ДИПЛОМ 1. Дипломный проект Пояснительная записка Согласовано Консультант Руководитель Рецензент Студент Содержание
 Скачать 115.99 Kb.
|
2 Технологическая часть2.1. Изменение технологического процесса В связи с увеличением годовой программы выпуска, считаю целесообразным заменить сборку листового полотнища на стенде по заводскому технологическому процессу, на сборку полотнища на железобетонном стенде по дипломному технологическому процессу. Двухстороннюю механизированную сварку в среде защитных газов листов палубы на одностороннюю автоматическую под флюсом на медных подкладках с обратным формированием по дипломному технологическому процессу.2.2 Выбор и обоснование способов сварки Для постановки прихваток при сборке конструкции, выбираю ручную дуговую сварку, так как для данного вида работ применение этого способа считаю наиболее целесообразным. Сущность данного процесса заключается в том, что металл плавится за счет тепла электрической дуги, горящей между электродом и изделием. Защита расплавленного металла от окружающей среды производится за счет обмазки электрода. Преимуществом этого способа является его простота в обращении, отличительной особенностью является универсальность и маневренность. Основной недостаток – низкая производительность от 15 до 20%. Коэффициент плавления 8.5 – 9.5 г/А час Коэффициент наплавки 8.5 – 9.5 г/А час Коэффициент потерь 7 – 8 г/А час Для приварки перекрестного набора выбираю механизированную сварку в среде СО2. Сущность способа заключается в том, что металл плавится за счет тепла электрической дуги, горящей между автоматически подающейся проволокой и изделием. Защита расплавленного металла от окружающей среды производится защитным газом, который подается к месту сварки рабочим давлением от 10 до 15 МПа. Защитные газы обеспечивают высокое качество сварных соединений. Сварка может производиться во всех пространственных положениях и применима практически к любому сплаву, из которого созданы сварные конструкции. Преимущества способа – производительность больше, чем при ручной сварке. Недостаток – выгорание легирующих элементов в результате диссоциации газа СО2 на газ СО и атомарный кислород, который способствует выгоранию. Коэффициент плавления 12 – 15 г/А час Коэффициент наплавки 10 – 12 г/А час Коэффициент потерь 12 – 15 г/А час Для сварки швов большой протяженности выбираю автоматическую сварку под слоем флюса. Сущность данного способа заключается в том, что металл плавиться за счет тепла электрической дуги, горящей между автоматически подающейся проволокой и изделием. Защита расплавленного металла от окружающей среды производится за счет свободно сыплющегося флюса из бункера, скорость сварки регулируется автоматически. Преимущества данного способа – надежная защита около шовной зоны сварки от окружающей среды, большая производительность сварки. Коэффициент наплавки 14 – 16 г/А час Коэффициент плавления 15 - 20 г/А час Коэффициент потерь 12 – 15 г/А час 2.3 Выбор и обоснование рода тока и полярности Для ручной дуговой сварки покрытыми электродами, считаю целесообразным применить постоянный ток обратной полярности, так как при этом токе швы получаются плотными, беспористые, герметичные и по структуре соответствуют спокойной стали. Для механизированной и автоматической сварки выбираю постоянный ток обратной полярности, так как при этом формирование сварного шва наилучшее, дуга горит стабильно. При прямой полярности процесс сварки характеризуется наименьшим разбрызгиванием даже при сварке значительно малыми токами. Хотя коэффициент плавления электродной проволоки при сварке обратной полярности в 1,5 – 1,8 раза меньше, чем при сварке на прямой полярности. Это преимущество в большинстве случаев не удается использовать, так как при сварке на прямой полярности ширина шва значительно меньше, а высота выпуклости значительно больше, чем при сварке на обратной полярности. Кроме того сварка на прямой полярности характеризуется увеличением окислением элементов и повышением склонности сварного шва к образованию пор. 2.4 Выбор и обоснование сварочных материалов Для ручной дуговой сварки при постановке прихваток выбираю электроды типа Э50 марки УОНИ 13\55 по ГОСТ 9467-75. Электроды данного типа относятся к электродам с фтористо-кальциевым покрытием и состоят из карбонатов кальция и магния, плавикового шпата и ферросплавов. Электроды с таким покрытием называют также низководородистыми, так как наплавленный металл содержит водорода меньше, чем при других покрытиях. Наплавленный металл по составу соответствует спокойной стали, отличается чистотой, малым содержанием кислорода, азота и водорода; понижено содержание серы и фосфора, повышено - марганца (0,5 – 1,5%) и кремния (0,3-0,6%). Металл устойчив против старения, имеет высокие показатели механических свойств, в том числе и ударной вязкости, и нередко по механическим свойствам превосходит основной металл. Электроды с таким покрытием рекомендуются для наиболее ответственных конструкций из среднеуглеродистых и низколегированных и конструкционных сталей с временным сопротивлением разрыву до 500 МПа, когда к металлу предъявляются повышенные требования по пластичности и ударной вязкости. Данные электроды чувствительны к наличию окалины, ржавчины, масла на кромках основного металла и в этих случаях дают поры, как и при отсыревании электродов. Свойства наплавленного металла можно менять в широких пределах, меняя количество ферросплавов в покрытии. Механические свойства сварного соединения характеризуются высокой прочностью и вязкостью, ударная вязкость для УОНИ 13/55 составляет 25-30 кГм/см2. Качество сварки электродами указанной марки высокое, показатели механических свойств сварного шва и наплавленного металла получаются часто выше показателей основного металла. Химический состав покрытия электродов типа Э50 марки УОНИ 13/55 представлен в таблице 3. Таблица 4 – Химический состав покрытия электрода В процентах
Таблица 5 – Химический состав электродного стержня УОНИ 13/55. В процентах
Таблица 6 – Химический состав электродного стержня УОНИ 13/55
Паспорт электрода. Э50 А-УОНИ 13/55-40-УД2 , ГОСТ 9467-75. Е 432 (5) – Б 0 Э 50 А – тип электрода; Э – электроды для дуговой сварки; А – улучшенного качества; УОНИ 13/55 – марка электрода; 4,0 – диаметр электрода; У – электроды для сварки углеродистых и низколегированных сталей; Д2 – толстым покрытием второй группы; 432 (5) – группа индексов, указывающая на характеристики наплавленного металла и металла шва; 43 – временное сопротивление разрывов 2 – относительное удлинение > 22% 5 – имеет ударную вязкость не менее 34.3 Дж/см при t-40 градусов; Б – основное покрытие; 1 – для сварки во всех пространственных положениях; 0 – на постоянном токе обратной полярности. Таблица – 7 Механические свойства электродов марки УОНИ 13/55
Сварку электродами с этим покрытием осуществляют на постоянном токе обратной полярности. Вследствие малой склонности металла шва к образованию кристаллизационных и холодных трещин электроды с этим покрытием используют для сварки больших сечений, тугоплавкий флюс. Для механизированной сварки в среде СО2 выбираю сварочную проволоку марки СВ – 08Г2С по ГОСТ 2246 – 70, так как она более похожа по химическому составу и механическим свойствам для стали марки Д32 и защитный газ ( углекислый газ ) первого сорта, то есть сварочный, где содержание СО2=99.5 процентов по ГОСТ 8050-85. Химический состав сварочной проволоки СВ-08Г2С показаны в таблицы 8 Таблица 8 - Химический состав сварочной проволоки СВ-08Г2С
*В процентах Механические свойства сварочной проволоки СВ-08Г2С показаны в таблицы 9 Двуокись углерода часто получают при воздействии серной кислоты на мел, но так же ее можно получать при обжиге известняка (40% СО2),сжигании кокса и антрацита в специальных топках (до 18% CО2), из газов брожения пищевых продуктов и других производствах. В зависимости от способа получения себестоимость может изменятся в пределах ( в 3-5 раз ). Обычно газ поступает в баллонах в жидком состоянии. В стандартный баллон с водяной емкостью 40 л заливается 25 кг жидкой углекислоты. При испарении 1л жидкого СО2 при Ос и давления 760мм рт.ст. получается 506:8 л газа.. Газ занимает 67,5% всего объема баллона при нормальном давлении, так как плотность у СО2 в 1,5 раза больше, чем у воздуха , он просто выталкивает воздух из пространства. Механические свойства сварочной проволоки СВ-08А показаны в таблицы 11 Таблица 11 - Механические свойства сварочной проволоки СВ-08А
Для автоматической сварки под флюсом выбираю сварочную проволоку марки СВ – 08А по ГОСТ 2246-70, так как данная проволока улучшенного качества для защиты сварочной ванны от окружающей среды, выбираю флюс марки ОСЦ-45 по ГОСТ 9087-81 Таблица 12 - Химический состав сварочной проволоки СВ-08А
Флюс марки ОСЦ-45 поставляется на предприятия по ГОСТ 9087-81. Основными компонентами, являются такие химические элементы как марганцевые руды, кварцевый песок и плавиковый шпат, химические элементы сводим в таблицу. Флюс марки ОСЦ-45 относится к пемзовидным, флюсы данного вида получают следующим путём расплав, подогретый до 1550-1600с, выливают в воду. При этом пары воды вспенивают расплавленную массу, образуя пемзовидный флюс, плотность которого менее 1.0 г /см3. Перед тем как его пустить в производство, флюс гранулируют мокрым способом. Мокрый способ - это когда расплавленный флюс сливают тонкой струйкой в бак с водой. Гранулы получаются размером от 0,35 до 3,0 мм. При применении пемзовидных флюсов повышается качество формирование шва. Таблица 13 - Химический состав флюса марки ОСЦ-45
Флюс малочувствительный к ржавчине, даёт плотные швы стойкие против горячих трещин. Недостаток флюса является большое выделение вредных фтористых газов.
Режимом сварки называют совокупность характеристик сварочного процесса, обеспечивающих получение сварных соединений заданных размеров, формы и качества. Для ручной дуговой сварки диаметр электрода определяется в зависимости от толщины металла. Толщина металла 5 мм, следовательно диаметр электрода равен 4 мм. Сила сварочного тока Iсв, А определяется по формуле: Iсв = k x d (2) где k - коэффициент пропорциональности, зависящий от диаметра электрода и его типа, А/ мм; d - диаметр электрода, мм. Iсв = 40 х 4 = 160A Напряжение на дуге при ручной сварке изменяется в пределах от 22 до 25 В. Скорость перемещения дуги задается сварщиком и зависит от множества параметров. Характеристики режима ручной дуговой сварки заносим в таблицу 14. Таблица 14- Режимы ручной дуговой сварки
Расчет режимов автоматической сварки под слоем флюса. Сила сварочного тока Iсв, А определяется по формуле (3) где, h - глубина провара, мм; k - коэффициент пропорциональности Зная, что напряжение на дуге меняется в пределах 32...40В, принимаем Ud = 36В. Определяем коэффициент формы провара ¥np по рисунку из источника |4| Ширина шва I, мм определяется по формуле (4) Задавшись оптимальным значением формы выпуклости, находим высоту выпуклости q , мм по формуле (5) Площадь наплавленного металла F, мм2 определяем по формуле F = 0.75*I* q (6) F = 0.75*14*2.3 = 24.15 мм2 Коэффициент наплавки определяем по формуле (7) где А и В – коэффициенты, значения которых применяется в зависимости от флюса Скорость перемещения дуги Vnd, м/ч определяем по формуле (8) Действительный коэффициент наплавки определяется по формуле (9) где - увеличение коэффициента наплавки Скорость подачи сварочной проволоки Vnn, определяется по формуле (10) Полученные результаты сводятся в таблицу 15. Таблица 15 - Режимы автоматической сварки под слоем флюса
2.6 Выбор и описание сварочного оборудования Для ручной дуговой сварки выбираю многопостовой выпрямитель ВДМ-1001, который рассчитан на 7 постов и к данному источнику питания выбираю балластный реостат РБ-301. Основными элементами многопостового выпрямителя ВДМ-1001, являются трехфазный трансформатор, выпрямительный блок, шинопровод с балластными сопротивлениями. Первичная обмотка трехфазного трансформатора включаются по схеме треугольник имеет отвод в каждой фазе, которые предназначены для стабилизации выходного напряжения сети в диапазоне ±5 процентов от Vном. Вторичная обмотка имеет две секции, которые включены по схеме "звезда", а их ЭДС сдвинута на угол π. Нейтраль первой секции этой обмотки образует отрицательный вывод, а нейтраль второй - положительный вывод. Выпрямитель ВДМ-1001 имеет быстродействующую защиту соответственно от кратковременной и длительной перегрузки. Выходное напряжение выпрямителя поступает на сварочный пост через шинопровод на балластное сопротивление. Характеристики ВДМ-1001 сведены в таблицу 16. Таблица 16 - Характеристики ВДМ-1001
Для регулирования на каждом посту выбираю балластный реостат РБ-301 с номинальным сварочным током до 300 А. Пределы регулирования тока от 15 до 300 А. Через каждые 15 А. создает подающую характеристику и предотвращает от короткого замыкания источника питания. Технические характеристики балластного реостата отражены в таблице 17. Таблица 17 - Технические характеристики балластного реостата РБ-301
Для механизированной сварки в среде углекислого газа выбираю сварочный полуавтомат Гранит-3. Технические характеристики полуавтомата отражены в таблице 18. Таблица 18- Технические характеристики полуавтомата Гранит-3.
Сварочный полуавтомат предназначен для дуговой сварки плавящимися электродами в среде углекислого газа стальных корпусных конструкций во всех пространственных направлениях. Сварочный полуавтомат состоит из сварочной горелки, механизма подачи сварочной проволоки, блока управления, сварочного выпрямителя, газового редуктора, комплекта проводов и шлангов. В качестве источника питания для полуавтомата выбираю выпрямитель сварочного типа ВДУ-506УЗ, который предназначен для работы в закрытых помещениях с естественной вентиляцией без искусственного регулирования климата. Технические характеристики источника питания даны в таблице 19. Таблица 19 - Технические характеристики источника питания ВДУ-506УЗ
Для автоматической сварки под слоем флюса выбираю автомат марки АДФ-1004. Он обеспечивает следующие операции: подачу флюса в зону сварочной дуги, подачу электродной проволоки в зону дуги по мере ее оплавления, регулирование параметров сварной дуги, перемещение сварочной дуги вдоль шва. Автомат марки АДФ-1004 предназначен для дуговой сварки под слоем флюса стыковых и угловых соединений типа " тавр " и " лодочка " электродной проволокой сплошного сечения сварку можно выполнять как внутри колен, так и вне ее, на расстояние до 200 мм. Размер колен не должен превышать 295 мм. Положение электрода (дуги) контролируют с помощью светоукзателя. Все элементы управления сварочным процессом и перемещением трактора расположены на пульте, закрепленный на стойке держателя самоходной тележки. Характеристики автомата отражены в таблице 20. Таблица 20 - Технические характеристики сварочного автомата АДФ-1004
Из таблицы 20 видим, что автомат обеспечивает плавное регулирование скорости подачи проволоки и скорости перемещения дуги, а также стабилизацию этих скоростей. В комплект автомата входит выпрямитель ВДУ-1001. Он предназначен для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения и уменьшение разбрызгивания металла при сварке. Технические характеристики ВДУ-1001 указаны в таблицах 21. Таблица 21 - Технические характеристики выпрямителя ВДУ-1001
Для приварки поперечного набора к настилу палубы автоматической сваркой под слоем флюса выбираю сварочный автомат АСУ-5М, Он предназначен для сварки тавровых соединений судокорпусных конструкций в затесненных условиях. Таблица 22 - Технические характеристики автомата АСУ-5М
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||