Разработка технологии сварки мостовой конструкции

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Современные методы производства различных строительных конструкций предусматривают значительное увеличение производительности выпуска за счет технологических и перспективных решений. Сокращение временных и материальных издержек на подготовку и производство единичных либо постоянных заказов - важнейшая цель любого производителя. В данном аспекте явно просматривается зависимость потребности в необходимом оборудовании и средствах автоматизации от производственной программы. В области сварочного производства трудовые затраты на сварочные работы обычно не превышают 30%. Большой объем занимают заготовительные, сборочные и вспомогательные, особенно транспортные операции. Следовательно, повышение производительности только сварочных работ не может дать эффекта. Отсюда необходимость комплексной механизации и автоматизации, охватывающей не только основные (заготовительные, сборочные, сварочные), но и вспомогательные (транспортные, контрольные) операции. Совершенствование производства сварных конструкций требует не только наличие механизмов, способных осуществить все необходимые операции технологического процесса, но и рациональной их компоновки. При этом требования как к механизмам, так и к их компоновки определяются характером производства. Так, для серийного и мелкосерийного производства требуются универсальные устройства, пригодные для работы в широком диапазоне, типоразмеров заготовок и изделий. Для крупносерийного и массового производства используют более производительное специализированное оборудование в составе поточных, автоматических и роторных линиях конкретного целевого назначения.

Один из основных путей совершенствования технологии сварки связан с переходом на компьютерное регулирование сварочного процесса.

1 Технологическая часть

1.1 Описание конструкции

В конструкциях автодорожных мостов для уменьшения собственного веса в 3-4 раза все более широкое применение находит металлический настил (ортотропная плита), одновременно служащий в качестве верхнего пояса основной несущей конструкции. Такой настил состоит из листа, к которому с одной стороны приварена система продольных и поперечных ребер жесткости, в результате чего образуется достаточно жесткая ортотропная плита.

Как правило, металлический настил состоит из ряда плит по длине и ширине пролетного строения моста, листы которых соединены монтажной сваркой и продольные и поперечные ребра жесткости- сваркой. Габаритные размеры 2270х10490. Марка стали 15ХСНД. Согласно СНиП II-23-81* 1 группа характера нагрузки, климатический район I2. Используемые толщины металлов 12,14,10мм.

1.2 Анализ существующих технологий. Задачи, решаемые в проекте

Сборка ортотропной плиты по заводской технологии начинается с разметки и резки. После на стеллаж выкладывают листы без зазора, проверяют прямолинейность свариваемых кромок. Затем в середине стыка и по краям ставят прихватки длиной 20-30мм, остальные прихватки вдоль стыка ставят через 300мм. Далее по краям стыка приваривают выводные планки, толщиной соответствующие толщине металла. Сварку стыкового шва производят сварочным трактором ТС-17МУ на весу под слоем флюса с двух сторон. Плиту с ребрами жесткости собирают в специальном кондукторе для сборки и сварки ортотропных плит. Далее производят разметку и отбивку осевых линий с помощью мела и нити, по которым будут установлены продольные ребра жесткости согласно размерам, указанным в чертеже. Продольные ребра жесткости устанавливают по нанесенным осевым и прижимают к плите с помощью прижимов кондуктора. Далее прихватывают через каждые 300 мм с двух сторон, при этом контролируют, чтобы ребро стояло под углом 90^о по отношению к плоскости карты.

Перед сваркой плите дают обратный прогиб, чтобы уменьшить деформацию. Сварку продольных ребер жесткости ведут сварочной головкой под слоем флюса с двух сторон одновременно. Причем сварку ведут в такой последовательности, чтобы следующее свариваемое ребро находилось как можно дальше от уже заваренного. Сборку тавра производят в специальном кондукторе для сборки балок. Сварку тавров ведут сварочным трактором ТC-17МУ под слоем флюса «в лодочку». После сварки тавр правят на станке для правки грибовидности, тем самым восстанавливая перпендикулярность стенки к поясу. Далее собранный тавр (поперечное ребро жесткости) устанавливают на плиту и прихватывают прихватками 20-30мм полуавтоматом к плите и продольным ребрам жесткости. Последующие тавры устанавливаются аналогичным способом как и первый. Сварку поперечных ребер жесткости ведут механизированной сваркой в среде защитных газов. Слабые места в технологии заводской сборки это использование старого оборудования для сборки и сварки конструкции. Для улучшения производительности и качества продукции следует поменять устаревшее оборудование.

1.3 Обоснование выбора основного металла

Для изготовления ортотропной плиты используется сталь 15ХСНД. Эта сталь хорошо зарекомендовала себя при работе в динамических условиях, в условиях пониженных температур. Сталь 15ХСНД - это конструкционная низколегированная сталь, с хорошей свариваемостью без ограничений и не требующая предварительного подогрева.

Сталь предназначена для элементов сварных металлоконструкций и различных деталей, к которым предъявляются требования повышенной прочности и коррозионной стойкости с ограничением массы и работающие при температуре от -70 до 450 °С.

Таблица 1-Химический состав стали 15ХСНД ГОСТ 6713-91 В процентах

С	Si	Mn	Cr	Ni	Cu	S	P
						не более
0.12-0.18	0.4-0.7	0.4-0.7	0.6-0.9	0.3-0.6	0.2-0.4	0.040	0.035

Таблица 2-Механические свойства стали 15ХСНД ГОСТ 6713-91

Толщина проката, мм	Временное сопротивление разрыву ув, кгс/мм2, не менее	Предел текучести ут, кгс/мм, не менее	Относительное удлинение д5, %, не менее	Ударная вязкость, кгс/мм2, не менее, при температуре
				-200 С	-400 С	-700 С
10-20	50	35	21	2	4	3

1.4 Выбор и обоснование технологических процессов

При резке металла используется газовая резка т.к. при изготовлении тавров следует использовать фигурную резку, а также использование газорезотельной машины способствует повышению производительности процесса. Для более точной сборки используется кондуктор для сборки и сварки ортотропных плит, а более качественной сварки тавров используем кантователь КДП-8. Использование данных кондуктора и кантователя обеспечивают удобство и безопасность работ. При сборке используется механизированная сварка в смеси защитных газов, в отличие от РДС при данном методе количество брызг гораздо меньше и значительнее увеличение производительности процесса. Сварка ведется автоматической сваркой под слоем флюса т.к. при данном методе качество сварных соединений обеспечивается надлежащим способом. Контроль качества обеспечивается согласно СТП-012-2000.

1.5 Выбор сварочных материалов

Сварочная проволока

Для получения необходимого уровня механических свойств сварных соединений согласно СНиП II-23-81* табл.55 для конструкционной стали 1 группы 15ХСНД необходимо использовать проволоку Св-10НМА по СТП 012-2000. При механизированной сварки используем проволоку Св-08Г2С, диаметром 2мм. Согласно СНиП II-23-81 проволока Св-10НМА и Св-08Г2С по ГОСТ 2246-70^* оптимально подходит для сварки стали ,т.к. химический состав проволоки приблизительно равен основному металлу, в сочетании с флюсом АН-47, т.к. во флюсе имеется достаточное содержание раскислителей.

Таблица 3-Химический состав сварочной проволоки Св-10НМА ГОСТ 2246-70* В процентах

C	Mn	Si	Cr	Ni	Mo	S	P
						не более
0,07-0,12	0,1-0,7	0,12-0,35	?0,2	1,0-1,5	0,4-0,55	0,025	0,020

Таблица 4 - Химический состав проволоки марки Св-08Г2C ГОСТ 2246- 70* В процентах

С	Мп	Si	Сг	Ni	S	Р
<0,3	0,8-1,1	0,03	<0,1	<0,25	Не более
					0,03	0,03

Флюс

Согласно СТП 012-2000 табл.8а выбираем флюс АН-47. Размер зерен 0,85-3 мм, строение зерен стекловидное, объемная масса 1,3-1,8 кг/дм³. Род тока и значение максимально допустимого тока переменного и постоянного 1100А, максимально допустимая скорость сварки 120 м/ч, минимально допустимое напряжение холостого хода источника питания не ограничено. Назначение данного флюса, для автоматической и механизированной дуговой сварки, изделий из низколегированной стали. Обеспечивает хорошую устойчивость горения дуги, разрывная длина дуги до 13 мм, хорошее формирование шва, склонность к образованию пор в сварных соединениях низкая.

Таблица 5-Химический состав флюса марки АН-47 ГОСТ 9087-69* в процентах

SiO2	MnO	MgO	Al2O3	Ca2F	Fe2O3	S	P
					не более
18,0-21,5	7,0- 0,9	11,5-15,0	19,0-23,0	20,0-24,0	0,1	0,06	0,05

Смесь газов

Для повышения стабильности сварки СТП 012-2000 используют смесь углекислого газа и аргона в процентном соотношении СО2 -20% и 80 % Аr Благодаря этому, обеспечивается существенное снижение поверхностного натяжения жидкого металла, уменьшение размеров капель. Углекислый газ-это бесцветный газ, со слабым запахом, хорошо растворяется в воде и придает ей кисловатый вкус. При 0^оС и 760мм ртутного столба удельный вес углекислого газа равен J=1,97686•10³ кгс/л, плотность по отношению к воздуху составляет 1,524. Температура кипения -78,9^оС, температура затвердевания -56,6^оС, критическая температура +31^оС, критическое давление 75,0 кгс/см².К технологическим преимуществам относятся простота процесса сварки, обеспечивающая высокую производительность и хорошее качество сварных соединений. Этот способ дает возможность выполнять сварку механизированным способом во всех пространственных положениях.Объем ванны расплавленного металла при сварке в защитных газах меньше чем при РДС, а скорость кристаллизации за счет обдува места сварки защитным газом больше. Все это позволяет вести сварку при минимальном короблении.

Таблица 6-Состав двуокиси углерода ГОСТ 8050-85 [ ]

Показатели	Сварочный
	1 сорт	2 сорт
Содержание СО2 (%) по объему (не менее)	99,5	99,0
Содержание воды в баллоне по массе (не более)	нет	нет
Содержание водяных паров в газе при 760мм ртутного столба и +20оС, г/м3 (не более)	0,178	0,515

Таблица 7-Состав газообразного аргона ГОСТ 10157-79 [ ]

Показатель	Сорт
	высший	первый
Объемная доля аргона, % не менее	99,993	99,987
Объемная доля кислорода, % не менее	0,0007	0,002
Объемная доля азота, % не менее	0,005	0,01
Массовая концентрация водяного пара при 20оС и давлении 101,3 кПа, г/м3	0,007	0,01
Объемная доля суммы углерода - содержащих соединения в пересчете на СО2, % не более	0,0005	0,001

1.6 Расчет и выбор режимов сварки

Расчет стыкового соединения при автоматической сварки. S=14мм

Задаёмся глубиной провара с первой стороны:

 (1)

Определим силу сварочного тока:

(2)

Определим скорость сварки:

(3)

Выбираем диаметр электрода:

(4)

Проверим выбор:

(5)

где г - рекомендуемая плотность тока; определяется по таблице 7

Таблица 8 - Рекомендуемые плотности тока [ ]

dэ, мм	2	3	4	5	6
г, А/мм2	65-200	45-90	35-60	30-50	15-45

Определяем напряжение дуги:

(для стыковых швов оптимальное значение )

Находим коэффициент формы провара по номограмме (уч. Думова стр.186).

Определяем эффективную тепловую мощность дуги:

кал/с; (6)

где з -эффективный к.п.д. дуги, для автоматической сварки под флюсом з=0,7-0,85

(7)

Найдём фактическую глубину провара:

(8)

Определим ширину шва:

(9)

Определим коэффициент наплавки:

-при сварке на постоянном токе обратной полярности:

(10)

Определим площадь поперечного сечения шва.

(11)

где г - удельный вес металла (для стали г=7,8г/см³)

Определим высоту валика:

(12)

Найдём общую высоту шва:

(13)

Определяем коэффициент формы валика:

Условием хорошей формы валика является:

так как необходимо варить стык с зазором (b), чтобы убрать в неё лишний наплавленный металл. Принимаем зазор по

ГОСТу 8713-79, b=1мм и делаем пересчёт размеров шва.

Найдём высоту с учётом зазора:

(14)

Найдём глубину провара с учётом зазора:

(15)

Подсчитаем величину перекроя швов:

(16)

Рисунок-1 Стыковое соединение С 7 Аф ГОСТ 8713-79

Расчет стыкового соединения при автоматической сварке. S=12мм

1 Определяем глубину провара с одной стороны.

h=S/2 +2, мм (17)

где, S-толщина свариваемого металла

h=12мм/2+2=8мм

2 Определяем сварочный ток

I_св=90 • h, А (18)

I_св=90 • 8мм=720А

3 Скорость сварки устанавливается в зависимости от силы тока

V_св= 20 • 10³/ I_св, м/ч; см/ч; см/с (19)

V_св= 20 • 10³/720А= 27,8 м/ч= 2780см/ч= 0,77см/с

4 Определяем диаметр электрода

d_э= 2v I_св/р • Я, мм (20)

где, Я-плотность тока А/мм²

d_э= 2v720А/3,14 • 50 А/мм²= 4мм

5 Определяем напряжение дуги

U_д= 32-40В

U_д= 32В

6 Определяем эффективную тепловую мощность дуги

Q_эф= 0,24 • I_св • U_д • Ю, кал/с, (21)

где, Ю - эффективный кпд дуги, для автоматической сварки под флюсом.

Ю = 0,8-0,95

Q_эф= 0,24 • 720А • 32В • 0,8= 4424кал/с

7 По номограмме находим Ш_пр

Ш_пр = 3,1

8 Определяем фактическую глубину провара

h= 0.0156v Q_эф/ V_св • ш_пр, см; мм (22)

где, V_св - скорост сварки см/с

h= 0.0156v 4421кал/с / 0,77см/с • 3,1= 0,7см= 7мм

9 Определяем площадь наплавленного металла

F_н= б_н • I_св/ V_св • г, см², (23)

где, V_св - скорость сварки см/ч

г - Удельный вес стали

г= 7,8г/см³

б_н - коэффициент наплавки

Для постоянного тока прямой полярности

б_н= А+В • I_св/ d_э, г/Ач (24)

Значение коэффициентов А и В

А=2,3; В=0,06

б_н= 2,3+0,06 • 720А/4мм= 12г/Ач

F_н= 12г/Ач • 720А/2780см/ч • 7,8г/см³=0,43см²= 43мм²

10 Определяем ширину шва

е= 3,1 • 7мм= 21,7мм

11 Найдем высоту валика

g= F_н/0.73е, мм (25)

g=43мм²/0,73 • 21,7мм= 2,8мм

12 Находим общую высоту шва

H= g • h, мм (26)

H= 2,8мм • 7мм= 9,8мм

12 Определим коэффициент формы валика

Ш_в= е/g (27)

Ш_в= 21,7мм/2,8мм= 7,7

Условием хорошей формы стыковых швов является:

Ш_в= 7-10

Рисунок-2 Стыковое соединение С 7 Аф ГОСТ 8713-79

В зависимости от толщины металла выбираем катет сварного шва и диаметр электрода.

К=6мм; d_э=4мм.

2 Определяем площадь наплавленного металла.

F= K²/2 (28)

F= 6²/2= 18мм²= 0,018см²

3 Определяем сварочный ток.

I_св= р • dэ² • Я /4, А (29)

где, Я-плотность тока А/мм²

Я= 40 А/мм²

I_св= 3,14 • 4² •60/4= 500А

4 По номограмме находим Ш_пр и U_д

Ш_пр= 3,5; U_д= 30В

5 Принимаем коэффициент наплавки

б_н= 12г/Ач

6 Определяем скорость сварки

V_св= б_н • I_св/ F_н • г, см/ч; м/ч; см/с (30)

где, г - удельный вес стали

г= 7,8г/см³

б_н - коэффициент наплавки

V_св= 12г/Ач • 500А/0,18см² • 7,8г/см³= 4273см/ч= 42,74м/ч= 1,187см/с

7 Определяем тепловую мощность дуги

Q_эф= 0,24 • I_св • U_д • Ю, кал/с, (31)

где, Ю - эффективный кпд дуги, для автоматической сварки под флюсом.

Ю = 0,8-0,95

Q_эф= 0,24 • 500А • 30В • 0,8= 2851кал/с

8 Определяем глубину проплавления

h= 0.0156v Q_эф/ V_св • ш_пр, см; мм (32)

где, V_св - скорость сварки см/с

h= 0.0156v 2851кал/с / 3,5см/с • 1,187= 0,4см= 4мм

9 Находим ширину шва

е= h • ш_пр, мм (33)

е= 3,5мм • 4= 14мм

10 Находим высоту валика

g= F_н/0.73е, мм (34)

g=18мм²/0,73 • 14мм= 1,8мм

11 Находим общую высоту шва

H= g + h, мм (35)

H= 4мм +1,8мм= 5,8мм



Рисунок-3 Тавровое соединение Т 3 Аф ГОСТ 14771-76.

1.7 Выбор и обоснование технологического оборудования

1.7.1 Заготовительное оборудование

Правка

Для устранения волнистости листов и полос толщиной 0,5-50мм широко используют многовалковые машины (с числом валков более 5). Правка осуществляется созданием местной пластической деформации и, как правило, производиться в холодном состоянии. Нижние приводные валки располагают в неподвижной станине; верхние приводные валки в подвижной части станины. В зависимости от толщины выправляемых листов подвижную часть станины поднимают или опускают с помощью нажимного устройства. Правка достигается многократным изгибом при пропускании листов между верхним и нижним рядами валков, расположенных в шахматном порядке.

Резка

Резка листов осуществляется высокотехнологичной и высокопроизводительной машиной предназначенной для газовой и плазменной резки с ЧПУ Versagraph. Данная машина предназначена для продольного, поперечного и фигурного раскроя листов из стали любых размеров. Машина имеет плазмотрон (мах толщина разрезаемого металла 75мм), возможность установки до 8 газовых горелок (мах толщина разрезаемого металла 150мм), автоподжиг, газовый регулятор.

Таблица 9-Техническая характеристика машины для плазменной и газовой резки Versagraph. [ ]

Электропитание:	1 фаза 100В/ 3 фазы 200В/ 50/60 Гц
Мах. Толщина разрезаемого листа, мм:	Плазма 75, газ 150
Размеры разрезаемого листа, мм:	Любой
Ширина резки, мм:	Любая
Длина резки, мм:	Любая
Мах. Скорость резки, м/мин:	6
Мin, расстояние между горелками, мм:	125
Возможность газокислородной резки, мм:	6-100 (мах. 50 мм 4-мя горелками)
Основная конструкция корпуса:	Портальная рама с двухсторонним приводом.
Метод привода:	Шестеренчатый по осям X и Y
Библиотека стандартных фигур:	60 фигур
Формат системы управления:	EIA (Американский)
Устройство подачи кабелей:	Полимерная цепь для продольной подачи.
Маркировочная скорость, м/мин:	18000/12000
Система подъема горелки:	Соединительная система со стальной лентой

Сверление

Данный технологический процесс применяется для сверления отверстий радиально сверлильным станком, диаметром до 50мм. Сверлильным станкои марки 2А554.

Таблица10-Технические характеристики сверлильного станка марки 2А554

Характеристики	2А554
Наибольший диаметр сверления	35
Конус отверстия шпинделя	№5
Частота вращения шпинделя, об\мин.	20-200
Вылет шпинделя	750-3150
Наибольший ход шпинделя, мм.	350
Габаритные размеры: Длина Ширина Высота	5710 1930 3470
Вес, т.	12,6

Очистка

Для очистки стали применим механическую очистку в дробеметной установки перед началом сборочных работ. Сущность дробеметной очистки заключается в том, что на поверхность металла, подлежащего очистке, выбрасывается лопатками колеса дробеметного аппарата дробь. Металл перемещаясь по рольгангу, проходит через веерную струю дроби, которая очищает его поверхность.Для дробеметной очистки низколегированных сталей (в данном случае сталь 15ХСНД), применяют дробь размером 0,8-1,2мм. Очистку можно производить как круглой, так и колотой дробью. Наличие колотой дроби острых граней способствует интенсивной очистке поверхности и увеличивает скорость очистки.

1.7.2 Оборудование для сборки

Кондуктор для сборки и сварки ортотропных плит.

Сборку ортотропной плиты необходимо производить в специальном кондукторе, с приспособлениями для ориентации продольных и поперечных ребер жесткости по длине и ширине листа, портала для прижатия ребер к листу, приспособлений, обеспечивающих выгиб плиты перед сваркой.

Изготовление плит в таком кондукторе позволило сократить трудоемкость работ по сборке, позволило отказаться от их правки после сварки, что обеспечило не только экономию труда, но и повысило точность геометрических размеров листов плит и расположение продольных и поперечных ребер жесткости.

Рисунок 4-Общий вид кондуктора для сборки и сварки ортотропных плит.

Кондуктор для сборки тавров

Для сборки тавров (поперечных ребер жесткости) под автоматическую сварку применяем кондуктор для сборки балок. Кондуктор представляет собой П-образный портал с механизмом передвижения и пневмоприжимами. Изготовление тавров в таком кондукторе значительно сокращает трудоемкость работ по сборке и повышает точность геометрических размеров тавра.

Рисунок 5- Кондуктор для сборки балок.

1-рама кондуктора с рельсами; 2-портал с механизмом передвижения; 3-неподвижный горизонтальный поршень; 4-неподвижная направляющая балка; 5-вертикальный неподвижный поршень; 6-передвижной вертикальный поршень; 7-каретка с подвижным горизонтальным поршнем; 8-винт с приводом настройки по ширине балки; 9-винт регулировки по ширине горизонтального листа; 10-подвижная направляющая балка.

Таблица 11-Техническая характеристика кондуктора для сборки балок

Параметр	Показатель
Длина собираемых балок, м	24
Максимальная высота балки, мм без удлинителя с удлинителем	2100 2800
Минимальная высота балки, мм	380
Ширина горизонтальных листов, мм максимальная минимальная	900 200
Сила сжатия поршней кондуктора, тс боковых горизонтальных вертикальных	5 1,5

Дополнительные приспособление используемые при сборке

Струбцины

Стальные струбцины служат для стягивания и временного закрепления между собой деталей.

По конструкции, струбцина обычно состоит из двух частей -- основной рамы и подвижного элемента с зажимом, перемещение которого позволяет менять расстояние между губками инструмента. На подвижной части струбцины располагается зажимное устройство -- винт или рычаг, используемый для фиксации подвижной части, а также регулирования силы сжатия. Неподвижная часть струбцины имеет пятку с канавками, простроганными во взаимно перпендикулярных направлениях, что увеличивает сцепление струбцины с изделием. Подвижная часть струбцины имеет круглую гайку, имеющую ленточную нарезку. В гайку ввернут винт. На конце винта, обращенного внутрь скобы, закреплена вращающаяся пятка, рабочая плоскость которой также имеет простроганные канавки.

Рисунок 6-Зажимная струбцина.

Станок для правки грибовидности

При грибовидности и перекосе полки тавра после сварки поясных швов тавра применяем специальный станок для правки грибовидности.

Рисунок 7- Станок для правки грибовидности.

1-станина; 2-приводной механизм; 3-нажимные ролики; 4-приводной ролик; 5-направляющие ролики; 6-приемные столы к рольгангам.

Таблица 12-Техническая характеристика станка для правки грибовидности

Размеры балки, мм высота ширина толщина полки	500-2030 220-600 10-40
Усилие нажимного ролика, кгс	140000
Скорость, м/с подачи нажимного ролика движения балки	0,0006 0,165
Мощность электродвигателя, кВт привода нажимного ролика привода подающих роликов	40 40
Габаритные размеры, мм длина ширина высота	5550 2930 4740
Масса, кг	48610

1.7.3 Выбор сварочных автоматов

Сварочный трактор А6 DK

Сварочный трактор А6 DK с блоком управления. Этим трактором следует сваривать продольные ребра жесткости. Предназначен для сварки под флюсом. Сварка под флюсом может проводиться как одной, так и двумя проволоками. Механизм подачи обеспечивает равномерную и стабильную подачу проволоки. Точное перемещение трактора обеспечивается полным приводом. Компоненты имеют прочную конструкцию и позволяют эксплуатировать его в самых тяжелых условиях. Электронная система управления с цифровым дисплеем позволяет программировать и управлять всеми сварочными параметрами.

Рисунок 8-Сварочный трактор с двумя сварочными головками А6 DK.

Таблица 13-Техническая характеристика сварочного трактора А6 DK

Параметр	А6 DK
Габаритные размеры, ДxШxВ, мм	870Ч400Ч830
Высота портала, мм	800
Ширина портала, мм	400
Скорость подачи проволоки, м/мин	0,2-4,0
Скорость перемещения, м/мин	0,15-2,0
Макс. Ток при ПВ 100%, А	1250
Диаметр сварочной проволоки, мм	3,0-6,0
Вес, кг	150

Для сварки тавров используем сварочную самоходную головку А-1412. Сварочный автомат предназначен для дуговой сварки под слоем флюса на постоянном токе. Автомат перемещается по рельсовому пути с помощью тележки, которая имеет рабочею и маршевую скорость. Автомат может выполнять как прямолинейные, так и кольцевые швы.

Таблица 14- Техническая характеристика сварочной самоходной головки автомата А-1412

Масса, кг	Скорость сварки, м\ч	12-250	Тип автомата	А-14142
Автомат	400	Маршевая скорость, м\ч	950	Напряжение питающей трех фазой сети, В	380
Шкаф	150	Перемещение сварочной головки	Частота ,Гц	50
Габаритные размеры, мм	Поперечный	Вертикальный	dэл=	3-6
Автомат	1388*800*1820	Скорость	Ход	Скорость	Ход	Vподачипроволоки	14,9-5,83
Шкаф	735*412* 1090	Ручная	75	0,49	250	Номинальный сварочный ток
		Флюсо- аппарат	ПВ,%	100
		Вместимость, дм	5	А=	2*1250

1.7.4 Выбор полуавтоматов

Полуавтомат для механизированной сварки ПДГ-508М

Полуавтомат с широким диапазоном регулирования сварочных параметров, предназначен для сварки плавящимся электродом в среде защитных газов сплошной или порошковой проволокой, диаметром 1,2-2мм низколегированных и легированных сталей, а также коррозионностойких (нержавеющих) сталей в среде аргона в различных пространственных положениях.

Рисунок 9-Полуавтомат ПДГ-508М

Таблица 15-Техническая характеристика полуавтомата ПДГ-508М. [ ]

Тип выпрямителя	ВДУ-506
Напряжение питающей трехфазной сети частотой 50Гц, В	380
Нормальный сварочный ток при ПВ=60% и цикле сварки 5 минут, А	500
Пределы регулирования сварочного тока, А	150-500
Диаметр электродной проволоки, мм	1,2-2,0
Скорость подачи электродной проволоки, м/ч	120-1200

1.7.5 Выбор источников питания

Источником питания для автоматической сварки под флюсом является выпрямитель ВДУ-1001, так как он поставляется в комплекте со сварочным автоматом А6 DK.

Сварочный выпрямитель с универсальными внешними характеристиками, обеспечивающими получение как падающих, так и жестких характеристик. Он представляет установку преобразующую энергию переменного тока в энергию постоянного (выпрямленного) тока, и состоит из следующих основных узлов: понижающий трансформатор, выпрямительный блок, пускорегулирующая, измерительная и защитная аппаратура.

Таблица 16 - Технические характеристики сварочного выпрямителя ВДУ-1250

Номинальный сварочный ток, А	Пределы регулирования сварочного тока, А	Пределы регулирования рабочего напряжения, В	Первичное напряжение,В	Напряжение холостогохода,В	Мощность,кВт	КПД, %	Габаритные размеры,мм	Масса,кг
1250	300-1250	24-56	380	56-66	100	83	950х 1150х 1850	750

Выпрямитель ВДУ-506

В качестве источника питания для полуавтомата ПДГ-508М при сварки в среде защитных газов применяем выпрямитель типа ВДУ-506.

Выпрямители типа ВДУ являются универсальными, они состоят из силового трехфазного трансформатора и выпрямительного блока, собранного из тиристоров по шестифазной схеме. Выпрямитель имеет универсальную вольтамперную характеристику.

Таблица 17-Техническая характеристика выпрямителя ВДУ-506 [ ]

Номинальное напряжение питающей сети, В при частоте 50 Гц	220, 230, 240, 380, 400, 445
Номинальный сварочный ток, А	500
Пределы регулирования сварочного тока, А -при крутопадающей характеристике -при жесткой характеристике	50-500 60-500
Пределы регулирования рабочего напряжения, В -при крутопадающей характеристике -при жесткой характеристике	22-46 18-50
Габариты, мм	830Ч620Ч1020
Масса, кг	290

1.7.6 Вспомогательное сварочное оборудование

Сварку поясных швов тавров производят положение «в лодочку», для чего применяем кантователь КДП-8, при помощи которого можно производить кантовку тавра, не прибегая к помощи крана.

Кантователь КДП-8 предназначен для поворота балочных и решетчатых конструкций при сборке и сварке.

Установка и закрепление свариваемого изделия в кантователе осуществляется при опущенных центрах, а поворот - после подъема центров.

Кантователь состоит из неподвижной стойки, устанавливаемой на фундаменте, и передвижной стойки, которая в зависимости от длины свариваемого изделия перемещается по рельсовому пути и закрепляется в нужном положении захватами.

Таблица 18 - Технические характеристики двухстоечного кантователя КДП-8

Характеристики	КДП-8
Грузоподъемность, тс	8
Наибольшая длина свариваемых изделий, мм	16000
Скорость подъема центров, м/мин	1,8
Скорость вращения, об/мин	1,6
Высота центров, мм наибольшая наименьшая	2400 610
Габаритные размеры кантователя, мм	2310x2400x4270
Масса, кг	12650



Рисунок 10- Кантователь двухстоечный с подъемными центрами КДП - 8 1- неподвижная стойка; 2- шпиндель; 3- передняя бабка; 4- рельс; 5- задняя бабка; 6- выдвижная пиноль; 7- передвижная стойка

Монорельсовое устройство для полуавтомата применяется для перемещения в зону сварки механизма подачи электродной проволоки и кассеты с проволокой при механизированной сварке.

Устройство состоит из одной консоли, монорельса и тележки с площадкой, на которой укреплен механизм подачи электродной проволоки и кассета для проволоки. Консоль шарнирно прикреплена к колонне цеха и может поворачиваться на 180°. Тележка с площадкой свободно перемещается по монорельсу длиной 8000 мм.

Рисунок 11- Консоль для полуавтомата

1- консоль; 2- монорельс; 3- тележка; 4- площадка для полуавтомата

1.8 Выбор и обоснование контроля качества

Контроль качества изготовления мостовых конструкций согласно СТП 012-2000 осуществляется на всех стадиях работ инженерно-техническими работниками цехов и технических служб завода, работниками ОТК, Мостовой инспекции и других контролирующих организаций. Производственный контроль качества осуществляется под руководством главного инженера завода.

Службы технического контроля должны быть оснащены техническими средствами, обеспечивающими необходимую достоверность и полноту контроля. Инженерно-технический персонал должен быть ознакомлен с рабочей документацией и нормативными документами.

Ответственность за качество изготовленных конструкций на всех этапах работ несут исполнители, руководители данного вида работ и работники технического надзора согласно существующим должностным инструкциям.

При изготовлении мостовых металлоконструкций выделяют следующие виды контроля качества:

входной контроль качества поступающих в производство материалов, технической документации и оборудования;

операционный контроль качества при изготовлении деталей и отправочных марок;

приемочный контроль качества изготовления отправочных марок.

Входной контроль

Входной контроль охватывает:

проверку полноты проектно-технологической документации и ее соответствия требованиям норм;

контроль качества поступающих в производство основных, сварочных и окрасочных материалов;

проверку состояния оборудования (механообрабатывающего, сварочного, дефектоскопического, контрольно-измерительного);

проверку режимов сварки и механических характеристик сварных соединений;

проверку квалификации электросварщиков, газорезчиков, дефектоскопистов.

Поступающие на завод основные и сварочные материалы перед употреблением подвергают обязательной приемке.

Периодический контроль качества стального проката должен выполняться не менее одного раза в год. Испытания производят по каждой марке стали каждого завода-поставщика для проката толщиной 12; 16; 20; 32 (40) мм.

Для проверки применяемых режимов сварки и сварочных материалов проводят испытания технологических проб сварных соединений всех типов и групп толщины с определением механических характеристик разрушающими методами контроля в соответствии с Приложением Н. По результатам испытаний технологических проб оформляют протокол с указанием основных и сварочных материалов, толщины проката, типа соединений, режимов сварки и механических характеристик. Протокол подписывается главным сварщиком, начальником ОТК, заведующим ЦЗЛ и утверждается главным инженером завода.

В процессе контроля технического состояния сварочного оборудования и оснастки проверяют наличие и исправность измерительных приборов (амперметров и вольтметров) на сварочных автоматах, выпрямителях и аппаратных шкафах; исправность ходовой части сварочных автоматов, балластных реостатов, сварочных кабелей; возможность обеспечения оборудованием заданных параметров режима сварки.

При операционном контроле проверяют соблюдение технологии изготовления деталей и элементов, режимов резки и сварки, чистоту и точность обработки деталей, соблюдение проектных размеров, подготовку и соответствие применяемых сварочных материалов заданной технологии сварки.

Контроль проводится инженерно-техническими работниками цехов и контролерами ОТК. Результаты заносят в журнал проверки утвержденной технологии и режимов сварки.

2 Экономическая часть

2.1 Расчёт технико-экономических показателей

2.1.1 Расчет затрат на основные и вспомогательные материалы

Классификацией материалов- называется распределение их по однородным признакам на группы, подгруппы, виды и т.д с дальнейшей дифференциацией по профилям, размерам, сортам, маркам и т.д.

Норма расхода - это максимально-допустимая величина затрат сырья, материалов, топлива и энергии на изготовление единицы сырья, материалов, топлива и энергии на изготовление единицы продукции при рациональном техническом процессе и передовой организации производства. Нормы расхода должны быть прогрессивными и технически обоснованными. Они служат основой определения потребности во всех видах материальных ресурсов.

Наименование материалов	Ед.изм	Чистая масса, т	Норма расхода материалов,на 1 т	Расход материалов,т	Цена единицы измеренеия, руб	Стоимость материалов, руб
1Основные материалы 1.1Лист 15ХСНД, д=12мм, ГОСТ 19282-73.	т		1,045	2,474	29150	72117,10
1.1Лист 15ХСНД, д=14мм, ГОСТ 19282-73.		1.245	1,045	1,30103	29080	37833,95
1.1Лист 15ХСНД, д=10мм, ГОСТ 19282-73.		0.342	1,045	0,35739	29200	10435,79
1.2 Св-10НМА, d=4 мм, ГОСТ 2246-70	т	5,959	0,0028	0,01567	41700	653,44
1.3 Св08Г2С, d=2мм, ГОСТ 2246-70*	т	3,215	0,0064	0,02058	37500	771,75
1.4 Э50А УОНИ 13/45 ГОСТ 9467-75		5,959	0,0012	0,00715	39750	284,21
Итого по основным материалам:						122096,24
2Вспомогательные материалы 2.1 Флюс АН-22, ГОСТ 9078-84	т	4,456	0,0032	0,01426	23200	330,83
2.2 Смесь газов СО2 и Ar ГОСТ 5583-93		3,215	7,44	23,91960	12,20	291,82
2.3 Кислород О2 ГОСТ 5585-78	м3	5,959	5,24	31,22516	10,20	318,50
2.4 Пропан-бутан ГОСТ 5585-78	м3	5,959	4,62	27,53058	8,80	242,27
2.5 Грунт ЦВЭС ГОСТ 18186-96		6,048	0,00312	0,01887	57000	1075,59
Отходы:	т	5,959	0,048	0,28603	5200	1487,36
Итого по вспомогательным материалам						2259,01
Всего по материалам:						124355,25
Итого за вычетом отходов:						122867,89

2.2 Расчет трудовых затрат и заработной платы

Тарифно-квалификационные справочники определяют требования, предъявляемые к исполнителям (основным и вспомогательным рабочим) различных работ на предприятиях разных отраслей промышленности.

Тарифная сетка представляет собой шкалу разрядов, каждому из которых присвоен свой тарифный коэффициент. С ростом сложности труда тарифные коэффициенты между разрядами возрастают. Поскольку разряды работ определяют квалификацию рабочих, следовательно, тарифная сетка устанавливает правильное отношение в оплате труда рабочих разных квалификаций.

Тарифная ставка определяет размер оплаты труда рабочего каждого квалификационного разряда за отработанную единицу времени.

Таблица 20-Тарифная сетка

Показатели	Разряды
	1	2	3	4	5	6
Тарифные коэффициенты	1.0	1.090	1.205	1.333	1.499	1.720
Абсолютные возрастания тарифных коэффициентов.		9.0	11.5	12.8	16.6	22.1

Таблица 21-Калькуляция трудовых затрат и заработной платы.

Наименование работ	Объем работ, т	Ед. изм.	Разряд	Норма времени, чел-ч	Расценка на единицу продукции, руб	Норма времени на весь объем, чел-ч	Расценка на весь объем, руб
1 Разметка	0,545	т	5	2,12	79,46	1,16	43,31
2 Газовая резка	0,083	т	5	1,54	57,71	0,13	4,79
3 Механическая резка	0,462	т	4	3,24	107,96	1,50	49,88
4 Правка	0,545	т	5	1,58	59,21	0,86	32,27
5 Сверление	0,545	т	4	0,98	32,65	0,53	17,79
6 Строжка	0,545	т	4	0,52	17,33	0,28	9,44
7 Фрезеровка	0,545	т	4	1,12	37,32	0,61	20,34
6 Сборочные операции	0,545	т	5	10,92	409,28	5,95	223,06
7 Сварочные операции	0,545	т	5	11,80	442,26	6,43	241,03
8 Правка грибовидности	0,545	т	5	0,85	31,86	0,46	17,36
9 Покраска	0,550	т	3	0,86	25,90	0,47	14,25
10 Сдача ОТК	0,550	т	5	1,14	42,72	0,63	23,50
Итого		19,08	697,02
Премия		522,77
Итого с премией		1219,79
Итого с районным коэффициентом		1585,72

2.3 Расчет себестоимости, НДС и прибыли

Под себестоимостью понимают затраты предприятия в денежном выражении на производство и реализацию продукции. Разнообразие затрат требует их четкой классификации, поэтому в планировании себестоимости продукции принято группировать затраты, объединять их в группы по различным видам и уровням. Затраты на производство и реализацию продукции на предприятии делятся на две основные группы: производственные затраты и внепроизводственные затраты. Первые состоят из затрат на изготовлении продукции, а вторые на ее реализацию. Сумма затрат образует полную себестоимость. В условиях сварочного производства процент снижения себестоимости по сравнимым конструкциям может быть определен по формуле:

сварка конструкция мостовая

А=(С_о-С_п/С_о)100

где, С_о и С_п - соответственно себестоимость сравнимых сварных конструкций в отчетном и планируемом периодах.

Таблица 22- Формирование себестоимости продукции.

Основные и вспомогательные материалы (за вычетом возрастных отходов)	Технологическая себестоимость	Цеховая себестоимость	Производственная себестоимость	Полная себестоимость	Оптовая цена
Основная заработная плата производственных рабочих
Дополнительная заработная плата производственных рабочих
Отчисление на социальное страхование
Топливо и энергия на технологические цели
Расходы по освоению производства новых видов продукций
Расходы на содержание и эксплотацию, оборудования
Цеховые расходы
Общезаводские расходы
Внепроизводственные расходы
Прибыль

2.3.1 Затраты на основные и вспомогательные материалы

13581.06 (руб)

2.3.2 Транспортно заготовительные расходы

13581.06 • 0,1=1358.11 (руб)

2.3.3 Затраты на электроэнергию и топливо для технологических целей

592 •0.550=325.60 (руб)

2.3.4 Итого материальных затрат

13581.06+1358.11+325.60=15264.77 (руб)

2.3.5 Основная заработная плата производственных рабочих

1585.72 (руб)

2.3.6 Дополнительная заработная плата производственных рабочих

1585.72 • 0,1=158.572 (руб)

2.3.7 Отчисления на социальные нужды

2.3.7.1 Отчисления в Пенсионный Фонд

(1585.72 +158.57) • 0,2=348.86 (руб)

2.3.7.2 Отчисления на медицинское страхование

(1585.72 +158.57) • 0,029=50.58 (руб)

2.3.7.3 Отчисления на социальное страхование

(1585.72 +158.57) • 0,031=54.07 (руб)

2.3.7.4 Отчисления на страхование от несчастного случая

(1585.72 +158.57) • 0,01=17.44 (руб)

Итого: 470.95 (руб)

2.3.8 Цеховые расходы

1585.72 • 1,52=2410.29 (руб)

2.3.9 Общезаводские расходы

1585.72 • 1,02=1617.43 (руб)

2.3.10 Заводская себестоимость

15264.77+1585.72+158.57+470.95+2410.29+1617.43=21507.73

2.3.11 Внепроизводственные расходы

21507.73 • 0,02=430.15 (руб)

2.3.12 Полная себестоимость

21507.73 +430.15=21937.88 (руб)

2.3.13 Плановое накопление

21937.88 • 0,1=2193.79 (руб)

2.3.14 Оптовая цена

21937.88+2193.79=24131.67 (руб)

2.3.15 Налог на добавленную стоимость

24131.67 • 0,18=4343.7 (руб)

2.3.16 Отпускная цена предприятия

24131.67+4343.7=28475.37 (руб)

Таблица 23-Показатели себестоимости, НДС и прибыли.

Статьи расходов	На весь объем работ, руб	На 1 тонну, руб
1 Затраты на основные и вспомогательные материалы	13581.06	24919.38
2 Транспортно заготовительные расходы	1358.11	2491.94
3 Затраты на электроэнергию и топливо для технологических целей	325.60	597.43
4 Итого материальных затрат	15264.77	28008.75
5 Основная заработная плата производственных рабочих	1585.72	2909.58
6 Дополнительная заработная плата производственных рабочих	158.572	290.96
7 Отчисления на социальные нужды	470.95	864.13
8 Цеховые расходы	2410.29	4422.55
9 Общезаводские расходы	1617.43	2967.76
10 Заводская себестоимость	21507.73	39463.72
11 Внепроизводственные расходы	430.15	789.27
12 Полная себестоимость	21937.88	40252.99
13 Плановое накопление	2193.79	4025.3
14 Оптовая цена	24131.67	44278.29
15 Налог на добавленную стоимость	4343.7	7970.09
16 Отпускная цена предприятия	28475.37	52248.39

Литература

1 Лахтин Ю.М. Основы металловедения: Учебник для техникумов - М.: Металлургия,1988г.

2 Маслов В.И. Сварочные работы: Учебник для начального профессионального образования - М.: Проф. Обр. Издат, 2001г

3 Гитлевич А.Д. Альбом оборудования для заготовительных работ в производстве сварочных конструкций: Учебное пособие-М.: Высшая школа, 1974г

4 Васильев К.В. Гитлевич А.Д. Оборудование сварочного производства. Рынок продукции: Каталог в 3-х кн. О-22 Кн. 2-М.: Машиностроение, 1999г

5 Мацохин С.Б. Контроль качества сварочных соединений и конструкций-М.: Строй издат, 1985г

Нормативно-техническая документация

1 ГОСТ 9467-75* Электроды покрытые, металлические для ручной дуговой сварки конструкционных и теплоустойчивых сталей

2 ГОСТ 2246-70* Проволока стальная сварочная

3 ГОСТ 9087-81* Флюсы сварочные плавленые

4 ГОСТ 8050-85 Двуокись углерода газообразная

5 ГОСТ 23118-99 Конструкции стальные строительные

6 ГОСТ 19282-89 Низкоуглеродистая, низколегированная толстолистовая сталь

7 ГН2.2.5.686-98- Предельно допустимая концентрация вредных веществ в воздухе рабочей зоны, гигиенические нормативы

8 ПОТ Р М -020-2001 Межотраслевые правила по охране труда при электро-газовых работах

9 СНиП II-23-81. Стальные конструкции. Нормы проектирования.

10 СТП 012-200 Заводское изготовление стальных конструкций.

Размещено на Allbest