|
|
двутавровач балка. Документ Microsoft Word. 1. Общая часть 1Характеристика конструкции изделия 2Выбор и обоснование сварочных материалов 3Обоснование проектируемого типа производства Расчетнотехнологическая часть
2.2Выбор и обоснование способов сборки и сварки
Проектирование технологии сварки заключается в выборе способа сварки, сварочных материалов, определении параметров режима и условий сварки, а также дополнительных технологических мероприятий, обеспечивающих требуемое качество сварного изделия и необходимые техникоэкономические производственные показатели. При выборе способа сварки учитывались следующие факторы: свойства свариваемого металла; толщина свариваемого металла; экономическую эффективность. Балку можно изготовить при помощи ручной дуговой сварки или сваркой в среде углекислого газа на полуавтомате и автомате. a) Ручная электродуговая сварка в настоящее время остается одним из самых распространенных способов сварки. Это объясняется возможностью сварки в различных пространственных положениях и в местах, недоступной для механизированных способов сварки, также простотой и мобильностью применяемого оборудования. Однако ручная дуговая сварка характеризуется малой производительностью. Качество сварки в большой степени зависит от практических навыков сварщика. b) Сварка порошковой проволокой сочетает в себе преимуществаручной дуговой сварки – простоту, мобильность, и механизированной сварки в углекислом газе большую производительность и высокое качество сварных соединений. Порошковая проволока это непрерывный электрод, состоящий из металлической оболочки и порошкового сердечника шихты. Порошковые проволоки позволяют применять сварочный ток большой плотности, этим достигается высокая производительность расплавления. При сварке порошковой проволокой плотность тока может достигать 170200 А/мм2. Введение в сердечник порошковой проволоки значительного количества хрома, никеля, молибдена и других элементов обеспечивает такой химический состав наплавленного металла, который чрезвычайно трудно получить обычным металлургическим путем. Одной из основных проблем при сварке порошковой проволокой является обеспечение защиты зоны сварки от взаимодействия с воздухом. Изза высокой температуры дуги металл ванны и капель расплавляющейся оболочки нагревается до температур 20002500ОС, при которых жидкое железо активно окисляется кислородом воздуха и соединяется с азотом, если зону сварки не защитить от воздействия воздуха. В результате выделения газов при кристаллизации металла сварочной ванны возникает пористость. Минимальная толщина свариваемого металла при сварке порошковой проволокой 3 мм. В данном случае толщина металла 1 мм, поэтому способ сварки порошковой проволокой не подходит. в)Аргонодуговая сварка это аргонная сварка алюминия, магниевых и титановых сплавов, стальных труб, сосудов высокого давления, теплообменников, сварки тонких листов из нержавеющей стали. Так как этот вид сварки применим для мелких деталей, промышленности. аргонная сварка применяется в электронной В качестве защитного сварочного газа наиболее часто используется аргон. Аргонодуговая сварка может быть без подачи присадочной проволоки (для сварки тонкого металла), так и с подачей, вручную или автоматической. Аргон один из дорогих газов, поэтому брать его для сварки бака из нержавеющей стали не выгодно. c) Особенностью полуавтоматической сварки в среде углекислого газа является высокая степень концентрации тепловыделения, обеспечивающая минимальную зону структурных превращений и относительно небольшую деформацию изделия. При этом способе сварки обеспечивается высокоэффективная защита расплавленного металла, высокая производительность процесса, возможность наблюдения за формированием шва. Также преимуществом полуавтоматической сварки является отсутствие периодической замены электродов и операций по удалению шлака. Этим способом соединяют различные металлы и сплавы, в различных пространственных положениях. Для изготовления балки более целесообразным является сварка на полуавтоматической машине в среде углекислого газа, поэтому расчет параметров режима сварки будет рассчитываться для полуавтоматической сварки. Расчет сварочного тока, А, производится по формуле: Iсв=3,14 * 0,82 * 110 / 4 = 55 А где – диаметр электродной проволоки, мм; а – плотность тока в Скорость подачи электродной проволоки, м/ч, рассчитывается по формуле Vпр= 4 * 8,5 * 55 / 3,14 * 0,82 * 7,8 = 119,1 где – коэффициент расплавления проволоки, г/А .(cid:160) ч; – сварочный ток, А; – диаметр электродной проволоки, мм; j – плотность металла проволоки (для стали j = 7,8 г/см3)
Значение определяется по формуле: αp = 3,0 + 0,08 * 55 / 0,8 = 8,5
Скорость сварки (наплавки) рассчитывается по формуле: , VСВ = 7,65 * 55 / 100 * 0,3 * 7,8 = 2 где – коэффициент наплавки, г/А∙ч, , αн = 8,5 * (1 – 0,1) = 7,65 г/А∙ч где – коэффициент потерь металла на угар и разбрызгивание.
При сварке в СО2 = 0,1…0,15; – площадь поперечного сечения одного валика, см2. наплавке в СО2 принимается равной 0,3…0,7 см2; – плотность металла проволоки, г/см3 (для стали = 7,8 г/см3)
2.3Выбор и обосновании заготовительный операций
Технологический процесс заготовок деталей из проката может включать следующие операции: правку, разметку, резку, обработку кромок и очистку под сварку. Правка осуществляется за счет создания местной пластической деформации и, как правило, производится в холодном состоянии. Для устранения волнистости листов и полос толщиной от 0,5 до 50мм широко используют многовалковые машины с числом валков больше пяти. Листы толщиной более 40 – 50мм обычно правят под прессом. Правка достигается в результате многократного изгиба при пропускании листов между верхним и нижним рядами валков, расположенных в шахматном порядке. Тонкие листы толщиной менее 0,5мм правят растяжением с помощью приспособлений на прессах или на специальных растяжных машинах. Правку мелко и среднесортного и профильного проката производят на роликовых машинах работающих по той же схеме, что и листоправильные. Для изготовления решетки правка металла не осуществлялась, так как использовался новый профильный прокат. Очистка. В месте сварки деталей изделия кромки тщательно зачищают железной щеткой от грязи, масла, ржавчины которые приводят к образованию дефектов. От состояния поверхности свариваемых кромок значительной мере зависит качество сварных швов. Перед сваркой проверяют тщательность очистки стыкуемых кромок и прилегающих к ним поверхностей на ширину не менее 20 мм от окалины, ржавчины, краски, масла и зачистки этих участков до блескаДля выполнения работы использовался следующий вспомогательный инструмент металлическая щетка , Молоток , зубило Индивидуальная разметка трудоемка. Наметка более производительна, однако изготовление специальных наметочных шаблонов не всегда экономически целесообразна. Использование приспособлений для мерной разметки проката обеспечивает экономию времени. Слесарная операция заключается в нанесении на поверхность заготовки углублений (кернов) и линий (рисок), определяющих контуры изготовляемой детали или места, подлежащие обработке. По рискам с заготовки при обработке удаляют припуск. Разметку осуществляют главным образом в индивидуальном и мелкосерийном производствах. При разметке арматурного прутка был использован разметочный материал и измерительный инструмент: чертилка, керн, металлическая линейка, рулетка и штангенциркуль. Резка, разделка кромок. Резкой металлов называют отделение частей (заготовок) от сортового, листового или литого металла. Для поперечной резки фасонного проката применяют прессножницы с фасонными ножами или дисковые пилы. В некоторых случаях применяют резку гладким диском. Сборка под сварку это технологическая операция, обеспечивающая подлежащие сварке деталям необходимое взаимное расположение с закреплением их специальными приспособлениями. Виды сборки: последовательная, на прихватках и поузловая. На сборку изделия тратится около 30% рабочего времени от общей трудоемкости изготовления изделия. Трудоемкость сборки детали под сварку зависит от ряда условий: серийности производства, типа изделий и другое. Для уменьшения времени сборки, а также для повышения ее прочности применяются различные приспособления. Приспособления могут быть предназначены только для сборки деталей под сварку или для сварки уже собранных деталей. Применяются и комбинированные сборочносварочные приспособления. Сборка. 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. Для точной сборки деталей под сварку нужно использовать измерительные инструменты и всевозможные зажимы, угольники, струбцины Угловая струбцина В процессе сборочных работ необходимо выполнять прихватки. Сварочные прихватки представляют собой неполноценные короткие швы с поперечным сечением до 1/3 сечения полного шва. Процесс последовательного соединения и скрепления сборочных деталей между собой прихватками для образования отправочного элемента называют сборкой. Сборка сварочной конструкции – это одна из главных операций при изготовлении изделия. Собранные детали конструкции сначала прихватывают, а потом сваривают. В некоторых случаях сборочные операции чередуются со сварочными. Прихватки придают изделию жесткость и препятствуют перемещению деталей, что может привести к трещинам в прихватках при их охлаждении. Сборка балки должна быть достаточно точной, особое внимание уделяется симметрии расположения и взаимной перпендикулярности полки и стенки. Сборка на стеллаже с помощью простейших приспособлений является трудоемкой и может применяться только в единичном производстве. Использование станов для сборки двутавровых балок позволяет повысить производительность сборочных операций в несколько раз. С помощью стана достигается симметрия расположения стенки относительно полок балки, обеспечивается взаимная перпендикулярность полки и стенки балки Сборка балок двутаврового сечения: — подтяжка выпуклой части стенки балки к кондуктору; 6 фиксация торцов собираемого двутавра; 1 — швеллер сборочно го кондуктора, 2 — проектное положение стенки, 3—клип. 4 временный уголок, 5 — стенка с выпуклостью, 6 — временные планки Эффект использования сборочного стана обеспечивается быстродействием и надежностью механизма позиционирования элементов. Закрепление и освобождение элементов балки по всей длине с помощью винтов занимает много времени. Значительно производительнее и удобнее в работе приспособления, оснащенные гидравлическими прижимными механизмами. Сборка двутавровой балки осуществляется в 2 этапа: сборка профиля T образной формы, затем балка кантуется на 180° и собирается двутавр.
2.4Расчет и выбор режима сварки
2.4.1выбор сварочного оборудования
В соответствии с установленным технологическим процессом производят выбор сварочного оборудования. Основными условиями выбора служат: техническая характеристика сварочного оборудования, отвечающая принятой технологии; наименьшие габариты и вес; наибольший КПД и наименьшее потребление электроэнергии. Основным условием при выборе сварочного оборудования является тип производства. Так, при единичном и мелкосерийном производстве из экономических соображений необходимо более дешевое сварочное оборудование сварочные отдавая трансформаторы, выпрямители или сварочные полуавтоматы, предпочтение оборудованию, работающему в среде защитных газов с источником питания выпрямителями. Выпрямитель сварочный ВД313 предназначен для ручной дуговой сварки покрытыми электродами изделий из стали постоянным током от сети трехфазного переменного тока. Он состоит из сварочного трансформатора с подвижной первичной катушкой, выпрямительного кремниевого блока с вентилятором, пусковой и защитной аппаратуры. При параллельном соединении обмоток в получают диапазон больших токов (Приложение 3). электрическую цепь Первичная обмотка подвижна, с помощью ее ведется регулирования силы тока. Сварочный ток плавно регулируется с помощью механического перемещения магнитного шунта горизонтального исполнения. Градуировка тока дуги выпрямителя сварочного ВД313 выполнена на внешней поверхности шунта. Оригинальный механизм шунтового регулирования резко уменьшает время, необходимое на смену режима сварки. Выпрямитель сварочный ВД313 отличается простотой, надежностью конструкции, низким весом, мобильностью и по сварочным свойствам не уступает известному сварочному выпрямителю ВД306. Выпускается ВД313 в исполнении с приборами и без них. Характеристика сварочного выпрямителя ВД313 представлено в таблице 1. Таблица 1 Технические характеристики выпрямителя сварочного ВД313 Напряжение питания, В, 50Гц Номинальный сварочный ток, А Диапазон регулирования сварочного тока, А Наименование параметра Потребляемая мощность, кВА, не более Продолжительность включения (ПВ), % При продолжительности цикла сварки 10 мин. Диаметр электрода Напряжение холостого хода, В Габаритные размеры ДхШхВ, мм Масса, кг 3х380 300 60350 Значение 21 60 2,06,0 72 710х440х580 100
Преимущества сварочного выпрямителя ВД313 (рис.5):
Плавная регулировка сварочного тока; Отказ от подвижных обмоток; Принудительное охлаждениеРисунок 5 Выпрямитель сварочный ВД313 Ручная электродуговая сварка в настоящее время остается одним из самых распространенных способов сварки. Это объясняется возможностью сварки в различных пространственных положениях и в местах, недоступной для механизированных способов сварки, также простотой и мобильностью применяемого оборудования. Производство двутавровой балки осуществляется с использованием современного оборудования, которое позволяет обеспечивать надежное и прочное соединение Изготовление двутавровой балки деталей из низкоуглеродистой стали. производилось на сварочном аппарате РИКОН ПДГ402 (Приложение Б), который предназначен для дуговой сварки металлоконструкций, выполненных из легированных и низкоуглеродистых сталей, сварочной проволокой в среде СО2. Он имеет две ступени индуктивности и три режима работы: сварка точками, короткие швы и длинные швы. Данная модель применяется в производстве металлоконструкций из профиля и листа. Сварочный выпрямитель РИКОН ПДГ 402 оснащен защитой от перегрева, выпрямительным блоком «SCOMES», выдвижной площадкой под баллон и плавной регулировкой напряжения на дуге. При его использовании легко можно подобрать силу сварочного тока. Подающий механизм имеет следующие особенности: встроенный блок управления трехфазным полуавтоматом; 4х роликовый привод подачи проволоки с зубчатым зацеплением и двигателем Tbi; тормозное устройство Tbi, которое предотвращает самораскручивания сварочной проволоки. Блок управления служит для цифровой индикации параметров на дисплее, защиты двигателя от перегрузок, автоматического управление циклом сварки, отключения аппарата при перегреве с подачей звукового сигнала, сварки, установки времени продувки газом зоны сварки и времени растяжки дуги, ручного включения продувки газа и подачи проволоки при наладке, динамического разгона и торможения двигателя при включении и выключении, ручной установки скорости подачи проволоки и ее стабилизации. Технические характеристики сварочного полуавтомата РИКОН ПДГ402 Напряжение: 380 В 50 Гц Сварочный ток min: 50 А Сварочный ток max: 400 А Max мощность: 18 кВт Напряжение холостого хода: информация отсутствует Номинальный сварочный ток (ПВ, 60 %): 400 А Род сварочного тока: постоянный Диапазон регулировки напряжения на дуге: 1642 В Питание подогревателя газа:
36 В Габаритные размеры: 1040х490х730 мм Лист № докум. Изм . Подпис ь лист 22 Вес: 119 кг Технические характеристики подающего механизма Напряжение: информация отсутствует Max. мощность: 65 Вт Скорость подачи проволоки: 115 м/мин Диаметр проволоки: 0,81,6 мм Регулировка времени «Газ до сварки и после сварки», 0,15,0 сек. Регулировка времени «Растяжка дуги»: 0,15,0 с Регулировка времени сварки точками: 0,29,9 с Масса проволоки на кассете: 18 кг Принцип полуавтоматической сварки в защитных газах (Приложение Б) определяет основные функции оборудования: подвод к дуге электрической энергии и её регулирование; перемещение горелки со скоростью сварки и её регулирование; подача электродной проволоки в зону сварки и регулирование её скорости; подача защитного газа в зону сварки и регулирование его расхода; установка вылета электродной проволоки и корректирующие перемещения горелки; возбуждение дуги и заварка кратера. При пуске сварочного аппарата схема управления должна обеспечивать такую последовательность включения частей и механизмов оборудования: 1) подачу защитного газа, предварительную продувку системы подачи газа; 2) включение источника питания дуги ; 3) подачу электродной проволоки; 4) возбуждение дуги; 5) перемещение аппарата со скоростью сварки : При окончании сварки последовательность выключения механизмов должна обеспечивать заварку кратера и защиту остывающего шва.
2.6Выбор вспомогательного оборудования
Металл, идущий на изготовление сварных конструкций,
предварительно очищают. Очистка свариваемых кромок должна быть
выполнена до сборки узла. Металл в месте сварки тщательно очищают от
ржавчины, пор и других дефектов на ширину 25 – 30 мм от стыка. Особое
значение следует уделить зачистке металла в зазоре остающемся между
кромками.
Если в зазор уже собранного узла попали загрязнения, его следует
тщательно продуть сжатым воздухом или прожечь пламенем горелки. В
представленной работе для зачистных работ предлагается использовать
электрошлифовальную машину ВОSСН, представленную на рисунке 3,
шлифовальный круг 80-10-20 25А СМ26К56.
Маска из органического стекла С-40 ТУ6 4-1-456-700-для защиты глаз
рабочего от вредного воздействия. Зачистке подлежат места не менее 20 мм
до чистого металла. Техническая характеристика электрошлифовальной
машины ВОSСН представлена в таблице 1.7.
Рисунок 1.7 - Электрошлифовальная машина ВОSСН
Параметры Значение:
Мощность 250 Вт
Питание от сети 250 Вт
Диаметр шлифовального круга 125 мм
Число оборотов 7,500- 12000 об/мин
Частота колебаний 15000-24000 к/мин
Амплитуда колебаний 1,25 мм
Диапазон колебаний 2,5 мм
Вес 1,3 кг
|
|
|
Скачать 0.83 Mb.