Разработка технологического процесса сборки сварки подогревателя. Разработка технологического процесса сборкисварки сварочной единицы перила иее изготовление

• Название: Разработка технологического процесса сборкисварки сварочной единицы перила иее изготовление
• Дата: 01.06.2022
• Размер: 1.68 Mb.
• Имя файла: Разработка технологического процесса сборки сварки подогревателя.docx
• Тип: Задача; #562906
• страница: 2 из 13

3. Технические условия на основные и сварочные материалы, заготовку, сборку, сварку, и контроль качества

Общие требования. Конструкции сварные металлические должны изготавливаться в соответствии с требованиями соответствующих чертежей, а также технической документации на изготовление соответствующего изделия, утверждённой в установленном порядке.

Технические условия на основной металл. Качество основного металла должно соответствовать требованиям сертификата, который посылают заводы-поставщики вместе с партией металла. В нем указывают наименование завода-изготовителя, марку и химический состав стали, номер плавки, профиль и размер материала. При осмотре сертификата металл запускают в производство лишь после тщательной проверки: необходимо произвести наружный осмотр, проверить свариваемость, установить механические свойства и химический состав металла.

При наружном осмотре металла проверяют отсутствие на металле окалины, ржавчины, трещин, расслоения и прочих дефектов. Предварительная проверка металла с целью обнаружения дефектов на поверхности является необходимой и обязательной, поскольку она предупреждает применение некачественного металла для сварки изделия.

Технические условия на проволоку. ГОСТ 2246 - 70 на сварочную проволоку и ГОСТ 10543 - 75 на проволоку стальную наплавочную устанавливают марку, диаметры сварочной проволоки, химический состав, правила приёмки и методы испытания, требования к упаковке, маркировке, транспортированию и хранению. В сертификате, сопровождающем партию проволоки, имеются следующие данные: товарный знак предприятия-изготовителя, условное обозначение проволоки, номер плавки и партии, состояние поверхности проволоки (омеднённая или не омеднённая), химический состав в процентах, результаты испытаний на растяжение, масса проволоки (нетто) в килограммах.

Таким образом, наличие бирки, прикреплённой к бухте сварочной проволоки, а также сертификата на проволоку является гарантией того, что проволока пригодна для сварки. На поверхности сварочной проволоки не должно быть окалины, ржавчины, грязи и масла. Проволока из высоколегированной стали не должна иметь остатков графитовой смазки.

Сварочную проволоку, на которую не имеется документации, подвергают тщательному контролю. Наиболее важным является проверка химического состава проволоки, для чего от каждой партии отбирают 0,5% бухт, но не менее двух. Стружку для химического анализа берут от обоих концов каждой контролируемой бухты или из двух участков на расстоянии не менее 5 м один от другого. Произведя химический анализ, устанавливают марку сварочной проволоки и определяют возможность её применения для сварки в соответствии с технологическим процессом.

Технические условия на защитные газы. Углекислый газ (двуокись углерода, углекислота) бесцветный, со слабым запахом, с резко выраженными окислительными свойствами. Поставляется в жидком виде в баллонах и изотермических цистернах или в твёрдом состоянии в виде сухого льда. При температуре 0°С и давлении 0,1 МПа плотность двуокиси углерода составляет 1,977 кг/м3. Углекислый газ тяжелее воздуха и формирует эффективную защитную оболочку над зоной сварки.

В соответствии с ГОСТ 8050-76 углекислота производится в жидком состоянии трёх марок: сварочная, пищевая и техническая. Эти марки отличаются друг от друга по содержанию СО2 и количеству примесей. Углекислый газ СО2 выпускают по ГОСТ 8050-76 трёх марок. Для сварки используют сварочный газ чистотой не менее 99, 5%. Хранят и транспортируют его в жидком виде в стальных баллонах ёмкостью 40 л. под давлением 6, 0-7, 0МПа. Баллоны окрашивают в чёрный цвет. Поэтому его в основном применяют для сварки низкоуглеродистых и низколегированныхсталей. Остаточное давление в баллоне 0,05 МПа.

Технические условия на заготовку.Перед поступлением заготовок на сборку проверяют чистоту поверхности металла, габаритные размеры заготовок, качество подготовки кромок и углы их скоса.

Дефекты заготовок под сварку в значительной степени сказываются на качестве и производительности сварочных работ. Например, увеличение угла скоса кромок приводит к увеличению к увеличению количества наплавленного металла, к увеличению времени сварки и к излишнему расходу электроэнергии и электродов. Кроме того, соединение после сварки будет сильнее деформироваться, так как чем больше наплавленного металла, тем больше его усадка при остывании.

Технические условия на сборку. В собранном узле контролируют: зазоры между кромками свариваемых деталей, отсутствие или малая величина которых приводит к непровару корня шва, а большая к прожогам и увеличению трудоёмкости процесса сварки; превышение одной кромки относительно другой в стыковом соединении, относительное положение деталей в собранном узле, правильное наложение прихваток.

Технические условия на сварку. Перед тем как приступить к сварке, сварщик знакомится с технологическими картами, в которых указаны последовательность операций, Детали должны быть выполнены в пределах допусков, указанных в чертеже. Сборку элементов конструкции производить в соответствии с требованиями ОСТ 24.04.01-73. Сопрягаемые детали должны быть промаркированы. В собранном узле контролируются зазоры между кромками свариваемых деталей, отсутствие или малая величина которых приводит к непровару корня шва, а большая к прожогам и увеличению трудоёмкости процесса сварки. Зазор согласно ГОСТ 14771-76 должен находиться в пределах?0,8S. Также контролируется относительное положение деталей в собранном узле, правильное наложение прихваток.

Техническиеусловияна прихватки. Прихватки, накладываемые на соединения собираемых деталей, должны размещаться в местах расположения сварных швов. Разрешается наложение прихваток вне мест расположения сварных швов для временного скрепления деталей в процессе их обработки. Эти прихватки после выполнения своего назначения должны быть удалены, а места их размещения зачищены. Размеры швов прихваток должны быть минимально необходимыми и обеспечивать перекрытие их при наложении сварных швов с обеспечением сплавления. Размер сечения прихватки должен быть не более 0,7 размера сварного шва. Длина прихваток должна быть в 4-5 раз больше, прихватываемой толщины, но не больше 100 мм для дуговой сварки. Расстояние между прихватками в 3-4 раза больше длины прихваток, но не более 600 мм.

Технические условия на контроль качества. Контроль качества должен осуществляться систематически в течение всего производственного цикла. Порядок контроля указывается в карте технологического процесса. Собранная конструкция должна быть проверена производственным мастером и принята контролёром ОТК. Контроль качества сварных соединений может осуществляться внешним осмотром и измерениями, испытанием на непроницаемость: просвечиванием, методами магнитного контроля и другими в зависимости от требований. Внешнему осмотру должны быть подвергнуты все 100% сварных швов. Внешний осмотр выявляет: трещины всех видов и направлений, выходящие на поверхность шва или расположенные в зоне термического влияния; поры, свищи, незаплавленные кратеры, прожоги, непровары; наплывы и подрезы в местах перехода от основного металла к наплавленному металлу; отступление по геометрии швов, указанных в чертежах. Дефектные участки швов, выявленные при просвечивании или прозвучивании, должны быть удалены, вновь заварены, просвечены или прозвучены и повторно проконтролированы. Результаты контроля сварных соединений должны быть зафиксированы в соответствующих документах (журналах, картах, формулярах и т.д.).

4. Характеристика изделия, критический анализ его изготовления на предприятии

Опора, чертежный номер 2-396060 СБ, предназначена для установки, крепления, работы технологического оборудования.

Опора, чертежный номер 2-396060 СБ имеет габаритные размеры 500×650×450 мм, вес конструкции 279 кг. Опора для технологического оборудования состоит из:

стенка (позиция 1) - 2 шт.;

крышка (позиция 2) - 1 шт.;

основания (позиция 3) - 1 шт.;

стена (позиция 4) - 2 шт.;

ребра жесткости (позиция 5) - 12 шт.

Проектируемая конструкция опора изготовляется из стали 09Г2С. Сталь низколегированная конструкционная предназначена для изготовления сварных конструкций.

Назначение - различные детали и элементы, сварных металлоконструкции, работающие при температуре от -70 до+425, под давлением. Химический состав и механические свойства представлены в таблицах 4.1, 4.2.

Таблица 4.1 Химический состав стали Сталь 09Г2С, %

С Si MnCrNiCuPSAsНе болееНе более0,120,5-0,81,3-1,70,300,300,300,0350,0400,08

Свариваемость - способность металла образовывать качественное сварное соединение, удовлетворяющее эксплуатационным требованиям.

По химическому составу определяем эквивалентное содержание углерода, который служит оценкой свариваемости выбранного материала по формуле:


гдеC, Mn, Cr, Ni, Mo-химические элементы.

Таблица 4.2 Механические свойства стали Сталь 09Г2С

ГОСТСостояние поставкиСечение, мм.?т?МпаНе менее19281-89Сортовой и фасонный прокатДо 103454902119282-89Листы и полосы (образцы поперечные)От10 до 20 От20 до 32 От32 до 60 От60 до 80 От80до160325 305 285 275 265470 460 450 440 43021 21 21 21 2119282-89Листы после закалки, отпускаОт 10 до32 От 32 до60365 315490 45019 21

Полной эквивалент углерода рассчитывается с учётом толщины свариваемого металла, которая является поправкой к эквиваленту углерода, определяем по формуле:


где 0,005 - коэффициент толщины;- толщина металла, мм;

Сэкв - полный эквивалент углерода с учётом толщины.

Тогда полный эквивалент углерода рассчитаем по формуле:

Вывод: расчет показал, что полный эквивалент Сэкв = 0,35%, что меньше регламентированного 0,38%, поэтому подогрев не нужен. Сталь относится к группе хорошо свариваемых и пригодна для изготовления конструкций без дополнительных технологических приемов.

Условияработы и требования к эксплуатациижёсткие. Конструкция работает при статических и динамических нагрузках, поэтому к швам предъявляются следующие требования: швы должны быть плотными и соответствовать требованием ГОСТов и технических условий.

В зависимости от технологичности конструкции (её сложности, доступность соединений для сварки, различные способы сварки) и технологической возможности создания сборочных приспособлений выбирается схема сборки конструкции. Конструкция собирается по второй схеме, которая применяется для технологичных конструкций, когда сварка полностью собранной конструкции невозможна и невозможно выделения из конструкции технологических сборок. По этой схеме собираются детали, которые соединяются, слаживаются доступные для сварки, свариваются, а затем устанавливаются последующие детали, свариваются и т.д., при этом собранные под сварку элементы каждый раз образуют технологическую сборку.

Полуавтомат сварочный ПДГ-508М предназначен для сварки сплошной проволокой малоуглеродистой и низколегированной стали в защитной среде углекислого газа, а также легированных и нержавеющих (коррозионностойких) сталей в среде аргона длинными и прерывистыми, прочными и прочноплотными швами во всех пространственных положениях. Может использоваться для сварки и наплавки бронзовой проволокой. Применение асинхронного двигателя в сочетании с девяти-ступенчатой коробкой передач обеспечивает полуавтомату возможность получения высокостабильной подачи электрода даже при значительном изменении напряжения сети и положения горелки. Имеется плавное регулирование сварочного напряжения в широком диапазоне. В таблице 4.3 приведена характеристика полуавтомата ПДГ-508М.

Таблица 4.3 Характеристика полуавтомата ПДГ-508М

Номинальное напряжения питающей сети, В380Частота питающей сети, Гц50Номинальный сварочный ток, А500Диаметр электродной проволоки, мм1,0-2,0Скорость подачи электродной проволоки, м/час120-1200Регулирования скорости подачи электродной проволокиСтупенчатоеЗащита зоны сваркиУглекислый газИсточник питанияВДУ 506СМасса, кг23Габаритные размеры445×316×370

Сварочный выпрямитель типа ВДУ-506С предназначены для комплектации полуавтоматов дуговой сварки, а также для ручной дуговой сварки покрытыми электродами.

Выпрямитель в комплекте с полуавтоматом предназначен для полуавтоматической сварки плавящейся электродной проволокой в среде защитных газов на постоянном токе.

ВДУ-506С может быть использован в качестве источника сварочного напряжения в составе сварочных автоматов, роботов и т.п.

Преимущества:

плавная регулировка сварочного тока;

улучшенные динамические свойства сварочного процесса;

универсальный, так как имеет два вида внешних характеристик: жесткие и падающие;

легкое зажигание и устойчивое горение дуги;

наличие термозащиты от перегрузки;

дистанционное регулирование сварочных параметров с помощью пульта;

наличие розетки 36В для питания подогревателя газа;

быстроразъемные, безопасные токовые разъемы;

малые габариты и вес по сравнению с аналогами.

В таблице 4.4 приведена характеристика сварочного выпрямителя типа ВДУ-506с

Таблица 4.4 Техническая характеристика ВДУ-506С

Параметры сварочного трансформатораНормыХарактеристикой падающейХарактеристикой падающейНапряжение питающей сети, в380Частота питающей сети50Номинальный сварочный ток, А500Номинальный режим работы, ПН, %6060Наименьший сварочный ток, А5060Наибольший сварочный ток, А500500Пределы регулирования рабочего напряжения, В22-4017-39Напряжения холостого хода, В7070Потребляемая мощность при номинальном токе, кВт3434Масса, кг190Габаритные размеры, мм840×505×685

Расчёт режимов на полуавтоматическую сварку в среде защитных газов

Определим длину вылита сварочной проволоки в соответствии с диаметром, которой равен 2,0 мм по формуле


где d - диаметр проволоки, мм.

Определяем силу сварочного тока по формуле


где j - допускаемая плотность тока, А/мм3 (100-200);

Fпр - площадь сварочной проволоки, рассчитывается по формуле


Определяем напряжения на дуге по формуле


Определяем скорость подачи проволоки по формуле


где ?н - коэффициент наплавки, г / Ач, определяем по формуле:


? - плотность наплавленного металла шва, 7,85 г./см3.

Определяем скорость сварки по формуле


где Fн - площадь наплавленного металла, определим по формуле


Определяем расход газа по формуле


где Qr - удельная норма использования газа на 1 м шва;

lш - длина шва, м;

Qдоп - дополнительное использования газа.

Форма подготовки кромок и конструктивне элементы свариваемых швов приведена в таблице 4.5

Таблица 4.5 Форма подготовки кромок и конструктивне элементы свариваемых швов

ГОСТХарактер выполненного шваФорма подготовки сварных кромокФорма подготовки сварного шва14771-76-Т6Односторонний14771-76-У6Односторонний14771-76-Т8Двусторонний14771-76-Т3Двусторонний

Защитный газ. Углекислый газ - это активный газ и ихс меси. Активный, потому что взаимодействует с расплавленным металлом сварочной ванны. Сварку в активных газах и их смесях применяют при изготовлении листовых, решётчатых конструкций и др. сварку в инертных газах применяют при изготовлении химической аппаратуры, монтаже шин проводов и др. конструкций. Углекислый газ (CO2) бесцветный, со слабым запахом, с резко выраженными окислительными свойствами. Поставляется в жидком виде в баллонах и изотермических цистернах и в твёрдом состоянии в виде сухого льда

В соответствии с ГОСТ 8050-76 углекислота производится в жидком состоянии трёх марок: сварочная, пищевая и техническая.

Исследователи считают, что углекислый газ, применяемый для сварки, должен иметь чистоту 99,8%, общее количество примесей должно быть не больше 0,02%, из них водорода и азота не более 0,1% каждого. В работе показано что максимально допустимое содержание примесей не должно превышать 0,05%, допустимое содержание воздуха должно составляет 0,1% и требуемая чистота СО2 для сварки должно быть не ниже 99,85%.

Сварка в углекислом газе не лишена и недостатков. Основные из них следующие:

повышенное разбрызгивание расплавленного металла;

характерная бугристость шва с более резким переходом;

узкое и глубокое проплавление основного металла при сварке.

Сварочная легированная проволока марки стали Св-08Г2С изготавливается согласно ГОСТ2246-70.

Диаметр сварочной проволоки: 1,2-6,0 мм. Допуски по диаметру согласно ГОСТ 2246-70. Поверхность сварочной проволоки - не омедненная. Сварочная проволока Св-08Г2С применяется при:

сварке в защитных газах;

сварке конструкций ответственного и общего назначения;

сварке углекислотных, легированных сталей: конструкционной стали, стали для сосудов под высоким давлением и судостроительной стали. Химический состав сварочной проволоки приведена в таблице 4.6.

Таблица 4.6 Химический состав сварочной проволоки Св-08Г2С

Марка проволокиХимический состав проволоки, %СMnSiCrNiSPне болеене болееСв08Г2С0,05-0,111,8-2,10,7-0, - 950,200,250,0250,03

Наложение швов от середины к краям для предотвращения деформаций.

Сборка и сварка производятся на плазовой плите без применения специализированного оборудования.

Плазовая плит предназначена для сборки и сварки конструкций, то есть для работ по обеспечению удобного взаимного расположения подлежащих сварке деталей и закреплению их друг с другом с помощью специальных приспособлений. Сборочно-сварочная плита представляет собой опорное приспособление горизонтального расположения. Сборочно-сварочная плита представляет, возможность создавать сотни вариантов оснастки из одного и того же перечня имеющих элементов. Металлическая сварочная плита имеет пазы, позволяющие использовать это универсальное приспособления для сборки и последующей сварки изделий самого широкого профиля и различных размеров.

5. Определение технологичности конструкции

Под технологичностью конструкции понимают такие формы, размеры и материалы, которые обеспечивают высокие эксплуатационные качества конструкции при экономичном её изготовлении. Технологичность сварных конструкций должна обеспечиваться на всех стадиях проектирования и изготовления.

Показателями технологичности является косвенные и прямые признаки

Косвенные признаки:

возможность применения укрупнённой технологии заготовки;

рациональная форма подготовки кромок;

применение поузловой сборки и сварки деталей;

применение механизированной сварки в среде CO2;

комплексная механизация и автоматизация сборочно-сварочных процессов;

снижение материалоёмкости, энергоёмкости и себестоимости проектируемой конструкции;

снижение деформаций отдельных узлов и всего изделия, способы их уменьшение и устранения;

возможность применения современных методов контроля качества, которые применяться в сварных соединениях - испытание керосином.

Прямой признак технологичности - доля наплавленного металла в массе конструкции. Расчёт технологичности выполнения по формуле:


где m - показатель доли наплавленного металла в общей массе сварной металлоконструкции;

Qн - масса наплавленного металла, кг;

Qк - масса сварной конструкции, кг;

Массу наплавленного металла выбираем с ТИ-00.436-2000. Данные для расчёта технологичности сведём в таблицу 5.1.

Таблица 5.1 Данные для расчёта технологичности

№ шва по эскизуСокращённое обозначение типа соединениеГОСТ на сваркуМасса наплавленного Ме, на 1 м шва, кг/мдлинна шва, мQн, кгПримечание1Т6 814771-762,760,802,20Масса конструкции, 279 кг2У614771-764,231,606,773Т8 814771-762,850,802,784Т3 814771-762,565,1613,5Итого по конструкции8,4624,45

Рассчитаем технологичность по формуле

На основании показателя m сделаем выводы, так как m?4%, конструкция не технологична. Это технологически обусловлено тем, что конструкция изготовлена из металла толщиной 25 мм, имеет небольшие геометрические размеры, при эксплуатации требует высокой устойчивости, жесткости и прочности.