металла, мм.


и должна составлять не менее 60% толщины свариваемых деталей.

Диаметр сварочной проволоки d, мм, принимается в зависимости oт толщины свариваемого металла в пределах 2...6 мм, а затем уточняется расчетом


, (1.6)


где d - диаметр сварочной проволоки, мм;

I - сварочный ток, А;

i - плотность тока, А/мм2


Плотность тока в зависимости от диаметра проволоки указана в таблице 1.5.


Таблица 1.5 - Плотность тока в зависимости от диаметра проволоки.


Диаметр проволоки, мм

2

3

4

5

6

Плотность тока, А/мм2

65-200

45-90

35-260

30-50

25-45


Напряжение на дуге U, В принимается в пределах 32-40 В.

Скорость сварки Vсв, м/ч, определяется по формуле


, (1.7)

где Vсв - скорость сварки, м/ч;

- коэффициент наплавки, г/Ач;

I - сварочный ток, А;

Аш - площадь сечения, мм2;

γ - удельная плотность наплавленного металла, г/cm3.


При сварке постоянным током обратной полярности коэффициент наплавки ,рассчитывается по эмпирической формуле


=11,6 ± 0,4 г/Ач (1.8)

При сварке на постоянном токе прямой полярности и переменном токе коэффициент наплавки , определяется по формуле


, (1.9)

где - коэффициент наплавки, г/Ач;

А и В - коэффициенты, значения, которых для флюса АН-384А приведены в таблице 1.6.


Таблица 1.6 - Значения коэффициентов А и В для флюса АН-384А


Коэффициент

А

В

Прямая полярность

2.3

0.065

Переменный ток

7

0.04


Скорость подачи проволоки Vпод, м/ч, определяем по формуле


, (1.10)

где Vпод - скорость подачи проволоки, м/ч;

Аш - площадь сечения шва, мм2;

Аэ - площадь семения электродной проволоки, мм2;

Vсв - скорость сварки, м/ч.


Скорость подачи электродной проволоки Vпод, м/ч, можно также подсчитать следующим образом, по формуле


, (1.11)

где Vпод - скорость подачи электродной проволоки, м/ч

αн - коэффициент наплавки, г/Ач;

I - сварочный ток, А;

d - диаметр сварочной проволоки, мм;

γ - удельная плотность наплавленного металла, г/см3.


1.6.2 Расчёт режимов автоматической и полуавтоматической сварки под флюсом угловых швов.


Определить площадь сечения Аш, мм, по катету шва, заданного в чертежах, по формуле


, (1.12)

где Аш - площадь сечения, мм

По ГОСТ 14771-76 усиление углового шва q, мм, выполненного в нижнем положении, допускается до 30% его катета, т.е.


, (1.13)


где q - высота усиления шва, мм;

k - катет шва, мм.


Устанавливаем количество проходов на основании того, что за один проход автоматом можно наплавить не более 100 мм2 площади шва.

Выбираем диаметр электрода, имея в виду, что угловые швы катетом 3-4 мм можно получить использованием электродной проволоки диаметром 2 мм, при сварке электродной проволокой диаметром 4-5 мм минимальный катет составляет 5-6 мм. Сварочную проволоку диаметром более 5 мм применять не следует, т.к. она не обеспечивает провара корня шва.

Для принятого диаметра проволоки подбираем плотность тока по данным, приведённым в таблице 1.5, и определяем силу сварочного тока I, А, по формуле


, (1.14)

где Iсв - сила сварочного тока, А;

d -диаметр сварочной проволоки, мм;

i - плотность тока, А/мм2.


Определить коэффициент наплавки по одной из ранее приведённых (1.8) и (1.9) формул в зависимости от рода тока и полярности.

Зная площадь наплавки за один проход, сварочный ток и коэффициент наплавки, определить скорость сварки VСВ, м/ч по формуле (1.7).

Скорость подачи электродной проволоки определяется по формуле (1.10).

1.6.3 Выбор режима сварки в углекислом газе, а также в смеси газов производится в зависимости от толщины и свойств свариваемого металла, типа сварного соединения и положения сварного шва в пространстве на основании обобщённых опытных данных [11].


^ 1.7 Выбор сварочных материалов


Общие принципы выбора сварочных материалов характеризуются следующими основными условиями:

- обеспечением требуемой эксплуатационной прочности сварного соединения, т.е. определяемого уровня механических свойств металла шва в сочетании с основным металлом;

- обеспечением необходимой сплошности металла шва (без пор и шлаковых включений или с минимальными размерами и количеством указанных дефектов на единицу длины шва);

- отсутствием горячих трещин, т.е. получением металла шва с достаточной технологической прочностью;

-получением комплекса специальных свойств металла, шва (жаропрочности, жаростойкости, коррозионной стойкости).

Выбор сварочных материалов производится в соответствии с принятым способом сварки.

Выбор и обоснование конкретных типов и марок сварочных материалов следует произвести на основании литературных источников с учётом требований.

В картах технологического процесса для каждой технологической операции (сборка на прихватках, сварка), необходимо указать виды, марки, стандарт на виды и марки, сварочных материалов.

При ручной дуговой сварке конструкционных углеродистых и легированных сталей выбор электродов производится по ГОСТ 9467-75, который предусматривает два класса электродов. Первый класс - электроды для сварки углеродистых и легированных сталей, требования к которым установлены по механическим свойствам наплавленного металла и содержанию в нём серы и фосфора. Второй класс регламентирует требования к электродам для сварки легированных теплоустойчивых сталей и которые классифицируются по химическим свойствам наплавленного металла шва.

ГОСТ 10052-75 устанавливает требования к электродам для сварки высоколегированных сталей с особыми, свойствами. Выбор электродов для сварки этих сталей производится по этому ГОСТу.

Выбор стальной проволоки для механизированных способов сварки производится по ГОСТ 2246-70, который предусматривает выпуск стальной сварочной проволоки для сварки диаметром от 0,3 до 12 мм.

Сварочная проволока для сварки алюминия и его сплавов поставляется по ГОСТ 7881-75.

Выбор флюсов для сварки производится по ГОСТ 9078-81, который предусматривает две группы флюсов:

- для сварки углеродистых низколегированных и среднелегированных сталей (АН-348А, АН-348АМ, ОСЦ-45, АН-60, АН-22, ФЦ-9, АН-64);

- для сварки высоколегированных, сталей (АН-26, АН-22, АН-30, АНФ-14, АНФ-16, АНФ-17, ФЦК-С, К-8).

В качестве защитных газов при сварке применяются инертные газы (аргон, гелий) и активные газы (углекислый газ, водород).

Аргон, предназначенный для сварки, регламентируется ГОСТ 10157-79 и в зависимости от процентного содержания аргона и назначения делится на аргон высшего, первого и второго сорта.

Гелий поставляется по ГОСТ 20461-75, который предусматривает два сорта газообразного гелия: гелий высокой чистоты (99,98% Не) и гелий технический (99,8% Не).

Углекислый газ, предназначенный для свари, соответствует ГОСТ 8050-85, который в зависимости, от содержания СО2 предусматривает два сорта сварочной углекислоты: первый сорт - с содержанием CQ2 не менее 99,5%, второй сорт - с содержанием СО2 не менее 99%.

После обоснования выбора сварочных материалов для принятых в проекте способов сварки необходимо привести в форме таблиц химический состав этих материалов, механические свойства и химический состав наплавленного металла.


^ 1.8 Выбор сварочного оборудования, технологической оснастки,

инструмента


В соответствии с установленным технологическим процессом производят выбор сварочного оборудования. Основными условиями выбора служат:

- техническая характеристика сварочного оборудования, отвечающая принятой технологии;

- наименьшие габариты и вес;

- наибольший КПД и наименьшее потребление электроэнергии;

- минимальная стоимость.

Основным условием при выборе сварочного оборудования является тип производства.

Так, при единичном и мелкосерийном производстве из экономических соображений необходимо более дешевое сварочное оборудование - сварочные трансформаторы, выпрямители или сварочные полуавтоматы, отдавая предпочтение оборудованию, работающему в среде защитных газов с источником питания - выпрямителями.

Для подбора рациональных типов оборудования следует пользоваться новейшими данными справочной и информационной литературы, каталогами и проспектами по сварочной технике, в которых приведены технические характеристики источников питания, сварочных полуавтоматов и автоматов.

При определении расхода электроэнергии её расход вести по мощности источника питания и добавлять к ней 0,3...0,5 кВт на цепь управления автомата, полуавтомата.

Выбор и проектирование сборочно-сварочных приспособлений (оснастки) производится в соответствии с предварительно избранными способами сборки-сварки узлов. При разработке данного вопроса необходимо учитывать то, что выбор сборочно-сварочных приспособлений должен обеспечить следующее:

- уменьшение трудоёмкости работ, повышение производительности труда, хранение длительности производственного цикла;

- облегчение условий труда;

- повышение точности работ, улучшение качества продукции, сохранение заданной формы свариваемых изделий путём соответствующего закрепления их для уменьшения деформаций при сварке.

Приспособления должны удовлетворять следующим требованиям:

- обеспечивать доступность к местам установки деталей к рукояткам зажимных и фиксирующих устройств, к местам прихватов и сварки;

- обеспечивать наивыгоднейший порядок сборки;

- должны быть достаточно прочными и жёсткими, чтобы обеспечить точное закрепление деталей в требуемом положении и препятствовать их деформации при сварке;

- обеспечивать такие положения изделий, при которых было бы наименьшее число поворотов, как при наложении прихваток, так и при сварке;

- обеспечивать свободный доступ при проверке изделия;

- обеспечивать безопасное выполнение сборочно-сварочных работ.

При серийном производстве приспособления следует выбирать из расчёта возможностей перестройки производства на новый вид продукции, т.е. универсальные.

Тип приспособления необходимо выбирать в зависимости от программы, конструкции изделия, технологии и степени точности изготовления заготовок, технологии сборки-сварки.

Рабочий и мерительный инструмент выбирается конкретно для каждой сборочно-сварочной операции, исходя из требований чертежа и технических условий на изготовление сварной конструкции.


^ 1.9 Определение технических норм времени на сборку и сварку

Общее время на выполнение сварочной операции Тсв, час, состоит из нескольких компонентов и определяется по формуле:


Tсв=tо+ tп.з.+ tв+ tобс+tп , (1.15)


где Тсв - общее время на выполнение сварочной операции, час;

tп.з. - подготовительно-заключительное время;

tо - основное время;

tв - вспомогательное время;

tобс - время на обслуживание рабочего места;

tп - время перерывов на отдых и личные надобности.


Основное время – это время на непосредственное выполнение сварочной операции. Оно определяется по формуле:


, (1.16)


где - основное время, час;

- коэффициент наплавки, г/А·час;

Iсв - сила сварочного тока, А;

- масса наплавленного металла, г.


, (1.17)


где - масса наплавленного металла, г;

- сумма площадей наплавленного металла всех швов, см2;

- плотность металла, г/см3;

- сумма длин всех швов, см.


Рассчитанное основное время сварки может быть проверено по формуле:


, (1.18)


где - основное время, час;

- сумма длин всех швов, см;

- скорость сварки шва, см/час.

Подготовительно-заключительное время включает в себя такие операции как получение производственного задания, инструктаж, получение и сдача инструмента, осмотр и подготовка оборудования к работе и т.д. При его определении общий норматив времени tп.з. делится на количество деталей, выпущенных в смену. В курсовой работе примем:


tп.з. = 10% от tо.


Вспомогательное время включает в себя время на заправку кассеты с электродной проволоки tэ, осмотр и очистку свариваемых кромок tкр, очистку швов от шлака и брызг tбр, клеймение швов tкл, установку и поворот изделия, его закрепление tизд:


tв = tэ+ tкр+ tбр+ tизд+ tкл, (1.19)


где tв - вспомогательное время, мин;

tэ - время на заправку кассеты с электродной проволоки, мин;
tкр - время на осмотр и очистку свариваемых кромок, мин;

tбр - время на очистку швов от шлака и брызг, мин;

tкл - время на клеймение швов, мин;

tизд - время на установку и поворот изделия, его закрепление, мин;

При автоматической сварке во вспомогательное время входит время на заправку кассеты с электродной проволоки. Это время можно принять равным tэ=5мин.

Время зачистки кромок или шва вычисляют по формуле:


tкр = Lш(0,6+1,2(nc-1)), (1.20)


где tкр - время на осмотр и очистку свариваемых кромок, мин;

nс - количество слоёв при сварке за несколько проходов;

Lш - длина шва в метрах.


Время на установку клейма, tкл принимают 0,03 мин на 1 знак.


Время на установку, поворот и снятие изделия, tизд зависит от его массы (таблица 1.7).

^ Таблица 1.7 - Норма времени на установку, поворот и снятие изделия в зависимости от его массы

Элементы работ
Вес изделия, кг

5

10

15

25

до 40

до 50

до 100
Время, мин

вручную

Краном

Установить, повернуть, снять сборочную единицу и отнести на место складирования

1,30

3,00

4,30

6,00

5,20

6,30

8,40

oshibka-oshibke-rozn.html
oshibki-otcov-i-pozdnij-um-detej.html
osho-prosvetlennij-indijskij-mistik-ne-prinadlezhashij-ni-k-odnoj-iz-organizovannih-religij-ego-imya-oznachaet-okeanicheskij-bozhestvennij-dostigshij-stranica-3.html
osip-emilevich-mandelshtam-chetvyortaya-proza.html
oskar-uajld-ksp.html
oslozhneniya-transuretralnih-endourologicheskih-vmeshatelstv-pri-zabolevaniyah-nizhnih-i-verhnih-mochevih-putej-stranica-2.html
  • control.bystrickaya.ru/celi-i-zadachi-disciplini-uchebno-metodicheskij-kompleks-disciplina-organizaciya-pitaniya-turistov-specialnost.html
  • zadachi.bystrickaya.ru/strategiya-i-taktika-izbiratelnoj-kampanii-na-primere-izbiratelnoj-kampanii-vo-francii-v-2007-godu.html
  • shkola.bystrickaya.ru/pochemu-pokupayut-treningi-avtorizovannij-konspekt-seminarov-i-treningov-dlya-prodavcov-agentov-kommivoyazherov.html
  • knigi.bystrickaya.ru/sabati-tairibi-fajldar-bumalar-zhne-zharlitar-sabati-masati-blmdlk.html
  • literature.bystrickaya.ru/chaste-kitajskij-eros-pod-red-a-i-kobzeva.html
  • ekzamen.bystrickaya.ru/sila-kotoroj-polzuyutsya-nepravilno-neobuzdannij-po-obrazu-kotorogo-mi-sozdani.html
  • portfolio.bystrickaya.ru/osobennosti-delovogo-etiketa-v-zapadnoevropejskih-stranah.html
  • college.bystrickaya.ru/09-fevralya-2007-g-80-ob-utverzhdenii-klinicheskih-protokolov-lecheniya-bolnih-s-onkologicheskimi-zabolevaniyami.html
  • letter.bystrickaya.ru/mother-and-childhood-protection-1263-herald-of-the-mechnikov-saint-petersburg-state-medical-academy.html
  • doklad.bystrickaya.ru/uchebno-tematicheskaya-programma-po-literature-dlya-podgotovitelnih-kursov-rgsu.html
  • lektsiya.bystrickaya.ru/programma-obucheniya-studentov-syllabus-po-discipline-grazhdanskoe-pravo-respubliki-kazahstanobshaya-chast-naimenovanie-disciplini-dlya-specialnosti-050301-yurisprudenciya-stranica-4.html
  • notebook.bystrickaya.ru/k-1929-g-v-au-rkka-sostavili-nomenklaturnij-perechen-aviabomb-neobhodimij-dlya-vooruzheniya-vvs-takim-obrazom-vpervie-zakaz-otechestvennoj-promishlennosti-na-r-stranica-4.html
  • desk.bystrickaya.ru/operaciya-moisej.html
  • university.bystrickaya.ru/filosofskij-enciklopedicheskij-slovar-stranica-83.html
  • tetrad.bystrickaya.ru/uchebno-metodicheskij-kompleks-po-discipline-kompyuternaya-podgotovka-nazvanie.html
  • institute.bystrickaya.ru/franciya-chast-4.html
  • znaniya.bystrickaya.ru/rannij-politogenez.html
  • letter.bystrickaya.ru/nazvanie-i-soderzhanie-razdelov-tem-planov-stranica-4.html
  • studies.bystrickaya.ru/klyuch-k-sebe-pomogi-sebe-sam-stranica-6.html
  • thescience.bystrickaya.ru/integrirovannie-sistemi-menedzhmenta.html
  • tests.bystrickaya.ru/kultura-epohi-vozrozhdeniya-stranica-4.html
  • spur.bystrickaya.ru/lekciya-po-yazikoznaniyu-4-istoricheskoe-razvitie-yazikov-shodstvo-i-rodstvo-yazikov.html
  • knowledge.bystrickaya.ru/nastavlenie-stranica-13.html
  • thescience.bystrickaya.ru/iv-mezhdunarodnaya-nauchno-prakticheskaya-konferenciya-ekologo-ekonomicheskaya-effektivnost-prirodopolzovaniya-na-sovremennom-etape-razvitiya-zapadno-sibirskogo-regiona.html
  • thesis.bystrickaya.ru/primernaya-programma-nachalnogo-obshego-obrazovaniya-2-4-kl-sajt-moin-rf-2005g.html
  • notebook.bystrickaya.ru/i-v-chepurina-tavricheskij-nacionalnij-universitet-im-v-i-vernadskogo-emotivnie-glagoli-russkogo-yazika-rassmatrivayutsya-v-lingvo-kognitivnom-aspekte.html
  • shkola.bystrickaya.ru/metodicheskie-ukazaniya-po-izucheniyu-kazhdogo-voprosa-3-slovar-osnovnih-ponyatii-i-terminov-dopolnitelnij-material-dlya-uglublennogo-izucheniya-kazhdogo-voprosa.html
  • kanikulyi.bystrickaya.ru/zadanie-dlya-samostoyatelnoj-raboti.html
  • klass.bystrickaya.ru/analiz-vozmozhnostej-i-perspektiv-organizacii-proizvodstva-rublenih-domov-na-territorii-respubliki-belarus-chast-5.html
  • pisat.bystrickaya.ru/spredotvrashenie-obrazovaniya-i-minimizaciya-othodov-programma-organizacii-obedinennih-nacij-po-okruzhayushej-srede-distr-general.html
  • universitet.bystrickaya.ru/uchebnie-materiali-po-razvitiyu-professionalnoj-rechi-dlya-studentov-inostrancev-podgotovitelnogo-otdeleniya.html
  • urok.bystrickaya.ru/pravila-tekushego-remonta-i-tehnicheskogo-obsluzhivaniya-elektrovozov-postoyannogo-toka-stranica-4.html
  • notebook.bystrickaya.ru/iii-osnovnie-problemi-sferi-kulturi-sverdlovskoj-oblasti-koncepciya-razvitiya-kulturi-v-sverdlovskoj-oblasti-2012-2020-gg.html
  • education.bystrickaya.ru/1-naimenovanie-postavlyaemogo-tovara-izveshenie-o-provedenii-zaprosa-kotirovok-027-k10-na-pravo-zaklyucheniya-municipalnogo.html
  • spur.bystrickaya.ru/metodicheskie-rekomendacii-vladimir-2007-udk-021-bbk-78-342707.html
  • © bystrickaya.ru
    Мобильный рефератник - для мобильных людей.