Разработка технологии изготовления сварной конструкции

Таблица 5

Сварочная проволока, диаметром 3мм., марки Св-08Г2C предназначена для сварки с неомедненной поверхностью, химический состав которой соответствует ГОСТ 2246-70 таблице 2.(таблица 6)

Таблица 6. Химический состав %

Технические требования согласно ГОСТ 2246-70 пункт:

В проволоке, не легированной титаном, остаточное содержание титана не должно превышать:

0,04% - в легированной проволоке;

0,2% - в высоколегированной проволоке.

По требованию потребителя в проволоке марок Св-04Х19Н11М3 и Св-08Х21Н10Г6 остаточное содержание титана не должно превышать 0,1%.

По соглашению сторон проволока должна изготовляться из стали с суженными пределами содержания химических элементов по сравнению, с указанными в табл. 4, а также с ограничением содержания химических элементов, не указанных в табл.4 и в пп. 3.7, 3.9-3.13 и 3.16.

По соглашению сторон допускается поставка проволоки в мотках повышенной массы или на крупногабаритных катушках.

Поверхность проволоки должна быть чистой и гладкой, без трещин, расслоений, плен, закатов, раковин, забоин, окалины, ржавчины, масла и других загрязнений. На поверхности проволоки допускаются риски (в том числе затянутые), царапины, местная рябизна и отдельные вмятины. Глубина указанных пороков не должна превышать предельного отклонения по диаметру проволоки.

По требованию потребителя проволока изготавливается с улучшенной поверхностью. В этом случае на поверхности проволоки допускаются мелкие волочильные риски, царапины, следы шлифовки, местная рябизна и отдельные вмятины при глубине каждого из указанных пороков не более 1/4 предельного отклонения по диаметру.

Проволока должна быть принята техническим контролем предприятия-изготовителя. Изготовитель должен гарантировать соответствие поставляемой проволоки требованиям настоящего стандарта.

Применяемый флюс марки АН-348А для автоматической сварки, согласно ГОСТ 9087-81 имеет химический состав:

Таблица 7

Требования, предъявляемые к флюсам указаны в таблице 8.

Таблица 8. Характеристика плавленых флюсов

2. Организационно-технологическая часть

2.1 Выбор способов сборки и сварки

Трудоемкость сборки сварных конструкций составляет около 30% трудоемкости всех операций по их изготовлению. При сварке строительных конструкций для повышения производительности и качества работ следует применять следующие приспособления и оборудование: кондукторы, контователи.

Кондуктор предназначен для установки полки собираемого лонжерона в проектном положение, а портал обеспечивает плотное сжатие полки со стенками швеллера друг к другу. Сварку производить в нижнем положение без сплавления корней шва. Ручная дуговая сварка используется для прихватки, длина которых на основании СНиП 50мм. и шаг 250мм. Сварные швы элемента конструкций длинной более одного метра целесообразно использовать автоматическую сварку.

Данный лонжерон содержит в себе длину прихваток 1410мм. и общею длину швов механизированной сваркой 6300мм.

2.2 Подготовка кромок под сварку

В данном лонжероне основной тип соединения - угловое с условным обозначением У4 (РДС) и У5(АФШ), на ребрах жесткости - тавровое Т1.

Тавровое соединение - это сварное соединение двух элементов, расположенных под углом и сваренных вместе примыкания их краев. Согласно ГОСТ 5264-80 разделка кромок под сборку не производить, так как она произведена по основному виду сварки.

Данный лонжерон - швеллер с толщиной стенки 9.5мм, и толщина полок с плавным переходом от краев 7-14мм сваривается с полкой толщиной 10мм. На основании ГОСТ 5264-80, параметры прихваток ручной дуговой сварки указаны в таблице 9.

Таблица 9. Основные типы конструктивных элементов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Таблица 10. Основные типы конструктивных элементов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Таблица 11. Основные размеры и параметры

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Таблица 12. Основные размеры и параметры

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

На основании ГОСТ8713-79 таблица 40 основные швы автоматической сварки должны соответствовать, приведенным в таблице 13, размерам и параметрам.

Таблица 13

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

3. Выбор и расчет режимов сварки

3.1 Расчет режима ручной дуговой сварки

Данный лонжерон имеет параметры:

Материал конструкции по ГОСТ 27772-88 Сталь Ст3сп

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Дано: 1 - швеллер 2 - полка 3 - ребро

Рисунок 1. Общий вид

Расчет режимов сварки зависит от толщины металла и диаметра электрода. Эти параметры известны. По толщине металла выбрать диаметр электрода:

Толщина металла 7-10мм.

Диаметр электрода 5мм.

Величину тока ручной дуговой сварки, используемой для прихваток, определить:

Для приближенных расчетов сварочный ток может быть определен по эмпирической формуле (1)

Iсв = k·dэ (1)

Где k - коэф-т, принимаемый в зависимости от диаметра стержня электрода таблица 14.

Таблица 14. Зависимость коэффициента k от диаметра стержня электрода

Принять k = 45, отсюда следует:

Iсв = 45 · 5 = 225А

Расчет силы сварочного тока при сварке покрытыми электродами можно рассчитать и по диаметру электрода и допускаемой плотности тока:

Iсв. = р· dэ2 / 4 ·J

где J- допускаемая плотность тока, А/мм равная 11 (табл.2 метод.)

Iсв. = 3.14·52/4·11 (1.1)

Iсв. = 3.14·25/4·11 = 215A

Для расчетов принять значение по формуле (1.1)

3.1.1 Напряжение на дуге

Напряжение на дуге при ручной дуговой сварке изменяется в узких пределах (20-36В) и при расчетах режима не регламентируется. Для приближенного расчета напряжения на дуге можно пользоваться выражением (2)

Uд = 20+0.04·Iсв (2)

Uд = 20+0.04·215 = 28.6?30В

3.1.2 Определение числа проходов

При сварке угловых и тавровых соединений общая площадь поперечного сечения может быть вычислена по формуле (3):

Fн = Ky·k2/2 (3)

Где Ky - коэффициент увеличения, учитывающий условия сварки, наличие зазора и усиления шва; k - катет шва, мм

Значения Ky выбирают в зависимости от катета углового шва таблица 15.

Таблица 15.

Согласно СНиП ЙЙ-23-81 с глубиной провара не более 6мм, катет для РДС составляет 6мм. Принять Ky = 1.2

Fн = 1.2·62/2 = 21.6 мм2 (4)

Число проходов при сварке угловых швов определяется по формуле (5).

n = Fн/ Fn (5)

где Fn определяют по формуле (6)

Fn = (8….12) · dэ (6)

Fn = 8·5 = 40

Отсюда следует что, число проходов составит:

n = 15/40 = 0.375,

то есть прихватку производить в один проход, что вполне целесообразно.

3.1.3 Скорость сварки

Скорость дуговой сварки покрытыми электродами обычно задается и контролируется косвенно по необходимым размерам получаемого шва и может быть определенна по формуле (7):

Vсв. = бн·Iсв/3600·г·Fн, (7)

где бн - коэффициент наплавки, г/А·ч равный (9-10)

Fн. - площадь поперечного сечения наплавленного металла за данный проход,

г - плотность наплавленного металла за данный проход, г/см3 для большинства сталей равный (7-8)

Получаем:

Vсв. = 9·215А/3600·7·21.6мм2 = 1935/544320 = 0.003мм/с = 10.8м/ч

3.1.4 Определение погонной энергии при сварке

Для дальнейших вычислений требуется расчет погонной энергии при сварке, выполняемый по формуле (8):

qn = qэф/Vсв = Iсв·Uд·зи/Vсв (8)

где qэф - эффективная тепловая мощность сварочной дуги, Дж

зи - эффективный КПД нагрева изделия дугой, для дуговых методов сварки находится в пределах 0.6…..0.9: покрытыми электродами на постоянном токе 0.75….0.85: на переменном токе КПД имеет значение 0.65…..0.75.

qn = 240А· 30В·0.75/0.003мм/с = 5400/0.003 = 1800000Джс/см

3.1.5 Определение глубины проплавления

При необходимости глубина проплавления при наплавке валика на лист может быть определенна с достаточной степенью точности по формуле:

r = v2· qn/р·e·cс·Tпл (9)

Если в формулу подставить значения всех констант для низкоуглеродистых и низколегированных конструкционных сталей, то получим, что расстояние до изотермы плавления определяется выражением, в котором погонная энергия подставляется в тепловых величинах, Дж/см.

r = 0.005588·v qn (10)

r = 0.005588·v1800000Джс/см = 0.005588·1341.6 = 7.49?7.5

Так как действительные условия ввода теплоты в изделие при ручной дуговой сварке отличаются от расчетной схемы, то глубина провара определяется по формуле:

H = (0.5…..0.7)· r (11)

H = 0.7·7.5 = 5.25

Если расчетная глубина проплавления отличается от требуемой более чем на 10…..15%, то необходимо произвести изменения значений сварочного тока или изменить диаметр покрытого электрода и произвести перерасчет глубины проплавления с новыми параметрами режима еще раз. В нашем случае требуемая величина 6мм и расчетная 5.25 отвечает заданным параметрам.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

3.2 Расчет режима механизированной дуговой сварки

Основной вид сварки - автоматическая сварка под флюсом. Согласно СНиП ЙЙ-23-81 таблица 38, параметры катета шва следует принимать с учетом следующих условий: а) катеты угловых швов должны быть не более 1.2t, где t -наименьшая толщина соединяемых элементов; б) катеты угловых швов следует принимать по расчету, но не менее указанных в таблице 16.

Таблица 16. Параметры катета автоматической сварки.

Минимальная толщина при сварке под флюсом составляет 7мм (края стенок швеллера), значит, расчетная величина катета составит 7·1.2=8.4мм

3.2.1 Расчет режима сварки угловых швов бесскосных соединений без зазора в стыке

Установить требуемую глубину провара при сварке с одной стороны, которая назначается исходя из технологической возможности выбранного механизированного способа сварки. Иногда глубину провара при сварке с одной стороны задают на 2……3мм больше или меньше половины сечения, в зависимости от толщины свариваемых пластин.

H = S/2 (12)

Н = 10/2 = 5мм

3.2.2 Сила тока

Выбрать силу сварочного тока, обеспечивающую заданную глубину проплавления свариваемых пластин:

Iсв = 100· H/kh (13)

где kh - коэффициент пропорциональности, величина которого зависит от условий проведения сварки. Значения данного коэффициента для средних значений тока приведены в таблице 5 по методичке, учитывая марку флюса АН-348А и диаметр проволоки 3мм при постоянном токе обратной полярности принять равным 1.25

Iсв = 100·5/1.25 = 400А

3.2.3 Выбор диаметра проволоки.

Ориентировочно диаметр может быть определен по формуле (14):

dэ = 2·v Iсв/ р·J (14)

где J - допустимая плотность тока, А/мм2

Допустимая плотность тока при механизированной сварке сварных швов без скоса кромок зависит от диаметра электрода, таблица 6 по методичке, принять 55.

dэ = 2·v400А/3.14·55 = 3.04?3мм

3.2.4 Определение оптимального напряжения дуги

Uд = 20+50·10 -3/v dэ· Iсв ± 1 (15)

Uд = 20+0.05/1.73·400 ± 1= 32.5?33В

3.2.5 Определение коэффициента формы провара

Шпр = К?·(19 - 0.01· Iсв)· dэ· Uд/ Iсв (16)

где К? - коэффициент, величина которого зависит от рода тока и полярности, при плотности тока J<120А/мм2 при сварке на постоянном токе обратной полярности определяется соотношением:

К? = 0.367·J0.1925 = 0.92 (17)

Шпр = 0.92·15·(3·33/400) = 13.8·0.2475 = 3.41

Для механизированной сварки значения Шпр должны составлять 0.8…..4.0, что абсолютно соответствует нашему параметру, в противном случае необходимо произвести перерасчет с корректировкой параметров режима сварки.

3.2.6 Определение параметров шва

Зная глубину провара и коэффициент формы провара, определяют ширину шва

е = Шпр· Н (18)

е = 3.41· 5 = 17.05

Задавшись оптимальным значением формы выпуклости, т.е. коэффициентом формы усиления Шв, находят высоту валика:

q = е/ Шв, (19)

При этом значения Шв выбирают в пределах 7……10

q = 17.05/7 = 2.43

Определить площадь сечения наплавленного металла:

Fн = е· q·мв, (20)

где мв равно 0.73, а при сварке в углекислом газе равно 0.62±0.02

Fн = 17.05·2.43·0.73 = 30.24 мм2

3.2.7 Определение скорости сварки

При приближенном расчете скорости сварки соединения без зазора и разделки кромок, можно воспользоваться формулой:

Vсв = А/ Iсв (21)

Значения коэффициента пропорциональности (А) в зависимости от диаметра электрода применить согласно таблице 7 по методичке: dэ = 3мм, отсюда, А = 12…..16, взять равным 16.

Vсв = 16/400 = 0.04А·103 = 40А·м/ч,

В результате расчета получаем диапазон, в котором должны находиться значения искомой скорости сварки, для обеспечения требуемой глубины провара.

Для более точного определения скорости перемещения сварочной дуги используется методика расчета по требуемой площади сечения наплавленного металла:

Vсв = бн·Iсв/3600·г·Fн, (22)

где бн - коэффициент наплавки, г/А·ч

г - плотность наплавленного металла, г/см3

Значение коэффициента наплавки бн при определении Vсв и Vпод рассчитывают следующим образом:

Ввиду незначительных потерь электродного металла при сварке под флюсом, с достаточной для практических расчетов точностью, можно принять, что коэффициент наплавки бн равен коэффициенту расплавления бр, величина которого состоит из двух слагаемых:

бр = бдр+ бмр (23)

бр = 12 г/А·ч + 1.0124 ? 13.2

где бдр составляющая коэффициента расплавления электрода, обуславливаемая тепловложением сварочной дуги, г/А·ч;

бмр составляющая коэффициента расплавления, зависящая от тепловложения вследствие предварительного нагрева вылета электрода протекающим током, г/А·ч.

При сварке под флюсом на постоянном токе обратной полярности удельное количество теплоты, выделяющееся в при электродной области, изменяется в небольших пределах, и составляющая коэффициента расплавления равна:

бдр = 11.6±0.4 = 12 г/А·ч

Величина второй составляющей коэффициента расплавления может быть рассчитана по уравнению, предложенному Б.К. Пацибратцевым:

бмр = 3.1· 10-3·v Iсв·?/ d2э (24)

бмр = 3.1· 10-3·v400·24/9 = 1.0124

где ? вылет электрода, см; dэ диаметр электрода.

Величину вылета электрода при сварке под флюсом выбирают в зависимости от диаметра электрода в пределах 20……80. При приближенных расчетах можно пользоваться выражением:

? = (8……12) dэ (25)

Принять равным 8.

? = 8·3 = 24мм

3.2.8 Проверка расчетов

Для проверки правильности расчетов определяют глубину проплавления, подставив полученные значения параметров режима в формулу:

Н = 2·vq/р·e·cс·Тпл· Шпр· Vсв (26)

Подставив значения постоянных составляющих для углеродистых и низколегированных сталей, выражение имеет вид:

Н = 0.0076·?q/ Шпр· Vсв (27)

Для дальнейших вычислений требуется расчет эффективной тепловой мощности сварочной дуги (q), которую можно вычислить по формуле погонной энергии при сварке, выполняемый по формуле (8):

qn = qэф/Vсв = Iсв·Uд·зи/Vсв

где qэф - эффективная тепловая мощность сварочной дуги, Дж

зи - эффективный КПД нагрева изделия дугой, для дуговых методов сварки находится в пределах 0.6…..0.9, принять 0.9, отсюда следует:

q = Iсв·Uд·зи

q = 400·33·0.9 = 11880Вт,

далее по формуле 27:

Н = 0.0076·v11880/ 3.41· 1см/с = 0.44см ? 4.4мм

Если расчетная глубина проплавления отличается от требуемой более чем на 10…..15%, то необходимо произвести изменения значений сварочного тока или изменить диаметр покрытого электрода и произвести перерасчет глубины проплавления с новыми параметрами режима еще раз. В нашем случае требуемая величина 5мм и расчетная 4.4мм отвечает заданным параметрам.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

3.3 Расчет режима дуговой сварки в среде углекислого газа

При сварке плавящимся электродом в среде углекислого газа параметры режимов сварки в основном те же, что и при сварке под флюсом. В данном случае разность в параметрах диаметра электрода, отсюда и отличительный режим.

Таблица 17. Параметры проволоки для сварке в СО2.

3.3.1 Расчет режима сварки угловых швов бесскосных соединений без зазора в стыке

Установить требуемую глубину провара при сварке с одной стороны, которая назначается исходя из технологической возможности выбранного механизированного способа сварки.(12)

H = S/2

Н = 7/2 = 3.5мм

3.3.2 Сила тока

Выбрать силу сварочного тока, обеспечивающую заданную глубину проплавления свариваемых пластин (13):

Iсв = 100· H/kh

где kh - коэффициент пропорциональности, величина которого зависит от условий проведения сварки. Значения данного коэффициента для средних значений тока приведены в таблице 5 по методичке, учитывая, что сварка в среде углекислого газа и диаметр проволоки 2мм при постоянном токе обратной полярности принять равным 1.55

Iсв = 100·3.5/1.55 = 225А

3.3.3 Выбор диаметра проволоки

Ориентировочно диаметр может быть определен по формуле (14):

dэ = 2·v Iсв/ р·J

где J - допустимая плотность тока, А/мм2

Допустимая плотность тока при сварке сварных швов в среде газа без скоса кромок зависит от диаметра электрода, таблица 6 по методичке, принять 65.

dэ = 2·v225А/3.14·65 = 2.1?2мм

3.3.4 Определение оптимального напряжения дуги (15)

Uд = 20+50·10 -3/v dэ· Iсв ± 1

Uд = 20+0.05/v2 ·225 ± 1= 27.9? 30В

3.3.5 Определение коэффициента формы провара (16)

Шпр = К?·(19 - 0.01· Iсв)· dэ· Uд/ Iсв

где К? - коэффициент, величина которого зависит от рода тока и полярности, при плотности тока J<120А/мм2 при сварке на постоянном токе обратной полярности определяется соотношением (17):

К? = 0.367·J0.1925 = 0.92

Шпр = 0.92·(19 - 0.01· 225)· 2· 30/ 225 = 3.8

Для механизированной сварки значения Шпр должны составлять 0.8…..4.0, что абсолютно соответствует нашему параметру, в противном случае необходимо произвести перерасчет с корректировкой параметров режима сварки.

3.3.6 Определение параметров шва

Зная глубину провара и коэффициент формы провара, определяют ширину шва (18):

е = Шпр· Н

е = 3.8· 3.5 = 13.37мм

Задавшись оптимальным значением формы выпуклости, т.е. коэффициентом формы усиления Шв, находят высоту валика (19):

q = е/ Шв,

При этом значения Шв выбирают в пределах 7……10

q = 13.37/7 = 1.91мм

Определить площадь сечения наплавленного металла (20):

Fн = е· q·мв,

где мв равно 0.62±0.02 при сварке в углекислом газе

Fн = 13.37·1.91·0.62 = 15.8

3.3.7 Определение скорости сварки

При приближенном расчете скорости сварки соединения без зазора и разделки кромок, можно воспользоваться формулой (21):

Vсв = А/ Iсв

Значения коэффициента пропорциональности (А) в зависимости от диаметра электрода применить согласно таблице 7 по методичке: dэ = 2мм, отсюда, А = 8…..12, взять равным 12.

Vсв = 8/225 = 0.03А·103 = 30А·м/ч,

В результате расчета получаем диапазон, в котором должны находиться значения искомой скорости сварки, для обеспечения требуемой глубины провара.

Величину коэффициента расплавления можно рассчитать по формуле:

бр = 9.05+3.1·10-3v Iсв·?/ d2э (28)

При этом величину вылета электрода ? выбирают в пределах 10…..20мм, принять 15мм.

бр = 9.05+3.1·10-3v 225·15/ 22 = 9.95

3.3.8 Определение скорости подачи электродной проволоки

Vпод = бр·Iсв/3600·г·Fэл, (29)

где Fэл площадь поперечного сечения электрода

Vпод = 9.95·225/3600·7·0.2 = 2238.8/5040 = 0.44см ?5мм

3.3.9 Проверка расчетов

Для проверки правильности расчетов определяют глубину проплавления, подставив полученные значения параметров режима в формулу (26):

Н = 2·vq/р·e·cс·Тпл· Шпр· Vсв

Подставив значения постоянных составляющих для углеродистых и низколегированных сталей, выражение имеет вид (27):

Н = 0.0076·?q/ Шпр· Vсв

Для дальнейших вычислений требуется расчет эффективной тепловой мощности сварочной дуги (q), которую можно вычислить по формуле погонной энергии при сварке, выполняемый по формуле (8):

qn = qэф/Vсв = Iсв·Uд·зи/Vсв

где qэф - эффективная тепловая мощность сварочной дуги, Дж

зи - эффективный КПД нагрева изделия дугой, для дуговых методов сварки находится в пределах 0.6…..0.9, принять 0.9, отсюда следует:

q = Iсв·Uд·зи

q = 225·30·0.9 = 6075Вт,

3.3.9.1 Определение коэффициента формы провара (16)

Шпр = К?·(19 - 0.01· Iсв)· dэ· Uд/ Iсв

где К? - коэффициент, величина которого зависит от рода тока и полярности, при плотности тока J<120А/мм2 при сварке на постоянном токе обратной полярности определяется соотношением (17):

К? = 0.367·J0.1925 = 0.92

Отсюда вычисляем далее:

Шпр = 0.92·(19-0.01·225)2·27.9/225 = 15.41·0.24 =3.8

Для механизированной сварки значения Шпр должны составлять 0.8…..4.0, что абсолютно соответствует нашему параметру, в противном случае необходимо произвести перерасчет с корректировкой параметров режима сварки, далее по формуле 27:

Н = 0.0076·v6075Вт / 3.8· 0.83см/с = 0.33см ? 3.3мм

Если расчетная глубина проплавления отличается от требуемой более чем на 10…..15%, то необходимо произвести изменения значений сварочного тока или изменить диаметр покрытого электрода и произвести перерасчет глубины проплавления с новыми параметрами режима еще раз. В нашем случае требуемая величина 4мм и расчетная 3.7мм отвечает заданным параметрам.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

4. Выбор и обоснование источников питания и сварочного оборудования

4.1 Ручная дуговая сварка

При сборке данной конструкции для прихваток использовать ручную дуговую сварку постоянного тока, однопостовую с крутопадающей характеристикой и номинальным током 180А. Выбрать ВД 306.

Таблица 18. Характеристика сварочного выпрямителя

4.2 Автоматическая сварка

Для автоматической сварки под флюсом, использовать подвесную головку, так как ширина и конструкция данного лонжерона не позволяет использовать сварочный трактор. Выбрать А-1423-У4

Таблица 19. Технические характеристики А-1423-У4.

4.3 Сварка в среде углекислого газа

Для придачи местной устойчивости в данной конструкции применены ребра жесткости, которые сварены полуавтоматом в среде углекислого газа.

Для сварки ребра использовать полуавтомат марки А-1197 У3. Данная марка универсальна тем, что имеет одинаковый источник питания с автоматической подвесной головкой и обладает конструктивной особенностью, плавным регулированием скорости подачи проволоки.

Таблица 20. Технические характеристики А-1197 У3.

4.4 Источник питания

Выпрямители типа ВДУ - универсальны. Они состоят из силового трехфазного трансформатора и выпрямительного блока. Скорость нарастания тока в сварочной цепи регулируется дросселем с отпайками.

Таблица 21. Технические характеристики

5. Разработка технологии изготовления сварной конструкции

5.1 Заготовительная операция

Сборочные работы и последующая сварка конструкции тесно связаны и выполняются в одном цехе. Заготовку составных частей конструкции необходимо производить с помощью технологически приемлемого способа, то есть: ребра жесткости после предварительной разметки нарезать с помощью листовых ножниц; длину швеллера с точностью до миллиметра, применить пилу по металлу; полку, если длинна, не позволяет применить ножницы, можно резать плазменной резкой или другими конструктивными способами.

Установка для сборки сварных лонжеронов состоит: основание - рама, на которой монтированы неподвижная и подвижная опора, регулировка между опорами механизирована; портал - перемещается с помощью приводных колес; электродвигатель - передает движение через редуктор на подвижную опору; упоры - закреплены с помощью кронштейнов на опорах.

При сборке использовать вспомогательный инструмент, который позволяет производить выравнивание кромок, быструю стяжку, закрепление деталей и т.д. К этим инструментам относятся: ломики, которыми сдвигают, поворачивают и т.д. деталь; слесарные молотки - подгоняют и правят детали (0.5-2кг) и кувалды (3-10кг); струбцины - для стяжки и временного закрепления; зубила - чистка заусенцев.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 2. Слесарный ломик

5.2 Сварочные напряжения и деформации. Меры борьбы с напряжениями

Сварочные деформации зависят от технологического процесса сборо сварочных работ и принятых конструктивных решений. Деформации оказывают влияние на геометрическую форму изделия, иногда на несущею способность. Следовательно, необходимо принять мероприятия по борьбе с деформациями. Данная конструкция большой длинны, поэтому необходимо сваривать детали последовательно. Основной проблемой при сварке лонжеронов - винтообразность и дугообразность, поэтому предварительный выгиб детали конструкции перед сваркой может обеспечить прямолинейность. Изгиб швеллера осуществляется на гибочных прессах. Борьбу с винтообразностью элементов рекомендуется вести сваркой поясных швов в одном направлении.

При обратноступенчатом методе деформации не значительны, так как внутренние напряжение от усадки коротких швов меньше, чем от длинных, но этот метод трудоемок для данной конструкции.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 3. Последовательность сварки.

5.3 Технический контроль качества

Качество изготовления стальных конструкций на заводе зависит от оснащенности, состояния оборудования, уровня и прогрессивности технологических процессов изготовления.

Вся работа по техническому контролю над качеством выпускаемой продукции возлагается отделом технического контроля качества (ОТК).

Для предупреждения брака ОТК должен периодически проверять исправность оборудования. Методы контроля сварных швов определяют типом конструкции и характером работы. К данной конструкции применить 100% внешний осмотр, при котором выявить возможные подрезы, трещины, большие поры, шлаковые включения и т.д. Контроль размеров сварных швов и выявление дефектов производить измерительным инструментом, имеющим точность измерения ± 01мм или спец. шаблонами. При обнаружении дефектов - исправить, произвести ремонт. При положительном визуальном осмотре применить ультразвук 20% от общей длинны швов, ультразвуковой дефектоскоп УД-13П.

Таблица 22.Технические характеристики УД-13П

Контроль сварных швов физическим методами производить по дополнительным правилам СНиП III-18-75 таблица 5 или в соответствии с указанием проекта.

Допустимые отклонения регламентируются СНиП III-18-75 таблица 6.

6. Расчет потребности сварочных материалов и энергии

6.1 Вес наплавленного металла РДС.

Зная режим сварки, определить вес наплавленного металла:

Qн.м РДС = Fн·J·L (30)

где: Fн - площадь поперечного сечения шва;

J - удельный вес металла равный 7.8

L - Общая длина шва при РДС, прихватки по 25мм, с шагом 250мм, всего 1410мм

Qн.м = 0.0216·7.8·1.41=0.237кг;

Расход покрытых электродов для прихваток:

Qэрдс = К1·К2· Qн.м (31)

где: К1 - коэффициент равный 1.33

К2 - коэффициент равный 1.4

Qэрдс = 1.33·1.4·0.237 = 0.441кг

6.2 Вес наплавленного металла для автоматической сварки

Основной вид сварки - автоматическая, определить вес наплавленного металла по формуле (30), где согласно СНиП ЙЙ-23-81 катет равен 8мм

Qн.м АФ= 0.03·7.8·6.3=1.47кг;

Расход проволоки определить по формуле:

Qпр АФ = Кр·Qн.м АФ (32)

где: Qпр АФ - расход сварочной проволоки.

Кр - коэффициент расхода принять 1.1

Qпр АФ = 1.1·1.47= 1.62кг

Расход флюса определить по формуле:

QФ = Qн.м АФ· Кф (33)

где: QФ - расход флюса на всю конструкцию;

Кф - коэффициент расхода флюса равный 1

QФ =1.62·1=1.62кг

6.3 Расчет сварочных материалов в сварке СО2

Основным сварочным материалом при сварке в среде защитного газа является проволока и защитный газ. Расчет сварочной проволоки определить по формуле:

Qпр = Кр·Qн (34)

где: Qпр - расход сварочной проволоки на 1 п.м.

Кр - коэффициент расхода принять 1.1

Qн - расход наплавленного металла на 1 п.м.

Qн = Fнпр·J·L

Qн = 0.015·7.8·3.48=0.407кг.

Qпр = 1.1·0.407 = 0.447кг.

Расчет защитного газа.

Hr = Qr·Lm+Qдоп (35)

Qr = gr · t0 (36)

t0 = 60/Vсв (37)

Qдоп = tп.з.· gr (38)

Где: Hr - расход защитного газа на изделие

Qr - расход газа на изделие 1п.м. шва

gr - удельный расход газа, литр/минут = 18л/мин

Lm- длина однопроходного шва = 3480мм

t0 - основное врем сварки

Vсв - скорость сварки = 30м/ч

Qдоп - дополнительные расходы на подготовку операции

tп.з. - время на подготовительно-заключительную операцию =0, 05

Qr = 18· 2 = 36 л/1м.

t0 = 60/30= 2мин.

Qдоп = 0.05· 18 = 0.9л.

Расход защитного газа на данное изделие (24 стыка):

Hr = 36л/1м· 3.48м. + 0.9 =126.18 л

6.4 Расчет электроэнергии

Определить расход энергии на полный вес наплавленного металла:

А=Uд/?·aн·Qн (Вт·ч/м) (39)

где: Uд - напряжение дуги

aн - коэффициент наплавки равный 11.7

Qн - масса наплавленного металла:

РДС-0.237кг

АФ - 1.47

ПМС - 0.407кг

? - КПД источника питания

Для РДС: Ардс= 30/(0.67·11.7) ·237гр= 907? 0.9кВт/м

Для АФ: ААФ=33/(0.82·11.7)· 1470гр=5056.2? 5.05 кВт/м

Для ПМС: АПМС=30/(0.82·11.7)·407гр=1272?1.27 кВт/м

Общий расход энергии на изделие:

Ардс + ААФ+ АПМС= 0.9+5.05+1.27=7.22 кВт

6.5 Расчет необходимого оборудованья

Таблица 23. Расчет оборудования на монтаж и доставку

*Норма амортизационных годовых отчисления 15%

сварка стальной углекислый газ

6.6 Расчет основных производственных рабочих

Таблица 24. Расчет основной заработанной платы

7. Техника Безопасности

7.1 Техника безопасности при производстве сборочно-сварочных работах

Вредные опасные производственные факторы, сопутствующие процессам сварки, могут являться причинами травматизма и профессиональных заболеваний. При производстве данной конструкции необходимо соблюдать правила техники безопасности, некоторые из них приведены ниже:

1. не следует касаться голыми руками токонесущих частей сварочных установок;

2. нельзя ремонтировать сварочное оборудование под напряжением;

3. при сварке не допускается работать в мокрых рукавицах, обуви, одежде;

4. педальные пусковые кнопки контактных машин необходимо заземлять и ограждать;

5. работа на неисправном оборудовании запрещается, до полного устранения;

6. при длительных перерывах сварочного процесса источник тока следует отключать;

Всем рабочим пройти технический инструктаж и знать как вести себя при поражении током, оказание первой медицинской помощи.

7.2 Выбор средств индивидуальной защиты

Для защиты глаз и лица электросварщика от световой радиации и других вредных воздействий технологических процессов применить защитные ручные или наголовные щитки ГОСТ 12.4.011-87. Спецодежда из огнеупорного материала, спецобувь с металлическими вставками, сварочные краги, слесарям - слесарные перчатки.

При работах в закрытых помещениях необходимо обеспечивать снижение действия на организм рабочих вредных газовых и аэрозольных выделений, применяя местную общеобменную вентиляцию и менее токсичные материалы и процессы.

Испорченные средства индивидуальной защиты не допускаются. Слесарные рабочие, а так же технических персонал работать в касках. Шнуровка завязана и заправлена внутрь. В цехах, где предел шума превышает 80 децибел применить наушники или беруши. Возле сварочных постов необходим пожарный инвентарь, огнетушитель в исправном состоянии. Работа в неисправных СИЗ - запрещена.

8. Защита окружающей среды

Если техника безопасности это залог здоровья и жизни рабочих, то защита окружающей среды - это сохранение жизни и здоровья будущих поколений. Любое производство влияет на окружающую среду, как фактор загрязнения экологии. Поэтому основная задача - снизить вредное влияние до минимума.

Для производственных отходов установить специальные контейнеры, причем мусор смешивать не допускается. Огнеопасные отходы держать отдельно.

Заключение

В ходе данной работы было произведено проектирование режимов сварки для различных видов металлоконструкций, наиболее распространенных в народном хозяйстве.

Расчёты представленные в этой работе являются приближёнными, так как для более точных расчётов необходимы более мощные средства автоматического проектирования.

В результате работы мы получили модель технологического процесса производства сварной конструкции - лонжерон.

Литература

1. Методическое пособие

2. Стандарты:

ГОСТ 5264-90,

ГОСТ 9467-75,

ГОСТ 2246-70,

ГОСТ 27772-88,

ГОСТ 8240-97,

ГОСТ 19425-74,

ГОСТ 380-94,

ГОСТ 8713-79,

СНиП II-23-81

СНиП III-18-75.

Размещено на Allbest.ru