Аналіз та розрахунок технологічних операцій виготовлення зварної конструкції

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Вступ

Мірилом майстерності прадавніх зодчих уважалося вміння побудувати будинок без єдиного цвяха. Тоді в ході були дерево й сокира, а як надходять умільці в наш "залізний" століття? Без болта й заклепки вони роблять хмарочоси, мости.

І от уже ціле століття їм допомагає в цьому зварювальне встаткування.

Сьогодні можна одержати високоміцні нероз'ємні з'єднання двох або декількох деталей різними методами зварювання. Саме зварювання за сотню років розвилася настільки стрімко, що міцно зайняла свою нішу в усіх без винятку галузях промислового виробництва.

Сучасні технології дозволяють з'єднувати як сталі різного рівня легування, так і багато кольорових сплавів. При цьому тип розв'язуваних завдань визначає й методи, вибір яких впливає не тільки на якість, але й на вартість робіт.

Існує багато способів і технологій, об'єднаних одним загальним принципом: у місці з'єднання деталі розплавляють, що приводить до утвору шва. Для цього застосовують електричну, механічну й хімічну енергію або їх комбінацію. Широке поширення одержали апарати, що використовують енергію електричного струму. Якість, продуктивність і ефективність роботи багато в чому залежать від способів захисту й переносу розплаву, тобто від використовуваного методу.

Зварювальне виробництво розташовує сучасним високопродуктивним обладнанням і дозволяє застосовувати технологічні процеси, що забезпечують високу якість усіх видів зварюванні нержавіючих, вуглецевіих сталей, кольорових металів і титанових сплавів. Воно забезпечене поточно-механізованими лініями для виготовлення виробів діаметром до 8м, довжиною до 100 м і масою до 600 тонн.

1. Загальні положення за технологією і ТУ на виріб, основні і зварювальні матеріали

1.1 Характеристика виробу і його технологічність

Зварна конструкція лист верхній входить у секцію поворотну, яка є складовою частиною конвеєра комбайна вугільного.

Габаритні розміри конструкції: довжина - 1640 мм, ширина - 670мм.

Вага виробу 170,2 кг.

Технологічність виробу обумовлена наступними ознаками:

1. Можливість розщеплення на окремі вузли.

Доступність зварних швів. Зварні шви виробу постіль доступні й не сховані. У зв'язку із цим зварювання проводиться без утруднень.

Вид прокату й марка сталі, які використовуються для виробництва виробу не є дефіцитними й дорогими.

При виготовленні виробу застосовується напівавтоматичне зварювання в середовище захисного газа.

Можливість застосування підйомно-транспортного встаткування. Робочі місця зварників постачені спеціальними кранами.

Можливість застосування допоміжного устаткування.

Умови роботи.

Лист верхній входить у секцію поворотну, яка є складовою частиною конвеєра. Конвеєр призначений для транспортування відбійної гірської маси від живильника й навантаження її на перевантажувач або в шахтні транспортні засоби.

1.2 Вибір і обґрунтування матеріалів зварної конструкції, його характеристика

Для забезпечення необхідних властивостей зварних з'єднань у конструкції вирішальне значення має вибір матеріалу. Міцностні властивості металу визначаються його механічними характеристиками. Виріб повинне задовольняти наступним вимогам: бути міцним; відповідати заданим розмірам; бути надійним у роботі в процесі експлуатації.

Для виготовлення виробу є можливість застосування наступної марки сталі: 09Г2С и сталь 60С2А.

Необхідно розглянути зварюваність використовуваної сталі. Зварюваністю називається властивості металів давати при певних технологічних умовах доброякісне з'єднання без тріщин, істотних погіршень механічних і фізико-хімічних властивостей металу.

Згідно з літературою для визначення зварюваності стали можна користуватися еквівалентом вуглецю Сэкв, який визначається по формулі:

= С + ;

Підраховуємо еквівалент вуглецю для низьколегованої сталі 09Г2С.

=0,12+ = 0,25;

Отже, сталь ставиться до першої групи зварюваності. До першої групи ставляться сталі, зварювання яких може бути зроблена за звичайною технологією, тобто без підігріву до зварювання й у процесі зварювання й без подальшої термообробки. Але використання термообробки для зняття внутрішніх напружень не виключене. Стали, цієї групи зварюються добре.

Підраховуємо еквівалент вуглецю для сталі 60С2А.

=0,57+ = 0,747;

Отже, сталь ставиться до четвертої групи зварюваності. До четвертого виду відносять сталі, що найбільше проблематично піддаються зварюванню й схильні до утвору тріщин. Дані стали зварюються обмежено, тому зварювання їх роблять із обов'язковою попередньою термообробкою, з підігрівом у процесі зварювання й подальшою термообробкою. Хімічний склад і механічні властивості обраних сталей, наведено в таблиці 1.1 і 1.2.

Таблиця 1.1. Хімічний склад металу, що зварюється

Марка металу	ДЕРЖСТАНДАРТ	C	Si	Mn	P	S	Cr
09Г2С	19281-89	0,12	0,5-0,8	1,3-1,7	0,04	0,05	-
60С2А	14959-79	0,57-0,63	1,5-2,0	0,6-0,9	0,03	0,03	?0,3

Таблиця 1.2. Механічні властивості сталей

Марка металу	ДЕРЖСТАНДАРТ	Найменування характеристик
		Границя міцності МПа	Границя текучості, МПа	Відносне подовження, %	KCU, Дж/м2 при t, °C
					-40	+20
09Г2С	5520-79	490	345	21	39	64
60С2А	2591-71	1570	1375	6	24	43

1.3 Технічні умови на виготовлення виробу

Технічними умовами називаються вимоги, які пред'являються до виробу при його виготовленні.

Основними вимогами до зварного виробу є забезпечення його надійної роботи в процесі його експлуатації.

До даної конструкції, пред'являються наступні основні вимоги:

кромки, що зварюються, а також поверхня металу, що примикає до місць, що зварюються, перед зварюванням шириною не менш 20 мм повинна бути зачищена до чистого металу;

складання під зварювання доцільно виконувати в спеціальних складально-зварювальних пристосуваннях.

Закріплення деталей при складанні може проводитися прихватками із застосуванням електродного матеріалу властивості, що забезпечує, металу, прихватки відповідно до вимог до металу шва. Прихватки повинні бути виконані без дефектів. Висота прихватки повинна бути 5 мм. Довжина прихватки повинна бути - 30мм. Відстань між прихватками 400- 500 мм.

У складених під зварювання елементах допускається наступні відхилення від проектного взаємного розташування деталей:

зміщення зварювальних кромок не більш 1 мм;

зазор між кромками стикового з'єднання і внапуск - 1 мм від товщини листа.

При виготовленні виробу допускається застосування напівавтоматичного зварювання, що забезпечує якість виробу у відповідності, пропонованими вимогами до умов експлуатації.

Зварні шви повинні задовольняти наступним вимогам:

мати гладку й дрібно лускату поверхню (без напливів, прожогів, звужень і перерв) і плавний перехід до основного металу;

наплавлений метал повинен бути щільним по всій довжині шва, не мати тріщин, поверхневих пор.

все кратери повинні бути заварені.

Для виготовлення виробу застосовують Міжнародні стандарти:

ГОСТ 5264-80 (ручне дугове зварювання);

ГОСТ 14771 (напівавтоматичне зварювання);

ГОСТ 11533-75 (автоматичне зварювання);

Вони забезпечують якість виробу відповідно до вимог, пропонованим до них за умовами їхньої експлуатації.

Технологія зварювання, метод і час контролю викладені в картах технологічного процесу.

Контроль якості зварних з'єднань забезпечує випуск продукції відповідно до вимог ГОСТ 2590-71 та ГОСТ 19903-74.

2. Технологічний процес виготовлення

2.1 Вибір типу виробництва і його характеристика

У розробці проектів зварювального виробництва велике значення має визначення найбільш доцільних форм організації виробничих процесів для виконання технології виконання заданної конструкції.

Залежно від якості й кількості різних заданих видів виробів і повторюваності їх виготовлення може бути встановлене приналежність проектованого цеху до окремого типу виробництва.

Зварна конструкція важить 170,2 кг, тому річний випуск виробу становить -2000 штук у рік і є дрібносерійним виробництвом.

Характеристика одиничного виробництва.

Зварювальні цехи або ділянки дрібносерійного виробництва організують на підприємствах випускаючих широку номенклатуру виробу з невеликою повторюваністю. Відмітною рисою такого виробництва є універсальність устаткування й робочих місць, і майже повна відсутність складально-зварювальних пристосувань.

Таблиця 2.1. Характеристика заданої програми річного випуску зварної продукції для проектованого виробництва.

Загальна маса зварних виробів у кг	Виробництво
	Одиничне , дрібно серійне.
Річний випуск у штуках.
100 - 500	До 5000

2.2 Вибір методів заготівель

При виборі технологічного процесу необхідно орієнтуватися на найбільш зроблені, високопродуктивні методи заготівельних операцій, які забезпечують прискорення соціально-економічного розвитку промислових галузей.

Таблиця 2.2. Специфікація на метал

№	Найменування	Кількість	Марка сталі	вага	Профіль	Заготівельні операції
1	Накладка	8	60С2А	3.1	Лист 10 мм	розмітка, різання, зачищення, виправлення
2	накладка	4	60С2А	2.44	Лист 10 мм	Очищення, розмітка, різання, виправлення
3	Плита	1	09Г2С	135,64	Лист 16 мм	Очищення, розмітка, різання, виправлення

Для розкрою даною конструкції застосовуємо груповий метод розкрою. Спочатку призводимо розкрой листа товщиною 16 мм . Лист розрізаємо на смуги. Потім розкроюємо лист товщиною 10мм.

2.3 Заготівельні операції, застосовування устаткування

У процесі підготовки металу у виробництво, виконуємо наступні операції: очищення металу; виправлення; розмітка; розкрій; різання.

Очищення.

Металопрокат перед подачею на заготівельну ділянку підлягає очищення, нанесенню антикорозійних покриттів і розкрию. Очищення метала від окалин, іржі, жирових і інших забруднень є трудомісткою операцією. Існують наступні способи очищення металопрокату: щітками зі сталевим дротом (із пневматичними, електричними й ручним приводом), абразивними колами, голкофрезою, хімічним шляхом, дробіструйним, дробіметним способами.

Для очищення застосовуємо пристрій для дробіметного очищення листа, модель LGP - рольганговий тип дробімета для очищення аркуша, єдиний підходящий для очищення листового прокату. Під час очищення використовується система подачі, керована частотним перетворювачем для подачі листа на рольганг у камеру очищення.

Таблиця 2.3. Технічна характеристика дробімета

Параметр	одиниця виміру	значення
Параметри листового прокату	ширина	мм	3200
	довжина	мм	12000
	товщина	мм	6 ~ 40
Швидкість обробки лист	м / хв	2,0
Потужність установки	кВт	430
Витрата повітря	м3/хв	4 ~ 6
Тиск повітря	МПа	0.4 ~ 0.6

Виправлення металу.

Для виправлення листового металу застосовуємо листоправильні машини з різною кількістю валків (4-10 штук). Аркуші товщиною 5-40 мм правлять на семи валькових вальцях. Так як товщина металу у даної конструкції 10, 16 мм, то вибираємо листоправильну семивалкову машину . Листоправильний стан (листоправ) серії WD призначений для виправлення листового металу шляхом багаторазового перегину.

Таблиця 2.4. Технічна характеристика листоправильної машини

	Параметри	значення
1	Розміри аркуша, що виправляється,
	Товщина	12-30 мм
	Найбільша ширина	3000
2	Границя текучості металу,	80 кгс/мм2
3	Число правильних валків	7
4	Діаметр правильних валків,	500 мм
6	Маса (без електроустаткування)	424 т

Різання.

Різання металу - є відповідальною й трудомісткою операцією, із застосуванням механічних способів. У теперішні час застосовується кілька способів різання металу: ацетиллено-киснева, киснева, з використанням різних газів, киснево-електрична.

Різання заготівок для виробу призводимо на переносній машині типу «Магніт». Переносна машина «Магніт» призначена для вирізки деталей з листового прокату за допомогою копіювального магнітного пристрою. Машина являє собою напрямну, по якій рухається каретка з перпендикулярно встановленою траверсою. Момент обертання передається на магнітний палець, який оббігає заданий шаблон. Машину можна оснащувати будь-яким апаратом марки ПУРМ для повітряно-плазмового різання металів, а також устаткуванням для газокисневого різання.

Таблиця 2.5. Технічна характеристика переносної машини «Магніт».

	Параметри	значення
1	Робоча зона: стандартне виконання	1000Ч2000 мм
	спеціальне виконання	1000Ч2500мм
2	Товщина аркуша, що розріжеться плазмова технологія	1-70 мм
	газокиснева технологія	8-200мм
3	Швидкість переміщення різака,	50-6000 мм/хв
4	Діаметри отворів, що вирізьблюються,	10-1000 мм
5	Параметри живильної електромережі	220В,50Гц
6	Маса,	60 кг
7	Габаритні розміри,	2000Ч1500Ч400 мм

2.4 Вибір і обґрунтування методу складання, зварювального встаткування

Вибір способів зварювання зварного виробу визначається: характером виробництва, конструкцією виробу, наявністю складальних креслень, наявність вантажопідйомних засобів.

При виготовленні виробу застосовують послідовне складання й зварювання. Складанням називається процес послідовного з'єднання деталей між собою в порядку зазначеному в технологічному процесі й скріплення прихватками в спеціальних пристроях.

При складанні конструкцій широко використовуються різноманітні пристосування. При дрібносерійнім виробництві застосовують універсальні складально-зварювальні пристосування. Застосування універсальних пристосувань для складання знижує трудомісткість зварювальних операцій, зменшує залишкові деформації, підвищує якість конструкції й спрощує контроль і приймання зібраних конструкцій.

Універсальні пристосування повинні відповідати наступним вимогам: бути зручним в експлуатації; забезпечувати проектні розміри виробу; забезпечувати швидку установку елементів виготовленого виробу, а також знімання зібраних і зварних виробів; мати невисоку вартість і задовольняти вимогам техніки безпеки при виконанні складальних і зварювальних робіт.

Для складання й зварювання зварного виробу по технічних характеристиках необхідно спроектувати пристосування. Для цього скористаємося універсально-складальним оснащенням.

2.5 Вибір способів зварювання, обґрунтування

Вибір способу зварювання, призводимо на основі вивчення характеристик матеріалу й аналізу достоїнств та недоліків.

У даній конструкції зварні шви довжиною більш 100 мм. Найменший - 80 мм; найбільший - 560 мм Такі шви ефективніше зварювати механізованим зварюванням. Короткі шви кращі всього зварювати ручним дуговим зварюванням або напівавтоматичним.

В даної конструкції товщина металу 10 мм, 16 мм. Застосування автоматичного зварювання під флюсом обмежено товщиною металу 2 мм. Конструкції з вуглецевими сталями товщиною більш 2 мм зварюють дуговим зварюванням у вуглекислому газі.

Характер виробництва - дрібносерійне. При одиничнім і дрібносерійнім виробництві застосовується ручне дугове зварювання й напівавтоматичне зварювання. У масовому й крупносерійному виробництві перевага віддається механізованим способам зварювання з організацією потокових механізованих і автоматичних ліній.

Виходячи з вищевикладеного для виготовлення виробу необхідно застосовувати напівавтоматичне зварювання в середовище захисного газу.

Переваги напівавтоматичного зварювання в середовищі захисних газів:

- підвищення продуктивності в порівнянні з ручною в 1,2-1,5 разу, а при порошковій зварюванні - в 1,6-2,0 разу;

- можливість і доцільність зварювання малокаліберних швів і виробів

- висока маневреність і мобільність в порівнянні з автоматичним зварюванням;

- можливість індивідуального контролю за наплавленням дуги по шву.

Недоліки:

- сильне розбризкування металу при зварюванні на струмах 200-400 А і необхідність видалення бризок з поверхні виробу. Цей недолік не відноситься до зварювання порошковим дротом;

- низька продуктивність праці (якщо багато часу витрачається на видалення бризок);

- товарний вид швів гірший, ніж при зварюванні під флюсом.

Аналізуючи цей вид зварювання є можливість усунення недоліків :

Для усунення сильного розбризкування металу, при струмах від 200 до 400 А, доцільніше буде використання порошкового дроту, який забезпечить краще зварювання без значного розбризкування металу, підвищить продуктивність зварювання.

2.6 Вибір зварювальних матеріалів

При виборі зварювального дроту й захисного газу необхідно виходити з умов забезпечення беспористого щільного металу шва, і його високої технологічної міцності, експлуатаційної надійності, а також з обґрунтування по економічним, санітарно - гігієнічним до інших виробничих ознаках.

Порошковий дріт марки ПП-1ДСК, призначений для механізованого зварювання без додаткового захисту відповідальних металоконструкцій з низьковуглецевих і низьколегованих сталей працюючих в області низьких температур в монтажних і заводських умовах. Застосовується для зварювання вузлів машин різних типів, місткості, резервуари, технологічні трубопроводи, будівельні металоконструкції, надбудови судів. Рекомендується для зварювання металу завтовшки більше 3 мм. Виготовляється за ГОСТ 2671-84 и ТУ У 23165028-005:2009.

Таблиця 2.6. Технічні характеристики

Марка	Тип сердечника	Конструкція	Діаметр, мм	Захисне середовище	Зварювальний струм
ПП-1ДСК	рутиловий	трубчаста	2.0	с/з	Постійний, змінний

Таблиця 2.7. Хімічний склад металу, %

Марка	С	Mn	Si	Cr	Al	Mo	V
ПП-1ДСК	?0,15	1,0 - 1,5	0,2 - 0,5	0,4 - 0,6	0,8 - 1,0	0,2 - 0,5	0,1 - 0,2

Таблиця 2.8. Механічні властивості шву

Марка	увр, Мпа	ут, Мпа	д,%	Ан, Дж/см2(+200С)	Температура, при котрій Ан? 35 Дж/см2
ПП-1ДСК	600-750	?540	18	80	-20оС

Зварювальний дріт повинен задовольняти наступним вимогам:

- забезпечувати отримання наплавленого металу необхідного хімічного складу і механічних властивостей;

- забезпечувати отримання швів, стійких проти гарячих тріщин, не схильних до холодних тріщин, щільних і без пористих;

- забезпечувати хороші технологічні властивості;

- не робити шкідливого впливу на робочих.

2.7 Розрахунок і вибір режимів зварювання

До основних параметрам відносять величину зварювального струму, його рід і полярність, напруга дуги, діаметр електродного дроту й швидкість зварювання. Чим вище швидкість подачі електродного дроту, тим більше повинен бути зварювальний струм, щоб розплавити зварювальний дріт, що подавалося у зону зварювальну ванну.

Вибір діаметра електродного дроту.

Вибираємо на основі товщини металу конструкції -10.16мм, вибираємо діаметр дроту - 2,0 мм. Зварювання у вуглекислому газі порошковим дротом.

Розрахунок зварювального струму, А;

При зварюванні дротом суцільного перетину вироблятися за формулою:

І зв = dэ2 а/4

=3,14*2,02*130/4=410 А.

де а - щільність струму в електродної дроті, А / мм2 (при зварюванні в СО2 а = 110 -130А/мм2); d э - діаметр електродного дроту, мм.

Напруга дуги . Напруга дуги і витрата вуглекислого газу вибираються в залежності від сили зварювального струму

Таблиця 2.9

Сила зварювального струму, А	380-430
Напруга на дузі, В	32
Витрата СО2, л/хв	20

Швидкість подачі електродного дроту Швидкість подачі електродного дроту, м / год, розраховується за формулою:

Vпр= 4асIзв/ dэ2с.

Vпр= 11,2Ч410/3,14Ч22Ч7,85= 46,57 м/год.

Де 4ас - коефіцієнт розплавлення дроту, г / А·год, dэ - діаметр електродного дроту, мм.

Значення 4ас розраховується за формулою:

4ас = 3.0 + 0.08Iзв/э= 11,2г / А·год

Швидкість зварювання.

Швидкість зварювання, м / год, розраховується за формулою:

Vзв= анЧIзв/100FвЧс

Vзв= 9,52Ч410/100Ч0.3Ч7,85= 16,57 м/год

Де ан - коефіцієнт наплавлення, г / А год;

ан= ар (1 -ш),

де ш- коефіцієнт втрат металу на час і розбризкуванню.

При зварюванні СО2 ш = 0,1 - 0,15;

Fв - площа поперечного перерізу одного валика, см2.

ан = 11,2 (1 -0,15) = 9,52 г / А год

При наплавленні в СО2 приймається рівним 0,3 - 0,7 см2.

Вага наплавленого металу.

Вага наплавленого металу, г, при зварюванні розраховується за наступними формулами:

При зварюванні Gн = F*Iзв* с

Gн= 3.42Ч410Ч7,85 = 11007 г

Час горіння дуги.

Час горіння дуги, ч, визначається за формулою:

t0=Gн/ан*Iзв

t0 = 11007/9,5Ч410=2.82 год

Повний час зварювання.

Повний час зварювання, ч, визначається за формулою:

T =t0/Kп.

T = 2.82/0.7 = 4,02 год.

Де Kп - коефіцієнт використання зварювального поста (Kп = 0.6 - 0.7).

Витрата електродного дроту.

Витрата електродного дроту, г, розраховується за формулою:

Gпр = Gн*(1+ш).

Gпр= 11007Ч(1+0.1)= 11117,07 г.

де Gн - вага наплавленого металу, г; ш - коефіцієнт втрат, (ш =0.1- 0.15).

Витрата електроенергії.

Витрата електроенергії, кВт*ч, визначається за формулою:

А = Uд*Iзв*э*t0/1000*?+W0(T- t0).

A = 32Ч410Ч2,0Ч2,82/1000Ч0.6+2.0(4,02-2,82)= 51,38кВт·ч.

де ? - КПД джерела живлення, при постійному струмі = 0.6 - 0.7;

при змінному -?= 0.8 - 0.9;W0- потужність джерела живлення, що працює на холостому ході, кВт. На постійному струміW0 = 2.0 - 3.0 кВт, на змінному - W0 = 0.2 - 0.4 кВт.

2.8 Вибір зварювального устаткування і джерел живлення

При виборі джерел живлення було враховано їх техніко-економічні показники і експлуатаційні якості.

Для зварювання конструкції вибираємо напівавтомат марки: ПДГ-603.

Напівавтомат з широким діапазоном регулювання зварювальних параметрів, призначений для зварювання плавким електродом в середовищі захисних газів суцільним або порошковим дротом низьколегованих і легованих сталей, в різних просторових положеннях.

Таблиця 2.10. Технічні характеристики ПДГ-603

Номінальна напруга мережі, В	380
Частота струму живлячої мережі, Гц	50
Номінальний зварювальний струм при ПВ=60% і циклі зварювання 10 хвилин, А	500
Межі регулювання зварювального струму, А	60-500
Межі регулювання напруги на дузі, В	18-50
Споживана потужність кВ А	18
Діаметр електродного дроту, мм: суцільний порошковою	1,2-2,0 2,0-3,0
Межі ступінчастого(27 східців) регулювання швидкості подання електродного дроту, м/ч	120-1200

Для півавтомата підбираємо зварювальний пальник марки «ABIMIG 450 T».

Таблиця 2.11. Технічні характеристики

Діаметр дроту, мм	1-2,4
Охолодження:	газове
Маса не більш ,кг	0,8
Довжина рукаву не менш, м	3

Випрямляч зварювальний КИУ-501. Випрямляч призначений для комплектації автоматів і напівавтоматів для дугового зварювання в середовищі вуглекислого газу або під флюсом. Може використовуватися для ручного, дугового зварювання штучними електродами.

Технічні характеристика випрямляча зварювальний КИУ-501.

Номінальна напруга трифазної живильної мережі, - 380 В.

Частота живильної мережі, - 50 Гц.

Номінальний зварювальний струм, - 500 А.

Межі регулювання зварювального струму випрямляча,

з падаючої зовнішньою характеристикою - 50-500 А:

із жорсткою зовнішньою характеристикою - 60-500 А

Номінальна робоча напруга випрямляча,

з падаючої зовнішньою характеристикою - 46 В:

із жорсткою зовнішньою характеристикою - 50 В

Межі регулювання робочої напруги випрямляча,

з падаючої зовнішньою характеристикою - 22-46 В:

із жорсткою зовнішньою характеристикою - 18-50В

Напруга холостого ходу, не більш - 40 В,

Номінальна споживана потужність, - 40 кВ·А

КПД, %, не менше - 83

Габаритні розміри, - 610x790x890 мм

Маса, - 310 кг

2.9 Опис технологічного процесу заготівельних, складальних і зварюваних операцій

Технологічний процес розробляється на технологічних картах, прикладених наприкінці пояснювальної записки.

Технологічний процес складання й зварювання виробу містить наступні технологічні переходи: підготовка, складання, контроль, зварювання, контроль.

2.10 Проектування складально-зварювальних пристосувань і оснащення

Конструкція складально-зварювального пристосування забезпечує:

- задану точність складання;

- володіє достатньою міцністю і жорсткістю і не змінює свої розміри в процесі експлуатації, транспортування і наладки;

- забезпечує вільний і зручний доступ до місць установки складання деталей і вузлів;

- допускає найбільш зручну установку складальних деталей і забезпечує швидке і зручне виведення зварювального виробу з позиції складання і зварювання;

- сприяє зменшенню залишкових зварювальних деформацій;

- забезпечує умови безпеки роботи, відповідно до санітарно-гігієнічних норм.

Корпус пристосування зібраний на базі двох проставок. У шестигранній проставці через втулку встановлюють стрижень крильчатки, який упирається в спеціальний штифт. № 1-32 св, закріплений в проставці 7033-0506.

Обидві проставки зкріплені між собою смугами 0850-2173 ГОСТ 17884-72. До шестиграної проставки через направляючі опори 7033-0397 ГОСТ 14426-69 закріплені тримачі 0850-2791 ГОСТ 17840-72, які призначені для установки перед зварюванням лопатей зі стрижнем. Тримачі 0850-2791 розгорнуті опорними плоскостями відносно осі.

3. Контроль якості зварної конструкції

3.1 Обґрунтування методів контролю якості збирання і зварювання, виправлення дефектів

При контролі виготовлення зварних конструкцій перевіряється: якість заготовки й складання деталей під зварювання; якість роботи зварювального встаткування; правильність застосовуваного режиму зварювання; відповідність класифікації зварника; якість роботи джерел живлення, складальних пристосувань, приладів.

При контролі якості заготовки перевіряється відповідність заготівельних деталей із кресленнями за формою й розмірам у межах установлених допусків. Для перевірки застосовують набір інструментів (лінійка, штангенциркуль).

Якість підготовки й складання заготовок під зварювання, якість виконання швів у процесі зварювання і якість готових зварних швів. Перевіряють зовнішнім оглядом. Звичайно зовнішнім оглядом контролюють усі зварні вироби незалежно від застосування інших видів контролю. Зовнішній огляд у багатьох випадках досить інформативний, найбільш дешевий і оперативний метод контролю. Зовнішньому огляду піддають матеріал, який може бракуватися при наявності вм'ятин, заусенців, окалини, окислів, іржі й т.п. Визначають якість підготовки кромок під зварювання й складання заготівок: чистоту кромок, у відповідності зазорів значенням, що допускаються. Для цього застосовуються спеціальні шаблони або універсальний інструмент.

Спостереження за процесом зварювання дозволяє вчасно запобігти появі дефектів. Візуально контролюють режим зварювання. Контролер за допомогою лупи перевіряє шов на предмет виявлення тріщин, пор.

Контроль роботи зварювального встаткування роблять при зварюванні контрольного зразка.

При контролі правильності застосування режиму зварювання перевіряють зону захисту дуги, правильність накладення і якість окремих валиків у багатошарових швах. Перевірка наявності мікротріщин у перших шарах може запобігти утворенню в зоні зварювання більших тріщин.

Готовий виріб контролюють зовнішнім оглядом. При цьому огляді перевіряється зварний шов і зона прилягання основного металу на відстані не менш 20 мм від шва після очищення від шлаків, бризів і забруднень.

Зварні шви перевіряються на наявність тріщин, підрізів, напливів, непроварів кореня шва, а також наявність дефектів зварного шва.

Якісний шов характеризується сталістю геометричних розмірів, рівномірністю чешуйчастости шва, а також кольором поверхні виробу.

У процесі виготовлення виробу можуть виникнути наступні зовнішні дефекти: відхилення перетину шва від вимог креслення; нерівномірність перетину шва по довжині; напливи; підрізи.

Усі ці дефекти виявляються зовнішнім оглядом. Однак при виготовленні виробу можуть виникнути й внутрішні дефекти: пори, тріщини, жужільні включення. Дефекти погіршують механічні властивості зварених з'єднань внаслідок ослаблення робочого перетину, концентрації напруг.

Виріб випробовує змінні навантаження. При такім навантаженні дефекти у шві знижують міцність зварного з'єднання. Найнебезпечніші гострі дефекти (тріщини, підрізи, пори й жужільні включення) можуть викликати усталостні руйнування, тому всі гострі дефекти необхідно виправляти.

3.2 Заходи щодо зменшення зварювальних напруг і деформацій

У процесі зварювання у зварному шві й біляшовній зоні можуть виникнути зварювальні напруги й деформації. Вони можуть виникнути в результаті: нерівномірно нагрітого металу; структурних змін у металі; усадки наплавленого металу.

Усадка виникає в результаті зміни обсягу металу при переході з рідкого стану у тверде. У результаті усадки металу шва, виникають розтягувальні напруги в сусідніх ділянках деталі, які викликають у них відповідні деформації.

Для зменшення напруг і деформацій при зварюванні необхідно керуватися наступними правилами: застосовувати марки зварювальних дротів, які дають пластичність металу шва; уникати скупчення швів і їх перетинання один з одним; застосовувати по можливості стикові шви, для зменшення концентрації напруг; використовувати методи секційного виготовлення конструкції з наступним складанням і зварюванням готових вузлів; користуватися складально-зварювальними пристосуваннями, що забезпечують задану точність складання, одержання швів рівномірного перетину й дотримання потрібної послідовності зварювання; використовувати принцип зворотних деформацій;застосовувати по можливості штучне охолодження в процесі зварювання, що зменшує зону нагрівання металу.

4. Нормування і тарифікація робіт

Норма штучного часу на виготовлення одного виробу визначається по формулі:

Тшт = Тосн + Твсп + Тобс + Тотд,

де Тосн - основний час зварювання виробу; Твсп - допоміжний час; Тобс - час обслуговування робочого місця; Тотд - час відпочинку.

Основний час:

Тосн =,

F - площа поперечного перерізу,см2; L - довжина швів, см; Y = 7,8 гр/см2; ан - коефіцієнт наплавлення, гр/А?год; Q - вага наплавленого металу, г Q =15000 г.

Тосн =.

Допоміжний час.

пов'язаний зі швом обираємо за табл.2/м. він складається із:

Зачищення та огляду зварюваних кромок - 0,5 Ч2 = 1

Коригування електродного дроту що до осі оброблення шва - 0,4Ч 2 =0,8.

Зачистка шлаку, огляд кратеру шва або слою -0,4 Ч 2 = 0,8

Збирання флюсу зі шва або після зварювання - 0,5 Ч2=1

Засипання флюсу в бункер для роботи - 0,4Ч2=0,8

1 + 0,8 + 0,8+1+0,8= 4,4 хв.

Тдоп = 4,4 Ч 2 + 7,8 = 16,6 хв.

Оперативний час:

Топер = Тосн + Тдоп = 151,4 + 16,6 = 168 хв.

Час на обслуговування робочого місця 10% від оперативного часу:

Тобсл = 0,1 Ч 168 = 16,8 хв.

Час на відпочинок приймаємо 9% від оперативного часу:

Твідп = 0,09 Ч 168 = 15,12 хв.

Штучний час:

Тшт = Топер + Тобсл + Твідп = 168 + 16,8 + 15,12 = 199,92 хв.

Тп.з. = 17 хв.

Твир = Тшт + Тп.з. = 199,92 + 17 = 216,92 хв.

Для виготовлення виробу потрібно 216,92 хвилини.

4.1 Встановлення розрядів робіт і робочих

Для виготовлення виробу необхідний зварник четвертого розряду.

Характеристика робіт:

Ручне дугове, плазмове, газове, автоматичне й напівавтоматичне зварювання простих деталей, вузлів і конструкцій з конструкційних сталей, кольорових металів і сплавів, середньої складності деталей, вузлів, конструкцій, трубопроводів з вуглецевих сталей у всіх просторових положеннях шва крім стельового.

Кисневе й плазмове, прямолінійне й криволінійне різання в різних положеннях звареного шва, простих і середньої складності деталей з вуглецевих і легованих сталей, кольорових металів і сплавів по розмітці вручну, на переносних і стаціонарних плазморізальних машинах у всіх положеннях зварного шва.

Ручне кисневе різання й різання бензорі зальними й гасорізальними апаратами на задані розміри з виділенням відходів кольорових металів і зі збереженням або вирізом вузлів і частин машин. Ручне повітряне дугове стругання простих і середньої складності деталей з різних сталей, чавуну, кольорових металів і сплавів у різних положеннях.

Наплавлення раковин і тріщин у деталях, вузлах і виливках середньої складності. Попередній і супутній підігрів при зварюванні деталей з дотриманням заданого режиму. Читання креслень середньої складності деталей, вузлів і конструкцій.

Зварник 4 розряду повинен знати:

Пристрій, що обслуговуються електрозварювальних і плазморізальних машин, газозварювальної апаратури, автоматів, напівавтоматів і плазмотрона; вимоги, пропоновані до зварювального шва й поверхням після повітряного стругання; способи добору марок електродів залежно від марок стали; властивості й значення обмазок електродів.

Будову зварного шва; способи випробування зварних швів і види контролю; правила підготовки деталей і вузлів під зварювання й заварку; правила добору режиму нагрівання металу залежно від марки металу і його товщини; причини виникнення внутрішніх напружень і деформацій у виробах, що зварюються, і заходу їх попередження.

зварний електродний низьколегований

Література

1. Сергєєв Н.П. Довідник молодого електрозварювача. М. „Вища школа“, 1980.

2. Степанов В.В.Довідник зварника. М. „Машинобудування” 1982.

3. Малишев Б.Д., Мірошник В.І., Гетия І.Г. Ручне дугове зварювання. М., „Стройиздат” 1990.

4. Костенко Е.М. Зварювальні роботи. Настільна книга електрогазозварника. Київ. „Основа“ 2001.

Размещено на Allbest.ru