курсовая ТСП сварка. бак. 1. технологический анализ изделия 5 выбор способа сварки плавлением 7
 Скачать 268.5 Kb.
|
СОДЕРЖАНИЕВВЕДЕНИЕ1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ИЗДЕЛИЯ 5 2. ВЫБОР СПОСОБА СВАРКИ ПЛАВЛЕНИЕМ 7 3. ВЫБОР СВАРОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ 8 4. ВЫБОР ТИПОВ ШВОВ И ФОРМ ПОДГОТОВКИ КРОМОК 10 5. РАСЧЁТ РЕЖИМОВ СВАРКИ ПЛАВЛЕНИЕМ 11 5.1 Расчет режимов ручной дуговой сварки 11 5.1.1 Расчет режимов ручной дуговой сварки шва № 1 11 5.1.2 Расчет режима ручной дуговой сварки шва №2 13 5.1.3 Расчет режима ручной дуговой сварки шва №3 14 5.2 Расчет режима дуговой сварки в углекислом газе ( СО2 ) 16 5.2.1. Расчет режима дуговой сварки в СО2 шва № 2 16 5.2.2 Расчет режима дуговой сварки в углекислом газе шва № 2 17 5.2.3 Расчет режима дуговой сварки в углекислом газе шва № 3 18 5.3 Расчет режима дуговой сварки под флюсом 19 5.3.1. Расчет режима дуговой сварки под флюсом шва № 1 19 5.3.2 Расчет режима дуговой сварки под флюсом шва № 2 21 5.3.3 Расчет режима дуговой сварки под флюсом шва № 3 22 6. ВЫБОР СВАРОЧНОГО ОБОРУДОВАНИЯ 24 7. ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВАРИАНТОВ ТЕХНОЛОГИИ 26 7.1. Расчет основного времени сварки 26 7.1.1 Расчет основного времени ручной дуговой сварки 26 7.1.2 Расчет основного времени расходуемого при сварке в СО2. 27 7.1.3 Расчет основного времени расходуемого при сварке под флюсом 27 7.2 Расчет расхода затрат на сварочные материалы 28 7.2.1 Расчет расхода затрат на покрытые электроды 28 7.2.2 Расчёт расхода и затрат на сварочную проволоку для сварки в СО2 29 7.2.3 Расчёт расхода и затрат на сварочную проволоку для сварки под флюсом 30 7.2.4. Расчет расхода защитного газа ( CO 2 ) 30 7.2.5. Расчет расхода флюса 31 7.3 Затраты на технологическую электроэнергию 32 7.3.1 Расчёт расхода и затрат на технологическую электроэнергию при ручной дуговой сварке 33 7.3.2 Расчёт расхода и затрат на технологическую электроэнергию при сварке в СО2 34 7.3.3 Расчёт расхода и затрат на технологическую электроэнергию при сварке под флюсом 35 7.4 Затраты на сварочное оборудование 35 7.5 Затраты на зарплату основных рабочих 36 7.6 Сравнительный анализ технологической себестоимости вариантов сварки 37 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 39 ЛИТЕРАТУРА 40 ВВЕДЕНИЕСварка широко применяется в производстве, так как резко сокращается расход металла, сроки выполнения работ и трудоёмкость производственных процессов. Достигнутые успехи в области автоматизации и механизации сварочных процессов позволяет уменьшить затраты на единицу продукции, сократить длительность производственного цикла, улучшить качество изделия. В настоящее время сварка является одним из ведущих процессов обработки металлов. Существует множество различных видов сварки: ручная дуговая сварка; сварка в инертных активных газах; сварка под флюсом; электрошлаковая сварка; сварка давлением и т.д. Наиболее распространена механизированная сварка в СО2, так как она имеет простой и эффективный технологический процесс, отличающийся гибкостью и универсальностью. Она имеет высокие технико-экономические показатели. Преимущества этого вида сварки заключается в следующем: - высокая тепловая мощность дуги; - высокое качество сварных швов; - возможность сварки разнородных металлов и тонкостенных изделий. Основное назначение курсовой работы по дисциплине «Технология и оборудование сварки плавлением», закрепить теоретические знания и приобрести практические навыки разработки технологии сварки плавлением изделий из различных материалов на основе железа, меди, алюминия и других материалов. При проектировании технологии необходимо использовать совокупные достижения науки и техники в области сварки плавлением, современные методы проектирования. Технологию выбирают, сравнивая несколько вариантов способов сварки. 1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ИЗДЕЛИЯ Технологический анализ сварного соединения производиться в целях подготовки исходных данных для проектирования технологии сварки плавлением, в данном случае - для разработки сварочных операций изучаем и анализируем чертёж изделия, спецификацию, условия эксплуатации изделия. Бак представляет собой герметичную сварную конструкцию, предназначенную для хранения топлива. Габаритные размеры, мм 1120*278*225 Масса, кг 28 Бак работает в условиях средней тяжести. Главное требование к изделию – хорошие механические свойства металла шва и герметичность. Применяемый металл - сталь 20 . Сталь 20 ГОСТ 1050 - 85 — качественная конструкционная сталь. Химический состав представлен в таблице 1.1 Таблица 1.1 – Химический состав стали 20 [1]
Механические свойства представлены в таблице 1.2 Таблица 1.2 - Механические свойства стали 20 [1]
Таблица 1.3.- Теплофизические свойства стали 20 [1]
Сталь 20 – качественная конструкционная сталь, относится к 1 группе свариваемости, т.е. сваривается хорошо, не образует при сварке холодных и горячих трещин и свойства сварного соединения и участков, прилегающих к нему (ЗТВ), близки к свойствам основного металла. [1]. Виды соединений : тавровые, нахлесточные, тавровые и стыковые. Доступность сварки - удовлетворительная; Транспортабельность изделия - бак может транспортироваться в необходимое место с помощью кран – балки и крана мостового. 2 ВЫБОР СПОСОБА СВАРКИ ПЛАВЛЕНИЕМ Способы сварки при разработке технологии следует выбирать как из числа типовых, так и из числа специальных способов сварки, чтобы проектируемая технология наиболее соответствовала современным требованиям, была эффективной и перспективной. Выбранный способ сварки должен удовлетворять требованиям, установленным исходными данными. Если в результате выбора предполагается несколько способов, то окончательный выбор производится по результатам экономической эффективности. Для стали 20 рекомендуются следующие способы сварки: ручная дуговая, плавящимся электродом в СО2 , сварка под флюсом, электрошлаковая [ 2 ]. Так как максимальная толщина свариваемого металла не превышает 10 мм, то применять электрошлаковую сварку нецелесообразно, так как она предназначена для сварки металлов большей толщины. Выбираем : ручную дуговую сварку плавящимся электродом, сварку под флюсом и полуавтоматическую сварку плавящимся электродом в среде защитного газа СО2 , затем, по экономической оценке, выберем наиболее эффективный и экономически выгодный способ для заданного технологического процесса. 3. ВЫБОР СВАРОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ Выбор способов сварки и сварочных материалов обусловлен исходными данными, полученными в результате технического анализа. Необходимо учитывать : химический состав свариваемого металла, способ сварки, механические свойства металла и т.д. Для ручной дуговой сварки стали 08кп выбираем электроды типа Э42А, марки УОНИ, группы назначения У- для конструкционных сталей с временным сопротивлением в < 600 Мпа, с толщиной покрытия Д(толстой), с группой электродов по качеству изготовления 3; 41-в 410 Мпа ; 2 - 22 % ; ( 5 ) - Тх = - 40 0 С ; Б - основное покрытие; 2 - сварка возможна во всех пространственных положениях, кроме вертикальной сварки вниз; О - сваривать только на постоянном токе обратной полярности. Э42А-УОНИ -13/45 - 4 - УД3 ————————————— Е 41 2 ( 5 ) - Б20 по ГОСТ 9466 - 75. [ 2 ]. Электродный стержень изготовлен из проволоки СВ - 08 А. Химический состав проволоки представлен в таблице 3.1. Таблица 3.1 - Химический состав проволоки Св-08А (ГОСТ 2246-85) [3]
Состав покрытия представлен в таблице 3.2. Таблица 3.2 - Состав покрытия [3]
Электроды обеспечивают механические свойства металла шва представленные в таблице 3.3. Таблица 3.3 – Механические свойства металла шва [3]
Механизированную сварку плавящимся электродом в защитном газе выполняем проволокой СВ-08Г2С ( ГОСТ 2246-85 ) . Проволока СВ-08Г2С применяется для сварки в защитных газах углеродистых и низкоуглеродистых конструкционных сталей. Химический состав проволоки представлен в таблице 3.4. Таблица 3.4 - Химический состав проволоки [3]
Свойства металла шва в =510 МПа; = 22 %. [ 2 ] В качестве защитного газа выбираем углекислый газ СО2 по ГОСТ 8050 - 85 у которого объемная доля основного вещества не менее 99,8, содержание воздуха в свободном состоянии мало, содержание воды не наблюдается, содержание водяных паров в газе ( точка росы)=34,0 оС. При автоматической сварке под слоем флюса низкоуглеродистых и низколегированных сталей в качестве сварочной проволоки рекомендуется использовать проволоку Св – 08А по ГОСТ 2246-85. Использование проволоки Св – 08А позволяет получать высокое временное сопротивление (предел текучести) и пластические свойства металла шва. Химический состав проволоки Св-08А приведен в таблице 3.5 Таблица 3.5 - Химический состав проволоки Св-08А (ГОСТ 2246-85) [3]
Для сварки применяем высококремнистый марганцевый флюс АН – 348А. Этот флюс изготовляют путем сплавления в пламенных или дуговых печах составляющих компонентов. Жидкий расплав выливают из печи в воду или изложницу. Химический состав флюса АН – 348А приведен в таблице 3.6 Таблица 3.6 - Химический состав флюса АН – 348А (в процентах) [3]
4. ВЫБОР ТИПОВ ШВОВ И ФОРМ ПОДГОТОВКИ КРОМОК Основные критерии экономичности выбора сварных швов - производительность сварки и качество швов. Швы стремятся выбирать с минимальным количеством проходов, с минимальными затратами на скос кромок ( без скоса кромок ) и кантовку изделия ( односторонний шов ), с формированием шва преимущественно за счет проплавления основного металла. Для таврового соединения Т1, толщина металла 4 мм. Сварку проводим без скоса кромок. Для нахлесточного соединения Н1, толщина металла 4 мм. Сварку проводим без скоса кромок. Для стыкового соединения С7, толщина металла 4 мм. Сварку проводим без скоса кромок. 5. РАСЧЁТ РЕЖИМОВ СВАРКИ ПЛАВЛЕНИЕМ 5.1 Расчет режимов ручной дуговой сварки 5.1.1 Расчет режимов ручной дуговой сварки шва № 1 Параметрами режима ручной дуговой сварки являются: 1) Диаметр покрытых электродов dэ; 2) Сварочный ток Ic; 3) Напряжение сварки Uc; 4) Количество проходов nn; 5) Скорость сварки c . Из перечисленных параметров dэ, Ic,Uc,nn - контролируемые dэ Ic nn указываются в операционной или технологической картах. Сварка выполняется вручную. Поэтому оптимальность скорости сварки можно оценить только косвенно по формированию шва. Напряжение сварки связано с длиной дуги, от которой существенно зависит качество сварки (защита, разбрызгивание и набрызгивание, формирование шва, пористость и механические свойства ). Подготовка исходных данных должна предшествовать непосредственному расчету режима сварки. В исходные данные входят: 1) группа и марка свариваемого материала; 2) тип покрытия и марка электрода; 3) тип соединения; 4) толщина свариваемого материала; 5) положение шва и проходов; 6) тип шва по форме; 7) тип шва по количеству проходов; 8) форма и размеры подготовки кромок; 9) форма и размеры шва. 1. Подготовка исходных данных. Из технологичеcкого анализа изделия изделия известно, что основной металл - сталь 20. Сварку выполняем электродами УОНИ - 13/45. Выбран стандартный тип соединения Т1 по ГОСТ 5264 - 80.Толщина свариваемого металла 4 мм. Положение шва при сварке - нижнее. Тип шва по форме - тавровый, по количеству - однопроходный.  Рисунок 5.1 Тип соединения Т1 - D4 2. Расчет режима сварки. S = 4 мм; К = 4 мм Расчет dэ производят по формуле : dэ= h p0.7 + Kdпш где h p — расчетная глубина проплавления, принимаем согласно табл. 2.2.2 [ 7 ] h p = 4 мм; Kdпш — коэффициент, учитывающий влияние положения шва. При сварке в нижнем положении принимаем Kdпш = 1. dэ = 40.7 + 1 = 3,15 ( мм ); принимаем dэ = 4 мм. Сварочный ток Ic ( род, полярность и значение ) зависит от химического состава и диаметра стержня, типа, толщины покрытия, положения шва и других факторов. Сварочный ток Ic рассчитываем по формуле: Ic = K Iтп * K Iпш * d 31.4 , [ 7 ] где K Iтп — коэффициент влияния типа покрытия, согласно табл. 2.2.3 [ 7 ], при основном типе покрытия K Iтп =20 3; K Iпш — коэффициент положения шва, согласно табл. 2.2.4 [ 7 ], при сварке в нижнем положении принимаем K I пш = 1. Ic = ( 20 3)*1*41.4 = 118 ... 160 А Напряжение сварки для электродов основного типа рассчитываем по формуле Uc = 12 + 0.36 * Ic / dэ = 12 + 0.36 * 120 / 4 = 22,8 B [ 7 ] Общая площадь сечения шва Fно определяется по чертежу Fно = 11 мм2 Cкорость сварки св находим по формуле: св = н * Ic / ( * Fно ), где н — коэффициент наплавки, для электродов и для низколегированной стали УОНИ - 13/45 по каталогу [ 8 ] находим н = 2.639*10-3 г/( А * с ). - плотность, = 7.8 *10-3 г/ мм3 св = 2.639 * 10-3 * 120 / ( 7.8 *10-3 *11 ) = 8,5 мм/с 5.1.2 Расчет режима ручной дуговой сварки шва №2 1. Подготовка исходных данных. Из технологичеcкого анализа изделия изделия известно, что основной металл - сталь 20. Сварку выполняем электродами УОНИ - 13/45. Выбран стандартный тип соединения С7 по ГОСТ 5264 - 80.Толщина свариваемого металла 4 мм. Положение шва при сварке - нижнее. Тип шва по форме - стыковой. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||