Сагидуллин Р.И._МСбз-1501Д. Выпускная квалификационная работа (бакалаврская работа)

• Название: Выпускная квалификационная работа (бакалаврская работа)
• Дата: 17.05.2023
• Размер: 346.18 Kb.
• Имя файла: Сагидуллин Р.И._МСбз-1501Д.docx
• Тип: Документы; #1139165
• страница: 5 из 18

Обоснование способа сварки

Задача по выбору способа сварки решается разработчиком технологии исходя из конкретных производственных условий, в которых будет изготавливаться сварная конструкция. Можно выделить ряд общих критериев выбора, руководствуясь которыми разработчик технологии может выделить группу из нескольких практически равнозначных способов сварки из которых, в дальнейшем, выберет один, наиболее подходящий для конкретных условий производства на предприятии.

При выборе способа сварки необходимо принимать во внимание результаты конструктивно-технологического анализа сварной конструкции. При этом анализ применимости того или иного способа сварки ведётся с использованием основных критериев, к которым следует отнести:

• 
  свойства материала, из которого изготавливается рассматриваемая сварная конструкция;
  
• 
  толщина материала, из которого изготавливается рассматриваемая сварная конструкция;
  
• 
  характеристика сварных швов в рассматриваемом изделии – их положение в пространстве, протяжённость и конфигурация;
  
• 
  предпочтение при выборе способа следует отдавать способам сварки, позволяющим механизировать и автоматизировать выполнение основных операций, при этом следует рассмотреть соответствие степени механизации способа сварки условиям производства сварной конструкции;
  
• 
  преимущества и недостатки рассматриваемых способов сварки.
  

Анализируя химическую активность материала сварной конструкции делаем вывод, что металл не обладает высокой химической активностью. Поэтому можно применить практически все известные способы сварки.

Критерий толщины материала также является весьма веским при выборе способа сварки. Для толщины материала изделия (до 20 мм) могут быть применены не все способы сварки. В частности, следует подробнее

рассмотреть: ручную дуговую сварку, механизированную и автоматическую сварку в защитных газах проволокой сплошного сечения, сварку порошковой самозащитной проволокой, автоматическую сварку под флюсом.

Такие факторы как протяжённость, конфигурация и положение швов в пространстве также оказывают значительное влияние на выбор способа сварки. На рассматриваемой конструкции выполняются как относительно короткие (порядка 500 мм), так и длинные (до 18 м) сварные швы. Исходя из этого, для выполнения сварной конструкции могут применены такие способы сварки, как: ручная дуговая сварка, механизированная и автоматическая сварка в защитных газах проволокой сплошного сечения, сварка порошковой самозащитной проволокой, автоматическая сварка под флюсом.

Теперь анализируем соответствие степени механизации выделенных способов сварки условиям производства сварной конструкции, указанным в задании на проектирование. При выполнении этого этапа анализа следует учитывать следующее:

• 
  автоматические способы сварки наиболее рационально использовать в массовом и крупносерийном производстве, или в серийном производстве при выпуске однотипной продукции;
  
• 
  для мелкосерийного, единичного или ремонтного производства рациональным является применение механизированных и ручных способов сварки;
  
• 
  автоматические способы сварки наиболее приемлемы для сварки в заводских условиях и условиях производственных баз;
  
• 
  в монтажных условиях предпочтительным является применение ручных или механизированных способов сварки.
  

Таким образом, с учетом результатов анализа в 1 разделе, мелкосерийное производство, выбираем ручную сварку для прихваток, выполнения швов малой протяженности и автоматический способ сварки для швов большой протяженности – 18 м.

При проведении процесса ручной дуговой сварки металл свариваемого изделия и сварочный электрод выступают анодом и катодом. Сварочным электродом является металлический стержень, который покрыт слоем особого состава (обмазка электрода). Назначение такого покрытия – стабилизировать сварочную дугу, защищать и легировать расплавленный металл сварочной ванны. Существует четыре вида покрытия [9]: основное, целлюлозное, рутиловое и кислое.

Металл сварного шва является закристаллизовавшимся металлом сварочной ванны. Он состоит из смеси основного металла и электродов. Физико-химические характеристики металла шва зависят от правильности выбора технологии сварки, от качества проведения сварочных операций, правильного выбора режимов и проведения операции термической обработки сварного шва.

Несмотря на своё широкое и давнее применение, ручная дуговая сварка имеет ряд недостатков, которые в настоящий момент заставляют искать более перспективные способы сварки. Первым таким недостатком является малая производительность сварочных работ. Вторым недостатком является тяжёлые условия ручного труда сварщика. Третьим недостатком является малая стабильность качества сварки, которая существенно зависит от технологических факторов и от квалификации самого сварщика. Также следует отметить, что частая смена электродов вызывает периодическое прерывание процесса сварки и потери электродного металла на огарки [7, 8].

Совершенствованию сварки в углекислом газе посвящено большое количество работ [12, 13, 14]. Их анализ позволяет сделать вывод, что, улучшение условий формирования металла сварного шва может быть достигнуто при управляемом переносе расплавленного электродного металла в сварочную ванну.

Механизированная сварка в защитных газах обладает следующими преимуществами: 1) относительная простота оборудования и его малая стоимость (если не принимать во внимание интеллектуальные источники

питания); 2) возможность получения для сварочной ванны хорошей газовой защиты (при условии отсутствия осадков и ветра); 3) высокая производительность на форсированных режимах.

Механизированная сварка в среде активных газов имеет и недостатки. Первым недостатком является необходимость использования механизма подачи проволоки, стабильность работы которого существенно сказывается на качестве сварных соединений [15, 16]. Вторым недостатком, существенно снижающим мобильность сварщика, является необходимость использования газовых баллонов. Третьим недостатком является повышенное разбрызгивание электродного металла, которое увеличивается при переходе на форсированные режимы сварки, что существенно ограничивает производительность этого способа сварки.

Сварка самозащитными порошковыми проволоками обладает положительными свойства как ручной дуговой сварки, так и механизированной сварки проволоками сплошного сечения. Эта сварка предоставляет существенные производственные преимущества, особенно в монтажных условиях. При сварке самозащитными проволоками отсутствует необходимость в газовой аппаратуре (баллоны, шланги, редукторы), флюсах и флюсовой аппаратуре, применение которых может существенно усложнить процесс сварки и увеличить его трудоемкость [5, 6].

При сварке под флюсом горение сварочной происходит между сварочным электродом и наплавляемым изделием. При этом на поверхности изделия образуется ванночка расплавленного металла. Сам участок горения дуги покрыт толстым слоем сыпучего флюса. Под действием дуги происходит частичное расплавление флюса, в нём образуется полость с эластичной оболочкой из шлака, в которой и горит сварочная дуга. Слой расплавленного шлака защищает жидкий и перегретый металл от контакта с воздухом, устраняет разбрызгивание электродного металла, сохраняет тепло сварочной дуги.