Разработка технологического процесса изготовления подкрановой балки. Дипломная работа. Сварка является технологическим процессом, широко применяемая практически во всех отраслях народного хозяйства
 Скачать 425.56 Kb.
|
Таблица 1 - Технические характеристики выпрямителя сварочного ВД-313
 Рисунок 6 - Выпрямитель сварочный ВД-313Ручная 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. 2.3 Выбор сварочных материалов Сварочным материалом ручной дуговой сварки является – электрод. Электрод - это стержень, с нанесенной на него специальной обмазкой, включенный последовательно в сварочную цепь для подвода тока к дуге, поддержания горения дуги и расплавления свариваемых кромок. В процессе сварки рутиловое покрытие обеспечивает устойчивое горение дуги, хорошее формирование шва, а также минимальное разбрызгивание металла. Электродами с рутиловым покрытием можно сваривать изделия во всех пространственных положениях как переменным, так и постоянным током. Металл, наплавленный электродами с рутиловым покрытием, содержит до 0,12% - С (углерода); 0,4 - 0,7% - Мn (марганца); 0,3% - Si (кремния); 0,03% - S (серы) и 0,03% - Р (фосфора) . Электроды с рутиловым покрытием легко поджигаются, в том числе и повторно. Эти электроды идеальны для прихваток, коротких и корневых швов. Сварка электродами с рутиловым покрытием отличается от сварки электродами с другим покрытием небольшим тепловложением, именно это позволяет считать этот вид электрода выгодным при заварке широких зазоров, особенно на монтаже, а также сваривать листы с коррозией и с довольно большим загрязнением поверхности. Поэтому целесообразно использовать этот электрод для сварки самых различных видов изделий из стали. Электрод отличается весьма высокими производственными свойствами. Достаточно большое по размеру покрытие гарантирует уменьшенное, если сравнивать с другими видами электродов, разбрызгивание. Также он применяется при сварке сталей повышенной прочности. Для сварки низкоуглеродистых сталей применяются электроды марок: ОЗС – 3; ОЗС – 4; МР – 3, ОК-46 стержень этих электродов изготовлен из проволоки марки СВ – 08А. В состав покрытия входит: 30 – 50% двуокиси титана, полевой шпат, ферромарганец, жидкое стекло. Эти электроды дают наименьшей процент разбрызгивания металла, пригодны для сварки на постоянном и переменном токе, не вредны для организма человека, поэтому широко используется в промышленности. Выбор сварочной проволоки: Для сварки Стали 09Г2Срекомендуется использовать сварочную проволоку для способов сварки АП и АФблизкую по хим. составу к основному металлу и содержащую меньшее количество углерода. Такой проволокой являютсяСВ-08Г2Свысокое легирование проволоки кремнием и марганцем будет являться залогом раскисления сварочной ванны при АП и дополнительное легирование шва для обеспечения равнопрочности при сварке АФ. Проволока стальная сварочная (ГОСТ 2246-70). По виду поверхности проволока производится неомедненой и омедненой. Медное покрытие - 6 мкм. Поверхность проволоки должна быть чистой и гладкой, без трещин, расслоений, плен, закатов, забоин, окалины, ржавчины, масла и др. загрязнений. Допускаются отдельные риски, царапины, местная рябизна, вмятины глубиной не более предельного отклонения по диаметру. Таблица 2 - Химический состав сварочной проволоки
В качестве материала стержня применяется сварочная стальная проволока Св08 и Св08А. 2.4 Порядок сварки изделия Двутавровая балка составляется из трех длинных листовых элементов (двух поясов - полок и стенки). Основными швами в балках являются стыковые швы поясов и угловые швы, соединяющие пояса со стенкой. При изготовлении сварных балок в цехах целесообразно сначала сварить стыки поясов и стенки, так как стыковые швы являются наиболее ответственными, поэтому для уменьшения остаточных напряжений варить их следует при отсутствии закреплений в свариваемых листах. При сборке пояса или стенки необходимо, чтобы продольные оси стыкуемых листов легли по одной прямой линии, смещение стыкуемых кромок из плоскости листов не выходило за пределы допустимых отклонений и чтобы зазор был выдержан согласно чертежу. Правильное положение осей стыкуемых листов проверяют обычно длинной линейкой, приложенной к оси или к боковым кромкам листов. Смещение кромок устраняют обычно клином, а требуемый зазор устанавливают при помощи болтовой стяжки или сборочной планки. Собранный стык сваривается полуавтоматом или автоматом под флюсом. Сваренные пояса и стенка поступают на сборку балки. Способ сборки балки зависит от характера и конструкции применяемых приспособлений и запроектированного метода сварки поясных швов. Балку собирают из трех ее основных элементов (поясов и стенки), сваривают поясные швы полуавтоматом или вручную. Сборку сварных балок выполняют при помощи хомутов и прихваток или в специальном кондукторе. При сборке балки с помощью хомутов на стеллаже или горизонтальной плите укладывают нижний пояс. На середине пояса параллельно его оси наносят две риски, расстояние между которыми равно толщине вертикальной стенки. По рискам на расстоянии 1—1.5 м друг от друга устанавливают и прикрепляют струбцинами или прихватками сборочные уголки, между которыми устанавливается вертикальная стенка. В местах, где вертикальная стенка значительно искривлена, для совмещения ее с рисками на поясе можно пользоваться скобой и клиньями. Для уничтожения зазора между вертикальной стенкой и поясом пользуются хомутом. Затем накладывают верхний пояс, проверяют правильность положения стенки и верхнего пояса, зажимают собранную балку хомутами и ставят прихватки. Потом освобождают собранную балку от хомутов и подают на автоматическую сварку. Наилучший провар поясных швов получается при автоматической сварке «в лодочку».Если поясные швы собираемой балки будут выполняться вручную, то описанный порядок сборки балки следует изменить. В этом случае после установки вертикальной стенки на нижний пояс ставят ребра жесткости, прихватывают их, а потом устанавливают верхний пояс и зажимают собранную балку хомутами. Дальше собранная балка идет на ручную или полуавтоматическую сварку поясных швов и приварку ребер жесткости. При горизонтальном положении стенки сварку ведут от середины балки к ее концам. При серийном и массовом производстве сборку балок производят в кондукторах, конструкции которых позволяют значительно уменьшить трудоемкость рабочих операций по укладке и закреплению поясов и стенки балок в требуемом положении. Для повышения механизации трудоемких сборочно-сварочных операций и увеличения производительности применяют для изготовления балок специализированные кондукторы - кантователи. Сборка в специализированных кодукторах - кантователях не требует постановки прихваток, так как собранные элементы надежно удерживаются в требуемом положении быстродействующими фиксирующими и закрепляющими устройствами. В настоящее время строят механизированные поточные линии для массового изготовления сварных двутавровых балок с предварительным растяжением вертикальной стенки во избежание ее выпучивания от действия остаточных напряжений сжатия. Выполнение швов в нижнем положении - это положение наиболее удобно для сварки так как капли электродного металла легко переходят в сварочную ванну под действием собственного веса и расплавленный металл не вытекает из нее. Сварка двутавра осуществляется автоматизированными сварочными установками. Приемы и последовательность наложения швов могут быть различными. Выполнение швов «в лодочку» (на стапелях под углом 45°) обеспечивает лучшие условия формирования шва и глубины проплавления стенки, зато поворачивать изделие приходится после сварки каждого шва. Для этого используют позиционеры - кантователи. Основные швы по своим размерам значительно превосходят сборочные швы, поэтому последние полностью переплавляется. Конструкция «балка» представляет собой объёмную пространственную конструкцию, предназначенную для объединения отдельных деталей и механизмов в единый агрегат. Одной из главных требований, предъявляемых к балкам,– жесткость конструкции. Сварной шов – это участок сварного соединения, образовавшийся в результате кристаллизации расплавленного металла. Швы классифицируют по следующим признакам: 1) По типу сварного соединения: а) Стыковые – обозначаются буквой: С. б) Угловые - обозначаются буковой: У. в) Тавровые - обозначаются буквой Т. г) Нахлесточное – обозначаются буквой: Н. 2) По положению в пространстве: а) в нижнем положении, б) вертикальное положение, в) горизонтальное положение, г) Потолочное положение, д) Кольцевой шов. 3) По протяженности: а) сплошной, б) прерывистый (цепной в шахматном порядке). 4) По заполнению сечения: а) однослойный однопроходный; б) многослойный, в) многослойный многопроходный; г) двухсторонний. Согласно чертежу «балка» выполняется сварными швами: Тавровое соединение, односторонний без скоса и со скосом одной кромки, кромок катет шва 4мм. Во время производства сварной двутавровой балки непременно возникает нарушение "геометрии" ее полок - "грибовидность", которая появляется в результате нагрева металла. Сваренная балка подается на стан для правки полок двутавровой балки и проходит через систему роликов, используя при этом свойства упругости металла. 3 Контроль сварочных соединений 3.1 Виды возможных дефектов и способы их устранения Дефекты в сварных соединениях могут быть вызваны плохим качеством сварных материалов, неточной сборкой и подготовкой стыков под сварку, нарушением технологии сварки, низкой квалификацией сварщика и другими причинами (приложение Г). Задача контроля качества соединений - выявление возможных причин появления брака и его предупреждения. Работы по контролю качества сварочных работ проводят в 2 этапа: - Контроль в процессе сборки и сварки (пооперационный). - Контроль качества готовых сварных соединений. В процессе изготовления (пооперационной контроль) проверяют качество подготовки кромок и сборки, Режимы сварки, порядок выполнении швов, внешний вид шва, его геометрические размеры, за исправностью сварочной аппаратуры. Последнее контрольная операция - проверка качества сварки в готовом изделии: внешний осмотр и измерения сварных соединений, испытания на плотность, контроль ультразвуком, магнитные методы контроля. Контроль качества основного металла. Качество основного металла должно соответствовать требованиям сертификата, который посылают заводы - поставщики вместе с партией металла необходимо произвести наружный осмотр установить механические свойства и химический состав металла. При наружном осмотре проверяют отсутствие на металле окалины, ржавчины, трещин и прочих дефектов. Предварительная проверка металла с целью обнаружения дефектов поверхности - необходимое и обязательная операция, благодаря которой можно предупредить применение некачественного металла при сварке изделия. Контроль сборки: собранному контролируют: зазор между кромками, притупление и угол раскрытия для стыковых соединений: ширину нахлестки и зазор между местами для нахлесточных соединений. Контроль технологического процесса сварки: перед тем как преступить к сварке, сварщик знакомится с технологическими картами, в которых указаны последовательность операций, диаметр и марка применяемых электродов, режимы сварки и требуемые размеры сварных швов. Не соблюдения порядка наложение швов может вызвать значительную деформацию. Контроль отклонения линейных размеров балок и их деталей от номинальных, отклонения формы и расположения поверхностей деталей от проектных, а также шероховатости механически обработанной поверхности следует производить универсальными методами и средствами. Контроль качества швов сварных соединений и размеров их сечений должен производиться в соответствии со СНиП III-18-75. 3.2 Методика выполнения контроля Контроль качества сварочных работ и сварных соединений проводят в два этапа: в процессе монтажа и сварки законченных сварных соединений. В процессе монтажа и сварки проверяют: -качество сварочных материалов; -правильность сборки (зазоры и контрольные размеры конструкции); -чистоту свариваемых кромок; -соблюдение очередности наложения швов, предусмотренной технологической картой; -качество шва в процессе его наложения. Работы по контролю качества сварочных работ проводят в три этапа: - Предварительный контроль, проводимый до начала работ; - Контроль в процессе сборки и сварки (пооперационный); - Контроль качества готовых сварных соединений. Контроль наружных дефектов в сварных швах и околошовной зоны осуществляют путем внешнего осмотра (визуального или с применением лупы) и измерения их геометрических размеров. Визуальному осмотру с проведением необходимых измерений подлежат 100% сварных швов. Классификация методов контроля (ГОСТ 3242-79). Методы контроля сварных соединений разделяют на две основные группы: неразрушающий контроль (НК) и разрушающий контроль (РК). Неразрушающий контроль (НК) (ГОСТ 18353-79): 1. Визуально-оптический метод (ГОСТ 23479-79, ДСТУ ISO 17637-2003). 2. Дефектоскопия течеисканием (ГОСТ 3285-77). Разрушающий контроль (РК) (ГОСТ 6996-66): 1. Механические испытания. 2. Коррозионные испытания. Визуально-оптический метод контроля. Визуальный метод контроля является старейшим и продолжает играть важнейшую роль. Контроль сварного соединения начинается с внешнего осмотра шва – суть визуального контроля. Визуальный контроль предельно прост и доступен; позволяет получить до 50% информации о качестве соединения и о ходе технологического процесса, но зависит от квалификации и ответственности проверяющего. Внешний осмотр производился невооруженным глазом, и при помощи технического приспособления (обзорная лупа). Осмотру подлежит все изделие и его сварные соединения для выявления в них всевозможных дефектов. При формировании швов на поверхности могут выявляться неравномерности высоты и ширины швов, чрезмерная чешуйчатость, наплывы, подрезы, чрезмерное усиление или ослабление швов, незаваренные кратеры, прожоги, шлаковые включения, осевые смещения. Испытание керосином применяют в тех случаях, когда имеется доступ к конструкции изоляции с обеих сторон. Для испытания швы с одной стороны окрашивают меловым раствором, а с другой опрыскивают керосином из керосинореза под давлением 0,1—0,2 МПа. Испытания проводят дважды с перерывом в 12 часов. Прочность сварных швов определяют механическими испытаниями на растяжение и изгиб (ГОСТ 6996—66) . для проведения контроля качества сварной конструкции необходимо: Проверить качество сварки внешним осмотром; Проверить размеры измерительной линейкой и угольником; Замерить катеты швов штангенциркулем или другим измерительным инструментом (приложение В). 4 Экономическая часть Экономическая целесообразность технологического процесса изготовления подкрановой балки определялась в данной письменной работе с помощью расчета нормы затраченного времени, расходов сварочных материалов. |