Доклад. Реферат Работа представлена введением, пятью разделами и заключением, приведен список использованных источников. В 1 разделе Обзор литературы
 Скачать 0.85 Mb.
|
|
Реферат Работа представлена введением, пятью разделами и заключением, приведен список использованных источников. В 1 разделе «Обзор литературы» произведен обзор литературы по сварочным технологиям. Во 2 разделе «Объект и методы исследования» произведенаформулировка проектной задачи и теоретический анализ. В 3 разделе «Результаты проведенного исследования» произведен инженерный расчет, рассмотрены конструкторская, технологическая и организационная части, рассмотрено пространственное расположение производственного процесса. В 4 разделе «Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение»приведен экономический анализ вариантов,расчет технико- экономической эффективности,основные технико-экономические показатели участка. В 5 разделе «Социальная ответственность» рассмотрена характеристика объекта исследования,вредные и опасные производственные факторы,источники и средства защиты от них и проектирование системы приточно-вытяжной вентиляции на разрабатываемом участке. В заключении приведено обоснование выбора способов сварки, сварочных материалов и оборудования.Разработаны мероприятия по безопасности жизнедеятельности, охране труда и совершенствованию организации труда. Посчитан экономический эффект от перечисленных нововведений, что позволяет судить о выгодности предлагаемого технологического процесса. Введение Начиная с середины XX века, сварка является одним из ведущих процессов обработки металлов. Существует более 40 различных видов сварки: ручная дуговая сварка; сварка в инертных активных газах; сварка под флюсом; электрошлаковая сварка; сварка давлением и т.д. Сварка широко применяется в производстве, так как резко сокращается расход металла, сроки выполнения работ и трудоѐмкость производственных процессов. Механизация и автоматизация сварочного производства важнейшее средство повышения производительности труда, повышения качества сварного изделия, улучшений условий труда. Сварка в среде защитных газов один из ведущих способов электродуговой сварки. Защитный газ, обтекая электрическую дугу и сварочную ванну, предохраняет расплавленный металл от воздействия атмосферы, окисления, азотирования. Основными достоинствами сварки в защитных газах являются следующие: хорошая защита сварки от воздействия кислорода и азота воздуха; высокие механические свойства сварного шва; высокая производительность процесса сварки. отсутствие необходимости применения флюсов и последующей очистки шва от шлака; возможность наблюдения за процессом формирования шва; малая зона термического влияния; возможность полной механизации и автоматизации процесса сварки. В последнее время все более внедряется в производство сварка в смеси двуокиси углерода с другими активными и инертными газами (Ar, He, N, H), что расширяет эксплуатационные возможности и улучшает качество сварных соединений. В данной выпускной квалификационной работе производится проектирование участка сборки и сварки рамы привода. В результате проведения данной работы следует получить производство с наибольшей степенью механизации и автоматизации, повышающей производительность труда, качество сварного изделия, улучшение условий труда. В современных условиях сварочного производства первостепенное значение имеет повышение производительности труда и снижение себестоимости изделия. Это обеспечивает качественно лучшее использование рабочей силы в процессе производства и повышение конкурентоспособности изделия на потребительском рынке, что является основной задачей в современной экономической политике России. Обзор литературы Импульсно-дуговая сварка В настоящее время появляются новые способы импульсно-дуговой сварки. Это, к примеру, импульсно-дуговая сварка с подогревом электродной проволоки, двухдуговая импульсная сварка, импульсная сварка с увеличенным вылетом электродной проволоки, технологии SpeedPulse, STTTM, forceArc, ColdArc. С целью повышения эффективности сварки плавящимся электродом в среде инертных газов применяют предварительный подогрев сварочной проволоки проходящим током и импульсно-дуговую сварку. Полуавтоматическая импульсно-дуговая сварка титановых сплавов обеспечивает повышение производительности сварочных работ в 2 ... 3 раза при снижении погонной энергии сварки в 2...2,5 раза [1]. Двухдуговая сварка “расщепленным” электродом с общим токоподводом применяется с целью повышения коэффициента наплавки, увеличения скорости сварки. В процессе сварки происходят короткие замыкания между одной из электродных проволок и ванной, а также прекращается горение дуги на второй проволоке. Импульсные процессы широко применяются и при наплавке. К примеру, для получения более чистого слоя наплавленного металла применяют увеличение вылета электродной проволоки. При увеличении вылета электрода ширина шва и глубина проплавления уменьшается, а выпуклость шва увеличивается. Данные закономерности усиливаются с увеличением тока сварки [2]. Также при повышенном вылете электрода становится возможна сварка “в узкую разделку”. Объединив качество импульсной дуги и скорость струйной дуги, получили технологию SpeedPulse. При этом обеспечиваются уменьшенное тепловложение, улучшенный провар и четкое формирование шва. Отличие от традиционного импульсного процесса заключается в том, что во время пауз между импульсами на долю миллисекунды включается струйный процесс сварки, тем самым перенос электродного металла происходит и между импульсами тоже [3]. Импульсы третьего порядка обеспечивают короткое время окончательного формирования капли на конце электродной проволоки и перенос капли в сварочную ванну. При этом возникает особая разновидность струйного переноса, при которой дуга работает полностью в режиме короткого замыкания, а сформированные капли находятся в постоянном столбе дуги. Внешне это выглядит как струя жидкого металла с периодическими уплотнениями, падающая с электродной проволоки в сварочную ванну. Сварочный процесс по технологии SpeedPulseTM ведется при дистанции порядка 65 - 70 мм, при этом длина дуги составляет всего 3 - 4 мм. При уменьшении дистанции работ процесс переходит в нестабильную фазу с повышенным разбрызгиванием; дугу «затягивает» внутрь металла. Особенностями технологии SpeedPulseTM являются высокая скорость сварочного процесса (увеличение составляет до 40 - 45%) и резкое снижение удельного тепловложения. Сварочный процесс STTTM (сокращение от английского термина Surface Tension Transfer – перенос за счет сил поверхностного натяжения) был разработан компанией «Lincoln Electric» в результате активных исследований в области управляемого переноса металла при сварке. Процесс STTTM – преемник обычного сварочного процесса MIG/MAG с переносом короткими замыканиями. Однако STTTM принципиально отличается от него возможностью прямого управления условиями переноса в сварочную ванну наплавляемого металла. Эта возможность обеспечивается быстродействующей инверторной схемой источника питания, специальным электронным микропроцессорным модулем, принудительно задающим необходимый уровень сварочного тока и контуром обратной связи, динамично отслеживающим изменения напряжения на дуге. В течение всего цикла переноса капли в сварочную ванну, величина сварочного тока жестко зависит от фазы формирования и перехода последней. Идентификация фазы переноса осуществляется за счет обработки величины напряжения постоянно снимаемого с дугового промежутка [4]. Механизированная сварка короткой дугой с короткими замыканиями Современные сварные конструкции требуют высоких показателей качества. И импульсные процессы – один из методов, помогающих добиться высокого качества. Они позволяют снизить разбрызгивание, что сказывается на внешнем виде сварных соединений и снижает затраты на последующую механическую обработку. Сниженное тепловложение позволяет вести сварку без прожогов, а также в положениях, отличных от нижнего. Сейчас многие производители сварочного оборудования предлагают процесс сжатой, короткой дуги. Форсированная дуга имеет ряд преимуществ перед дугой со струйным переносом: глубокое проплавление благодаря увеличенному давлению дуги на ванну жидкого металла; упрощение управления процессом благодаря большей стабильности дуги; отсутствие подрезов благодаря короткой дуге; высокая производительность, обусловленная более высокой скоростью сварочного процесса и увеличению коэффициента наплавки (уменьшение числа проходов); уменьшение зоны нагрева; экономия сварочной проволоки и защитного газа; уменьшение необходимой ширины разделки; снижение остаточных деформаций. Процесс SpeedArc нацелен на повышение качества сварных соединений из толстолистового металла, связанного с обеспечением гарантированного проплавления в корне шва, а также MIG/MAG сварки в узкую разделку. Функция SpeedArc в отличие от стандартной струйной дуги поддерживает уверенный струйный процесс переноса металла более короткой дугой. Дуга становится более сфокусированной, очень устойчивой. Благодаря высокому плазменному давлению в дуге обеспечивается более глубокое проплавление. При этом снижается тепловложение в основной металл и снижается вероятность возникновения таких дефектов, как подрезы [5]. Осциллограммы процесса SpeedArc компании Lorch были проанализированы в сравнении с осциллограммами процесса RapidArc от компании LincolnElectric [6] (рисунок 1.1).   Рисунок 1.1 Осциллограммы по току и напряжению процессов SpeedArc (слева) и RapidArc (справа) Как видно из осциллограммы по напряжению, сварка в обоих случаях ведется с коротким замыканием. В момент короткого замыкания идет снижение тока до базового значения, или даже ниже его. Это обеспечивает перенос металла без разбрызгиваний, которые происходят из-за “взрыва” перемычки в связи с увеличением силы тока. Сравним теперь макрошлифы соединений (рисунок 1.2). Как мы видим, в обоих случаях наблюдается глубокое проплавление, достаточно узкое. Отсутствуют подрезы.   Рисунок 1.2 Макрошлифы процесса SpeedArc (справа) RapidArc (слева) Процесс короткой сфокусированной дугой с короткими замыканиями позволяют добиться сниженного разбрызгивания, глубокого проплавления и увеличения скорости сварки без потери качества сварных соединений. Область применения процесса сварки короткой дугой с короткими замыканиями: сварка толстолистового металла; сварка корневых швов; сварка в узкую разделку; сварка легированных сталей и сплавов. сварка с полным проплавлением угловых швов за один проход, с толщиной от 5 до 15 мм. Из-за необходимости применения сварки с толстолистового метала, будем использовать механизированную сварку короткой дугой с короткими замыканиями (SpeedArc), которая имеет необходимое преимущество в отличие от импульсно-дуговой сварки (SpeedPulse). Система контроля и качества сварки ArcQuality Большинство сварных соединений не обладают достаточными качественными доказательствами того, что сварка выполнялась квалифицированным персоналом с соблюдением утвержденных параметров и с использованием утвержденных присадочных материалов. До сих пор не было системы, которая бы могла отвечать таким потребностям качества. Сегодня система Kemppi Arc System 2.0, модуль ArcQuality предлагает точное и правильное решение этой задачи. Система ArcQuality обнаруживает отклонения от технологических процессов сварки и поддерживает ее качество. Система измеряет и регистрирует сварочные параметры и расходуемые материалы и сравнивает собранную информацию с соответствующим технологическим процессом сварки. Такое решение определяет и подтверждает качество сварки и не допускает отклонений, которые могут привести к серьезным проблемам качества, если их оставить без внимания. Перед началом сварки задача оператора заключается в том, чтобы войти в систему ArcQuality с помощью считывающего устройства ArcQuality. Путем сканирования штрих-кода с идентификационной именной таблички проверяется профессиональная квалификация сварщиков (рисунок 1.3). Сканирование и регистрация штрих-кода гарантирует, что квалификация, соответствует технологическому процессу сварки и актуальна. Выбранные присадочный материал и защитный газ также сканируются, сравниваются и подтверждаются.  Рисунок 1.3 Сравнивание информации с требованиями технологических процесов сварки устройством ArcQuality На ЖК-экране устройства ArcQuality с помощью ярких сообщений зеленого или красного цвета отображается информация о соответствии технологическому процессу сварки или отклонениях от него, что гарантирует информирование сварщика и возможность предпринять корректирующее действие перед сваркой, чтобы избежать простоя и дорогостоящего исправления брака. Система отчетности контролирует сварочные процессы и их соответствие технологическим процессам сварки по всем активным рабочим станциям ArcQuality, что дает возможность инспектору вмешаться, если предупреждения были пропущены или проигнорированы на местном уровне. Система ArcQuality, как идеальное решение для оперативного местного контроля качества, предлагает целый ряд практических преимуществ, как для производственного персонала, так и для специалистов по контролю качества и руководящего персонала. Система ArcQuality поддерживает сварочные процессы MIG/MAG и TIG, в которых чрезвычайно важны квалификация оператора, соответствие необходимым параметрам и правильный выбор материалов. Все данные регистрируются и хранятся в системе ArcQuality и могут использоваться для подтверждения объединенных записей качества сварки [7]. Возможности системы ArcQuality распространяются за пределы потребностей оперативного местного контроля качества. Компании, работающие с несколькими площадками, могут организовать дистанционное считывание данных с помощью инновационной системы обмена информацией, построенной на базе “облачной” службы. Благодаря возможности входа в систему и просмотра данных любой сварочной площадки, подключенной к сети, ArcQuality поможет дистанционно управлять качеством работ и производительностью. Система Kemppi Arc System и ее модуль ArcQuality обеспечивает простое, но верное решение, которое гарантирует соответствие установленным стандартам качества сварки. Конечно, требования клиентов могут отличаться. Чтобы обеспечить соответствие потребностям их местных площадок и интеграцию системы ArcQuality в их существующую систему обеспечения качества, проектная группа Kemppi может обеспечить соответствие системы большинству требований (рисунок 1.4) [8].  Рисунок 1.4 Рабочий процесс ArcQuality Основные факты системы: контроль соответствия технологическим процессам сварки; гарантия квалификации сварщика; отчеты о несоответствиях; автоматизированный сбор данных; снижение затрат на исправление брака; поддержка для сварщиков, специалистов по контролю качества и руководящего персонала; информирование времени горения сварочной дуги и времени еѐ отсутствия; включает инструмент управления парком сварочного оборудования; прогноз потребности в обслуживании и регистрация истории технического обслуживания; предназначена для мониторинга сварочных процессов MIG/MAG и TIG; получение отчѐта через Web интерфейс; использование технологии беспроводной локальной сети. При изготовлении быстровозводимых зданий система ArcQuality, может обеспечить высокое качество сварной конструкции. Несмотря на то, что здания на основе металлоконструкций возводятся гораздо быстрее кирпичных и бетонных сооружений, работа над ними от этого не становится более простой. Наоборот, если принцип строительства здания из бетонных блоков напоминает игру с кубиками, и, в конечном счете, все равно понятно, что на чем держится, то монтаж металлоконструкции - это качественный инженерный расчет и безупречная работа строителей [9]. Заключение Основываясь на приведенных выше статьях, выбирается механизированная сварка в защитных газах. Объект и методы исследования Формулировка проектной задачи Целью выпускной квалификационной работы является сопоставление достигнутого выпускниками уровня гуманитарной, социально- экономической, естественнонаучной, общепрофессиональной и специальной подготовки с требованиями Государственного стандарта высшего профессионального образования по специальности 150202 «Оборудование и технология сварочного производства». В ходе выполнения выпускной квалификационной работы необходимо разработать участок сборки и сварки рамы привода. При этом произвести выбор наиболее эффективного метода сварки и сварочных материалов, расчѐт режимов сварки и выбор необходимого сварочного оборудования, техническое нормирование операций, определить потребный состав всех необходимых элементов производства, произвести расчѐт и конструирование оснастки, планировку участка сборки и сварки. Помимо этого, разрабатываются ресурсоэффективность и ресурсосбережение, которые совместно с технологической частью должны обеспечивать возможность создания наиболее современного и передового по техническому уровню и высокоэффективного сборочно-сварочного участка по выпуску продукции, при ее себестоимости, обуславливающей рентабельность производства и кратчайшие сроки окупаемости капитальных затрат, а также соблюдение других необходимых требований. Теоретический анализ В результате теоретического анализа существующего технологического процесса сборки и сварки рамы привода были выявлены существующие недостатки. Для устранения этих недостатков предлагается произвести следующие изменения в технологическом процессе: сократить время производственного цикла за счет модернизации приспособления, что даст возможность уменьшить время, затраченное на сборку; за счет использования стационарного приспособления облегчить такие операции, как приварка платиков, что позволит сократить расход материалов и снизить время производственного цикла; произвести замену дорогостоящего импортного оборудования на современный российский аналог. В результате внедрения в технологический процесс вышеуказанных изменений значительно улучшаются технические и экономические показатели, снижается себестоимость изделия, что в свою очередь приведет к увеличению конкурентоспособности изделия на рынке производства, сбыта и потребления, а, следовательно, к рентабельности производства данного изделия. Заключение В данной выпускной квалификационной работе был разработан механизированный участок сборки - сварки рамы привода, в целях интенсификации производства, повышения качества изготавливаемой продукции, снижения себестоимости ее изготовления. Для сборки-сварки рамы привода в целом применено стационарное сборочно – сварочное приспособление, которое ускорило сборку деталей, заменено сварочное оборудование на менее дорогостоящее. В результате перечисленных нововведений время изготовления рамы привода сократилось на 0,063 ч. Кроме того, в данной работе приведено обоснование выбора способа сварки, сварочных материалов и оборудования, произведѐн расчѐт элементов приспособлений. Разработаны мероприятия по безопасности жизнедеятельности, охране труда и совершенствованию организации труда. Посчитан экономический эффект от перечисленных нововведений, что позволяет судить о выгодности предлагаемого технологического процесса. Годовая производственная программа составляет 1080 изделий. Площадь спроектированного участка – 133,56 м2. Средний коэффициент загрузки оборудования – 83,5 %. Экономический эффект на одно изделие – 156,14 рублей. |