Нужная вещь. Методические рекомендации к выпускной квалификационной работе по специальности 22. 02. 06 Сварочное производство Челябинск 2022 г

• Название: Методические рекомендации к выпускной квалификационной работе по специальности 22. 02. 06 Сварочное производство Челябинск 2022 г
• Анкор: Нужная вещь
• Дата: 16.06.2022
• Размер: 0.64 Mb.
• Имя файла: Met_rek_k_VKR_SPpr-vo_isp_10.docx
• Тип: Методические рекомендации; #595924
• страница: 4 из 7

Расчет режимов дуговой сварки под слоем флюса

Параметрами режимов сварки под слоем флюса являются: диаметр и марка

электродной проволокой dэ мм; ток сварки Iсв, А ; скорость сварки Vсв

( см/с, м/ч); скорость подачи электродной проволоки Vэ см/с; вылет электродаlэ, расход флюса.

Алгоритм расчета режимов сварки под слоем флюса в целом аналогичен рассмотренному ранее алгоритму для сварки в среде защитных газов. Его особенности определяются спецификой процесса и предполагают определенную корректировку коэффициентов и параметров, входящих в расчетные формулы.

При расчете сварочного тока по формуле (1) значения коэффициента Ка определяются по таблице 10 в зависимости от марки флюса, рода и полярности тока

Таблица 19 - Определение значений коэффициента Ка для сварки под слоем флюса

dэ электрода	Ка, мм/100А
	Переменный ток		Постоянный ток прямой полярности		Постоянный ток обратной полярности
	АН-348А	ОСЦ-45	АН-349А	ОСЦ-45		АН-348А	ОСЦ-45
2	1,25	1,3	1,15	1,15		1,4	1,45
3	1,1	1,15	0,95	0,95		1,25	1,3
4	1,0	1,05	0,9	0,85		1,1	1,15
5	0,95	0,95	0,85	0,75		1,05	1,1
6	0,9	0,9	-	-		-	-

Величина вылетаlэ, при сварке под слоем флюса ориентировочно составляет 10dэ. Однако существует ограничения до минимальной и максимальной величины вылета. Например, для dэ = 1.2мм,вылет электрода менее 15мм не рекомендуется. При вылете более 30 мм проволока чрезмерно перегревается, и ее направление по разделке кромок затруднено

2.5 Выбор 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;

- минимальная стоимость.

Основным условием при выборе сварочного оборудования является тип производства.

Так, при единичном и мелкосерийном производстве из экономических соображений необходимо более дешевое сварочное оборудование - сварочные трансформаторы, выпрямители или сварочные полуавтоматы, отдавая предпочтение оборудованию, работающему в среде защитных газов с источником питания - выпрямителями.

Для подбора рациональных типов оборудования следует пользоваться новейшими данными справочной и информационной литературы, каталогами и проспектами по сварочной технике, в которых приведены технические характеристики источников питания, сварочных полуавтоматов и автоматов.

При определении расхода электроэнергии её расход вести по мощности источника питания и добавлять к ней 0,3...0,5 кВт на цепь управления автомата, полуавтомата.

Выбор и проектирование сборочно-сварочных приспособлений (оснастки) производится в соответствии с предварительно избранными способами сборки-сварки узлов. 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 рациональный 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.

Таблица 20 – Анализ спосов сварки плавлением


2.6 Выбор вспомогательного оборудования

Выбор и проектирование сборочно-сварочных приспособлений (оснастки) производится в соответствии с предварительно избранными способами сборки-сварки узлов. 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 рациональный 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.
2.7 Выбор способов и оборудования для сборки (заготовки) деталей и узлов;

В данном разделе необходимо учитывать требования к подготовке сварной конструкции на сборку и сварку. Очистка изделия от грязи, ржавчины, заусенцев. Все детали должны быть отрехтованны, не иметь изгибов. Дать кратко анализ каким образом осуществляется сборка т.е. установка узлов, подузлов, деталей и элементов изделия и закрепление их в сборочно-сварочных приспособлениях при помощи прихваток. Как определяется количество, размер прихваток. Дать информацию о последовательности операций, положение изделия перед сваркой, а также базирование деталей относительно плоскости изделия в сборочно-сварочном приспособлении.

Заготовительные операции. В данном разделе необходимо проработать заготовительные операции элементов изделия. При этом особое внимание должно быть уделено вопросам выбора сортамента, раскрою металла, резки и подготовки кромок. Обосновать номинальные размеры и допуски каждой заготовки.

Обосновать и охарактеризовать выбранное заготовительное оборудование, обосновать применяемое горючее, флюс, плазмообразующий газ, режим резки и т.д.

Для заготовительных операций рекомендуется маршрутное описание операций МК/МКТ сборочно-сварочных работ, пример оформления

2.9 Выбор способов, оборудования и инструментов для контроля качества

конструкции
Указать, какие методы контроля качества применяются в зависимости от характера и назначения конструкции, степени её ответственности, конструкции сварных швов и марки свариваемого материала (внешний осмотр сварных швов, гидравлическое испытание, испытание керосином, механическое испытание, радиационные, ультразвуковые, магнитные и др.).

Контроль необходим для предупреждения появления дефектов в швах, а также для определения качества готовых изделий. Контроль производится перед сваркой, в процессе ее и после сварки изделия или узла.

Перед сваркой проверяют качество исходных материалов, правильность выбора сварочного оборудования, газовых и электрических приборов. Эту стадию называют предварительным контролем.

При сварке проверяют правильность выполнения отдельных операций, соблюдение режимов сварки и соблюдения заданного порядка наложения швов.

Систематически проверяют исправность оборудования и приборов. Эту стадию называют операционным контролем в процессе сварки.

По окончании сварки проверяют качество швов и готового изделия. Эту стадию называют окончательным контролем сварных швов и готового изделия.

Выбор методов окончательного контроля производится в соответствии с ТУ на контроль и приемку сварной конструкции, с требованиями чертежа.

Основными способами контроля сварных швов и готовых изделий являются: внешний осмотр и обмер, просвечивание рентгеновскими и гамма лучами, механические испытания и металлографические исследования контрольных образцов, испытания на стойкость швов против межкристаллитной и общей коррозии, испытания на прочность и плотность сварных соединений и швов.

Основные критерии, которые должны быть приняты во внимание при назначении и выборе контроля, следующие:

– категория ответственности соединений или изделий, связанная с условиями их эксплуатации; недопустимость дефектов, рассчитываемая на основе анализов прочности надежности соединений;

– допустимый уровень дефектов, назначаемый, исходя из эксплуатационных и технологических условий и группы ответственности изделия;

– чувствительность метода контроля;

– производительность контроля;

– стоимость контроля;

– предполагаемый экономический эффект, за счет уменьшения доли брака.

Обосновав выбор метода контроля, необходимо изложить его сущность, преимущества, недостатки, методику контроля и выбрать оборудование и инструменты для его осуществления.

2.10 Разработка маршрутно-операционных карт технологического процесса

Маршрутная карта (МК) – документ, предназначенный для маршрутного или маршрутно-операционного описания технологического процесса или указания полного состава технологических операций при операционном описании изготовления изделия в технологической последовательности с указанием данных об оборудовании, технологической оснастке, материальных нормативах и трудовых затратах. МК является обязательным документом. Допускается взамен МК использовать соответствующую карту технологического процесса.

Карта технологического процесса (КТП) – документ предназначенный для операционного описания технологического процесса изготовления или ремонта изделия в технологической последовательности по всем операциям одного вида формообразования, обработки или ремонта, с указанием переходов, технологических режимов и данных о средствах технологического оснащения, материальных и трудовых затратах.

Операционная карта (ОК) – документ, предназначенный для описания технологической операции с указанием последовательного выполнения переходов, данных о средствах технологического оснащения, режимах и трудовых затратах. Применяется при разработке единичных технологических процессов.

Комплектовочная карта (КК) – документ, предназначенный для указания данных о деталях, входящих в комплект собираемого изделия, и применяется при разработке технологических процессов сборки.

Ведомость оснастки (ВО) – документ, предназначенный для указания применяемой технологической оснастки при выполнении технологического процесса изготовления или ремонта изделия (составных частей изделия).

Ведомость технологических документов (ВТД) – документ, предназначенный для указания полного состава документов, необходимых для изготовления или ремонта изделий, и применяется при передаче комплекта документов с одного предприятия на другое.

Маршрутные карты производственного процесса представляют собой собирательный документ с комплексом сведений о производственной деятельности. На картах дается наглядное изображение последовательности производственных операций: технологических, контрольных, транспортных, перерывов, хранения, происходящих в течение данного процесса производства.

Маршрутные карты должны содержать сведения для анализа производственного процесса, включая временные затраты.

Разновидности маршрутных карт:

– карты движения материала, характеризующие производственный процесс как ряд действий, совершаемых над предметом обработки;

– карты работы операторов, характеризующие производственный процесс как действия, выполняемые человеком. Данные карты составляются, когда рабочие-операторы выполняют комплекс технологических операций.

Маршрутные карты удобно оформлять в виде таблиц, на которых с левой стороны с помощью условных обозначений указывают действия, осуществляемые в производственном процессе, а с правой - сведения, необходимые для анализа.

Маршрутные карты должны составляться с учетом возможностей их реализации в проекте планировки.

Пооперационные карты технологического процесса и маршрутные карты производственного процесса являются необходимыми элементами организации и управления современным предприятием. На специализированных предприятиях маршрутные карты принимают типовой характер и дают возможность сократить затраты времени на проектирование и организацию управления производством.

В маршрутных картах одновременно определяются: количество и последовательность технологических и транспортных операций; оборудование для выполнения технологических и транспортных операций; последовательность размещения оборудования; длительность производственного цикла.

Карта технологического процесса сварки или как ее еще называют технологическая карта сварки - это документ, который является результатом разработки технологии сварки конкретного соединения, в котором прописаны самые важные технологические параметры создания сварного соединения, по сути это инструкция по сварке соединений.

Для получения качественного результата проделанной работы при производстве сварочных работ, сварщик должен руководствоваться документом, в котором корректно описаны все этапы выполнения сварки на объекте строительства. Несоблюдение  рекомендаций приведенных в технологической карте  может привести к разрушению сварного соединения при эксплуатации, что может повлечь за собой необратимые последствия.

2.11 Расчет сварных конструкций на прочность
Пример расчета на прочность стального горизонтального резервуара.

Расчёт стенки резервуара на прочность и устойчивость

Нагрузка от гидростатического давления:

_ж = 1,1

ρ_ж = 0,9 Т/м³

r = 1,4м

_изб = 4 T/м²

_вак = 0,1 Т/м²

Сталь 09Г2С R_y = 24000 Т/м²

с₁ = 0,8мм – учёт вычета металла при вальцовке листов

r = 1,4м – радиус резервуара

_ƒ2 = 1,2

_с = 0,8

Толщина стенки определяется по формуле:

t_w = + с₁ , (22)

σ^III = , (23)

Учитывая минусовой допуск отклонения толщины листов δ = 0,4мм и допуск на коррозию ∆ = 0,1мм:

t_пр = 3,9 + 0,4 + 0,1 = 4,4мм , (24)

Принимаем толщину стенки 4мм_.

Нагрузка от собственного веса резервуара:

q_p = , (25)

где: _g = 1,0

= 7,85 Т/м³

t_w , (26)

= (2 × 3,14 × 1,62 × 0,4 + 6,69 × 1,62²) × 5 × 10^–3 = 0,551м³

L = , (27)

l= = 0,4м

W = π×r² × (t_w – c₁) , (28)

W = 3,14 × 1,4 × (5 × 10^–3 – 0,8 × 10^–3) = 0,018м³

Напряжение изгиба от собственного веса резервуара:

σ₁^IV = , (29)

σ₁^IV = = 2,13 Т/м²

σ_1min = σ₁^III – σ₁^IV , (30)

σ_1min = 22,7 – 2,13 = 20,57 Т/м²

σ_1max = σ₁^III + σ₁^IV , (31)

σ_1max = 22,7 + 2,13 = 24,83 Т/м²

σ₁ = σ_1max = 24,83 Т/м²

Кольцевые напряжения

Напряжения от вакуума:

σ₂^I = , (32)

σ₂^I = = 45,4 Т/м²

Напряжение от ветровой нагрузки в виде условного вакуума:

σ₂^II = , (33)

σ₂^II = = 1,13 Т/м²

где: w₀ = 0,03 Т/м²

тип местности – В

k₀ = 0,5

σ₂ = σ₂^II + σ₂^I , (34)

σ₂ = 45,4 + 1,13 = 46,53 Т/м²

Критические напряжения при r/t_p,w = = 378,38 > 300

l₀ = 0,586 × l , (35)

l₀ = 0,586 × 0,4 = 0,23

Устойчивость стенки обеспечена.

Расчёт днища на прочность

Для расчёта днища гидростатическое давление принимается равномерным и равным давлению в его центре при полном заполнении резервуара жидкостью.

Суммарное давление и избыточное давление в центре днища:

= 0,0082 кН/см².

Ордината внешней поверхности уголка относительно центра днища

y = r – t_ст , (36)

y = 1,4 – 0,4 = 1см

Расчёт седловой опоры

где: Вес металла – 0,53 т

Вес жидкости – 0,9 Т_м3× 3м³ = 2,7 т

Общий вес – G_max = 0,53 × 1,05 + 2,7 × 1,2 = 3,8 т

Реакции опор:

F_{1 max} = 0,5 × G_max , (37)

F_{1 max} = 0,5 × 3,8 = 1,9 т

Горизонтальная сила:

P₁ = К₁₈ × F_{1 max} , (38)

P₁ = 0,1×1,9 = 0,19 т

где: К₁₈ – коэффициент зависящий от угла расположения опор, равен 0,1.

Горизонтальная сила трения:

P₂ = 0,15 × F_{1 max} , (39)

P₂ = 0,15 × 1,9 = 0,3 т