30019

Технические условия на изготовление сварочной конструкции

Дипломная

Производство и промышленные технологии

Закономерности сварки плавлением излагаются в тесной связи со спецификой отдельных ее видов. Наибольшее внимание уделено дуговой сварке занимающей ведущее положение по сравнению с другими видами сварки. Применение сварки способствует совершенствованию машиностроения и развитию таких отраслей техники как ракетостроение атомная энергетика радиоэлектроника и др.

Русский

2013-08-22

490.35 KB

104 чел.

Введение

Знание закономерностей процессов, протекающих при сварке

плавление, и умение ими управлять – основа рациональной технологии

сварки. Закономерности сварки плавлением излагаются в тесной связи

со спецификой отдельных ее видов. Дуговой (в различных вариантах),

электрошлаковой и др. Наибольшее внимание уделено дуговой сварке,

занимающей ведущее положение по сравнению с другими видами

сварки. Применение сварки способствует совершенствованию

машиностроения и развитию таких отраслей техники как ракетостроение, атомная энергетика, радиоэлектроника и др. О возможности использования «электрических искр» для плавления металлов еще в 1753 г. говорил академик Российской  академии наук Г.В. Рихман, занимавшийся исследованием атмосферного электричества. В 1802 г. профессор Санкт-Петербургской военно-хирургической академии В.В. Петров открыл явление

электрической дуги и продемонстрировал возможность ее практического применения. Однако потребовались многие годы совместных усилий ученых и инженеров, направленных на создание источников энергии, необходимых для реализации процесса электрической сварки металлов. Важную роль в этих разработках сыграли открытия и изобретения в области магнетизма и электричества. В 1882 г. российский ученый-инженер Н.Н. Бенардос, работая над созданием аккумуляторных батарей, открыл способ электродуговой

сварки металлов неплавящимся угольным электродом. Им был разработан способ дуговой сварки в защитном газе и дуговая резка металлов. В 1888 г. российский инженер Н.Г. Славянов предложил проводить сварку плавящимся металлическим электродом. С его именем связано развитие металлургических основ электрической дуговой сварки, разработка флюсов, предназначенных для воздействия на состав металла шва, создание первого электрического генератора. Затем, в 1907 г., шведский инженер О. Кьельберг разработал электроды из металлического стержня с нанесенным на него специальным покрытием, обеспечившие значительное повышение качества сварных соединений. В середине 1920-х гг. исследования процессов сварки были начаты во Владивостоке (В.П. Вологдин, Н.Н. Рыкалин, Г.К. Татур,

С.А. Данилов), Москве (Г.А. Николаев, К.К. Хренов, К.В. Любавский),

Ленинграде (В П. Никитин, А.А. Алексеев, Н.О. Окерблом) и Киеве, где 8

Е.О. Патон организовал в 1929 г. лабораторию, а затем Институт электросварки (ИЭС). В 1924–1935 гг. в основном применяли ручную сварку электродами с тонкими ионизирующими (меловыми) покрытиями. В эти годы под руководством В.П. Волошина с использованием сварки были

изготовлены первые отечественные котлы и корпуса нескольких судов.

В 1935–1939 гг. начали применять покрытые электроды со стержнем из

легированной стали, что обеспечило широкое распространение сварки в

промышленности и строительстве. В 1940-е гг. была разработана сварка

под флюсом, которая позволила повысить производительность процесса

и качество сварных соединений, а также механизировать производство

сварных конструкций. В начале 1950-х гг. в ИЭС им. Е.О. Патона

создают процесс электрошлаковой сварки для изготовления крупногабаритных деталей из литых и кованых заготовок. Начиная с 1948 г. в промышленности применяются такие способы дуговой сварки в защитных газах, как ручная сварка неплавящимся электродом, механизированная и автоматическая сварка неплавящимся  и плавящимся электродами. В 1950–1952 гг. в ЦНИИТМаше при участии МВТУ им. Н.Э. Баумана и ИЭС им. Е.О. Патона был разработан высокопроизводительный процесс сварки

низкоуглеродистых и низколегированных сталей в среде углекислого

газа, обеспечивающий высокое качество сварных соединений.Создание учеными новых концентрированных источников энергии – электронного и лазерного луча – обусловило появление принципиально новых способов сварки плавлением, получивших название электронно-лучевой и лазерной сварки, которые успешно применяются в промышленности. С развитием обитаемых космических станций сварка потребовалась в космосе. Наши космонавты В.Н. Кубасов и Г.С. Шонин в 1969 г. и С.Е. Савицкая и В.А. Джанибеков в 1984 г. провели в космосе сварку, резку и пайку различных металлов. Одно из наиболее динамично развивающихся направлений в сварочном производстве – широкое использование механизированной и автоматической сварки. Речь идет о механизации и автоматизации как самих сварочных процессов (т.е. о переходе от ручного труда сварщика к механизированному), так и о комплексной механизации и автоматизации, охватывающих все виды работ, связанных с изготовлением сварных конструкций (заготовительные и сборочные и др.) и созданием поточных и автоматических производственных линий. Сварка - технологический процесс получения неразъемных соединений материалов посредством установления межатомных связей между свариваемыми частями при их местном или пластическом деформировании, или совместным действием того и другого. Сваркой соединяют однородные и разнородные металлы и их сплавы, металлы с некоторыми неметаллическими материалами (керамикой, графитом, стеклом и др.), а также пластмассы. Сварка - экономически выгодный, высокопроизводительный и в значительной степени механизированный технологический процесс, широко применяемый практически во всех отраслях машиностроения.Физическая сущность процесса сварки заключается в образовании прочных связей между атомами и молекулами на соединяемых поверхностях заготовок. Для образования соединений необходимо выполнение следующих условий: освобождение свариваемых поверхностей от загрязнений, оксидов и адсорбированных на них инородных атомов; энергетическая активация поверхностных атомов, облегчающая их взаимодействие друг с другом; сближение свариваемых поверхностей на расстояния, сопоставимым с межатомным расстоянием в свариваемых заготовках. В зависимости от формы энергии, используемой для образования сварного соединения, все виды сварки разделяют на три класса: термический, термомеханический и механический. К термическому классу относятся виды сварки, осуществляемые плавлением с использованием тепловой энергии (дуговая, плазменная, электрошлаковая, электронно-лучевая, лазерная, газовая и др.). К термомеханическому классу относятся виды сварки, осуществляемые с использованием тепловой энергии и давления (контактная, диффузионная и др.). К механическому классу относятся виды сварки, осуществляемые с использованием механической энергии и давления (ультразвуковая, взрывом, трением, холодная и др.).

 С развитием техники возникает необходимость в сварке деталей

неодинаковой толщины из разных материалов. В связи с этим постоянно расширяется перечень применяемых видов и способов 9 сварки. В настоящее время сваривают детали толщиной от нескольких микрометров (вмикроэлектронике) до десятков миллиметров и даже метров (в тяжелом машиностроении). Наряду с конструкционными углеродистыми и низколегированными сталями все чаще необходимо сваривать специальные стали, легкие сплавы, сплавы на основе титана и других металлов, а также разнородные металлы и сплавы. В условиях непрерывного усложнения конструкций и роста объема сварочных работ важное значение имеет постоянное повышение уровня подготовки – теоретической и практической – квалифицированных специалистов. Учебное пособие предназначено для студентов высших учебных заведений, обучающихся по интегрированной форме и получающих навыки сварки на первых курсах. Учебный материал базируется на  сведениях по химии, физике, технологии материалов и

конструкционных материалов, электротехнике и др. Учебное пособие состоит из четырех разделов, в которых рассмотрены общие сведения о сварке, основы теории сварки  плавлением, технология ручной дуговой и механизированной сварки,  сварка сталей, чугуна, цветных металлов и сплавов. Завершает учебник  список использованной и рекомендуемой для самостоятельного изучения дополнительной литературы.

При сварке в защитном газе электрод, зона дуги и сварочная ванна защищены струей защитного газа. В качестве защитных газов применяют инертные газы (аргон и гелий) и активные газы (углекислый газ, азот, водород и др.), а иногда - смеси двух газов и более. Сварка в среде защитных газов в зависимости от степени механизации процессов подачи присадочной или сварочной проволоки и перемещения сварочной горелки может быть ручной, полуавтоматической и автоматической. По сравнению с ручной сваркой покрытыми электродами и автоматической под флюсом сварка в защитных газах имеет следующие преимущества: высокую степень защиты расплавленного металла от воздействия воздуха; отсутствие на поверхности шва при применении аргона, оксидов и шлаковых включений; возможность ведения процесса во всех пространственных положениях; возможность визуального наблюдения за процессом формирования шва и его регулирования; более высокую производительность процесса, чем при ручной дуговой сварке; относительно низкую стоимость сварки в углекислом газе. Области применения сварки в защитных газах охватывают широкий круг материалов и изделий (узлы летательных аппаратов, элементы атомных установок, корпуса и трубопроводы химических аппаратов и т. п.). Аргонодуговую сварку применяют для цветных (алюминия, магния, меди) и тугоплавких (титана, ниобия, ванадия, циркония) металлов и их сплавов, а также легированных и высоколегированных сталей. 

Во всех промышленно развитых странах постоянно возрастает роль науки и техники в совершенствовании производства. В современном обществе эффективность науки определяется уровнем техники. Техника создает совокупность материальных средств прямой и обратной связи между наукой и производством. Материальные средства и связи выражаются через понятия, свойственные определенным сферам деятельности, в частности такие, как производственная технология, вычислительная техника, технология обработки резанием, технология соединения.Особенностью современного этапа научно-технического прогресса является автоматизация. Необходимо подчеркнуть и тот факт, что быстрый прогресс автоматизации или, говоря иначе, быстрый прогресс науки в международном масштабе и обусловленное им развитие новых или усовершествованных технологий, процессов и оборудования стремительно вытесняют из современного производства традиционную технику. Столь же относительно быстрые этапы развития характерны и для сварки, как важнейшего процесса соединения. Во всех промышленно развитых странах первостепенное внимание в области сварочной техники уделяют этапу автоматизации.

  1.  Характеристика сварочной конструкции

1.1 Назначение, описание и условия работы сварочной конструкции

Тележка податчик предназначена для транспортировки в предлах аэродрома спец-грузов и подачи их под грузовой отсек или к позициям подвески. На тележке можно также перевозить двигатель ТВЗ-117ВК. Тележка может использоваться на площадках с уклоном не более 8гр., выдерживая давление не менее 3,5+0,5кгс/см2. Грузовую платформу тележки можно опускать на высоту от 250 до 0 мм от поверхности площадки. Изменение высоты платформы производится с помощью гидросистемы, управляемой с пульта, расположение на передней раме тележке. Высоту тележки по передней и задней частям можно изменять одновременно или раздельно. Тележка-податчик с грузом может буксироваться автомобилем, тягачом, лебеткой или вручную. Скорость буксирования не более 12км/ч. Буксировка и маневрирование тележки производится при помощи водила, соединенного с передними поворотными колесами. Радиус разворота тележки 3,1м. Тележка снабжена съемными ложементами для укладки перевозимых грузов. Ложементы в нерабочем положении складываются на грузовую платформу. Для крепления грузов предусмотрены затяжные ремни с замками, швартовками, цепи и тросы. Тележка-податчик снабжена легкосъемными гидровлическими подъемным краном с набором подвесок и грузозахватов. Тележка снабжена пневматическими тормозами, работающими от пневмосистемы, смонтированной на тележке. Тележка имеет такелажные скобы, используемые для швартовки на коробле и при транспортирования различными видами транспорта. Для транспортировки габариты тележки можно уменьшить, отстыковать ее переднюю часть от грузовой платформы, продвину продольную трубу передней части вдоль продольных блок грузовой плотформы до следующего стыковочного отверстия и поставив стыковочные болты.

Основные технические данные

Длина (с водилом), мм,………………………………………………………4900

Ширина, мм…………………………………………………………………..1145

Высота незагруженной тележки, мм…………………………………………760

Высота незагруженной тележки (подъемник уложен в походное положение), мм………………………………………………………………………………510

Клирекс, мм…………………………………………………………0 –( 250+-10)

Грузоподъемность  максимальная, кг……………………………………….750

Масса с подъемником, кг…………………………………………………250-+2

Масса без подъемника, кг…………………………………………………….200

Диаметр пневматиков, мм……………………………………………………300

Давление в пневматиках, кгс/см2………………………………………..3,5 +0,5

Рабочее положение в гидросистеме, кгс/см2..................................не более 120

Вместимость гидробака, л……………………………………………………...3

Давление воздуха в тормозных цилиндрах, кгс/см2…………………....25-150

Подъемник состоит из неподвижной колонны 9 и закрепленной на ней поворотной колонны 12, поворотного механизма 11, стрелы 3 и гидродомкрата 6. Верхней частью поворотная колона опирается на конический роликоподшипник, нижней центрируется в роликовом игольчатом подшипнике. Гидродомкрат имеет легкосъемную рукоятку-вороток 17, которая предназначена для приведения в действие гидронасоса 16 домкрата. Подъемник устанавливается на грузовую платформу и крпится к ней двумя пальцами 8. Стрела подъемника в робочем положении фиксируется кнопкой 2.

Подъемник установлен сзади тележки, с левой стороны; он предназначен для подъема и укладки груза на грузовую платформу. Подъемник легкосъемный, складывающийся, с автономным ручным гидродомкратом 6 и ручным поворотным механизмом 11.

Технические данные подъемника

Грузоподъемность, кг…………………………………………………………750

Продолжительность подъема груза на 500 мм (при качании рукоятки гидродомкрата – 1 цикл в секунду), мин………………………………………1

Продолжительность поворота на 140 (при скорости вращения рукоятки поворотного механизма 1 об/с), с……………………………………………..10

Высота стрелы, мм………………………………………………………800-1525

Вынос стрелы, мм……………………………………………………………..700

Руководство по технической эксплуатации

1.Ось

              2      3         2.Кнопка

     12                                                                   3.Стрела

        11                            4                             4.Подвеска

     10                                 5                       5.Захват

                                                        6.Гидродомкрат

       6                                                         8.Пальцы

      9                                                                     9.колонна

                                                        10.Рукоятка

             8                                                11. Поворотный механизм

    (Рис1)                                         12.Поворотная колонна

         1.2Обоснование материала сварочной конструкции, его характеристика

30ХГСА относится к среднелегированной конструкционной стали. Ее можно отнести к одному из достижений отечественной науки. В свое время сплав разрабатывался для нужд авиации, хотя сейчас используется в самых разных отраслях, в том числе и в машиностроении. Сталь 30ХГСА имеет и другое название – «хромансиль». Это также сокращение, полученное от названий материалов, легирующих эту сталь (хром и марганец - Manganum, кремний - Silicium).

Сталь 30ХГСА разрабатывалась советскими учеными в начале Великой Отечественной Войны во Всероссийском Институте Авиационных Материалов. Основные роли в создании стали 30ХГСА сыграли Г.В. Акимов и И.И. Сидорин. Важность данного события невозможно переоценить, поскольку появление 30ХГСА стало открытием крупного масштаба в области создания металлов. СССР обогнал США в развитии в данном направлении на несколько лет – у нихв то время для самолетостроения применялась хромомолибденовая сталь, уступающая стали 30ХГСА по ряду характеристик.

Впоследствии созданная нашими учеными среднелегированная конструкционная сталь 30ХГСА помогла дать преимущество советской авиации, тем самым поспособствовав победе над Германией в войне. Сейчас сталь применяется в мирных целях и благодаря своим замечательным характеристикам пользуется неизменным интересом гражданских потребителей.

Химический состав стали 30ХГСА

Хим.состав

Углерода

Хрома

Марганца

Кремний

 

30ХГСА

0,30%

до 1%

до 1%

до 1%

Проведем более детальный анализ аббревиатуры 30ХГСА. В начале значится буква «Х», означающая хром, С – это кремний, Г – марганец. Первая цифра указывает на количество углерода, входящего в состав стали (в сотых долях процента).

Если в состав стали входит более 10% легирующих элементов, то она высоколегированная, от 2,5 до 10% - среднелегированная, менее 2,5% – слаболегированная. Как уже говорилось ранее, сталь марки 30ХГСА относится к среднелегированной. Стоит отметить также и то, что по качеству легированная сталь делится также на категории. Буква «А» в окончании аббревиатуры 30ХГСА указывает на то, что сталь относится к категории высококачественных (если буква не стоит, то просто качественная). В сталь 30ХГСА входят следующие легирующие элементы: хром, марганец, кремний (каждый в объеме ~ 1%), серы присутствует менее 0,025 %, а углерода ~ 0,3 %.

Если же сказать несколько слов о каждом элементе, то следует указать на то, что хром повышает твердость и устойчивость к коррозии, кремний улучшает температурный запас вязкости и ударную вязкость, марганец увеличивает устойчивость к ударным нагрузкам и твердость.

Особенности стали 30ХГСА

Поскольку 30ХГСА относится к высококачественным сталям и проходит улучшение – закалку с последующим высоким отпуском при 550-600 °С, поэтому применяется при создании улучшаемых деталей (кроме авиационных деталей это могут быть различные корпуса обшивки, оси и валы, лопатки компрессорных машин, которые эксплуатируются при 400°С, и многое другое).

Какими же преимуществами обладает сталь 30ХГСА по сравнению с другими марками? Специалисты говорят, что она обладает хорошей выносливостью, отличными показателями ударной вязкости, высокой прочностью. Она также отличается замечательной свариваемостью и является относительно недорогой, поскольку в ее составе нет дорогих легирующих элементов.

Сварка стали 30ХГСА тоже имеет свои особенности. Она осуществляется с предварительным подогревом материала до 250-300 °С с последующим медленным охлаждением. Данная процедура очень важна, поскольку могут появиться трещины из-за чувствительности стали к резким перепадам температуры после сварки. Поэтому по завершении сварных работ горелка должна отводиться медленно, при этом осуществляя подогрев материала на расстоянии 20-40 мм от места сварки. Также, не более, чем спустя 8 часов по завершении сварки сварные узлы стали 30ХГСА нуждаются в закалке с нагревом до 880 °С с последующим высоким отпуском. Далее изделие охлаждается в масле при 20-50 °С. Отпуск осуществляется нагревом до 400 - 600 °С и охлаждением в горячей воде. Сварку же необходимо выполнять максимально быстро, дабы избежать выгорания легирующих элементов.

После прохождения термомеханической низкотемпературной обработки сталь 30ХГСА приобретает предел прочности до 2800 МПа, ударная вязкость повышается в два раза (в отличии от обычной термообработки), пластичность увеличивается. Высокие прочностные свойства среднелегированных сталей (σв=600-2000 МН/м2) достигаются за счет повышенных содержаний углерода и легирующих элементов, увеличивающих прокаливаемость стали и прочность феррита, а также применения термообработки - нормализации или закалки с последующим низким или высоким отпуском.

Свариваемость :

без ограничений

- сварка производится без подогрева и без последующей термообработки

ограниченно свариваемая

- сварка возможна при подогреве до 100-120 град. и последующей термообработке

Трудно

свариваемая

- для получения качественных сварных соединений требуются дополнительные операции: подогрев до 200-300 град. при сварке, термообработка после сварки - отжиг

Механические свойства стали 30ХГСА

ГОСТ

Состояние поставки, режим термообработки

Сечение,мм

КП

σ0,2(МПа) 

σв(МПа)

δ5(%)

ψ%

KCU(кДж / м2)

HB (HRCэ), не более

ГОСТ 4543-71 

Пруток. Закалка 880 °С, масло. Отпуск 540 °С, вода или масло

 25

 

 830

1080

10

45

49

 

ГОСТ 8479-70

Поковки. Закалка. Отпуск

До 100
100-300
До 100
До 100
100-300
До 100
До 100

490
490
540
590
590
640
675

 490
490
540
590
590
640
675

655
655
685
735
735
785
835

16
13
15
14
13
13
13

45
40
45
45
40
42
42

 59
54
59
59
49
59
59

212-248
212-248
223-262
235-277
235-277
248-293
262-311

Закалка 860-880 °С, масло. Отпуск 200-250 °С, воздух

30

 

1270

1470

7

40

 

(43-51)

 

Закалка 860-880 °С, масло. Отпуск 540-560 °С, вода или масло

60

 

690

880

9

45

59

225

Большинство среднелегированных сталей для сварных конструкций относится к перлитному классу. Применяют и высокопрочные стали с временным сопротивлением до 1700 МН/м2 (170 кгс/мм2), подвергаемые закалке на мартенсит с последующим низким отпуском при 423-573 К (150-300° С), например. Высокая прочность среднелегированных сталей сочетается с повышенными специальными свойствами при достаточном уровне пластичности и стойкости против хрупкого разрушения. Это сочетание свойств среднелегированных конструкционных и теплоустойчивых сталей обусловливает применение их в конструкциях особо ответственного назначения, работающих в тяжелых условиях в энергомашиностроении, тяжелом и химическом машиностроении, самолетостроении, судостроении и других отраслях промышленности.

  1.  Технические условия на изготовление сварочной конструкции

2.1 Технологичность сварной конструкции.

Различают требования технологические, регламентирующие уровень качества технологического процесса на стадии изготовления конструкции, и требования эксплуатационные, которые имеют целью обеспечение работоспособности конструкции. В определенной мере технологический характер имеет требование равнопрочности сварного соединения основному металлу. Оно включает в себя не только требование не уступать основному металлу по прочности. В широком смысле этого понятия речь идет о полной равноценности сварного соединения и основного металла. Требование равно прочности может служить своеобразной целью или эталоном качества технологического процесса, даже если в этом нет особой необходимости, являться стимулом  разработке новых методов сварки, сварочных материалов, технологий и сварочного оборудования. Под влиянием этого требования проводятся различные мероприятия, направленные на устранение недостатков, свойственных сварочному процессу, например применение термической обработки для снижения остаточных напряжений или устранения механической неоднородности. Для некоторых металлов с особыми свойствами, главным образом для высокопрочных, требование равно прочности обеспечить не удается. Ко многим сварным конструкциям предъявляются требования в отношении термической обработки после сварки. Они в той или иной мере связаны с повышением прочности, пластичности и вязкости металла, точности изготовления, обрабатываемости, предотвращения образования дефектов и т.д. Применение термической обработки для сварных конструкций, ее режимы и эффекты, достигаемые ею, составляют крупную проблему рассмотрение которой далеко выходит за пределы настоящей монографии. Перечислим лишь основные случаи применения термической обработки в плане достижения конкретных результатов.

1. Снижение уровня остаточных сварочных напряжений

путем отпуска сварных конструкций [25]. Для сталей низкой и средней прочности одновременно устраняются последствия наклепа, вызванного пластической деформацией, значительно восстанавливается пластичность металла, утраченная в результате деформационного старения. Для ряда других сталей отпуск полезен главным образом как средство для уменьшения твердости закаленных участков и повышения вязкости металла.

2. Нормализация или закалка с целью повышения прочности, пластичности и вязкости металла сварного соединения [98}. Применяют эти виды термической обработки, в частности, после электрошлаковой сварки для измельчения зерна, повышения ударной вязкости и прочности сварных соединений. При сварке высоко прочных сталей эти операции необходимы для получения высокой прочности сварных соединений.

3. отпуск с целью стабилизации структур. Используется для предотвращения образования холодных закалочных трещин, если проводится непосредственно после завершения сварки для распада неустойчивых структур [179J или если ставится цель добиться стабильности размеров во времени [271].

4. Термическую обработку выполняют также для повышения жаропрочности сварных соединений [92], коррозионной стойкости [289[ и др. Мотивированное и грамотное принятие решения о необходимости проведения термической обработки в ряде случаев требует учета противоречивых требований. Ко многим сварным конструкциям предъявляют различные требования точности. Одна из групп этих требований относится к конструкциям, которые после сварки, не могут быть выправлены или обработаны механически, например при изготовлении сварных деталей крупногабаритных машин и механизмов, удовлетворительная работакоторых существенно зависит от точности исполнительных размеров. Предотвращение отклонений от этих размеровтребует не только точной сборки, но и ограничения деформаций и перемещений от сварки. Другую группу составляют требования, предъявляемые к сварным конструкциям, идущим на механическую обработку. Отклонения от заданных размеров в этом случае не должны превышать припуски на механическую обработку. Определенную группу составляют требования точности отношении формы поверхностей для вагонов, автомобилей, корпусов судов, предметов бытовой техники и др.

Характерными для сварных соединений являются требования по сплошности металла шва. Эти требования встречаются практически почти во всех технических условиях на сварные конструкции, поскольку непровары, несплавления, поры и другие не сплошности являются следствием нарушения сварочного процесса. Анализ этих требований показывает, что они имеют как эксплуатационное, так и технологическое происхождение.

Требования контроля качествасварных соединений неразрушающими методами, как но объему контроля, так и по выявляемое различных дефектов, в первую очередь связаны с требованиями по сплошности металла. Существуют также требования, определяющие правила контроля, испытания и приемки различных сварных конструкций.

Значительную часть перечисленных выше требований в конкретных формулировках содержат нормативные документы, методические указания, технические условия, ОСТы, ГОСТы.

Обеспечение минимальной массы изделия или детали также может оказаться весьма важным требованием. Оно не является чем-то специфическим именно для сварных конструкций, но реализация этого требования в сварных деталях и конструкциях имеет некоторые особенности.

Один из основных путей получения минимальной массы — это использование материалов с высокой удельной прочностью. Следует подчеркнуть, что существует общая закономерность, состоящая в том, что чем выше удельная прочность металла, тем сложнее обеспечить условия сварки и термической обработки, позволяющие полностью использовать преимущества высокой удельной прочности.

Подход к выбору металла с позиций обеспечения минимальной массы сварной конструкции оказывается различным для разных групп изделий. К первой группе, для которой требование минимальной массы является безусловно необходимым, поскольку оно определяет саму возможность создания прогрессивной конструкции, могут быть отнесены различные детали и конструкции летательных аппаратов — ракет, самолетов, вертолетов. Вторая группа более многочисленна. В нее входят транспортные конструкции — суда, вагоны, автомобили, грузоподъемные, строительные и добывающие машины — краны, экскаваторы, тракторы, а также военная техника, для которых снижение массы связано с повышением эксплуатационных показателей изделия. В третью группу могут быть отнесены все остальные изделия, для них масса металла определяет стоимость производства и незначительно влияет на эксплуатационные характеристики. При выборе металла, удовлетворяющего требованиям минимальной массы, необходимо избегать противоречий с другими требованиями. Так, например, ограничением в некоторых случаях оказывается низкий модуль упругости металла, определяющий жесткость и устойчивость элемента конструкции, а также невысокая жаропрочность или коррозионная стойкость металла в определенных средах. Наивысший результат в снижении массы сварной конструкции или детали достигается в тех случаях, когда обеспечивается равно прочность сварного соединения и присоединяемого элемента из основного металла. В наибольшей мере этому отвечают стыковые сварные соединения. Наиболее трудно обеспечить требование равно прочности яри переменных нагрузках. При создании сварной конструкции, то есть в процессе проектирования и изготовления, стремятся наделить ее такими характерными особенностями, которые обеспечили бы ей требуемую работоспособность и экономичность изготовления. При этом, естественно, приходится учитывать действие факторов, предопределяющих эти характерные особенности. Главные из них — это служебное назначение сварной конструкции, условия ее эксплуатации, стоимость и условия производства.

Подготовка поверхности металла под сварку. Подготовка деталей под сварку заключается в правке, разметке, наметке, резке, подготовке кромок под сварку, холодной или горячей гибке. Правку металла выполняют на станках или вручную. Листовой и полосовый металл правят на различных листо-правйльных вальцах. Ручную правку металла, как правило, выполняют на чугунных или стальных правильных плитах ударами кувалды или ручным винтовым прессом. Угловую сталь правят на правильных вальцах (прессах). Двутавры и швеллеры правят на приводных или ручных правильных прессах.

Разметка — это такая операция, которая определяет конфигурацию будущей детали.

Механическую резку применяют для прямолинейного реза листов, иногда и для криволинейного реза листов при использовании для этой цели роликовых ножниц с дисковыми ножами. Углеродистые стали разрезаются кислородной и плазменно-дуговой резкой. По механизации эти способы могут быть ручными и механизированными. Для резки легированных сталей, цветных металлов может применяться кислородно-флюсовая или пламенно-дуговая резка.

Форма подготовки кромок металла под сварку зависит от толщины листов. Основной металл и присадочный материал перед сваркой должны быть тщательно очищены от ржавчины, масла, окалины, влаги и различного рода неметаллических загрязнений. Наличие указанных загрязнений приводит к образованию в сварных швах пор, трещин, шлаковых, включений, что ведет к снижению прочности и плотности сварного соединения.

Требования к сборке металлических деталей перед сваркой. Применяемые сборочно-сварочные приспособления должны обеспечивать доступность к местам установки деталей, рукояткам фиксирующих и зажимных устройств, а также местам прихваток и сварки. Эти приспособления должны быть. также достаточно прочными и жесткими, обеспечивать точное закрепление деталей в нужном положении и препятствовать их деформированию в процессе сварки. Кроме этого, сборочно-сварочные приспособления должны обеспечивать наивыгоднейший порядок сборки и сварки:

наименьшее число поворотов при наложении прихваток и сварных швов;

свободный доступ для проверки размеров изделий и их легкий съем после изготовления;

безопасность сборочно-сварочных работ. Любая сборочная операция не должна затруднять выполнение следующей операции. Поступающие на сборку детали должны быть тщательно проверены. Проверке подлежат все геометрические размеры детали и подготовленная форма кромок под сварку.

Сборку сварных конструкций, как правило, осуществляют либо по разметке, либо при помощи шаблонов, упоров, фиксаторов или специальных приспособлений-кондукторов, облегчающих сборочные операции. Подготовку и сборку изделий под сварку выполняют с соблюдением следующих основных обязательных правил:

притупление кромок и зазоры между ними должны быть равномерными по всей длине;

кромки элементов, подлежащих сварке, и прилегающие к ним места шириной 25 — 30 мм от торца кромки должны быть высушены, очищены от грата после резки, масла, ржавчины и прочих загрязнений;

во избежание деформаций прихватку следует выполнять качественными электродами через интервал не более 500 мм ори длине одной прихватки 50 — 80 мм;

для обеспечения нормального и качественного формирования шва нужно в начале и в конце изделия прихватывать планки.

Форма подготовленных кромок под сварку для угловых соединений

       (Рис 2)          Форма подготовленных кромок под сварку для тавровых соединений                                                             

(Рис 3)

Форма подготовленных кромок под сварку для стыковых соединений

(Рис 4)

Разделка заключается в скосе кромок для того, чтобы "опустить" сварочную ванну вниз для обеспечения провара корня шва. При этом на кромках оставляют притупление для предотвращения прожогов. При сборке свариваемых изделий между кромками обязательно оставляют зазор, необходимый для приближения источника тепла к притуплению, а также для уменьшения деформаций и напряжений при сварке. Исключение составляет нахлесточные соединение, где наличие зазора нежелательно, так как ухудшаются условия работы всей конструкции. Форма разделки кромок характеризуется углом их скоса, размером притупления и зазором между свариваемыми кромками. Она зависит от типа сварного соединения, толщины свариваемых элементов и применяемого способа сварки.
При толщине свариваемых элементов до 5 мм скос кромок не требуется. В элементах толщиной 5—30 мм и более применяют V-образную разделку с суммарным углом скоса 60—80°. Притупление при этом составляет 2— 8 мм. При толщине свариваемых элементов 20 мм и более в стыковых соединениях применяют криволинейный скос кромок (U-образную разделку).
Свариваемые кромки устанавливают с зазором 2— 4 мм (в зависимости от толщины свариваемых элементов). Сварные соединения, ответственного назначения с V-об-разной разделкой сваривают с двух сторон (с подваркой). В тех случаях, когда не удается сделать подварку, например в сварных стыках труб малого диаметра и др., применяют остающиеся подкладки.
Элементы толщиной более 12 мм сваривают встык с двух сторон, применяя Х-образную разделку. Соединения такого типа сваривают только в тех случаях, когда имеется доступ с обеих сторон.

2.2 Требования к основным и вспомогательным материалам

Вспомогательными материалами называют материалы, обеспечивающие возможность протекания сварочных процессов и получение

качественных сварных соединений. К ним относят присадочные

металлы, покрытые электроды, флюсы, защитные газы и некоторые

другие. Подавляющее большинство швов при сварке выполняют с

применением присадочных материалов. Роль их заключается не только

в получении необходимой геометрии шва, но и в обеспечении высоких

эксплуатационных характеристик при минимальной склонности к

образованию дефектов. В большинстве случаев состав присадочного

металла мало отличается от химического состава свариваемого металла.

Присадочные металлы разрабатывают применительно к конкретным

группам свариваемых металлов и сплавов или даже к их отдельным

маркам. При этом учитывают и методы сварки, определяющие потери

отдельных элементов. Присадочный металл должен быть более чистым

по примесям, содержать меньшие количества газов и шлаковых

включений. Присадочные металлы используют в виде металлической

проволоки сплошного сечения или порошковой проволоки (с

порошковым сердечником). Применяют также прутки, пластины, ленты.

К сварочной проволоке предъявляют высокие требования по состоянию

поверхности, предельным отклонениям по диаметру, овальности и

другим показателям. Высокое качество сварочной проволоки и других присадочных  металлов сохраняется при тщательной упаковке и консервации, а также  правильным хранением и транспортировкой. Наиболее часто сварочную проволоку поставляют в виде мотков, покрытых консервирующей  смазкой. Поверхность мотка обертывают влагонепроницаемой бумагой,  полимерной пленкой и т.п. Каждая партия проволоки должна снабжаться сертификатом завода–изготовителя, где указываются, марка  проволоки, ее химический состав, номер плавки и другие сведения.  Присадочные материалы перед сваркой должны проходить тщательную  очистку поверхности. Наличие следов смазки или других загрязнений  не допускается. В большинстве случаев требуется и очистка от оксидов. 85 Для удаления жировых загрязнений применяют обезжиривание.

Оксидную пленку удаляют травлением, химическим и

электрохимическим полированием. Для сварки необходимо применять

преимущественно присадочные материалы, выпускаемые по

специализированным стандартам или техническим условиям.

Промышленность выпускает присадочные материалы для сварки сталей,

чугуна, алюминия, меди, титана и их сплавов. Транспортировать и хранить проволоку следует в условиях, исключающих ее ржавление, загрязнение и механическое повреждение.Если же поверхность проволоки загрязнена или покрыта ржавчиной, то перед употреблением ее необходимо очистить. Проволоку очищают при намотке ее на кассеты в специальных станках, используя наждачные круги. Для удаления масел используют керосин, Уайт-спирит, бензин и др. На некоторых заводах для устранения влаги применяют термическую обработку: прокалку при температуре 100—150 °С. Наличие следов смазки ила других загрязнений не допускается. В большинстве случаев требуется и очистка от оксидов. Для удаления жировых загрязнений применяют обезжиривание. Оксидную пленку удаляют травлением, химическим и электрохимическим полированием. Сварочная проволока должна быть очищена химическим способом в такой последовательности:      -удаление консервирующей смазки промывкой горячей водой или растворителями (ацетон, Уайт-спирит);  -травление проволоки в течение 5—20 мин в растворе состава: едкий натр 8—12 г/л, кальцинированная сода 40—50 г/л, тринатрийфосфат 40—50 г/л; -промывка в горячей воде при температуре не ниже 50 СС; -промывка в холодной проточной воде; -осветление в растворе, состоящем из хромового ангидрида (100 г/л) и серной кислоты плотностью 1,84 г/см3 (10 мг/л) при температуре 15—25 СС. Осветление производится до исчезновения темного налета; -промывка в холодной проточной воде; -промывка в горячей проточной воде при температуре не ниже 50°С; -сушка при температуре 60—80°С до полного удаления влаги. Срок хранения готовой к сварке проволоки не должен превышать одних суток. Необходимость в обработке электродной проволоки перед сваркой отпадает, если использовать омедненную проволоку. Контроль качества сварочной проволоки. ГОСТ 2246—70 на стальную сварочную проволоку и 10543—63 на проволоку стальную наплавочную устанавливают: марку и диаметры сварочной проволоки, химический состав, правила приемки и методы испытания, требования к упаковке, маркировке, транспортированию и хранению. Каждая бухта сварочной проволоки должна иметь металлическую бирку, на которой указано наименование и товарный знак предприятия-изготовителя, условное обозначение проволоки согласно стандарту и номер партии. В сертификате, сопровождающем партию проволоки имеются следующие данные: товарный знак предприятия-изготовителя, условное обозначение проволоки, номер плавки и партии, состояние поверхности проволоки (омедненная или неомедненная), химический состав в процентах, результаты испытаний на растяжение, масса провалом (нетто) в килограммах. Таким образом, наличие бирки, прикрепленной к бухте сварочной проволоки, а также сертификата на проволоку является гарантией того, что проволока пригодна для сварки. На поверхности сварочной проволоки не должно быть окалины, ржавчины, грязи и масла. Проволока из высоколегированной стали не должна иметь остатков графитовой смазки. Сварочную проволоку, на которую не имеется документации, подвергают тщательному контролю. Наиболее важным является проверка химического состава проволоки, для чего от каждой партии отбирают на анализ, устанавливают марку сварочной проволоки и определяют возможность ее применения для сварки в соответствии с технологическим процессом. Контроль качества электродов. При сварке конструкций, в чертежах которых указан тип электрода, нельзя применять электроды, не имеющие сертификата. Электроды без сертификата тщательно контролируют. При этом в соответствии с ГОСТ 9466—60, 9467—60, 10051—62, 10052—62* проверяют прочность покрытия, сварочные свойства электродов, определяют механические свойства металла шва и сварного соединения на образцах, сваренных электродами из проверяемой партии. О пригодности электродов для сварки судят также и по качеству наплавленного металла, который не должен иметь пор, трещин и шлаковых включений. Внешний вид электродов должен удовлетворять требованиям стандарта, где указывается, что покрытие электрода должно быть прочным, плотным, без пор, трещин, вздутий и комков не размешанных компонентов. Электроды с отсыревшим покрытием в производство не допускаются. Электроды прошедшие проверку подготавливают к сварке в сухожаровом шкафу, где поддаются прокалке при температуре 100-150°С, дабы удалить из покрытия воду.

2.3 Требования к качеству сварных швов

Для различных технологий сварки, требования к качеству сварных швов одинаковы: плотность, прочность, пластичность. Пластичность и прочность требуются не ниже основного материала. К механическим свойствам металла сварного соединения предъявляются следующие требования:

  1.  показатель относительного удлинения должен быть не менее 16%;
  2.  при среднесуточной температуре окружающей среды в наиболее холодную 5-дневку показатель ударной вязкости металла должен составлять не меньше 29 Дж/см2;
  3.  показатель временного сопротивления разрыву металла соединения не должен быть ниже требований, указанных для основного металла;
  4.  при сварке элементов в заводских условиях показатель твердости металла соединения не должен быть более 350 НV для конструкций 1 группы и не более 400 НV – для конструкций других групп по классификации СНиП II-23;
  5.  при сварке элементов в процессе монтажа показатель твердости металла должен быть не более 400 HV.

Требования к качеству шва

В зависимости от уровня качества швы подразделяются на 3 категории.

I категория – высокий уровень качества

К ней относят следующие виды швов:

  1.  поперечный стыковой шов, который воспринимает растягивающие напряжения, например, в элементах ферм, растянутых стенках и поясах балок;
  2.  шов нахлесточного, углового или таврового соединения, работающий на отрыв, при напряжении среза в шве и при растягивающих напряжениях, которые действуют на присоединяемый элемент;
  3.  шов в металлоконструкциях, которые по классификации СНиП II-23 относятся к 1 группе, а также в конструкциях 2 группы, если расчетная температура в климатической зоне строительства составляет ниже -40°С.

II категория – средний уровень

К ней относят следующие виды швов:

  1.  расчетный угловой шов, воспринимающий напряжения среза, который соединяет основные элементы металлоконструкций 2 и 3 групп;
  2.  продольный стыковой шов, который воспринимает напряжения сдвига либо растяжения;
  3.  связующий (продольный) угловой шов в основных элементах металлоконструкций 2 и 3 групп, который воспринимает растягивающие напряжения;
  4.  угловой или стыковой шов, который соединяет фасонки со сжатыми элементами металлоконструкции;
  5.  угловой или стыковой шов, который соединяет растянутые зоны основных элементов металлоконструкции с узловыми фасонками, фасонками связей, упорами и т.д.

III категория – низкий уровень качества

К ней относят следующие виды швов:

  1.  поперечный стыковой шов, который воспринимает сжимающие напряжения;
  2.  продольный стыковой шов и связующий угловой шов в сжатых элементах металлоконструкции;
  3.  угловой или стыковой шов, соединяющий фасонки со сжатыми элементами;
  4.  угловой или стыковой шов во вспомогательных элементах металлоконструкции.

Сварные швы проверяют внешним осмотром, выявляя все неровности по высоте и ширине, неполномерность, непровар корня шва, подрезы, трещины, шлаковые включения, крупные поры.

По внешнему виду сварные швы должны удовлетворять следующим требованиям:

иметь гладкую или мелкочешуйчатую поверхность (без наплывов, прожогов, сужений и перерывов) и плавный переход к основному металлу;

наплавленный металл должен быть плотным по всей длине шва, без трещин, скоплений и цепочек поверхностных пор (отдельно расположенные поверхностные поры допускаются);

подрезы основного металла допускаются глубиной не более 0,5 мм при толщине стали до 10 мм и не более 1 мм при толщине стали свыше 10 мм.

Допускаемые отклонения в размерах сечений сварных швов и дефекты сварки металлических конструкций не должны превышать величин, указанных в соответствующих стандартах, а также в Строительных нормах и правилах.

2.4 Требования к квалификации сварщика

К руководству сварочными работами, контролю за соблюдением технологии сварки при изготовлении и монтаже металлоконструкций, контролю качества сварки готовых изделий допускаются производственные и контрольные мастера, имеющие специальное сварочное образование и изучившие настоящие Указания и технологический процесс сварки порошковыми проволоками.

1. К выполнению работ по сварке металлоконструкций и

нестандартного оборудования допускаются сварщики не ниже 5-го

разряда ("Единый тарифно-квалификационный справочник работ и

профессий рабочих", 1969 г.), прошедшие специальное обучение

и сдавшие теоретические экзамены по сварке и практические

контрольные испытания (теоретические и практические экзамены База нормативной документации: www.complexdoc.ru 60проводятся в соответствии с Правилами испытания электросварщиков и газосварщиков Госгортехнадзора СССР).

2. Для сдачи практических экзаменов сварщик должен сварить

контрольные образцы в соответствии с требованиями, указаннымив "Правилах аттестации сварщиков" от 22 июня 1971 г. Контрольные образцы сваривают из стали максимальной толщины, применяемой на данном объекте. В исключительных случаях (при отсутствии разрывных машин достаточной мощности) допускается сварка контрольных образцов из соответствующей марки стали меньшей толщины.

3. Сварщик считается выдержавшим испытание, если при испытании на разрыв все сваренные им в определенном положении контрольные образцы разрушились при нагрузках не ниже контрольных. В этом случае сварщик получает удостоверение с правом допуска к сварке металлоконструкций

толщиной от 3 до 50 мм в соответствующем положении.

4. Если хотя бы один из трех стыков, сваренных в вертикальном

положении, не отвечает требованиям п.7.4, результаты практических испытаний по сварке в вертикальном положении считаются неудовлетворительными. Однако сварщику, успешно сдавшему контрольные испытания на образцах, сваренных в горизонтальном положении, может быть выдано удостоверение на сварку только горизонтально расположенных стыков.

5. Сварщик, получивший неудовлетворительную оценку по одному из экзаменов (теоретическому или практическому) имеет право сдать его вторично в сроки, устанавливаемые квалификационной комиссией (но не ранее чем через 10 дней). При неудовлетворительных оценках по теории и практике сварщики могут быть допущены к повторным испытаниям не ранее

чем через месяц.

6. Результаты испытаний и решения квалификационной

комиссии должны быть оформлены протоколом за подписью

председателя и членов комиссии (прил. 9).

7. В протоколе и удостоверении должно быть указано, к сварке каких марок сталей и толщин, и в каких пространственных положениях допускается сварщик. База нормативной документации: www.complexdoc.ru 617.9. Каждый сварщик независимо от стажа должен проходить испытания по сварке не реже одного раза в год. Сварщики, имеющие перерыв в работе свыше трех месяцев, проходят испытания досрочно.

8. Сварщик, систематически допускающий брак, отстраняется от работы.

9. Производственные мастера должны допускать к выполнению работ по сварке металлоконструкций только тех сварщиков, которые имеют соответствующее удостоверение.К руководству работами по сварке, контролю сварных соединений и операционному контролю допускаются специалисты, изучившие соответствующие СНиП, рабочие чертежи изделий, производственно-технологическую документацию по сварке и методические инструкции по контролю. Знания и профессиональная подготовка специалистов по сварочному производству должны быть проверены комиссией, назначенной приказом руководителя монтажной организации. Знания проверяются не реже одного раза в три года.

К выполнению работ по контролю качества сварных соединений допускаются контролеры, прошедшие специальную программу теоретического и практического обучения и получившие удостоверение на право выполнения работ по дефектоскопии сварных соединений соответствующим видом (способом) контроля. Контролеры по физическим методам контроля должны аттестовываться в соответствии с «Правилами аттестации специалистов неразрушающего контроля», утвержденными Госгортехнадзором России от 19.08.92 г. и изменениями, утвержденными 14.07.95 № 36.

Результаты проверки знаний оформляются протоколом. Сварщикам, успешно прошедшим аттестацию, выдается удостоверение за подписью председателя комиссии. В протоколе и удостоверении указывается стаж работы, допуск к видам сварочных работ, тип свариваемых элементов, марка стали, вид швов и их положение. На основании протокола руководителем монтажной организации издается приказ о допуске сварщиков к сварке (ручная электродуговая; газовая, полуавтоматическая сварка в среде СО2). В том же приказе сварщику присваивается индивидуальное клеймо или номер.

  1.  Технический процесс изготовления сварной конструкции
  2.  Анализ конструкций деталей, входящих в сборочную единицу

Детали входящие в состав сварочного узла «Стрела» состоят из стали 30 ХГСА

Достоинства среднелегированной стали как материала для изготовления конструкций

  1.  Срок службы конструкций из нержавеющей стали составляет от 20 до 50 лет;
  2.  Изделия из этого материала практически не требуют расходов на содержание;
  3.  Обеспечивает безопасность при пожаре и взрыве;
  4.  Материал, соответствующий всем гигиеническим требованиям;
  5.  Нержавеющая сталь - материал, который нет необходимости окрашивать;
  6.  Материал, который можно подвергнуть 100% переработке;
  7.  Конструкции из нержавеющей стали создают имидж качества и надежности;
  8.  Материал, который хорошо формируется, поддается сварке, дает возможность архитекторам реализовать самые смелые дизайнерские решения;
  9.  Нержавеющая сталь прекрасно сочетается с любыми строительными материалами: кирпич, камень, бетон, мрамор, гранит, стекло, металл, дерево, пластик. Конструкции из стали способны "оживить" любое старое здание;

Кроме того, сплав 30ХГСА  применяют в криогенной технике при очень низкой температуре - -269 градусах. Но сталь выдерживает и сверхвысокие температуры дуговых печей.

Рассматриваемая нами сталь стойко выдерживает влияние коррозии при температуре до 900 градусов. Сталь З0ХГСА хорошо поддается горячей обработке. Однако при деформации литого металла вы должны проявлять осторожность, во избежание проявления различных дефектов. Сталь 12Х18Н10Т хорошо сваривается как ручной, так и автоматической сваркой.

При ручной сварке используются электроды двух типов: ЦЛ-11 и ЦЛ-9. В качестве материала для стержня используются Св-07Х25Н1 и Св-07Х19Н10Б.

Среднелегированная сталь 30ХГСА

Оптимальной термической обработкой для этих сталей является закалка с 1050°С -1080°С в воде, после закалки механические свойства характеризуются максимальной вязкостью и пластичностью, невысокими прочностью и твёрдостью.

Сталь 30ХГСА рекомендуется для изготовления сварных изделий, в разбавленных растворах азотной, уксусной, фосфорной кислот, растворах щелочей и солей и другие детали, работающие под давлением при температуре от 196 до +600 °С, а при наличии агрессивных сред до +350 °С. Сталь коррозионно-стойкая аустенитного класса.

Особенности влияния легирующих элементов на структуру стали 30ХГСА.

Сталь 30ХГСА принадлежит к аустенитному классу. После стандартной термической обработки, состоящей из закалки с 1050°С  с охлаждением в воде, сталь имеет структуру - раствора. Сталь 30ХГСА не претерпевает каких-либо превращений при нагреве под горячую пластическую деформацию и при охлаждении до -196°С.

3.2 Выбор и обоснование способа сварки. Оценка свариваемости материала конструкции.

Аргонно-дуговой сваркой можно соединять стали 30ХГСА. Как известно, эти стали обладают различными свойствами, обусловливающими и различное их применение. Сталь 30ХГСА обладает высокими механическими свойствами, которые позволяют использовать ее в узлах, несущих большие нагрузки. Сталь обладая меньшей прочностью, имеет высокие противокоррозионные свойства и жаростойкость. Нихром отличается высокой жаростойкостью и жаропрочностью; в силу этого он находит применение в узлах, работающих при высоких температурах. Возможность сварки разнородных материалов в ряде случаев способствует повышению качества изделия, сокращению потребления дорогостоящих дефицитных материалов и снижению стоимости изделия. Поскольку стали 30ХГСА и нихром сильно отличаются по своим физическим и металлургическим свойствам, сварка их в различных сочетаниях обычными способами (кислородно-ацетиленовая и электродуговая) затруднительна. При применении аргонно-дуговой сварки эти трудности легко преодолеваются. Аргонно-дуговой сваркой выполняются тонколистовые соединения из следующих сочетаний: 30ХГСА - нихром и нихром. Приемы сварки соединений различных сплавов в указанных сочетаниях не отличаются от приемов сварки каждого из этих сплавов в отдельности. Сварку вручную можно производить как при переменном, так и при постоянном токе. Практически удобнее сваривать при постоянном токе прямой полярности. При механизированной сварке следует применять переменный ток. Соединения стали 12Х18Н10Т со сталью ЗОХГСА свариваются с присадками 12Х18Н10Т и 20ХГСА. При использовании в качестве присадки проволоки марки 20ХГСА, несмотря на чистую сварочную ванну, в сварном шве обнаруживаются поры и раковины. Плотные швы получаются только при сварке в среде чистого аргона. При сварке с присадкой 12Х18Н10Т швы получаются более плотные. Присадка 12Х18Н10Т менее требовательна к чистоте аргона, поэтому при ней можно в отдельных случаях использовать и технический аргон. Однако, учитывая загрязненность технического аргона, для получения надежного качества швов при сварке в его среде следует пользоваться очистительной установкой для поглощения кислорода, влаги и углекислого газа. Сварочные швы в соединении 30ХГСА не подвержены окислению с обратной стороны, приводящему к пористости металла; поэтому при сварке здесь не требуется предусматривать меры защиты обратной стороны шва. Несмотря на различие физических свойств сталей обеих марок, образование трещин при сварке не наблюдается, за исключением кратера. В кратере в большинстве случаев появляются трещины, расположенные поперек шва. Во избежание образования трещин кратер нужно выводить в сторону на основной металл 12Х18Н10Т. Соединения 30ХГСА можно выполнять механизированной сваркой с присадкой и без присадки. В обоих случаях при правильно выбранном режиме получаются плотные, хорошие швы.(Рис 5)

Сварка стали 30ХГСА тоже имеет свои особенности. Она осуществляется с предварительным подогревом материала до 250-300 °С с последующим медленным охлаждением. Данная процедура очень важна, поскольку могут появиться трещины из-за чувствительности стали к резким перепадам температуры после сварки. Поэтому по завершении сварных работ горелка должна отводиться медленно, при этом осуществляя подогрев материала на расстоянии 20-40 мм от места сварки. Также, не более, чем спустя 8 часов по завершении сварки сварные узлы стали 30ХГСА нуждаются в закалке с нагревом до 880 °С с последующим высоким отпуском. Далее изделие охлаждается в масле при 20-50 °С. Отпуск осуществляется нагревом до 400 - 600 °С и охлаждением в горячей воде. Сварку же необходимо выполнять максимально быстро, дабы избежать выгорания легирующих элементов.

После прохождения термомеханической низкотемпературной обработки сталь 30ХГСА приобретает предел прочности до 2800 МПа, ударная вязкость повышается в два раза (в отличии от обычной термообработки), пластичность увеличивается. Высокие прочностные свойства среднелегированных сталей (σв=600-2000 МН/м2) достигаются за счет повышенных содержаний углерода и легирующих элементов, увеличивающих прокаливаемость стали и прочность феррита, а также применения термообработки - нормализации или закалки с последующим низким или высоким отпуском.

Свариваемость :

без ограничений

- сварка производится без подогрева и без последующей термообработки

ограниченно свариваемая

- сварка возможна при подогреве до 100-120 град. и последующей термообработке

Трудно

свариваемая

- для получения качественных сварных соединений требуются дополнительные операции: подогрев до 200-300 град. при сварке, термообработка после сварки - отжиг

3.3Выбор и обоснование схемы сборки. Разработка маршрутной технологии.

Сборочный узел состоит из восьми деталей:

1. ДП 500.9980.0660.003 – Втулка;

2. ДП 500.9980.0660.005 – Кольцо;

3. ДП 500.9980.0661.001 – Стрела;

4. ДП 500.9980.0661.002 – Стрела;

5. ДП 500.9980.0662.000 – Стенка;

6. ДП 500.9980.0663.000 – Концевик;

7. ДП500.9980.5660.000 – Опора;

9. ДП 500.9980.0660.000 – Ушко.

Которые собираются и сваривают при помощи сборочно-сварочного приспособления, электрической дуговой сваркой в среде  защитных газов, по технологическому процессу, используя последовательность выполнения операций, соблюдая режим электрической дуговой сварки в защитных газов так как это дает нам наименьшее количество внутренний напряжений конструкции.

3       2

           1

           4

          

          11

5                      6

                                   9                      8

                                       

                                         7           10

3.4Выбор и расчет режимов сварки.

Ручная сварка нержавеющих и жароупорных аустенитных сталей вольфрамовым электродом в среде аргона производится на постоянном токе прямой полярности; сварка может производиться и на переменном токе, но с использованием осциллятора. Сталь толщиной более 3 мм сваривают плавящимся электродом из проволоки нержавеющей стали на постоянном токе обратной полярности.

Режимы ручной сварки вольфрамовым электродом тонкой нержавеющей стали в аргоне приведены в табл. 45. Для сварки швов на вертикальной плоскости ток снижают на 10-15%, для потолочных швов —на 20%) против величин, указанных в таблице ниже.

Рис 6

Рис 7

Сварку ведут справа налево. Дуга возбуждается при касании электродом металла, после чего электрод отводят, поддерживая длину дуги 1,5-2 мм. Угол между присадочным прутком и свариваемым металлом не должен превышать 15-20°. Пруток лучше укладывать на линию шва. В этом случае струя аргона надежнее защищает плавящийся металл прутка и изделия. Присадочный металл вводится в ванну равномерно и перемещается по шву впереди горелки. Поперечные движения прутком делать нельзя, так как при этом в зону сварки может попасть кислород из воздуха и окислить металл шва. При сварке без присадочного металла электрод держат под углом 90° к листу. В целях уменьшения расхода вольфрамовых электродов нельзя прекращать подачу аргона сразу после окончания сварки; это нужно делать спустя 1-1,5 мин, когда конец электрода уже охладится.

Если используется вольфрамовый электрод и переменный ток, то для облегчения зажигания дуги в том месте, где начинают сварку, можно укладывать графитовый стержень. Зажженную на стержне дугу затем переводят на свариваемый металл.

Ручная сварка нержавеющих и жароупорных аустенитных сталей вольфрамовым электродом в среде аргона производится на постоянном токе прямой полярности; сварка может производиться и на переменном токе, но с использованием осциллятора. Сталь толщиной более 3 мм сваривают плавящимся электродом из проволоки нержавеющей стали на постоянном токе обратной полярности.

Рис 8

3.5 Выбор сварочных материалов, их характеристика.

Сварочные материалы применяемые для Аргонно-дуговой сварки:

1.Сварочная горелка  Гост -5.917-71

2.Вольфрамовый электрод  Гост-23949-80

3.Сварочная проволока  Гост-2246-70

4.Инертный газ (аргон)  Гост-10157—62

1.Сварочная горелка Гост -5.917-71

Горелка предназначенная для ручной сварки не плавящимся электродом малоуглеродистых и нержавеющих сталей, сплавов меди, никеля, титана на постоянном токе прямой полярности, а так же алюминия и его сплавов на переменном токе. Горелка АГНИ-03/07М не имеет водяного охлаждения, поэтому ее применение особенно удобно, когда возникают трудности с использованием охлаждающей воды - на монтаже, на большой высоте, при отрицательных температурах, в условиях небольших производств и мастерских. Конструкция горелки обеспечивает поворот головки в удобное для работы положение относительно продольной оси рукоятки на ±180о и на 110оотносительно поперечной оси. Горелка имеет кнопку дистанционного управления сварочным током и краник для регулирования расхода защитного газа. Подвод защитного газа (аргона) и сварочного тока осуществляется раздельно.

2. Вольфрамовый электрод  Гост-23949-80

При ручной аргонодуговой сварке применяют вольфрамовые электроды, поставляемые по ТУ 48-19-39-73 диаметром от 1 до 6 мм, а также 8 и 10 мм.  Сварку неплавящимся вольфрамовым электродом выполняют в следующей последовательности. До начала сварки очищают шины от жира и грязи, затем зачищают их кромки и присадочные прутки до металлического блеска. При нижней сварке шины устанавливают с зазором 1—3 мм на специальной прокладке, имеющей канавку шириной 8 мм и глубиной 2 мм, которая служит для формирования шва с обратной стороны. При вертикальной и горизонтальной сварке с зазором устанавливают шины только толщиной до 6 мм; шины толщиной 8—12 мм устанавливают без зазора, но на них делают скос кромок под углом 45°. Желательно вертикальную и горизонтальную сварку также выполнять на подкладках с канавками, как и при нижней сварке. Приступая к сварке, вольфрамовый электрод устанавливают так, чтобы он выступал из сопла на 5 мм при сварке шин прямоугольного профиля и внешних швов сложных профилей и на 7 мм при сварке внутренних углов и швов с глубокой разделкой кромок. Конец электрода затачивают на конус, что способствует большей плотности тока на конце электрода и лучшей эмиссии электронов.

3. Сварочная проволока  Гост-2246-70

Марка стали

Св08Г2С

Химический состав

C

0,05-0,11

Mn

1,8-2,10

Si

0,7-0,95

S

< 0,025

P

< 0,030

Cu

< 0,025

Сварка происходит в среде защитных газов

Ar/CO2 -Ar/CO2 /O2 -CO2 
(EN 439:M
2 M3, C1)

Предел прочности õB н/мм2

950

Намотка

Еврокассета K300, Катушка D200

Вес намотанного металла, кг

15-18

Упаковка

Каждая кассета (проволочная катушка)
упаковывается в полиэтиленовую пленку,
с укладкой селикагеля и картонную коробку.
Коробки укладывается на Европоддон Q=1,08-1,2 т.

4. Инертный газ (аргон)  Гост-10157—62

Аргон — негорючий и невзрывоопасный газ. Он не образует взрывчатых смесей с воздухом. Будучи тяжелее воздуха, аргон обеспечивает хорошую газовую защиту сварочной ванны. Аргон газообразный чистый поставляется согласно ГОСТ 10157—62 трех марок: А, Б и В (табл. 7-40). Содержание влаги для газообразного аргона всех трех марок не должно превышать 0,03 г/м.

3.6 Выбор и обоснование сварочного оборудования

Описание:

Область применения:

Сварка TIG переменным током: алюминия и его сплавов.

Сварка TIG постоянным током (прямая полярность): низкоуглеродистой, низколегированной и высоколегированной стали, никелевых сплавов, медных и специальных сплавов.

Сварка ММА (постоянным током) электродами с рутиловым и основным покрытием: низкоуглеродистая, низколегированная и высоколегированная сталь, никелевые и медные сплавы.

Производственные и ремонтные работы, металлоконструкции, строительство фасадов, изготовление резервуаров, кровель, систем отопления и вентиляции, пищевая и химическая промышленность, производство трубопроводов, емкостей и аппаратов, машино-, приборо- и станкостроение и т.д. Особенности:

Максимально подходит для разных задач с воспроизводимыми результатами сварки и великолепным качеством благодаря цифровой инверторной сварочной технологии.

Сварка на переменном токе: синхронная работа двух аппаратов для двусторонней, одновременной сварки, специальная сварка переменным током для соединения алюминиевых листов разной толщины, например, 1мм. к 10мм.

Максимальная универсальность благодаря модульной концепции аппарата, ориентированной на будущее: расширение возможностей в зависимости от потребностей без дополнительных инструментов и персонала.

activArc - мощная TIG-дуга, более быстрая, качественная и простая сварка во всем диапазоне мощности.

Интуитивно понятные концепции управления для каждого - по выбору: стандартная установка, режим заданий (Job) или однокнопочное управление Synergic.

Максимальная мобильность: легкость перемещения благодаря большим колесам, проходит через стандартные двери, легкость погрузки и разгрузки благодаря одинаковой ширине колеи колес, пригоден для транспортировки краном.

Продуманная конструкция корпуса с улучшенными воздуховодами для увеличения продолжительности включения и управление вентилятором для снижения количества загрязнений в аппарате.

COMFORT, SYNERGIC: идеален для роботизированного, промышленного и механизированного применения, а также документирования благодаря опциональным интерфейсам.

Аппарат и принадлежности

1)SR 18 горелка водоохлаждаемая, длина 4 м или АГНИ 25 горелка

водоохлаждаемая, длина 4 м.

2)COOL71 U43 модуль охлаждения.

3)KF23E жидкость охлаждения 9,7 л (t замерзания –10 °С)

4)Кабель обратный 35 мм2, длина 5 м, струбцина.

5)Constant 2000 Ar/CO2 – регулятор давления газа.

6)Рукав газовый III класс, ф 6, Р=20 атм, длина 3 м.

7)Trolly 75В1 или Trolly 70-3 транспортная тележка

Технические характеристики TETRIX 300 AC/DC activArc:

Пределы регулирования сварочного тока

5–300 А

Период включения

при температуре рабочего помещения 200C

при температуре рабочего помещения 400C

40 %

-

300 A

45 %

300 A

-

60 %

-

270 А

65 %

270 A

-

100 %

230 A

220 A

Напряжение питающей сети

3×400 В (–25 %; +20 %)

Частота питающей сети

50 Гц

Напряжение холостого хода

93 В

Максимальная потребляемая мощность из сети

14,3 кВА

Рекомендуемая мощность генератора

19,3 кВА

Габаритные размеры

600×580×1200 мм

Масса

85,0 кг*

* - Сварочный аппарат, модуль охлаждения и транспортная тележка.

3.7 Выбор и обоснование технологической оснастки и инструмента

 При разработке данного вопроса необходимо учитывать то, что выбор сборочно-сварочных приспособлений должен обеспечить следующее:
- уменьшение трудоёмкости работ, повышение производительности труда, хранение длительности производственного цикла;
- облегчение условий труда;
- повышение точности работ, улучшение качества продукции, сохранение заданной формы свариваемых изделий путём соответствующего закрепления их для уменьшения деформаций при сварке.
Приспособления должны удовлетворять следующим требованиям:
- обеспечивать доступность к местам установки деталей к рукояткам зажимных и фиксирующих устройств, к местам прихватов и сварки;
- обеспечивать наивыгоднейший порядок сборки;
- должны быть достаточно прочными и жёсткими, чтобы обеспечить точное закрепление деталей в требуемом положении и препятствовать их деформации при сварке;
- обеспечивать такие положения изделий, при которых было бы наименьшее число поворотов, как при наложении прихваток, так и при сварке;
- обеспечивать свободный доступ при проверке изделия;
- обеспечивать безопасное выполнение сборочно-сварочных работ.
При серийном производстве приспособления следует выбирать из расчёта возможностей перестройки производства на новый вид продукции, т.е. универсальные.Тип приспособления необходимо выбирать в зависимости от программы, конструкции изделия, технологии и степени точности изготовления заготовок, технологии сборки-сварки.
Рабочий и мерительный инструмент выбирается конкретно для каждой сборочно-сварочной операции, исходя из требований чертежа и технических условий на изготовление сварной конструкции.

3.8 Расчет количества наплавленного металла, расход сварочных материалов и электроэнергии

Расчет количества наплавленного металла рассчитывается по формуле:

                                                                   (1)

где  Fн – площадь поперечного сечения сварного шва мм2.

У – удельный вес наплавленного металла гр/см3.

L – протяженность сварочных швов данного типоразмера подлежащих

выполнению (м).

= 1,25 * = 1,25 * 4,5 = 5,62

гр.

 

Расчет сварочных материалов рассчитываем по формуле:

1)Рассчитаем расход сварочной проволоки:

                 Сэл = Qн * B * Цэл                                                                   (2)

где Сэл – стоимость сварочной проволоки (руб/м)

Qн – масса наплавленного металла (кг/м)

В – расход сварочной проволоки на 1 кг наплавленного металла (кг)

Цэл – цена 1 кг электродной проволоки (руб)

Сэл = 0,213 * 1,08 * 76 = 17,78 руб на 1 метр шва

Сэл = 17,78 * 5 = 87,4 руб на 5 метров шва

2) Рассчитаем расход на защитный газ (аргон):

             Сг = 1,06 * tк * Рг * Цг                                                                  (3)

где коэффициент 1,06 – расход на продувку

tк – время сварочных работ( ч/м шва)

Рг – расход защитного газа (м3/мин)

Цг – цена 1м3 газа (руб)

С2= 1,06 *17 * 8 * 21 = 171 руб на 1 метр шва

С2 = 171 * 5 = 855 руб на 5 шва

3) Рассчитаем расход электроэнергии:

                                                      (4)

где tк- время сварочных работ ч/м шва

U – напряжение дуги (В)

J – сварочный ток (А)

П – коэффициент действия источников питания дуги

Wк – мощность холостого хода питания дуги (кВт)

Кп – коэффициент потерь в сети завода (1,04 – 1,09)

Цэ – цена 1 кВт электроэнергии руб. (2,26)

Сэл =34,83 руб.

3.9 Нормирование технологического процесса сборки и сварки

Технически обоснованной нормой времени называют время, необходимое для выполнения единицы работы (операции) и установленное на основании анализа и расчета исходя из рационального технологического процесса и научной организации труда, предусматривающей наиболее эффективное использование средств производства и труда. Технически обоснованные нормы времени устанавливают исходя из оптимальных для ценных условий производства технологического процесса и организации труда. Такие условия достигаются при рациональной структуре технологического процесса, применении прогрессивной технологии, использовании экономически эффективного, высокопроизводительного технологического оснащения, оборудование, инструменты, приспособления, оптимальных научно обоснованных режимов обработки, а также при надлежащей организации труда и обслуживания рабочего места.

Рис 9

Структура технически обоснованной нормы времени включает в себя лишь те затраты рабочего времени, которые необходимы для выполнения заданной работы в нормальных производственных условиях.

Таким образом, структура нормы штучно-калькуляционного времени на операцию выражается формулой:

t ш-к = t п-з + t о +t’в + tт.о + tо.о + tот                                                               (5)

Структура нормы времени изменяется в зависимости от типа производства и характера выполняемой операции. В серийном производстве tп-з, нормируется самостоятельно на партию, состоящую из n деталей.

В этом случае норму времени на партию определяют по формуле:

tпар = tп-з + tш n                                                                                                    (6)

Штучное время состоит из оперативного времени, определяемого суммой основного (технологического) и неперекрываемого вспомогательного времени; времени обслуживания рабочего места, устинавливаемого, как правило, по нормативным коэффициентам (процентам) к оперативному времени a; времени перерывов на отдых и личные надобности, регламентируемого также коэффициентом (процентом) к оперативному времени b.

В общем виде штучное время рассчитывают по формуле:

tш = tоп (1 + a + b ).                (7)

В условиях серийного производства штучное время и доля подготовительно-заключительного времени на одну детале операцию образуют норму штучно калькуляционного времени или полную норму времени:                      (8)

В единичном производстве tп-з расходуется, как правило, на одну деталь и полностью включается в норму времени. Штучное время определяют по формуле:

tш = tоп(1+g)                (9)

где g – коэффициент, учитывающий время организационно-технического обслуживания рабочего места и отдыха рабочего.

В массовом производстве затраты tп-з на операциях отсутствуют, поскольку исключается переналадка оборудования на другие работы.

Норму штучного (штучно-калькуляционного) времени рассчитывают по формуле:

tш = tоп(1 + a‘+b) +a‘·‘tм             (10)

где а’ и а» – коэффициенты, учитывающие время организационного и технического обслуживания соответственно.

Рассчитанная, технически обоснованная норма времени служит основанием для установления нормы выработки Нвыр. В расчете на смену норма выработки, должна соответствовать сменному заданию:

            (11)

где Тсм- продолжительность смены, мин.

Изменение нормы времени (увеличение, уменьшение) влечет за собой соответствующие изменения и нормы выработки. Эта связь выражается следующими зависимостями:

          (12)

где а и б – процент изменения норм выработки и времени соответственно.

Приведенные зависимости позволяют устанавливать правильные пропорции в изменении показателей норм выработки и норм времени, а соответственно производительности труда и трудоемкости продукции. Поэтому их используют при планировании и расчете экономической эффективности мероприятий НОТ.

3.10 Мероприятия по уменьшению сборочно-сварочных напряжений и деформаций

Величину собственных напряжений и связанных с ними деформаций, возникающих при сварке изделия, можно значительно уменьшить, но для этого необходимо выполнять следующие требования:

1. Правильно выбирать конструкцию сварного изделия.                                         2. Рационально располагать сварные швы на изделии.                                       3. Применять соответствующие методы сборки и сварки изделий и использовать приспособления.                                                                                    4. Правильно выбирать тепловой режим сварки.                                                      5. В правильной последовательности выполнять сварные швы.6. Использовать предварительный и сопутствующий подогрев при сварке.7. Подвергать механической или термической правке изделия.8. Подвергать термической обработке изделия после сварки.Выполнение перечисленных требований позволит или полностью уничтожить в изделии собственные напряжения и деформации, или уменьшить их настолько, что они станут уже неопасными для прочности конструкции в целом.С целью уменьшения деформаций и напряжений при сварке можно руководствоваться следующими общими рекомендациями:1. Применять для сварных конструкций такие марки основного металла и электродов, которые не склонны к закалке при остывании на воздухе и дают достаточно пластичный (нехрупкий) металл шва.2. Не создавать в конструкции, особенно работающей при ударах и вибрациях, скоплений большого количества сварных швов и их пересечений друг с другом, а также избегать применения коротких швов замкнутого контура, так как в подобных местах неизбежно происходит концентрация собственных напряжений.3. Использовать, если это возможно, симметричное расположение ребер жесткости в конструкциях.4. Ограничивать применение накладок и косынок.5. Применять по возможности стыковые швы, так как они дают наименьшую концентрацию напряжений.6. Внедрять секционное изготовление конструкций с последующей сваркой готовых узлов, а также использовать штампованные и литые детали для узлов сложной конфигурации. В этом случае уменьшается неблагоприятное влияние жестких связей между отдельными деталями, образуемых сварными швами.7. Преимущественно применять швы с глубоким проплавлением, а также методы полуавтоматической и автоматической сварки под флюсом, дающие большую скорость сварки, требующие малых зазоров между листами и обусловливающие более равномерное остывание шва. При полуавтоматической и автоматической сварке величина напряжений и деформаций меньше, чем при ручной.8. Пользоваться сборочно-сварочными приспособлениями и кондукторами, способствующими осуществлению заданной точности сборки, получению швов равномерного сечения и соблюдению нужной последовательности сварки. Если зажимы кондукторов допускают перемещение деталей от усадки при сварке, то это снижает напряжения. При жестком закреплении свариваемых деталей остаточные напряжения после сварки и снятия детали с кондуктора снижаются вследствие того, что в процессе сварки металл шва получает необходимую пластическую деформацию при остывании.9. Правильно выбирать тепловой режим нагрева основного металла при сварке. Если при сварке допускается свободное перемещение детали или основной металл склонен к закалке, то следует применять более мощный тепловой режим. Этим увеличивается объем разогреваемого металла и замедляется остывание.

3.11 Выбор методов контроля качества, исправление дефектов

Классификация методов контроля (ГОСТ 3242-79). Методы контроля сварных соединений разделяют на две основные группы: неразрушающий контроль (НК) и разрушающий контроль (РК).

Неразрушающий контроль (НК) (ГОСТ 18353-79):

1.      Визуально-оптический метод (ГОСТ 23479-79, ДСТУ ISO 17637-2003).

2.      Радиационная дефектоскопия (ГОСТ 7512-82, ГОСТ 23055-78, ДСТУ EN 12517-2002).

3.      Ультразвуковая дефектоскопия (ГОСТ 14782-86, ДСТУ 4001,4002-2000).

4.      Магнитная и электромагнитная дефектоскопия (ГОСТ 21105-87, ДСТУ EN 1290, 1291-2002).

5.      Капиллярная дефектоскопия (ГОСТ 18442-80, ДСТУ EN 1289-2002).

6.      Дефектоскопия течеисканием (ГОСТ 3285-77).

7.      Прочие методы.

Разрушающий контроль (РК) (ГОСТ 6996-66):

1.      Механические испытания.

2.      Металлография и химический анализ.

3.      Коррозионные испытания.

4.      Испытания на свариваемость.

Визуально-оптический метод контроля. Визуальный метод контроля является старейшим и продолжает играть важнейшую роль. Контроль сварного соединения начинается с внешнего осмотра шва – суть визуального контроля.

Внешний осмотр производится как невооруженным глазом, так и при помощи технических приспособлений (обзорные, налобные, телескопические лупы, для недоступных  наблюдению невооруженным глазом швов используют оптические приборы – эндоскопы, перископы и др.). Преобразователи визуальной информации в телеметрическую позволяют контролировать состояние сварочной ванны расплавленного металла в процессе сварки, наблюдать за электронным лучом в вакуумной камере и др.

Внешнему осмотру подлежит все изделие и его сварные соединения для выявления в них всевозможных дефектов заготовок и сборки и дефектов формирования швов на поверхности: неравномерности высоты и ширины швов, чрезмерной чешуйчатости, наплывов, подрезов, чрезмерному усилению или ослаблению швов, незаваренных кратеров, прожогов, шлаковых включений и пористости, осевых смещений и изломов оси цилиндрических элементов и др. ВК предельно прост и доступен; позволяет получить до 50% информации о качестве соединения и о ходе технологического процесса, но зависит от квалификации и ответственности проверяющего.

Радиационная дефектоскопия. Различают: рентгенографию и гаммаграфию. Длина рентгеновских лучей — мм, -лучей мм. Лучи обладают большой проникающей способностью, Контроль радиационными методами основан на изменении мощности излучения при прохождении ими материала в зависимости от его толщины и плотности. Источником рентгеновских лучей служит рентгеновская трубка, где излучение возникает при бомбардировке быстрыми электронами анода.

Место торможения называется фокусом рентгеновской трубки, из которой X-лучи, распространяются во все стороны прямолинейно.

Источником -лучей служат ядра искусственных или естественных радиоактивных веществ. Изготавливаются такие вещества в виде таблеток или капсул и помещаются в специальный аппарат-источник излучения. Используют изотопы:  и др.

Для выявления дефектов в сварных швах используют следующую схему просвечивания: с одной стороны объекта устанавливают источник излучения, с другой – детектор, фиксирующий результаты просвечивания. Детектором чаще всего служит рентгеновская пленка, но применяют и более совершенные средства.

Схема радиационного просвечивания.

Ультразвуковая дефектоскопия. В основе метода УЗД-контроля лежит использование ультразвуковых колебаний с частотой от 0,5…1,0 Гц до 20МГц. Возбуждение колебаний осуществляется пьезоэлектрическим преобразователем, который преобразует электрические колебания, задаваемые специальным генератором, в механические. Это имеет место вследствие перестройки в расположении кристаллов пластины из кварца, титанита бария и др., оси которых под воздействием проходящего тока поворачиваются в металле, а в результате этого поворота изменяется и суммарная длина пластины. Эти удлинения, следующие непрерывно друг за другом, создают волну. Это сущность пьезоэлектрического эффекта. Для обеспечения полного акустического контакта преобразователя с изделием последнее покрывают специальными маслами. Марка масла определяется пространственным положением и температурой опыта (+10º<tº<+40ºC). При этом сам преобразователь либо прижимают к поверхности изделия (контактный способ), либо изделие или его участок погружают в специальную ванну с контактной жидкостью (иммерсионный метод). Поверхность стыка тщательно зачищают металлической щеткой или шлифмашинкой.

Непосредственно контроль сварных швов производят либо прямым лучом (без отражения в основном металле), либо сигнал преломляется на границе основной металл-воздух (одно-, двукратно, многократно).

Способы прозвучивания сварных соединений:

а – прямым лучом; б – однократно отраженным.

Для обеспечения прозвучивания всего объема наплавленного металла преобразователь перемещают вдоль шва с поперечными колебаниями шагом 2-4мм, поворачивая его вокруг оси на 10-15º. При обнаружении дефекта на экране возникает импульс, перемещающийся в процессе движения преобразователя и располагающегося в пределах рабочего участка развертки, одновременно срабатывает звуковой сигнал.

4.Конструкторская часть

4.1 Анализ сборочно-сварочного приспособления

В процессе изготовления сварных конструкций должны быть обеспечены заданные технологическим процессом взаимное положение соединяемых деталей и условия, наиболее благоприятные для образования качественного соединения. Это достигается применением технологических приспособлений и оснастки.

Технологические приспособления делятся на сборочные, предназначенные для сборки под сварку и фиксации деталей при помощи прихваток или простейших механических устройств; сварочные, предназначенные для сварки заранее собранных деталей с зафиксированным взаимным положением; сборочносварочные, позволяющие совместить операции сборки и сварки. Тип технологического приспособления выбирают в зависимости от производственной программы (единичное, серийное или массовое производство), конструкции изделия (листовые или решетчатые конструкции, детали машин и др.), технологии и степени точности изготовления заготовок (механическая обработка, газовая резка и т. д.) и технологии сборки и сварки (необходимость в зазорах, допустимые их изменения или допустимые превышения кромок и т. д.).

Сварочные приспособления должны допускать свободное перемещение отдельных элементов конструкции вследствие нагрева и последующего остывания зоны сварки, а при необходимости уменьшить или по возможности исключить деформации, возникающие в сварном изделии и в самом приспособлении вследствие температурных воздействий. При сварке крупногабаритных конструкций, обладающих малой жесткостью (рамные, решетчатые, листовые), приспособления должны обеспечивать фиксацию отдельных свариваемых кромок, а не всего изделия в целом. При проектировании приспособления необходимо предусмотреть доступ к местам сварки и прихватки, быстрый отвод теплоты от мест интенсивного нагрева, сборку узла с минимального числа установок, свободный доступ для проверки размеров изделия и свободный съем собранного или сваренного изделия. Технологические приспособления могут быть специализированными (для сварки определенного типа изделий) или универсальными. Универсальное приспособление для аналогичных целей содержит ряд плит с пазами. В зависимости от конфигурации свариваемого изделия к плите прикрепляют устройства для базирования свариваемых деталей (фиксаторы и т. п.) и для прижатия деталей к базовым поверхностям (прижимы, стяжки, распорки и т. п.).

В ряде случаев для прижима может быть использован вес свариваемых деталей.

Фиксаторы. Это элементы, определяющие положение свариваемой детали относительно всего приспособления. К фиксаторам относятся карманы (а), упоры: постоянные (б), съемные (в) и откидные (г); установочные пальцы и штыри: постоянные (д), съемные (е); призмы; жесткие и регулируемые (ж) и шаблоны (з).

Съемные упоры применяют в настраиваемых по типу деталей приспособлениях или при сварке деталей, съем которых невозможен из-за упоров. Как правило, упоры служат и опорными базами, а в некоторых случаях шаблонами для приварки сопряженных деталей. Пальцы или штыри обеспечивают более точную установку деталей и применяются при наличии в деталях обработанных поверхностей. Призмы регулируемые и жесткие применяются для сварки труб, профилей и т. п.

Шаблоны предназначены для фиксирования устанавливаемых при сборке деталей по другим деталям в этом узле или по каким-либо опорным контурам изделия. В этом случае само изделие является несущим элементом приспособления. Прижимы. Это элементы приспособлений, обеспечивающие прижимы деталей к фиксаторам или другим несущим поверхностям приспособлений. Различают прижимы механические, пневматические, магнитные и гидравлические. Механические прижимы являются наиболее простыми и поэтому наиболее распространенными  Клиновые прижимы служат для поджима одного собираемого элемента к другому, для выравнивания кромок и т. д. Аналогично действуют эксцентриковые самотормозящиеся прижимы. Наиболее универсальные прижимы винтовые. Однако их применяют в основном в ручных приспособлениях. Это связано с тем, что винты работают на упор и что они не являются быстродействующими. Увеличение шага винта может нарушить его самотормозящие свойства и потребовать большие усилия на прижим детали. Пружинные прижимы применяются главным образом для зажатия небольших, тонких деталей. Пневматические прижимы по сравнению с механическими имеют ряд существенных преимуществ, в том числе быстродействие, возможность управления рядом прижимов с одного места, возможность подвода сжатого воздуха к прижимам, занимающим различное положение в пространстве (через цапфу приспособления или по гибким шлангам), и т. д. Пневматический прижим обладает определенной упругостью, что компенсирует деформации свариваемых деталей.

Магнитные прижимы отличаются быстродействием, простотой и маневренностью. Их используют для выравнивания кромок  и прижатия их к флюсовой подушке. Наиболее распространены электромагниты, хотя в последнее время находят применение и постоянные магниты. Гидравлические прижимы используют в сварочных приспособлениях довольно редко

4.2 Технические условия на приспособления

Детали и сборочные единицы приспособлений должны изготовляться в соответствии с требованиями настоящего стандарта по технической документации, утвержденной в установленном порядке.

Конструкция деталей и сборочных единиц приспособлений должна обеспечивать точность сборки деталей под сварку по 10-му квалитету по ГОСТ 25347.

Срок службы базовых, соединительных и спорно-направляющих деталей - не менее 10 лет, фиксирующих и крепежных деталей - не менее 2лет.

Неоговоренные рабочими чертежами острые кромки механически обработанных деталей должны быть притуплены фаской.

Эксплуатация приспособлений должна проводиться в соответствии с требованиями настоящего стандарта и эксплуатационной документации, утвержденной в установленном порядке.

5.Организационная часть

5.1.Выбор и обоснование типа производства

В основе классификации типов производства лежат следующие признаки:

устойчивость номенклатуры продукции, которая определяется на основе разнообразия и повторяемости выпускаемых изделий;

специализация рабочих мест; 

универсальность применяемого оборудования и технологической оснастки;

уровень квалификации рабочих, занятых в процессе производства продукции.

Предприятие (цех) относится к тому типу производства, к которому относится большинство входящих в состав предприятия (цеха) цехов (участков). Для этого определяют:

Коэффициент, характеризующий степень специализации рабочих мест (коэффициент закрепления операций):

 (1)                                                                                                 (13)

где і=1, …, n - количество наименований деталей обрабатываемых на

рабочем месте, участке, в цехе;

- число операций, которые проходит i-тая деталь в процессе её

обработки;

 - число рабочих мест, на которых эти операции выполняются.

Коэффициент, характеризующий степень специализации технологического процесса ():

=, (2)                                                                                                        (14)

где  - среднее операционное время;

r - такт выпуска продукции.

Таблица 1 - Типы производства и коэффициенты, характеризующие

степень его специализации

Тип производства

Коэффициенты, характеризующие степень специализации

Рабочее место,

Кр. м.

Технологический процесс, Кпр.

1

2

3

Массовое

1

1

Крупносерийное

2-5

0,2-0,5

Среднесерийное

6-10

0,05-0,1

Мелкосерийное и единичное

Более 11

Менее 0,05

Для предварительного определения типа производства можно использовать объём годового выпуска и массу детали, представленными в таблице.

Таблица 2 - Зависимость типа производства от объёма выпуска (шт) и

массы детали

Масса детали,

кг

Годовой объём выпуска в зависимости от типа производства

Единичное

Мелко-

серийное

Средне-

серийное

Крупно-

серийное

Массовое

<1.0

<10

10-2000

2000-100000

75000-200000

200000

1.0 - 2.5

<10

10-1000

1000-50000

50000-100000

100000

2.5 - 5.0

<10

10-500

500-35000

35000-75000

75000

5.0 - 10

<10

10-300

300-25000

25000-50000

50000

>10

<10

10-200

200-10000

10000-25000

25000

По данным таблиц и исходным данным у меня мелко-серийный тип производства.

Мелко-серийный тип производства характеризуется изготовлением ограниченной номенклатуры изделий, которая периодически повторяется. Изделия запускаются в производство сериями, детали обрабатываются партиями в определённой, заранее установленной периодичности.

Под серией понимается количество конструктивно-технологических одинаковых изделий, запускаемых в производство одновременно или последовательно.

В мелко-серийном производстве детально разрабатывается технологический процесс, позволяющий снижать припуски на обработку, повышать точность заготовок.

В зависимости от масштабов, номенклатуры продукции, уровня специализации рабочих мест различают мелкосерийное, среднесерийное и крупносерийное производства.

Крупносерийное производство специализируется на выпуске продукции сравнительно узкой номенклатуры изделий в больших количествах. Оно характерно для многих процессов в машиностроении для обувных и швейных предприятий. Коэффициент закрепления равен 2 - 10.

Формы организации технологических процессов зависят от установленного порядка выполнения операций технологического процесса, расположение технологического оборудования, направления их движения в процессе изготовления. Установлено две формы организации технологических процессов - групповая и поточная. Решение о целесообразности организации поточного производства обычно принимается на основании сравнения заданного суточного выпуска изделий и расчётной суточной производительности поточной линии при двухсменном режиме работы и её загрузки не ниже 60%.  Если заданный суточный выпуск изделий меньше суточной производительности поточной линии, при условии загрузки последующей на 60%, то применение от номенклатурной поточной линии не целесообразна. Следовательно, для данного производства имеет место групповая организация. Поточный метод организации производства представляет собой совокупность приёмов и средств реализации производственного процесса, при котором обеспечивается строго согласованное выполнение всех операций технологического процесса во времени и перемещение предметов труда по рабочим местам в соответствии с установленным тактом выпуска изделий. При этом рабочие места, специализированные на выполнении определённых операций, располагаются в последовательности технологического процесса, образуя поточную линию. Для передачи предмета труда от одной операции к другой, как правило, применяется специальный механизированный транспорт.

Для поточного производства характерно расположение рабочих мест строго в соответствии с ходом технологического процесса, исключающее возвратные движения изготовляемых объектов и непрерывность передачи предметов труда с одной операции на другую или одновременное протекание нескольких операций (видов обработки) при применении многофункциональных машин.

5.2Определение длительности производственного цикла изготовления сварной конструкции

п/п

Наименование

Операции

Разряд

Ставка

, (руб.)

Трудоемкость

, (мин.)

Расценка

(руб.)

Комплектовочная

Пескоструйная

Обезжиривание

Слесарно-сборочная

Сварочная(прихв)

Слесарная(зачис)

Сварочная

Пескоструйная

Слесарная(зачис)

Контроль

Слесарно-сборочная

Сверлильная

Сверлильная

Нарезание резьб

Контроль

Гравировка

Термообработка

Малярная

Заливка гравировки

Маркирование

Контроль окончательный

Упаковывание

Транспортирован

3

4

3

3

4

2

4

4

2

4

3

3

3

3

4

-

-

-

3

2

4

2

-

47,56

54,15

47,56

47,56

54,15

41,96

54,15

54,15

41,96

54,15

47,56

47,56

47,56

47,56

54,15

-

-

-

47,56

41,96

54,15

41,96

-

2,48

15,0

3,36

5,84

15,32

3,2

70,0

3,60

8,2

8,25

2,25

2,91

2,56

2,14

18,78

-

-

-

0,45

2,42

3,48

1,28

-

1,96

13,53

2,66

4,62

13,82

2,23

63,17

3,24

5,73

7,44

1,78

2,30

2,02

1,69

16,94

-

-

-

0,35

1,69

3,14

0,89

-

ИТОГО:

149,22

5.3 Определение годовой программы участка сборочно-сварочного цеха

Для определения трудоемкости годовой программы необходимо использовать нормы времени по операциям на одну деталь и производственную программу.

Расчет выполняется по формуле:

                      Тгод.=N*t/60                                                                                 (15)

где:

Т год.- трудоемкость годового выпуска продукции ,н/ч;

N – количество деталей, выпускаемых в год (годовая программа ), шт;

t- норма времени на операцию, мин.

Таблица 1- Определение трудоемкости годового выпуска деталей

Наименование операции

Годовая программа,

N, шт.

Штучное время,

t , мин

Разряд рабочего

Трудоемкость годового выпуска,                                            Т,н/ч

                                        

Комплектовочная

Пескоструйная

Слесарно-сборочная

Сварочная

Сверлильная

Контрольная

120

120

120

120

120

120

6,63

18,6

24,99

85,32

5,47

30,51

3

4

3

4

3

4

13,26

37,2

49,98

170,64

10,94

61,02

Итого:

343,04

5.4 Определение годовой трудоемкости участка сборочно-сварочного цеха

п

Наимен

изделий

Исходные данные

Коэффициенты приведения

Приведенная программа

Nвы шт

Nзап шт

Mi кг

kмi

k1i

k2i

k3i

Kпрi

Nпр.м шт1

Nпр.мр шт2

1

Стрела

1320

1360

6,400

1

1

1

1

1

1360

6,400

2

Прив.из

1200

1483

5,950

0,92

0,94

0,99

0,93

0,96

1148

5,652

3

Прив.из

1440

1607

6,200

0,96

0,97

0,98

0,96

0,96

1435

6,014

4

Прив.из

1560

1112

6,100

0,95

0,96

0,91

0,96

0,92

1531

5,795

5

Прив.из

1080

1360

6,330

0,98

0,98

0,95

0,91

0,93

1099

6,266

6

Прив.из

1320

1236

6,150

0,96

0,95

0,93

0,95

0,99

1305

5,965

7

Прив.из

1200

1236

6,350

0,99

0,93

0,97

0,92

0,94

1227

5,963

8

Прив.из

1200

1607

6,190

0,96

0,97

0,92

0,96

0,96

1195

5,788

9

Прив.из

1560

1360

6,390

0,99

0,98

0,97

0,97

0,91

1598

5,619

10

Прив.из

1320

1360

6,250

0,97

0,93

0,96

0,93

0,98

1327

5,437

Итого

13200

13597

62,31

9,68

9,61

9,58

9,49

9,55

13225

58,89

5.5 Расчет потребного количества оборудования участка и его загрузки по операциям

Количество технологического оборудования в условиях единичного и мелкосерийного производства определяется по формуле:

                                                                                          (16)

Действительный фонд времени работы оборудования:

Сварочные операции – 3715

Столы, верстаки – 3793

Прочее – 3793

  1.  Комплектовочный стол, Ср = 1458 / 3910 = 0,37                         Sпр =1
  2.  Камера пескоструйная, Ср = 4091 / 3793 = 1,07                          Sпр =1
  3.  Верстак, Ср = 5497,05 / 3910 = 2,62                                              Sпр =3
  4.  Пост сварочный, Ср = 18767,87 / 3715 = 5,05                              Sпр =5
  5.  Стол контрольный, Ср = 6711,28 / 3910 = 1,76                            Sпр =2

Рассчитаем коэффициент загрузки:

                        К3 =                                                                          (17)

  1.  Комплектовочный стол, Кр = 0,37 / 1 = 0,37
  2.  Камера пескоструйная, Кр = 1,07 /  1 = 1,07
  3.  Верстак, Кр = 2,62 / 3 = 0,87
  4.  Пост сварочный, Кр = 5,05 / 5 = 1,01
  5.  Стол контрольный, Кр = 1,76 / 2 = 0,88

Рассчитаем средний коэффициент загрузки оборудования:

Kр = 0,37 + 1,07 + 0,87+ 1,01 + 0,88= 4,2                                                          (18)

5.6 Расчет необходимого количества участников производства:

а) основных рабочих (ОПР)

Количество основных производственных рабочих, занятых непосредственно выполнением технологически операций, определяем по формуле:

                                                                                                       (19)

Где:

- годовая трудоемкость, н-ч;

- коэффициент, учитывающий выполнение норм, = 1,05;

-  действительный головой фонд времени одного рабочего, час.

Рассчитаем количество основных производственных рабочих:

Чпр (комплект)  (человек)                                           (20)

Чпр(пескостр) =2 (человек)

Чпр(слесар-сбор) =3 (человек)

Чпр(сварочная) =9 (человек)

Чпр(сверлил) =1 (человек)

Чпр(контрол) =3 (человек)

Всего 19 (чел)

б) вспомогательных рабочих (ВР)

Вспом.рабочии  = основные рабочии / 15-20%                                                (21)

19 * 0,15 = 3 (чел)

в) Инженерно-технических рабочих (ИТР)

ИТР = (Основные рабочии + вспомогательные рабочии) / 10-12%               (22)

(19 + 3) * 0,10 = 2 (чел)

                г) Счетно-контрольного персонала (СКП)                                    (23)              

СКП = (Основные рабочии + вспомогательные + ИТР) / 1-2%

(19 + 3 + 2) * 0,1 = 2 (чел)

д) младшего обслуживающего персонала (МОП)

МОП = (Основные рабочии + вспомогательные + ИТР) / 1-2%                    (24)

(19 + 3 + 2) * 0,1 = 2 (чел)

5.7 Определение размера площади участка сборочно-сварочного цеха

В соответствии с нормами технологического проектирования вся площадь авиационного завода делится на следующие классификационные группы:

 

  1.  Полезная (общая) площадь;
  2.  Производственная площадь;
  3.  Вспомогательная площадь;

Под полезной площадью завода следует рассматривать сумму всех производственных, вспомогательных площадей, располагаемых в производственных зданиях и сооружениях. Производственная площадь – это площадь, занятия под оборудование, складывается из площадей, занятых под станки, контрольные столы и верстаки.

Вспомогательная площадь складывается из суммы площадей складских, административных и бытовых помещений.

Расчет площади участка.

Основная площадь складывается из суммы площадей оборудования для хозяйственного инвентаря.

  1.  Основная площадь участка

Sосн = Спркомплект * fi + Cпрпескостр * fi + Cпрслесар-сбор * fi + Cпрсвароч * fi +         (СпрКонтроль * fi                                                                                                        (25)

Sосн = 1 * 0,37 + 1 * 1,07 + 3 * 2,62 + 5 * 5,05 + 2 * 1,76 = 38,07 м2

Sосн =  38 м 2

Sдоп = 5% * Sосн                                                                                      (26)

Sдоп – дополнительная площадь

Sдоп = 0,05 * 38 = 1,9 (м2)

Sпр – площадь проезда

Sпр = 25% * (Sосн + Sдоп)                                                                       (27)

Sпр = 25% * (38 + 1,9) = 9,97 (м2)

Sполез. произв. – полезная производительная площадь

Sполез. произв. = Sосн + Sдоп + Sпр                                                      (28)

Sполез. произв. = 38 + 1,9 + 9,97 = 49,87

Sсклад – площадь складских помещений

Sсклад = 20% * Sполез.произв.                                                                (29)

Sсклад = 0,2 * 49,87 = 9,97 (м2)

Sбыт. – бытовое помещение

Sбыт. = 12% * Sполез. произв.                                                                 (30)

Sбыт = 0,12 * 49,87 = 5,98 (м2)

Sвспом. – вспомогательная площадь

Sвспом. = Sскл. + Sадм + Sбыт                                                                (31)

Sвспом = 9,97 + 15 + 5,98 = 30,95 (м2)

SАУП – административная площадь

SАУП = 3 – 5м2 на ЧАУП                                                                                                                         (32)

SАУП = 3 * 5 = 15 (м2)

Sуч – общая площадь сварного участка

Sуч = Sполез.произв + Sвспом                                                                 (33)

Sуч = 49,87 + 30,95 = 80,82 (м2)

Sобщ. уч-ка – полная площадь участка

Sобщ. уч-ка = Sполез.произв + Sсклад. + SАУП + Sбыт                         (34)

Sобщ. уч-ка = 49,87 + 9,97 + 15 + 5,98 = 80,82 (м2)

Полная площадь участка – это в которую входят: дополнительная, основная, производственная площадь, площадь складских и вспомогательных помещений, административных и бытовых помещений.

5.8 Организация снабжения участка сборочно-сварочного цеха

(электроэнергией, газом, водой, сжатым воздухом)

Снабжение электроэнергией

Механический участок занимается ремонтом и изготовлением различных деталей и металлоконструкций, необходимых для основного производства. В состав цеха водят различные металлообрабатывающие станки, сварочное и грузоподъёмное оборудование, вентиляторы. Мощность электроприёмников цеха составляет от 5 до 105 кВт. Электроприёмники работают в длительном (металлообрабатывающий станки, вентиляторы) и в повторно кратковременном режимах (машины дуговой сварки, грузоподъёмное оборудование ). Электроприёмники цеха работают на переменном 3-х фазном токе (металлообрабатывающие станки, вентиляторы, грузоподъёмное оборудование ) и однофазном токе (машины дуговой сварки, освещение). Электроприёмники цеха относятся к третьей категории по требуемой степени надёжности электроснабжения. Окружающая среда в цехе нормальная, поэтому всё оборудование в цехе выполнено в нормальном исполнении. Площадь цеха составляет 80,82 (м2). Электроснабжение механического участка осуществляется от 2х трансформаторной подстанции 6/0,4кВ   с  мощностью   трансформаторов  по  250 кВА каждый. В свою очередь ТП6/0,4 кВ питается  по взаиморезервируемым кабельным линиям ААБ 3х35, проложенных   в   земле, от вышестоящей  подстанции 35/6кВ с

трансформатором мощностью 4000кВА, которая запитывается от энергосистемы по одно цепной воздушной линии АС-25. На  стороне 6кВ   ТП    6/0,4 в качестве защитного коммутационного оборудования установлены масляные выключатели и разъединители. На стороне 0,4 кВ в качестве аппаратов защиты от токов короткого замыкания установлены предохранители.

 

Снабжение газом

 При централизованном снабжении сварочных (рабочих) постов газами—заменителями ацетилена в помещениях цехов промышленных предприятий разрешается прокладка газопроводов горючего газа—заменителя ацетилена с давлением не выше 0,6 МПа. Газопроводы с более высоким давлением (ниже 1,2 МПа) допускается прокладывать только в тех случаях, когда это необходимо по условиям производста. Снабжение рабочих постов горючими газами производится: по цеховым распределительным газопроводам РГ, от разрядной (перепускной) рампы или от индивидуальных баллонов. В первом случае горючие газы поступают из магистрального газопровода в цеховые распределительные газопроводы высокого (300...600 кПа) и среднего давления (5...300 кПа) через газорегуляторный пункт ГРП или установку ГРУ. Снабжение рабочих постов газом по газопроводам низкого давления (менее 5 кПа) практически неосуществимо. Для цеховой разводки используют преимущественно газопроводы среднего давления (20... 150 кПа). В местах отбора газа газопровод заводится в газоразборный пост, в котором смонтированы запорный вентиль, обратный клапан  и, в случае необходимости, сетевой редуктор или баллонный. Давление сжиженного газа, подаваемого на сварочный пост, не должно превышать 150 кПа. При давлении газа в газопроводе 150...300 кПа в местах отбора газа должен быть установлен сетевой редуктор для снижения давления газа. Если давление горючего газа в газопроводе превышает 300 кПа, его необходимо снизить в ГРП или ГРУ до этого уровня перед сетевым редуктором. Вместо обратных клапанов допускается использовать предохранительные затворы, рассчитанные на наибольшее рабочее давление газа перед автогенной аппаратурой и соответствующую пропускную способность.

Снабжение водой.

Снабжение сжатым воздухом производится от отдельно стоящей компрессорной станции типа 7(6)К-20А, производительностью соответственно 140(120) м3/мин. На заводе потребителями сжатого воздуха являются следующие цеха: заготовительный, кузнечный, механосборочный, термический, штамповочный, сварочный, металлопокрытий, инструментальный, малярно-сдаточный и прочие. Выбран типовой проект компрессорной станции. Произведен аэродинамический и прочностной расчеты сетей сжатого воздуха, соединяющих компрессорную станцию с каждым цехом – потребителем. Представлено описание компрессорной 7(6)К-20А. В графической части работы приводятся принципиальная и технологическая схемы компрессорной станции, конструктивное оформление основного оборудования с учетом требования эксплуатации. Машины, сжимающие воздух свыше 3 кгс/см2, называются воздушными компрессорами. По принципу работы компрессоры разделяются на: поршневые, ротационные, центробежные и осевые. Применение того или иного типа компрессора зависит от конкретных условий, в которых он должен работать. В поршневом компрессоре сжатие воздуха производится в цилиндре посредством поршня, совершающего возвратно-поступательное движение. Поршневые компрессоры, сжимающие воздух от 5 до 1000 кгс/см2 и производительностью до 100м3/мин, рационально применять в компрессорных станциях производительностью до 500м3/мин. Поршневые компрессоры выпускаются большой номенклатурой марок разной производительности, от долей до нескольких сотен кубических метров в минуту, и развивают давление от одной до сотен тысяч атмосфер. Поршневые компрессоры надежно работают в тяжелых условиях и при непрерывной круглосуточной эксплуатации.

5.9 Научная организация труда сварочного поста электросварщика

Научная организация труда (НОТ) на предприятии есть совокупность организационных, технологических и санитарно-гигиенических мероприятий, обеспечивающих наиболее целесообразное использование рабочего времени, производственных навыков и творческих способностей каждого члена коллектива, способствующих устранению тяжелого ручного труда, неблагоприятных воздействий окружающей среды на организм работающего, снижение травматизма. Правильная организация рабочего места сварщика способствует не только повышению производительности труда и качества сварки, но и обеспечению безопасных условий работы, снижению травматизма и несчастных случаев.

В зависимости от габаритов свариваемых изделий и характера производства рабочее место сварщика может быть расположено либо в специальной кабине, либо в цехе или непосредственно на сборочном объекте. Размеры кабины должны быть не менее 2x2 м2. Стены кабины делают высотой 1,8-2 м. Для лучшей вентиляции между полом к нижним обрезом стенки оставляют просвет 150-200 мм. В качестве материала для стен кабины можно использовать тонкое железо, а также фанеру, брезент, прочитанные огнестойким составом, или другие огнестойкие материалы. Каркас кабины делают из металлических труб или уголковой стали. Дверной проем кабины обычно закрывают брезентовым занавесом, укрепленным на кольцах.

Как указывалось выше, для окраски стен кабины рекомендуется применять цинковые белила, желтый крон, титановые белила, которые хорошо поглощают ультрафиолетовые лучи. Окраска сварочных цехов и кабин в темные цвета не рекомендуется, так как при этом ухудшается общая освещенность места сварки. В тех случаях, когда сварочные работы приходится выполнять на открытых участках цеха, места сварки со всех сторон надо огораживать щитами или ширмами. Наружные стороны таких оградительных устройств рекомендуется окрашивать в яркие цвете (лучше в виде «зебры»), чтобы они лучше просматривались. Чтобы предупредить посторонних лиц об опасности, на таких щитах надо делать крупными буквами надписи: «Осторожно, идет сварка»!

В организации сварочных работ важное значение имеет правильное размещение оборудования. Многопостовые агрегаты и установки, состоящие из нескольких сварочных агрегатов, располагают в отдельном помещении или на площади общего производственного помещения, огражденной постоянными перегородками высотой не менее 1,7 м. Сварочные преобразователи при работе создают шум, оказывающий вредное действие на нервную систему человека, вызывая понижение  внимания и снижение работоспособности. По этой причине все сварочные преобразователи надо изолировать в помещение цеха или вынести их за пределы производственного помещения, огородив со всех сторон и укрыв от атмосферных осадков.

В стационарных многопостовых сварочных установках присоединение сварочных постов к электросварочному агрегату осуществляют через общий щит, на котором должны находиться необходимые измерительные приборы, защитные средства, сигнальные лампочки, рубильники и зажимы для присоединения сварочных постов. При однопостовой сварке должны быть предусмотрены индивидуальные щиты, оборудованные вольтметром и сигнальной лампочкой, указывающей сварщику на наличие пли отсутствие напряжения в сварочной цепи.

Проходы между многопостовыми сварочными агрегатами и между установками автоматической сварки должны быть не менее 1,5 м; проходы между однопостовыми сварочными трансформаторами или между сварочными генераторами, а также проходы с каждой стороны стеллажа или стола для выполнения ручных сварочных работ -  не менее 1 м. Расстояние между стационарным сварочным  агрегатом   и  стеной   или  колонной  должно составлять не менее 0,5 м,  а расстояние   между стеной или колонной и сварочным автоматом - не менее 1  м. Проходы между машинами точечной и шовной (роликовой) сварки с расположением рабочих    мест   напротив друг друга должны быть не менее 2 м, а между машинами стыковой сварки — не менее 3 м. Мри расположении перечисленных выше машин тыльными    сторонами друг к другу ширина проходов должна быть    не    менее 1  м, а при расположении передними и тыльными сторонами друг к другу -    не менее 1,5 м.

5.10 Организация подъемно-транспортного оборудования участка сборочно-сварочного участка

Подъемно-транспортное оборудование предназначено для механизации складских работ. При использовании средств механизации на складах повышается производительность и облегчается труд работников, ускоряется выполнение складских операций, увеличивается пропускная способность складов, сокращаются простои транспортных средств под погрузкой и выгрузкой, улучшается использование складских площадей за счет увеличения высоты укладки товаров, уменьшаются себестоимость работ и издержки, связанные с передвижением товаров, повышается безопасность производства работ.

Подъемно-транспортное оборудование, применяемые на складах, должны строго соответствовать своему назначению, обладать необходимой прочностью, устойчивостью и подвижностью, обеспечивать удобство и безопасность труда, занимать небольшие маневровые площади и обслуживаться малым числом работников, быть однотипными, экономичными и максимально соответствующими по производительности объему работ, подлежащему выполнению.

Машины и устройства, механизирующие перегрузочно-транспортные складские операции, можно подразделить на вспомогательные средства механизации («малая механизация») и основные средства механизации — оборудование большой производительности. На малых и средних складах широко применяют вспомогательные приспособления и устройства, частично механизирующие отдельные складские операции, но значительно облегчающие труд. К средствам «малой механизации» относятся разнообразные ручные тележки, подъемники, роликовые дорожки и т. п.

На многих складах подъемно-транспортное оборудование достаточно эффективны, особенно на мелких складах, а также недогруженных участках крупных складов, где содержание высокопроизводительного механизма может оказаться экономически нецелесообразным. Основными средствами механизации складов являются электропогрузчики и автопогрузчики, электрокары, конвейеры, мостовые и козловые краны и др. Подъемно-транспортное оборудование, применяемые в складском хозяйстве, подразделяются также на ряд категорий и видов, объединяемых в отдельные группы по производительности, направлению и характеру перемещения грузов, виду движущей силы и типу конструкций.

5.11 Организация контроля качества сварочных соединений

Операционный контроль сварочных работ выполняется производственными мастерами службы сварки и контрольными мастерами службы технического контроля (СТК).

Перед началом сварки проверяется:

наличие у сварщика допуска к выполнению данной работы;

качество сборки или наличие соответствующей маркировки на собранных элементах, подтверждающих надлежащее качество сборки;

состояние кромок и прилегающих поверхностей;

наличие документов, подтверждающих положительные результаты контроля сварочных материалов;

состояние сварочного оборудования или наличие документа, подтверждающего надлежащее состояние оборудования;

температура предварительного подогрева свариваемых деталей (если таковой предусмотрен НТД или ПТД).

В процессе сварки проверяется:

режим сварки;

последовательность наложения швов;

размеры накладываемых слоев шва и окончательные размеры шва;

выполнение специальных требований, предписанных ПТД;

наличие клейма сварщика на сварном соединении после окончания сварки.

5.12 Составление плана участка сборочно-сварочного цеха

Для получения высококачественной сварной конструкции необходим оборудованный специальный участок, отвечающий всем требованиям, выдвигаемым спецификой сварки. Прежде всего, на участке должна быть обеспечена чистота. Для этого необходима регулярная протирка влажной тряпкой всех приспособлений и пола, причем покрытие пола должно быть моющимся (кафель, линолеум, металл). На участке не должно быть сквозняков, большой влажности, пыли. Для работы на участке должна быть выделена спецодежда и обувь на непачкающей резиновой подошве.

Площадка для хранения материалов и оборудования, генераторная, площадка расконсервации и бытовые помещения должны находиться за пределами сборочно-сварочного участка. Участок химической обработки сварочных материалов следует располагать за пределами помещения (цеха), в котором оборудован участок для сварки. На участке необходимо предусмотреть подвод воды для охлаждения сварочного оборудования и точки для подключения пневмо- и электроинструмента, причем сжатый воздух должен подаваться после дополнительной сушки и очистки. Если предстоит сварка внутри объемной конструкции, то необходимо обеспечить местную вытяжную вентиляцию для удаления отходящих газов и аэрозолей из объема конструкции, где производится сварка.

Химически обработанную сварочную проволоку необходимо хранить в плотно закрывающемся (желательно сушильном) шкафу или ящике. Для доставки сварочной проволоки и деталей после их химической обработки необходимо иметь специальный шкаф или чистые чехлы. Химическая обработка должна быть организована так, чтобы не превышался допустимый срок хранения обработанных материалов. На рис. 1, 2 приведены примеры планировки участков.


Рис. 1. Планировка участка сварки крупногабаритных изделий из алюминиевых сплавов:

1 — электрощит; 2 — сушильный шкаф; 3 — подвод воды, сжатого воздуха и слив воды; 4 — стойка с баллонами защитного газа; 5 — оборудование ультразвукового и вакуумного контроля; 6 — оборудование рентгеновского контроля; 7 — роликовый стенд для сварки кольцевых швов; 8 — стенд для сварки продольных швов обечаек; 9 — стенд укрупненной сборки и кантовки; 10 — рамный кантователь для сварки плоских деталей.


Рис. 2. Пример планировки участка сварки:

1 — сварочный автомат; 2 — источники питания; 3 — стойка с баллонами и; аппаратура управления; подвод воды, сжатого воздуха и слив воды; 5 — электрощит; 6 — слесарный верстак; 7 — сушильный шкаф; 8 — вспомогательная оснастка; 9 — люнет; 10 — стеллаж.

На участке должна быть предусмотрена возможность проведения рентгеновского контроля свариваемых изделий непосредственно в приспособлениях, для чего необходимы радиационные заграждения для размещения там операторов и аппаратуры управления при контроле.

6. Экономическая часть

6.1 Расчет стоимости имущества

Наименование оборудования

Кол-во

оборуд

Отпускная цена, тыс. руб.

Балансовая стоимость, тыс. руб.

Станок сверлильный

Верстак

Камера пескоструйная

Стол контрольный

Стол комплектовочный

Пост сварочный

1

3

1

2

1

5

50 000

17860

84999

9500

10500

386236

50 000

53580

84999

19000

10500

1931180

Итого:

559095

2149259

6.2 Расчет стоимости основных и вспомогательных материалов

1)Рассчитаем расход сварочной проволоки:

                 Сэл = Qн * B * Цэл                                                                   (2)

где Сэл – стоимость сварочной проволоки (руб/м)

Qн – масса наплавленного металла (кг/м)

В – расход сварочной проволоки на 1 кг наплавленного металла (кг)

Цэл – цена 1 кг электродной проволоки (руб)

Сэл = 0,213 * 1,08 * 76 = 17,78 руб на 1 метр шва

Сэл = 17,78 * 5 = 87,4 руб на 5 метров шва

2) Рассчитаем расход на защитный газ (аргон):

             Сг = 1,06 * tк * Рг * Цг                                                                  (3)

где коэффициент 1,06 – расход на продувку

tк – время сварочных работ( ч/м шва)

Рг – расход защитного газа (м3/мин)

Цг – цена 1м3 газа (руб)

С2= 1,06 *17 * 8 * 21 = 171 руб на 1 метр шва

С2 = 171 * 5 = 855 руб на 5 шва

3) Рассчитаем расход электроэнергии:

                                                      (4)

где tк- время сварочных работ ч/м шва

U – напряжение дуги (В)

J – сварочный ток (А)

П – коэффициент действия источников питания дуги

Wк – мощность холостого хода питания дуги (кВт)

Кп – коэффициент потерь в сети завода (1,04 – 1,09)

Цэ – цена 1 кВт электроэнергии руб. (2,26)

Сэл =34,83 руб.

6.3 Расчет фондов заработной платы персонала участка

Расчет численности основных рабочих

Наименование профессии

Количество

человек

Оклад

ФЗП год

Премии

40%

Уральский

кофициэнт

ФЗП

Сумма

рублей

Комплектовщик

1

16000

192000

76800

40320

309120

Пескоструйщик

2

7800

93600

37440

19656

150696

Слесарь-сборщик

3

25000

300000

120000

63000

483000

Сварщик

9

25000

300000

120000

63000

483000

Сверлильщик

1

7800

93600

37440

19656

150696

Контролер

3

13000

156000

62400

32760

251160

Итого 1827672

Расчет численности вспомогательных рабочих

Професс

Ко

чел

Раз

Час.т.с

ФРВ

ФЗП

Коф.

Прем.

20%

Район

коф

Фзп

осн

ФзП

год

Наладчи

Грузчик

Распред

1

1

1

4

3

4

57,95

50,89

57,95

1731

1731

1731

100311

88090

100311

20062

17618

20062

18055

70472

18055

13115

11517

13115

157382

138209

157383

                                                                                                     Итого 1087281

ФзП год = ФзП осн +ФзП доп

ФзП = Ставка * ФрВ

Премия 20% = ФзП * 0,2

Район коф 15% = (ФзП +  Премия) * 0,15

ФзП осн = ФзП + Премия + Урал, коф

Расчет численности ИТР

Наименование профессии

Количество

человек

Оклад

ФЗП год

Уральский

кофициент

ФЗП

Сумма

Начальник цеха

Мастер

1

1

19955

8530

239460

102360

35919

15354

365379

47714

                                                                                                Итого 483093

ФзП год = Оклад * 12

Премия = ФзП *0,4

Урал, коф = (ФзП + Премия) * 0,15

ФзП = ФзП год + Премия + Урал, коф

Министерство образования и науки Российской Федерации

отделение среднего профессионального образования

филиала федерального государственного бюджетного

образовательного учреждения высшего профессионального образования

«Уфимский государственный авиационный технический университет»

в г.Кумертау «Авиационный технический колледж»

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ

ЗАПИСКА

ДИПЛОМНИК

КОНСУЛЬТАНТ

РЕЦЕНЗЕНТ

КОНСУЛЬТАНТ ПО ЭКОНОМИКЕ

К ЗАЩИТЕ ДОПУЩЕН

ЗАМ. ДИРЕКТОРА ПО УР   

Кумертау 2013 г.

Министерство образования и науки Российской Федерации

отделение среднего профессионального образования

филиала федерального государственного бюджетного

образовательного учреждения высшего профессионального образования

«Уфимский государственный авиационный технический университет»

в г. Кумертау «Авиационный технический колледж»

УТВЕРЖДАЮ

Зам.директора по УР

Е.В. Шварц

ЗАДАНИЕ

на дипломное проектирование

Студент группы СП – 409 Суяргулов Ильдар Наилович

Тема проекта Проектирование участка цеха по изготовлению сварного узла Стрела 9980.0660.000

                                                      

 Специальное задание

                                                                                           Дата выдачи

Срок сдачи проекта


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

43785. Лишение свободы как уголовное наказание 163.04 KB
  В теории уголовного права нет единого определения содержания наказания в виде лишения свободы, но большинство ученых считают, что содержание этого одного из наиболее суровых видов наказаний состоит в принудительной изоляции осужденного путем помещения его в предназначенные для этого учреждения на срок, установленный приговором суда, со специальным режимом содержания.
43786. Розробка обємно-планувальних рішень готелю на 90 місць категорії *** 386.97 KB
  Метою дипломної роботи є розробка обємнопланувальних рішень готелю на 90 місць категорії . Задачі роботи: Визначити земельну ділянку для будівництва готелю. Обґрунтувати розміщення готелю на земельній ділянці.
43787. ЕФЕКТИВНІСТЬ ВИКОРИСТАННЯ СПЕКТРУ СМУГ ЧАСТОТ 174 – 230 МГц, 470 – 862 МГц 2.45 MB
  МЕРЕЖІ ЦИФРОВОГО ТЕЛЕБАЧЕННЯ 1. Найбільш важливими ресурсами мережі цифрового телебачення є частотний і територіальний ресурси. Портативний прийом може забезпечуватися методами організації одночастотної мережі з використанням заповнювачів. Найбільш важливими ресурсами мережі цифрового телебачення є частотний і територіальний ресурси.
43788. Оценка и анализ инвестиционных проектов на примере капиталообразующих вложений аэропорта «Внуково» 506.64 KB
  Инвестиции могут осуществляться в различных формах. В целях систематизации планирования и анализа они могут быть сгруппированы по ряду различных оснований или признаков классификации. Объект инвестирования выступает базисным типологическим признаком при классификации инвестиций.
43789. Державне регулювання попиту і пропозиції на регіональному ринку праці (на прикладі Житомирської області) 374.62 KB
  Здебільшого ринок праці визначається як інститут або механізм, у якому покупці та продавці здійснюють процеси купівлі-продажу товару «робоча сила», вступаючи у відносини товарного обміну. Очевидно, що при визначенні поняття «ринок праці» багато уваги приділяється обміну через те, що ця сфера відіграє значну роль у системі суспільного виробництва і саме в ній відбуваються процеси купівлі–продажу товару.
43790. Изучение элементов диодной оптопары: светодиода и фотодиода 462.73 KB
  Оптронами называют такие оптоэлектронные приборы в которых имеются источник и приемник излучения светоизлучатель и фотоприемник с тем или иным видом оптической и электрической связи между ними конструктивно связанные друг с другом. Яркость излучения L величина равная отношению силы света к площади светящейся поверхности. Максимальное спектральное распределение λmx длина волны излучения соответствующая максимуму спектральной характеристики излучения СИД. Характеристики светодиодов Цвет свечения характеризуется спектральными...
43791. Особенности изображения пространства и времени в поэзии XX века (на материале лирики А. Блока, В.Брюсова, О. Мандельштама) 126.25 KB
  Еще одним свойством литературных времени и пространства является их дискретность прерывность. Применительно ко времени это особенно важно поскольку литература оказывается способной не воспроизводить весь поток времени но выбирать из него наиболее существенные фрагменты обозначая пропуски пустоты с художественной точки зрения определенными формулами. Не имея возможности подробно останавливаться на моделях времени отметим лишь что от модели к модели время постепенно распрямляется и абстрагируется от событий его заполняющих. Эти...
43792. Особенности рассмотрения и разрешения трудовых споров о восстановлении на работе 127.24 KB
  Дела о восстановлении на работе. Подсудность и подведомственность дел о восстановлении на работе Лица участвующие в деле о восстановлении на работе. Доказывание по делам о восстановлении на работе
43793. Вопросы налогообложения и бухгалтерского учета ОАО «Металлург» 150.67 KB
  Основой рыночного механизма являются экономические показатели, необходимые для планирования и объективной оценки производственно-хозяйственной деятельности предприятия, образования и использования специальных фондов, соизмерения затрат и результатов на отдельных стадиях воспроизводственного процесса.