Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Подп. и дата
Подп. и дата
Инв. № подл.
Инв. № подл.
Взаим. инв. №
Взаим. инв. №
Инв. № дубл
Инв. № дубл
Подп. и дата
Подп. и дата
Лист
Лист
КП СП.00.00.000 ПЗ
КП СП.00.00.000 ПЗ
Дата.
Дата.
Подп.
Подп.
№ докум.
№ докум.
Лист.
Лист.
Изм.
Изм.
Введение
Сварка является одним из основных технологических процессов при изготовлении разнообразных металлических конструкций. Диапазон применения сварки очень велик. При помощи сварки сооружаются тысячекилометровые трубопроводы и железнодорожные пути, возводятся высотные здания и уникальные конструкции, изготовляются самые разнообразные машины и механизмы. Без сварки невозможно изготовить бытовую технику – холодильник, компьютер.
Сварка начинает свою историю с изобретения русского ученого Бенардоса, который в 1881 году предложил частично расплавлять и сваривать металл с помощью электрической дуги. Русский ученый Славянов в 1888 году предложил использовать вместо угольного электрода металлический. Также развивалась на равнее с этими способами и газовая сварка, которая использовала пламя. А в 1907 году шведский ученый Кельберг предложил применять для сварки покрытые металлические электроды. Сварка наиболее прогрессивный способ соединения металлических конструкций.
Хорошее качество и высокая производительность позволяет применять сварку в изготовлении разнообразных металлоконструкций. Современная сварка за то, что она есть, такая как есть, обязана таким ученым и инженерам как академику Петрову, который впервые в мире получил электрическую дугу. С 1940 года успешно используется и развивается автоматическая и полуавтоматическая сварка.
Серьезным достижением сварочной науки и техники является разработка в 1949 году в СССР принципиально нового способа сварки плавлением, получившего название электрошлаковый. В пятидесятых годах промышленностью освоен способ сварки в среде углекислого газа, который является самым распространенным способом сварки. В шестидесятых и семидесятых успешно развивались – лазерная, плазменная, электронно-лучевая сварка. Научный прогресс не стоит на месте и с каждым годом появляются все новые и новые более экономичные источники питания сварочной дуги. Сварка позволяет соединять практически любые применяющиеся в промышленности материалы – керамику, металлы, пластмассы.
В последнее время в РБ и за рубежом разработаны и внедрены в производство новые конструкции источников питания сварочной дуги, которые потребляют меньшее количество электроэнергии, оборудование для механизированных и автоматизированных способов сварки. К высокопроизводительным заводам в РБ по изготовлению сварных конструкций относятся такие заводы, как МТЗ, МАЗ, БелАЗ, МоАЗ, “Могилёвтрансмаш”, “Лифтмаш” и многие другие, где большой объём сварных конструкций производится на поточных линиях.
1 Технологический раздел
1.1 Описание сварной конструкции, ее назначение
Сварная конструкция Кронштейн задний СМА 164.01.080А является консольной опорной деталью или конструкцией, служащей для крепления частей машин или сооружений к вертикальной стене или колонне.
Кронштейн задний СМА 164.01.080А состоит из следующих сборочных единиц и деталей:
- поз. 1- уголок(1шт.);
- поз. 2- платик(2шт.);
- поз. 3- бобышка (6шт.).
1.2 Обоснование материала сварной конструкции
Выбор материала данной сварной конструкции производится на основании обеспечения жесткости и прочности с учетом наименьших затрат на ее изготовление.
Кронштейн задний СМА 164.01.080А изготовляется из стали 09Г2С.
Сталь 09Г2С – низколегированная сталь, она обладает повышенной прочностью, хорошо сваривается, при обычной технологии обеспечивается хорошее качество сварных соединений без пор в металле шва и трещин в околошовной зоне.
Таблица 1 - Химический состав стал
|
Марка стали |
ГОСТ |
Содержание элементов, % |
|||||
|
С |
Si |
Mn |
Cr |
Ni |
Cu |
||
|
09Г2С |
19281-89 |
0,10 |
0,5 |
1,3 |
0,2 |
0,2 |
0,2 |
Таблица 2 – Механические свойства стали
|
Марка стали |
ГОСТ |
Временное сопротивление разрыву, МПа |
Предел текучести, МПа |
Относительное удлинение, % |
Ударная вязкость, мД/м² |
Расчётное сопротивление, МПа |
||
|
При t, °С |
||||||||
|
20 |
40 |
70 |
||||||
|
09Г2С |
19281-89 |
430 - 490 |
265 - 345 |
21 |
59-64 |
34-39 |
29-34 |
345 |
Определение свариваемости стали
(1)
где С – содержание углерода, %;
Mn – содержание марганца, %;
Ni – содержание никеля, %;
Cr – содержание хрома, %;
Mo – содержание молибдена, %;
V – содержание ванадия, %.
Так как у стали 09Г2С 0,23% , то она хорошо сваривается, не требует термообработки и предварительного подогрева.
1.3 Технические условия на изготовление сварной конструкции
Все детали и сборочные единицы в целом должны быть изготовлены в соответствии с требованиями стандартов, технических условий, конструкторской и технологической документации. Сварные швы при сварке должны соответствовать требованиям ГОСТ 14771-76.
При изготовлении деталей должна учитываться усадка, вызываемая наложением сварных швов.
Величина припуска, компенсирующего усадку, если она не указана в технологической документации, должна составлять для полос и листов при сварке встык 0,1 от толщины свариваемых деталей на каждый стык.
Детали, подаваемые на сборочные операции, должны быть сухими, чистыми и выправленными. Свариваемые кромки и прилегающие к ним зоны металла шириной не менее 20мм перед сборкой должны быть очищены от масла, ржавчины, влаги, грязи и др.
Сборка под сварку должна производиться согласно требованиям конструкторской документации. Порядок сборки оговаривается в технологическом процессе, разработанном на предприятии- изготовителе.
При сборке под сварку данного узла должна быть обеспечена точность соединений в пределах размеров и допусков, оговоренных чертежами и технологической документацией.
Приспособления должны обеспечивать максимальную возможность сварки в нижнем положении.
Метод сборки должен обеспечивать правильное взаимное расположение сопрягаемых элементов и свободный доступ к местам сварки. Заполнять зазоры кусками проволоки и металла не допускается.
Прихватка, как и сварка узла должны осуществляться одними и теми же сварочными материалами. Прихватку осуществлять только в местах сварки. Сварку узла следует выполнять в закрытом помещении. Выполнение сварочных работ на открытом воздухе допускается при условии защиты места сварки от атмосферных осадков и ветра.
Сварка металлоконструкции должна производиться по технологическому процессу, разработанному в соответствии с конструкторской документацией с указанием конкретного типа оборудования, технологической оснастки и сварочных материалов, а также режимов сварки. Технологический процесс должен быть утвержден предприятием-изготовителем.
Соблюдение технологического процесса должно контролироваться ОТК и технологическими службами-разработчиками данного технологического процесса периодически. Оборудование, используемое при изготовлении конструкции, должно обеспечить стабильность параметров режимов сварки, заданных в технологическом процессе.
При выполнении сварочных работ не допускается:
- отступлении от порядка сборки-сварки, указанных в технологическом процессе;
- зажигание дуги на основном металле вне границ шва. Защищать сварной шов только после его полной кристаллизации способами не повреждающими поверхность шва и околошовной зоны.
1.4 Определение типа производства
Все машиностроительные предприятия, цехи и участки могут быть отнесены к одному из трёх типов производства:
- единичному;
- серийному;
- массовому.
Единичное производство характеризуется широкой номенклатурой изготавливаемых изделий и малым объёмом их выпуска. Оно отличается универсальностью оборудования и рабочих мест.
Технологический процесс в серийном производстве дифференцирован, т.е. разделён на отдельные операции, которые закреплены за отдельными рабочими местами. Сравнительно устойчивая номенклатура позволяет широко применять специальные сборочно-сварочные приспособления, внедрять автоматизированные способы сварки, а на отдельных участках организовать поточные линии. При этом используется как общецеховой транспорт, так и напольный
В серийном производстве более детально разрабатываются технологические процессы с указанием режимов работ, способов контроля.
Серийное производство значительно эффективнее, чем единичное, так как более полно используется оборудование, а специализация рабочих мест обеспечивает производительность труда. В зависимости от числа изделий в партии и значения коэффициента закрепления операций различают мелкосерийное, среднесерийное и крупносерийное производство.
Массовое производство характеризуется непрерывным изготовлением узкой номенклатуры изделий в течение продолжительного времени и большим объёмом выпуска.
Исходя из массы заднего кронштейна и его габаритов, а также заданной программы выпуска 19000 шт., с учётом особенностей каждого типа производства выбирается тот или иной тип производства. В данном случае выбирается среднесерийный тип производства.
1.5 Выбор и обоснования методов сборки и сварки
В условиях серийного производства сборка под сварку производится на универсальных плитах с пазами, снабжёнными упорами, фиксаторами с различными зажимами. На универсальных плитах сборку следует вести только в тех случаях, когда в проекте заданы однотипные, но различные по габаритам сварные конструкции. При помощи шаблонов можно собрать простые сварные конструкции.
Кроме того, сборочные приспособление обеспечивают снижение длительности сборки и повышение производительности труда, облегчение условий труда, повышение точности работ и улучшение качества готовой сварной конструкции.
Собираемые под сварку детали крепятся в приспособлениях и на стендах с помощью различного рода винтовых, ручных, пневматических и других зажимов.
Выбор того или иного способа сварки зависят от следующих факторов:
- толщины свариваемого материала;
- протяжённости сварных швов;
- требований к качеству выпускаемой продукции;
- химического состава металла;
- предусматриваемой производительности;
- себестоимости 1 кг наплавленного металла.
Среди способов электродуговой сварки наиболее употребляемыми являются:
- ручная дуговая сварка;
- механизированная сварка в среде защитных газов;
- автоматическая сварка в среде защитных газов и под флюсом.
Преимущества ручной дуговой сварки:
- возможность сварки в любых пространственных положениях;
- возможность сварки в местах с ограниченным доступом;
- сравнительно быстрый переход от одного свариваемого материала к другому;
- возможность сварки самых различных сталей благодаря широкому выбору выпускаемых марок электродов;
- простота и транспортабельность сварочного оборудования.
В настоящее время на машиностроительных предприятиях Республики Беларусь всё шире ведутся работы по внедрению в производство сварки в аргоне в смеси с углекислым газом. При сварке в СО2 проволоками любого диаметра выявляется два вида переноса расплавленного металла, характерные для оптимальных режимов: с периодическими замыканиями дугового промежутка и капельный перенос без коротких замыканий. При сварке в смеси Аr+CQ2 область режимов сверки с короткими замыканиями дугового промежутка отсутствует. Изменение характера переноса при замене защитной среды можно рассматривать, как улучшение технологического процесса тем более, что оно сопровождается улучшением качественных и количественных характеристик процесса сварки: разбрызгивания и набрызгивания металла на сваривание детали и сопло.
При сварке в углекислом газе на оптимальных режимах на детали набрызгивается примерно 1 г/Ач брызг. Брызги прихватываются к поверхности свариваемого металла и с трудом удаляются металлической щёткой. 25-30% крупных капель привариваются к металлу, и для их удаления необходима работа с зубилом или другими средствами зачистки шва. Существенное уменьшение набрызгивания на деталь наблюдается при сварке в смеси Ar+CO2 как минимум в 3 раза. При сварке в СО2 существует область режимов, при которых наблюдается повышение забрызгивания сопла. Для проволоки диаметром 1,2 мм - 240-270 А. При сварке в смеси аргона и углекислого газа область режимов большого разбрызгивания практически отсутствует. При забрызгивании сопла ухудшается состояние газовой защиты, а периодическая очистка снижает производительность. Форма провара при сварке СО2 в округлая и сохраняется в смеси Ar+CO2 при малых токах. При больших токах в нижней части провара появляется выступ, увеличивающий глубину проплавления, что увеличивает площадь разрушения по зоне сплавления и уменьшает деформации в шве.
1.6 Режимы сварки
Режимом сварки называется совокупность характеристик сварочного процесса, обеспечивающих получение сварных соединений заданных размеров, форм, качества. При всех дуговых способах сварки такими характеристиками являются следующие параметры: диаметр электрода, сила сварочного тока, напряжение на дуге, скорость перемещения электрода вдоль шва (скорость сварки), род тока и полярность.
Параметры режима сварки влияют на форму, и размеры шва. Поэтому, чтобы получить качественный сварной шов заданных размеров, необходимо правильно подобрать режимы сварки, исходя из толщин свариваемого металла, типа соединения и его положения в пространстве. На форму и размеры шва влияют не только основные параметры режима сварки; но также и технологические факторы, как род и плотность тока, наклон электрода и изделия, вылет электрода, конструкционная форма соединения и величина зазора.
При значении катета шва, который равен 5, то площадь поперечного сечения шва, Fш , будет равна 20,3 мм2.
Определяем скорость сварки, , м/ч по формуле
(2)
где αH - коэффициент наплавки, г/А-ч;
I - сила тока, А;
γ - удельная плотность;
γ = 7,85 г/см³;
Fш - площадь поперечного сечения шва;
Fш = 20,3 мм2.
Определяем скорость подачи сварочной проволоки,м/ч.
где d – диаметр сварочной проволоки, мм.
Определяем расход проволоки mпр, г, по формуле
mпр = mнм × kэ, (3)
где mнм – масса наплавленного металла, г;
mнм = 117 г;
kэ – коэффициент расхода электрода;
kэ = 1,15.
mпр = 117 × 1,15 = 135г
Таблица 3 – Режимы сварки
|
Катет сварного шва, мм |
Диаметр электрода, d, мм |
Сварочный ток, Iсв, А |
Напряжение дуги, Uд, В |
Расход проволоки, mпр, г |
Скорость сварки, Vсв, м/ч |
Вылет электрода, Iэ, мм |
|
5 |
1,6 |
250-300 |
28-30 |
117 |
24-29 |
15-20 |
1.7 Выбор сварочных материалов
Для изготовления заднего кронштейна применяется низколегированная сталь 09Г2С.
Для сварки заднего кронштейна используются сварочную проволоку
Св-08Г2С ГОСТ 2246-70. Данная проволока - предназначена для механизированной сварки в углекислотном газе, газовых смесях и под флюсом низкоуглеродистых и низколегированных сталей.
Также при сварке используют аргон газообразный ГОСТ10157-79. Аргон газообразный предназначается для использования в качестве защитной среды при сварке, лазерной резке, плавке активных и редких металлов и сплавов на их основе, алюминия и легированных сталей различных марок. В котором объёмная доля аргона не менее 99,993%; объёмная доля кислорода не более 0,0007% и объёмная доля азота не более 0,005%.
Таблица 4 – Химический состав сварочной проволоки
|
Марка проволоки |
ГОСТ |
С |
Mn |
Si |
P |
S |
|
не более |
||||||
|
Св-08Г2С |
2246-70 |
0,05-0,11 |
1,8-2,1 |
0,7-0,95 |
0,03 |
0,025 |
1.8 Выбор сварочного оборудования, технологической оснастки,
инструмента
Kemppi FastMig КМ300 предназначен для основных нужд механизированной сварки средней и тяжёлой промышленности, отличающийся высочайшими характеристиками рабочего цикла, компактным и узким корпусом, малой массой, повышая производительность и мобильность на сварочной площадке.
FastMig KM300 удовлетворяет следующие требования:
-точность электронной регулировки;
-высокое качество сварки;
-практичная модульная конструкция;
-малое потребление энергии;
-возможности подачи сварочной проволоки на большое расстояние;
-практичность и широкие функциональные возможности.
Технические характеристики полуавтомата сводим в таблицу 5
Таблица 5 – Технические характеристики сварочного аппарата
|
Характеристики |
КМ-300 |
|
Входное напряжение (В) |
380±15% |
|
Частота (Гц) |
50/60 |
|
Номинальная потребляемая мощность (кВт) |
12,9 |
|
Диапазон выходного тока (А) |
10~300 |
|
Категория изоляции |
H |
|
Класс защиты |
IP23 |
|
Вес (кг) |
34 |
|
Температурный режим |
от -20 до +40 |
|
Термостат |
Автоматическая защита (индикатор перегрева) |
|
Система охлаждения |
Вентилятор |
Технические характеристика сварочного аппарата приведены в приложении Б.
При разработке необходимо учитывать то, что выбор сборочно-сварочного приспособления должен обеспечивать следующие:
- уменьшение трудоемкости работ, повышение производительности труда;
- повышение точности работ, улучшение качества продукции;
Приспособления должны удовлетворять следующим требованиям:
- обеспечивать наивыгоднейший порядок сборки;
- должны быть жесткими и прочными, для точного закрепления деталей;
- обеспечить доступность к местам установки деталей;
- обеспечить положение деталей при которых будет наименьшее число поворотов;
- обеспечить свободный доступ при проверке изделия;
- обеспечить безопасное выполнение сборочно-сварочных работ.
Для организации технологического процесса, а так же для проведения слесарных работ для сварочных операций используется № 2 и № 7 комплекты инструментов.
В комплект инструментов №2 входят: молоток, напильник, плоскогубцы, скребок и металлическая щётка для зачистки брызг металла, мел, ручная шлифовальная машинка, клеймо, защитные очки, щиток и набор светофильтров.
В комплект инструментов №7 входят: молоток, напильник, зубило, щётка металлическая, мел.
1.9 Определение технических норм времени на сборку и сварку
Определение технических норм времени на сборку и сварку по формуле
(4)
где – основное время сварки, мин на 1 м шва;
– вспомогательное время, связанное со сварным швом при полу
автоматической сварке в CO2, мин;
– длина сварного шва, м;
– вспомогательное время, связанное со свариваемым изделиями
работой оборудования, мин;
– коэффициент, учитывающий подготовительно-заключительное
время.
Определение вспомогательное время по формуле
(5)
где – время на установку сборочной единицы, мин;
– время на поворот сборочной единицы в процессе сварки, мин;
– время на перемещение сварщика, мин;
– время на съём сварной конструкции, мин;
Определение основное время сварки по формуле
(6)
где – площадь поперечного сечения шва, ;
– удельная плотность наплавляемого металла, ;
– сварочный ток, А;
– коэффициент наплавки.
Вычисляем вспомогательное время
Вычисление технических норм времени на сборку и сварку
1.10 Расчет количества наплавляемого металла, расхода сварочных
материалов, электроэнергии
Масса наплавляемого металла ,г определяется по формуле
, (7)
где – площадь сечения шва, ;
– удельная плотность металла, ;
Lш – длина шва, см.
Расход проволоки , кг, определяется по формуле
, (8)
где – коэффициент расхода, учитывающий неизбежные потери
проволоки при сварке;
– масса наплавляемого металла, кг
Расход углекислого газа определяется по формуле
(9)
где – масса расходованной проволоки, кг
Расход электроэнергии W, кВт×ч, определяется по формуле
(10)
где – удельный расход электроэнергии на 1 кг наплавляемого метал-
ла, кВт×ч.
кВт×ч
Таблица 6 – Расход сварочных материалов и электроэнергии
|
Наименование конструкции |
Программа |
Расход проволоки на узел, кг |
Расход электроэнергии на узел, кВт×ч |
Расход проволоки на программу, кг |
Расход электро- энергии на программу, кВт×ч |
|
Кронштейн задний СМА 164.01.080А |
19 000 |
0,13 |
0,35 |
3000 |
18200 |
1.11 Расчет количества оборудования и его загрузки
Требуемое оборудование рассчитывается по данным техпроцесса.
Определяем действительный фонд времени работы оборудования
(11)
где – номинальный фонд времени работы оборудования, ч;
– процент простоя оборудования в ремонте (при односменной
работе 3%).
Определяем общую трудоемкость, To, н-ч программы основной и дополнительных сварочных конструкций по операциям техпроцесса
(12)
где – норма штучного времени основной сварной конструкции по
операциям техпроцесса, мин;
В – годовая программа (принимаем одинаково по основной и
дополнительным сварным конструкциям), шт.
,
,
,
,
,
Результаты сводим в таблицу 7
Таблица 7 – Ведомость трудоемкости изготовления сварных конструкций
|
Наименование сварных конструкций |
Наименование операции |
Норма штучного времени, мин |
Программа, В, шт. |
Трудоемкость, Т, н-ч |
|
Кронштейн задний СМА 164.01.080А |
Сборочно- сварочная Слесарная |
7,7 1,1 |
19 000 |
2 438,3 248,3 |
|
Шток СМ5049А-01.05.430 |
Сборочно-сварочная Слесарная |
11,8 1,7 |
19 000 |
3 736,6 560,5 |
|
Поперечина 5516-8501446 |
Сборочно-сварочная Слесарная |
16,5 2,4 |
19 000 |
5 225 783,7 |
Рассчитываем количество оборудования Ср по операциям техпроцесса
(13)
где Т – трудоемкость программы по операциям, н-ч;
– коэффициент выполнения норм;
= 1,1 – 1,2 .
Принимаем 1 единицы сборочно-сварочного оборудования.
Принимаем 2 единицы сборочно-сварочного оборудования.
Принимаем 3 единицы сборочно-сварочного оборудования.
Принимаем 1 единицу слесарного инструмента.
Принятое количество оборудования составляет 7 единиц, которые используются в сборочных и сварочных работах.
Принятое количество оборудования определяем путем округления расчетного количества в сторону увеличения до ближайшего числа. Допускаемая нагрузка не должна превышать 5-6%.
Расчет коэффициента загрузки оборудования по каждой операции
, (14)
где Ср – расчетное количество оборудования, шт;
СП – принятое количество оборудования, шт.
,
,
,
Средний коэффициент загрузки оборудования
, (15)
где - суммарное расчетное количество оборудования, шт.;
- суммарное принятое количество оборудования, шт.
Надо стремится к тому, чтобы средний коэффициент загрузки оборудования был ближе к единице. Строю график на координатных прямых. По оси У выбираю коэффициент загрузки оборудования, по оси Х принятое количество оборудования.
Рисунок 1 – График загрузки оборудования
Количество принятого оборудования сводится в таблицу 8.
Таблица 8 – Принятое оборудование
|
Наименование оборудования |
Количество |
Мощность, кВт |
|
1) Сварочный аппарат |
6 |
12,9 |
|
2) Сборочно-сварочное приспособление |
6 |
|
|
3) Плита слесарная |
1 |
|
|
4) Кран-балка |
1 |
4,2 |
1.12 Расчет количества работающих
Определяем численность основных рабочих Рор, для каждой операции по формуле
(16)
где Т – трудоемкость на годовую программу;
Ф – действительный годовой фонд рабочего времени одного
рабочего, ч;
К – коэффициент выполнения норм выработки;
К=1,1.
Число рабочих округляется до целого числа с учетом количества оборудования.
Принимаем 1 сборщика- сварщика.
Принимаем 2 сборщика- сварщика.
Принимаем 3 сборщика- сварщика.
Определяем численность основных рабочих слесарей
Принимаем 1 слесаря.
Определяем суммарное количество основных рабочих по формуле
, (17)
Принимаем 7 рабочих.
Определяем численность вспомогательных рабочих Рвр по формуле
, (18)
Принимаю 2 рабочих.
Определяем численность служащих Рсл по формуле
(19)
Принимаю 2 служащих.
Результаты расчетов заносим в таблицу 9.
Таблица 9 – Численность работающих
|
Категория работающих |
Количество |
Разряд |
|
1 |
2 |
3 |
|
Основные: - сборщик-сварщик - слесарь |
6 1 |
4 3 |
|
Итого: |
7 |
|
|
Вспомогательные рабочие: - наладчик - слесарь-ремонтник |
1 1 |
5-6 5-6 |
|
Итого: |
2 |
|
|
Служащие: - мастер - технолог |
1 |
11 11 |
|
Итого: |
2 |
1.13 Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования
Затраты на силовую электроэнергию, кВт×ч, определяется по формуле
(20)
где – суммарная мощность электродвигателей, кВт;
– действительный годовой фонд времени работы оборудова-
ния, ч;
– средний коэффициент загрузки оборудования;
– коэффициент одновременной работы электродвигателей (0,6);
– коэффициент полезного действия сети (0,950,97);
– коэффициент полезного действия электродвигателей (0,8).
Затраты на сжатый воздух пневмо-инструмента в процессе сборки и сварки рамы на программу определяем по формуле
, (21)
где Рч – часовой расход сжатого воздуха, м3;
для пневмо-инструмента;
Рч=2,5-4,5 м3;
kооб – коэффициент загрязнения оборудованием, потребляющих сжа-
тый воздух;
kооб=0,5;
Соб – количество приспособлений, потребляющих сжатый воздух.
1.14 Методы борьбы со сварочными деформациями
В процессе изготовления сварной конструкции – заднего кронштейна возникают внутренние напряжения, под действием которых происходят деформации изделий.
При работе сварной конструкции необходимо стремиться к минимальным объемам наплавленного металла, избегать пересечения сварных швов, располагать симметрично сварные швы, применять преимущественно стыковые швы.
Для снижения сварочных напряжений при сварке заднего кронштейна применяется закрепление конструкции в приспособлении. Одной из эффективных мер борьбы со сварочными деформациями является прихватка деталей заднего кронштейна в приспособлении. Для этих целей предусмотрено 4 прихватки по 15 мм.
Для предотвращения деформаций сборка и сварка осуществляются строго по технологическому процессу.
1.15 Выбор методов контроля качества
На всех стадиях производства производят приемку и контроль изделий. Внешним осмотром контроль осуществляют на всех стадиях производства кроме контрольной операции, где помимо внешнего осмотра присутствует и контроль при помощи измеряющих инструментов.
На всех стадиях обработки проверяют:
-соблюдение внешнего вида и формы составных деталей сварной конструкции, в соответствии с техпроцессом, чертежами и техническими условиями на изготовление сварной конструкции;
-отсутствие внешних пороков металла (раковин, расслоений);
-соответствие металла чертежу на основании сертификата и лабораторных исследований.
После сборки сварной конструкции проверяют:
-отсутствие окалины, масла, чистоту металла в месте наложения швов;
-соответствие основных размеров основным чертежам, соблюдение допусков;
-правильная подготовка металла под сварные швы, зазоры.
При сварке т.е. в процессе сварки проверяют:
-соответствие квалификации сварщиков и режимов сварки по техпроцессу;
-зачистка предыдущих слоев шва перед наложением последующего;
-порядок наложения швов по техпроцессу;
-соответствие швов и марки сварочной проволоки чертежным размерам.
На завершающей контрольной операции проверяют:
-качество сборки, сварки и зачистки после сварки внешним осмотром;
-катеты сварных швов катетом 5мм;
-соответствие основных размеров при помощи: штангенциркуль ШЦ-1- 125-01 ГОСТ 166-89, рулетка Р1Н2К ГОСТ 7502-89, угольник УШ-0-603 ГОСТ3749-77
-контроль рабочего 100%, мастера 10% от партии и ОТК 10% от партии.
Контролируются параметры сварных швов и следующие размеры:
149±1; 130±1; 270±2; и катет сварных швов к=5 мм.
1.16 Техника безопасности, противопожарные мероприятии и охрана
окружающей среды
К числу опасных и вредных производственных факторов при сварке относят
- загрязненность и запыленность воздуха рабочей зоны;
- опасный уровень напряжения в электрической сети;
- повышенная температура дуги;
- мощное ультрафиолетовое и световое излучение дуги;
- искры и брызги;
- избыточное давление газов, в баллонах.
Для исключения влияния вредных факторов на здоровье человека необходимо придерживаться определенных требований. Для защиты от поражения электрическим током корпус любой сварочной установки заземляют. Элементы сварочной цепи должны быть соединены соединительными муфтами. Запрещено соединять сварочные цепи скрутками с оголенным кабелем. В качестве обратного провода, соединяющего свариваемые изделия с источником сварочного тока, служат металлические шины, сама конструкция. Особенно запрещается использовать в качестве обратного провода конструкций здания. Электросварочные установки работающие на постоянном и переменном токе должны быть обеспечены устройствами автоматического отключения.
Защита работающих заключается в обеспечении средствами индивидуальной защиты: спец обувью, спецодеждой, средством защиты органов дыхания, головы, глаз. Для защиты от снега, холода, влаги сварщиков обеспечивают подстилками и наколенниками.
Для защиты лица, глаз от брызг, искр, частиц шлака обеспечиваются на головными и ручными щитками
Для предотвращения пожаро-взрывоопасности цехи и участки обеспечиваются огнетушителями и другими средствами тушения, количество которых определяется в соответствии типовыми правилами.
Все места для сварочных работ и установки оборудования очищаются от легковоспламеняющихся материалов. Если же сварочные работы проводят внепроизводственного помещения, то только с разрешения заводской пожарной охраны.
Сварку свежеокрашенных конструкций, сосудов, трубопроводов производить запрещено. Вентили газовых баллонов, редукторы, резаки и горелки надо предохранять от масла. Газовые сварочные шланги проверяются на герметичность. Газы, которые используются при сварке содержат в баллонах емкостью 40 литров. Перевозка, перемещение и транспортировка выполняется по специальным правилам. Баллоны проходят проверку 1 раз в 5 лет, на заводах-изготовителях или специальных станциях. Если у баллона истек срок периодического освидетельствования, окраска и надписи не соответствуют правилам, то использовать его нельзя. Также запрещается хранить баллоны с кислородом и горючим газом в одном помещении. Совместная перевозка баллонов с кислородом и ацетиленом – запрещается. Также нельзя бросать баллоны, катать по цеху, переносить.
При механизированной сварке в защитных газах небольших деталей на стационарных рабочих местах рекомендуется принять следующее устройство:
- панели равномерного всасывания;
- столы с подвижным укрытием и со встроенным местным отсосом;
- столы для сварщика с встроенным (верхним и нижнем) отсосом и др.
Столы на стационарных постах и кабинета оборудуются панелями равномерного всасывания следующих размеров: 600645, 750645, 900645 мм.
Часовой объем вытяжки загрязненного воздуха определить по формуле
(22)
где V – скорость движения воздуха в воздуховоде, м/с,
V=3-4 м/с;
А – площадь сечения воздуховода, м2.
, (23)
где Аn – площадь панели, м2.
Принимаем для местного отсоса панель равномерного всасывания с размерами 600645 мм.
Выбираем по таблице вентилятор № 2 с воздухообменом 1200 м3/час, электродвигатель 4A100S2У3.
В сборочно-сварочных цехах целесообразно создание системы общего освещения локализованного или равномерного общего с использованием переносных светильников местного освещения.
Расчет освещения сборочно-сварочного участка приведен в приложении В.
1.17 Ресурсосберегающие мероприятия технологическом процессе
изготовление сварочной конструкции
На современном этапе при организации всех производственных процессов в различных отраслях промышленности самым актуальным является сбережение энергетических и материальных ресурсов. Это достигается внедрением новых технологий максимальной автоматизации и механизации, а так же компьютеризации технологических процессов изготовление продукции. Что приведет к снижению себестоимости ее и получения высокого качества и эксплуатационных характеристик.
Производство сварных конструкций уделяется внимание экономии материалов: экономии ресурсов, экономия времени, уменьшения трудоемкости и других параметров.
Показателем экономии материалов является: снижения веса конструкции, уменьшения отходов материалов, использования заменителей дефицитных материалов, степень использования стандартных узлов, взаимно заменимость деталей и так далее.
Показателем экономии энергоресурсов является параметры режимов сварки: напряжение дуги, сварочный ток. Уменьшение затрат энергоресурсов зависит так же от выбора сварочного оборудования: должно быть выбрано наибольшее КПД и наименьшая мощность холостого хода источника питания дуги..
Показателями характеризующими уменьшение трудоемкости является: применение материалов упрощающею геометрию швов, сокращение числа деталей в конструкцию, типы сварных швов, унификация сварных конструкций.
Экономия времени за счет механизации и автоматизации процессов заготовки, сборки и сварки правильной организации работы сварщика на рабочем месте, рациональной планировкой рабочего места, использования высоко производительной технологической оснастки. Мероприятия по ресурсосбережению в процессе изготовления указаны в таблице 10.
Таблица 10 – Сравнения
|
№ |
Объект сравнения |
Базовый вариант |
Проектируемый вариант |
Сущность изменения |
Преимущества изменения |
|
1 |
Материал |
Ст3пс |
09Г2С |
Замена на низколегированную сталь |
Обеспечивает хорошее качество, обладает повышенной прочностью |
|
2 |
Сварочный аппарат |
Kemppi FastMig КМ500 |
Kemppi FastMig КМ300 |
Замена на менее энергоемкий аппарат и менее дорогостоящий. |
Нет перерасхода электроэнергии, получение устойчивого качественного процесса сварки, что соответствует ресурсо-энергосбережению. |
Заключение
В процессе выполнения курсового проекта была проведена работа по расчёту техпроцесса сборки и сварки заднего кронштейна СМА 164.01.080А с целью снижения затрат на её изготовление по сравнению с базовым. Конструкция изготавливается из стали 09Г2С она обладает повышенной прочностью, хорошо сваривается, при обычных режимах обеспечивая хорошее качество сварных соединений без пор в металле шва и трещин в околошовной зоне. В ходе выполнения курсового проекта подобрали режимы, которые уменьшают разбрызгивание, следовательно, уменьшится расход наплавленного металла и время на сварку. По сравнению с базовым вариантом разработан технологический процесс, который предусматривает такую последовательность наложения швов, что деформация и коробление свелось к минимуму и не требуется время на рихтовку и правку конструкции, что сократило время на изготовление сварной конструкции. Была произведена замена сварочного аппарат Kemppi FastMig КМ500 на менее энергоёмкий, менее дорогостоящий аппарат Kemppi FastMig КМ300.
В результате усовершенствования технологического процесса сборки и сварки заднего кронштейна СМА 164.01.080А снижена трудоемкость её изготовления, улучшены условия труда рабочих.
На основании выше изложенного можно сделать заключение, что разработанный технологический процесс целесообразен.