Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

заготовительный сборка сварка металлоконструкция

Сварка является одним из основных технологических процессов при изготовлении самых разнообразных металлических и пластмассовых конструкций в различных отраслях промышленности и строительства.

Сваркой называется технологический процесс получения неразъёмных соединений посредством установления межатомных связей между свариваемыми частями при их местном или общем нагреве, или пластической деформации, или совместном действии того и другого. В развитии современного машиностроения, судостроения, авиастроения, строительства большая роль принадлежит сварочному производству. В машиностроении и металлообработке на его долю приходиться около 45%, российского производства металлических заготовок. Ежегодный выпуск сварных конструкций в настоящее время превысил 40 млн. т.

Большой вклад в развитие и совершенствование сварочных процессов и оборудования внесли отечественные инженеры. В.В. Петров, Н.Н. Бенардос, Н.Г. Славянов, профессор В.П. Вологдин, академиком Е.О. Патоном.

Технические преимущества сварных конструкций по сравнению с конструкциями, изготовленными с использованием других методов получения неразъемных соединений, обеспечили им широкое распространение в различных отраслях строительства и машиностроения. Точность изготовления сварной конструкции в значительной степени определяет ее работоспособность. Автоматизация и механизация процесса и производства, его большая маневренность позволяет непрерывно усложнять или облегчать конструкцию, а также создавать уникальные и единственные в своём роде конструкции.

Перспективы сварочного производства заключается в разработке сварочных материалов специального назначения, обеспечивающих соединение высокопрочных сталей и сплавов, разнородных, многослойных и композиционных материалов. Кроме того, актуальной является задача создания сварочных материалов, оптимальных как по количественному содержанию компонентов, так и по экономическим показателям. Также должны учитываться гигиенические характеристики выделяющихся сварочных аэрозолей. В связи с этим возникает необходимость обоснования введения новых компонентов в шихту с учетом высказанных выше требований и оценки диапазона их концентраций.

Будет непрерывно расширяться применение высокопрочных сталей в ответственных сварных конструкциях. Все более широкое применение находят высокопрочные алюминиево-литиевые сплавы, сплавы с предельно высоким легированием, а также сплавы, которые содержат в своем составе эффективные модификаторы - скандий, цирконий, одновременно улучшающие свариваемость материалов и механические свойства сварных соединений. Ведутся работы по созданию новых конструкционных, хорошо сваривающихся титановых сплавов, обладающих высокой прочностью и коррозионной стойкостью.



1. Технические условия

«Нижняя коробка» должна соответствовать требованиям настоящих технических условий

Техническими условиями называют требования, которые предъявляют к конструкциям при их изготовлении.

В соответствии с техническими условиями, конструкции должны удовлетворять всем требованиям, предъявляемым к их качеству и работоспособности.

Технические условия бывают общие и дополнительные. В общих технических условиях излагаются требования:

- к материалам, полуфабрикатам с указанием методов их приемки и испытания.

- к изготовлению деталей узлов и всего изделия в отношении способов резки, подготовки кромок под сварку, вальцовку, гибку и других подготовительных операций.

- к сборке, прихватке и приемам подгонки отдельных элементов узлов и всего изделия с указанием допусков по основным размерам и форме изделий.

- к качеству сварных швов методом их испытаний и устранению возможных дефектов разрешаемыми способами.

- к термической обработке отдельных узлов и всего изделия.

Дополнительные технические условия отражаются в сборочных и деталировочных чертежах.

1.1 Описание конструкции

Металлоконструкция «Коробка нижняя» предназначается для размещения на ней оборудования служащее поворотным механизмом. «Коробка нижняя» является объемной пространственной стальной листовой сварной конструкцией, по конструктивной форме относящейся к рамным конструкциям. Металлоконструкция «Нижней коробка» по условиям эксплуатации и в зависимости от напряжёно-деформированного состояния относятся к стойкам. Конструктивные элементы металлоконструкции «Нижней коробки» работают на сжатие и продольный изгиб. Металлоконструкция «Нижняя коробка» испытывает статические нагрузки от веса поворотного механизма и динамические - при его работе и движении кранового механизма. Требования к рамным конструкциям: жёсткость, точность расположения деталей, стабильность размеров, усталостная прочность. Требования к сварным швам - прочность при достаточной пластичности. Условия эксплуатации - открытый воздух и переменные температуры, среда работы - слабоагрессивная. Вывод: конструкция является ответственной.

Рисунок 1 - Конструкция «Нижняя коробка»

Габаритные размеры:

Длина - 840 мм;

Высота - 330 мм;

Ширина -726 мм;

Общий вес - 123.7 кг;



1.2 Требования к основному материалу

Металлопрокат, должен быть проверен с целью установления его полномерности. Вид поставки листового горячекатаного проката должен соответствовать ГОСТ 19903-74, технические условия - ГОСТ 19281 -73.

Отклонения от плоскостности на 1 м. длины проката, изготовляемого в листах, не должны превышать норм, указанных в ГОСТ 19903-74

По согласованию изготовителя с потребителем серповидность проката, изготовляемого влистах, не должна превышать 2 мм на 1 м длины.

По согласованию потребителя с изготовителем может устанавливаться другая предельная величина серповидности проката.

Резка листов должна проводиться под прямым углом. Косина реи и серповидность не должны выводить листы за номинальные размеры по ширине и длине.

Измерение толщины проката проводят:

а) на листах - на расстоянии не менее 100 мм от торцов и не менее 40 мм от кромок:

б) на рулонах - на расстоянии не менее 40 мм от кромок и не менее 2 м. от конца рулона.

Металлическая конструкция «Нижняя коробка автокрана» изготавливается из стали Ст3пс.

Сталь поставляется в виде листового проката по ГОСТ 19903-74, химический состав стали должен соответствовать ГОСТ 4543-71. Химический состав стали указан в таблице №1.1.

Таблица №1.1-Химический состав стали Ст3пс по ГОСТ 380-94

С	Si	Mn	Ni	S	Р	Cr	N	Cu	As
0.14-0.22	0.05-0.15	04-0.65	до 0.3	до 0.05	до 0.04	до 0.3	до 0.008	до 0.3	до 0.08



Таблица №1.2 - Механические свойства стали Ст3пс по ГОСТ 380-94

Сортамент	Размер	Напр.	???????в	?????T	????5	?	КСИ
-	мм	-	МПа	МПа	%	%	кДж / м2
Прокат, ГОСТ 535-2005			370-480	205-245	23-26

Таблица №1.3-Технологические свойства стали Ст3пс по ГОСТ 380-94

Свариваемость:	без ограничений.
Флокеночувствительность:	не чувствительна.
Склонность к отпускной хрупкости:	не склонна.

Химический состав стали по-плавочному анализу ковшовой пробы должен соответствовать нормам, приведенным в таблице №1.4

Массовая доля хрома, никеля и мели в стали должна быть не более 0,30% каждого.

В стали, изготовленной скрап-процессом, допускается массовая доля меди до 0,40 96, хрома и никеля - до 0.35% каждого. При этом в стали марок СтЗкп. СтЗпс. СтЗсп, СтЗГпс и СтЗГсп массовая доля углерода должна быть не более 0.20%.

Массовая доля серы в стали всех марок, кроме СтО. должна быть не более 0.050%, фосфора - не более 0,040

Массовая доля мышьяка в стали должна быть не более 0.080%.

Массовая доля мышьяка в стали должна быть не более 0.080%.

1.3 Требования к сварочным материалам

Сварочная проволока должна поставляться в мотках, бухтах или кассетах, обернутых в водонепроницаемую двухслойную упаковочную бумагу по ГОСТ 9569-65, или упакованных в полиэтиленовые пакеты, и сопровождаться сертификатом. Сварочная проволока должна приниматься по сертификату ОТК внешней приемки. Химический состав проволоки приведен в таблице №1.5

Таблица №1.5-Химический состав проволоки Св08Г2С по ГОСТ 8050-85

Марка проволоки			Химический состав, %
	Марганец	Углерод	Кремний	Хром	Никель	Сера	Фосфор	Алюминий
				Не более
СВ08Г2С	1,80-2,10	0,05-0,11	0,7-0,95	0,2	0,25	0,025	0,03	-

Таблица №1.6-Предельные отклонения проволоки Св08Г2С

Марка проволоки	Номинальный диаметр проволоки	Предельные отклонения для проволоки, предназначенной	Вид поставки - мотки массой
		для сварки (наплавки)	для изготовления электродов
	мм	мм	мм	Кг
		-0,12	- 0,06	50-120
Легированная Св08Г2С	1,8-2,0			50-120
				до 1000

При соблюдении остальных требований настоящего стандарта допускается поставка проволоки с отклонением по содержанию одного из химических элементов от норм, приведенных в таблице №1.5 ГОСТ 2246-70. Предельные допускаемые отклонения проволоки по химическому составу должны соответствовать указанным в таблице №1.8

Примечание: С согласия потребителя, при условии соблюдения величин допускаемых отклонений, указаны в таблице №1.7. разрешается поставка проволоки с отклонениями по содержанию нескольких химических элементов от норм, приведенных в таблице №1.7



Таблица №1.7-Допустимые отклонения ГОСТ 2246-70

Наименование химического элемента	Фактическое содержание элемента в проволоке, %	Допустимое отклонение, %
Углерод	От 0.08 до 0.12	±0,01
	Св. 0,12	±0,01
Марганец	Oт0.60 до 1.20	±0.02
	Св. 1.20	±0.05
Кремний	От 0.35 до 0.85	±0.02
	Св. 0.85	±0.05
Ниобии	От 0.30 до 0.90	±0.02
	Св. 0.90	±0.05
Никель	От 0.30 до 0.90	= 0.02
	Св. О.90 до 1.80	= 0.05
	Св. 1.80 до 7.00	-0.10
	Си. 7.00	±0.15
Хром	От 0.30 до 1.20	±0.02
	Св. 1.20 до 2.50	±0.05
	Св. 2.50 до 7.00	±0.15
	Си. 7.00	±0.20
Титан	От 0.20 до 0.80	±0.02
	Св. 0.80	±0.05
Ванадии	Oт 0.30 до 1.50	±0.02
	Си. 1.50	±0.05
Вольфрам	От 1.00 до 2.50	±0.05
	Св. 2.50	±0.10
Молибден	От 0.30 до 1.00	±0.02
	Св. 1,00 до 3.00	±0.15
	Си 3.00	±0.10
Алюминий	От 0.10 до 0.30	±0.02
	Св. 0.30	±0.04

В проволоке, не легированной медью, остаточное содержание меди не должно превышать 0.25%.

По требованию потребителя остаточное содержание меди в проволоке должно быть не более 0,20%.



Таблица №1.8-Масса мотка проволоки

Диаметр проволоки, мм	Масса мотка проволоки, кг (не менее)
	низкоуглеродистой	Легированной	Высоколегированной
1.6-2.0	30	20	15.0

Допускается поставка мотков массой, уменьшенной до 50% от указанной в таблице №1.8, в объеме не более 10% общей массы проволоки в партии.

По соглашению сторон проволока поставляется намотанной на катушки или кассеты

Проволока в мотках (катушках, кассетах) должна состоять из одного отрезка, свернутого не перепутанными рядами и плотно укатанного таким образом, чтобы исключить возможность распушивания или разматывания мотка. Концы проволоки должны быть легко находимы. Допускается контактная стыковая сварка отдельных кусков проволоки одной плавки: при этом зона сварного соединения должна соответствовать требованиям настоящего стандарта.

Поверхность проволоки должна быть чистой и гладкой, без трещин. расслоений, плен, закатов, раковин, забоин, окалины, ржавчины, масла и других загрязнений. На поверхности проволоки допускаются риски (в том числе затянутые), царапины, местная рябизна и отдельные вмятины. Глубина указанных пороков не должна превышать предельного отклонения по диаметру проволоки.

По требованию потребителя проволока изготавливается с улучшенной поверхностью. В этом случае на поверхности проволоки допускаются мелкие волочильные риски, царапины, следы шлифовки, местная рябизна и отдельные вмятины при глубине каждого из указанных пороков не более ј предельного отклонения по диаметру.

На поверхности низко углеродной и легированной проволоки не допускается наличие технологических смазок, за исключением следов мыльной смазки без графита и серы.

Проволока марок Св.08Г2С должна изготовляться с омедненной поверхностью или не омеднённой. На поверхности не омедненной проволоки допускается наличие следов мыльной смазки массой до 0.05% от массы проволоки. Вид поверхности проволоки устанавливается в заказе. Если в заказе не установлен вид поверхности, вид поверхности проволоки устанавливает изготовитель.

Каждый моток должен быть плотно перевязан мягкой проволокой не менее чем в трех местах, равномерно расположенных по периметру мотка.

Мотки проволоки одной партии допускается связывать в бухты. Масса одного мотка или бухты не должна превышать 80 кг. По согласованию с потребителем допускается масса мотков или бухт более 80 кг.

На каждый моток (бухту, катушку, кассету) проволоки крепят металлический ярлык, на котором должны быть указаны:

а) наименование или товарный знак предприятия-изготовителя;

б) условное обозначение проволоки;

в) номер партии;

г) клеймо технического контроля. Транспортная маркировка - по ГОСТ 14192-77

Каждый моток (бухта, катушка) проволоки диаметром 0.5 мм и менее должен быть обернут слоем бумаги и упакован в плотный деревянный ящик по ГОСТ 18617-73 или другую тару (металлическую, картонную, пластмассовую) по нормативно-технической документации.

Каждый моток (бухта, катушка) проволоки диаметром свыше 0.5 мм должен быть обернут слоем бумаги, затем слоем полимерной пленки, нетканых материалов или ткани из химических волокон.

Вид упаковки проволоки, изготовляемой на крупногабаритных катушках, в мотках и бухтах повышенной массы устанавливается по согласованию потребителя с изготовителем.

На каждый упакованный моток (бухту, катушку) поверх упаковки кренят металлический ярлык.

При упаковке проволоки в жесткую тару допускается замена металлического ярлыка бумажной этикеткой, наклеиваемой на тару и содержащие аналогичные данные.

Каждая партия проволоки должна сопровождаться сертификатом, удостоверяющим соответствие проволоки требованиям настоящего стандарта.

В сертификате указывают:

а) товарный знак предприятия-изготовителя;

б) условное обозначение проволоки

г) состояние поверхности проволоки;

д) химический состав в процентах, включая:

фактическое содержание азота в легированной и высоколегированной проволоке, фактическое остаточное содержание алюминия и ванадия в высоколегированной проволоке из вольфрама в легированной и высоколегированной проволоке;

е) содержание ферритной фазы в пробе в процентах;

ж) результаты испытании на растяжение;

з) массу проволоки нетто в килограммах.

и) номер плавки и партии:

Проволоку транспортируют транспортом всех видов в крытых транспортных средствах соответствии с правилами перевозки грузов, действующими на транспорте данного вида.

По согласованию потребителя с изготовителем допускается транспортирование проволоки на крупногабаритных катушках массой 1 т. и более в открытых транспортных средствах. Проволока должна храниться в закрытом складском помещении.

1.4 Требования на углекислоту

Жидкая и газообразная двуокись углерода должна быть изготовлена в соответствии с требованиями стандарта по технологическому регламенту, утвержденному в установленном порядке

По физико-химическим показателям газообразная и жидкая двуокись углерода должна соответствовать нормам, указанным ГОСТ 8050-85 в таблице №1.10 (см. в приложении Г)

Углекислота должна иметь сертификат Национального агентства контроля и сварки (НАКС) об аттестации сварочных материалов ИСО 9001, 14001, 18001

1.5 Технические требования на сборочные операции

Сборочная операция имеет цель - обеспечить правильное взаимное расположение и закрепление деталей собираемого сварного изделия. Для выполнения сборочной операции используют сборочное или сборочно-сварочное оборудование. В первом случае сборка заканчивается прихваткой; во втором собранное изделие сразу сваривают. Собранный узел должен обладать жесткостью и прочностью, необходимыми как для извлечения его из сборочного приспособления и транспортировки к месту сварки, так и для уменьшения деформаций при сварке. Собранные детали часто фиксируют на прихватках. Размеры и расположение прихваток задают не только и з условий прочности и жесткости, но и с позиции исключения их вредного влияния на качество выполнения сварных соединений и работоспособность конструкции. Поэтому при хватки должны иметь ограниченное поперечное сечение и длину и располагаться в местах, обеспечивающих их полную переварку при укладке основных швов. Если же прихватки накладывают на местах, где швы проектом не предусмотрены, то после сварки изделия такие прихватки следует удалить, а поверхности тщательно зачистить.

Сборку иногда осуществляют при плотном сопряжении собираемых деталей, но чаще с заданным технологическим зазором. Детали в приспособлении размещают (базируют) таким образом, чтобы их технологические базы опирались на установочные поверхности приспособления. В общем случае для этого достаточно прижать деталь к шести опорным точкам, расположенным в трех взаимно перпендикулярных плоскостях.

Во многих случаях детали в приспособлении зажимают механическими или пневматическими прижимами. Пневматические прижимы приводятся в действие сжатым воздухом низкого давления (в среднем 0,4 МПа). При таком давлении размеры цилиндров, необходимые для обеспечения требуемой силы зажатия, могут оказаться значительными. Иногда рациональнее использовать гидравлические устройства, работающие при существенно более высоком давлении.

Для высококачественного и производительного выполнения сварочной операции необходимо обеспечить:

1) сборку соединений с оптимальным зазором;

2) доступность зоны соединения для инструмента;

3) рациональное чередование сборочных и сварочных операций и соответствующую последовательность наложения швов;

4) позиционирование свариваемых кромок в пространстве и относительное перемещение инструмента и изделия, соответствующие оптимальным условиям сварки.

Если сварку проводить после полного завершения сборки, то пространственная жесткость конструкции будет способствовать уменьшению сварочных деформаций. Однако доступность некоторых соединений при этом может стать ограниченной. Чередование сборочных и сварочных операций при изготовлении конструкции путем наращивания отдельных элементов облегчает доступность соединений, но нередко способствует увеличению деформаций от сварки. Общей сборке сложной конструкции могут предшествовать сборка и сварка относительно простых узлов, обладающих пространственной жесткостью, соединения которых легкодоступны для сварки.

Позиционирование изделия для выполнения каждого соединения в наиболее благоприятном для сварки положении требует неоднократного поворота изделия. Так, при дуговой сварке стыковые соединения обычно располагают в нижнем положении, а для угловых швов предпочтительно положение в лодочку. Кроме периодических установочных поворотов изделия применительно к сварке круговых и кольцевых швов требуется вращение изделия с постоянной сварочной скоростью. При сварочных операциях нужно также задавать положение инструмента относительно свариваемых кромок и перемещать его со скоростью сварки. Для механизации этих операций используют устройства, обеспечивающие позиционирование, или перемещение, изделия, а также инструмента (сварочной головки) относительно изделия.

Характерны следующие виды сборочного оборудования:

1) сборочные кондукторы, имеющие жесткое основание в виде рамы или плиты, на которой размещены установочные и зажимные элементы;

2) сборочные стенды, где неподвижное основание с установочными и зажимными элементами дополнительно оснащено передвижными устройствами;

3) универсально - сборочные приспособления (УСП), имеющие основание в виде плиты с Т-образными пазами для размещения и закрепления набора установочных и зажимных элементов в соответствии с конфигурацией собираемого изделия;

4) переносные сборочные приспособления (стяжки, струбцины, распорки и др.), применяемые главным образом при монтаже крупных изделий.

Основными видами оборудования для перемещения изделий являются универсальные сварочные вращатели, кантователи, роликовые стенды. Выбор типа и размеров такого оборудования определяется конструкцией выпускаемых изделий, их массой и размерами.

Для перемещения сварочных аппаратов служат колонны, тележки и направляющие устройства. Большинство колонн поворотные, они содержат консоли для самоходных сварочных аппаратов. Тележки наряду с маршевой скоростью для обеспечения позиционирования сварочного аппарата могут иметь сварочную скорость для его перемещения. Велосипедные тележки монтируют из колонн. Портальные тележки используют в основном при сварке цилиндрических изделий.

1.6 Технические требования на сварочные операции

Сварку металлоконструкций необходимо производить в соответствии с требованиями технологического процесса, утвержденного в установленном порядке.

К выполнению сварочных работ должны допускаться сварщики, выдержавшие испытания в соответствии с «Правилами аттестации сварщиков» Госгортехнадзора.

Способ сварки должен соответствовать указанному в чертеже на конкретное сварное соединение.

Во избежание создания в металлоконструкциях при сварке реактивных напряжений рекомендуется, в свою очередь, выполнять в свободном состоянии стыковые швы, расположенные перпендикулярно силовому потоку, затем остальные стыковые швы и в последнюю очередь - угловые и тавровые.

Сварочные работы должны выполняться обеспечением требований по технике безопасности, действующих на предприятии, карт технологического процесса к ГОСТ 12.3.003-86.

Сварочные работы, как правило, должны обеспечивать выполнение сварных швов в нижнем положении. Выполнение вертикальных и потолочных швов допускается в случаях, когда металлоконструкция по своим габаритам не может быть установлена в нужное положение или если это предусмотрено технологическим процессом.

Для крупногабаритных сборочных единиц рекомендуется применять манипуляторы, позиционеры, кантователи и другие специальные приспособления.

Перед сваркой необходимо очистить сварочную проволоку от грязи и ржавчины; электроды и флюс просушить и прокалить по режимам, указанных в паспортах на эти материалы.

По окончании сварки швы и прилегающими к ним зоны должны быть очищены от шлака, брызг и натека металла, а выводные планки удалены термической резкой

1.7 Технические требования к специалистам сварочного производства

Металлоконструкция «Нижней коробки» является ответственной по назначению. К сварке металлоконструкции «Нижняя коробка» допускаются лица, достигшие 21 года, имеющие стаж работы по ручной дуговой сварке - РД не менее 12 месяцев, по механизированной сварке и на автоматах - МП не менее 6 месяцев с разрядом не ниже четвертого, прошедшие специальную практическую и теоретическую подготовку, сдавшие экзамен и образцы по правилам аттестации Ростехнадзора, имеющие действующее специальное удостоверение. Сварщик, выполнивший шов, ставит личное клеймо в месте указанном на чертеже.

1.8 Технические требования на изготовление конструкции

Основные технологические требования к сварной металлоконструкции «Нижняя коробка», составлены в соответствие с ГОСТ 2.114 -95 на заготовку, сборку и сварку с осуществлением межоперационного контроля.

Согласно ГОСТ 2.114 -95 технические условия должны соответствовать требованиям технического задания и стандартов на данный вид продукции.

1.9 Требования к сборке

Металлоконструкции должны изготавливаться в соответствии с требованиями настоящего ТУ по конструкторской и производственно-технологической документации, утверждённой в установленном порядке и быть технологичными, надёжными в течение предусмотренного срока службы, обеспечивать безопасность при эксплуатации.

Предельные отклонения размеров, если в чертежах или нормативной документации не указанны другие требования, должны быть:

- для деталей металлоконструкций по 14-му квалитету;

- для сборочных единиц металлоконструкций по 16-му квалитету;

по ГОСТ 25347, ГОСТ 26179.

Неуказанные предельные отклонения на угловые размеры элементов металлоконструкций и их деталей должны выполняться по 16-му квалитету по ГОСТ 8908.

Детали и сборочные единицы металлоконструкций могут иметь указанную на чертеже маркировку, позволяющую идентифицировать их в процессе изготовления.

Маркировка деталей и сборочных единиц выполняется маркером или мелом.

Маркировка наносится на поверхность детали или на бирке и должна содержать обозначение чертежа.

Маркировка сборочной единицы металлоконструкций должна содержать обозначение по чертежу.

К сборке металлоконструкций должны допускаться только те элементы и детали, которые отвечают требованиям настоящего ТУ.

Сборка конструкций может производиться только из выправленных деталей, очищенных от грязи, масла, ржавчины, заусенцев, влаги.

Сборку металлоконструкций следует выполнять по разметке и в приспособлениях (кондукторах, стапелях и стендах). Выбор метода сборки определяет предприятие-изготовитель в зависимости от вида конструкции и требуемой точности

1.10 Требования к качеству сварных соединений

В сварных соединениях не допускаются: трещины всех видов и направлений, прожоги, скопления пор и шлаковых включений, не заваренные кратеры.

Допустимыми дефектами являются: подрезы глубиной до 0,5 мм и длиной до 20 мм, на расстоянии друг от друга не менее 200 мм.

Допускаются единичные поры и шлаковые включения диаметром не более 1 мм на расстоянии друг от друга не менее 100 мм.

Сварные швы по геометрическим параметрам должны соответствовать ГОСТ - 14771 - 76

1.11 Требования к контролю качества

Качество сварных соединений проверять визуально-измерительным контролем 100% по ГОСТ 3242 -79, геометрические параметры швов по ГОСТ 14771 - 76 - 100%. Неразрушающим - ультразвуковым методом контроля проверяется 100%, рентгенографическим методом контроля проверяются выборочно 20% длины сварных швов ГОСТ 28277-89 иГОСТ 7512-82.

Обнаруженные при контроле дефекты выбираются механическим способом. Исправление дефектных мест сварки производить по технологической инструкции отдела Главного сварщика, но не более 2-х раз. После приёмки металлоконструкции контролёр ОТК ставит своё личное клеймо и оформляет акт приёмки - сдачи сварного узла.

1.12 Правила приемки

Изготовленные металлоконструкции должны быть приняты работником технического контроля предприятия с оформлением следующих документов:

сертификата на металл, сварочные материалы;

акт визуального осмотра сварных швов контрольных образцов (приложение 6);

акт проверки соответствия изделия требованиям документации.

Металлоконструкции должны проверяться на качество сварных соединений, правильность геометрических форм и размеров в соответствии с требованиями рабочих чертежей или другой документации и настоящих технических условий.

Испытания изготовленной металлоконструкции производятся при испытании изделия, в составе которого находится данная металлоконструкция.

1.13 Методы контроля

Контроль качества изготовления металлоконструкций должен осуществляться в установленном на предприятии порядке и включать в себя:

- контроль квалификации сварщиков;

- контроль состояния сборочно-сварочных приспособлений, оборудования и аппаратуры;

- контроль качества сварочных материалов

- контроль качества подготовки и сборки деталей и сборочных единиц под сварку;

- контроль качества сварных соединений.

Контроль качества подготовки и сборки деталей под сварку должен производиться в соответствии с требованиями чертежа и технологического процесса. При этом должно быть проверено:

- зазоры в соединениях, смещение кромок правильность сборки деталей и их крепление в сборочных приспособлениях;

- качество прихваток и правильность их наложения;

- соответствие сварочных материалов и квалификации сварщиков требованиям технологического процесса.

В процессе сварки должны контролироваться:

применяемые сварочные материалы, режим сварки;

исправность сварочного оборудования; очередность наложения швов.

Контроль качества сварных соединений должен осуществляться визуальным осмотром и замером швов по СНиП 3.03.01-87.

Визуальному осмотру должны подвергаться 100% сварных швов металлоконструкций для выявления наружных трещин, наплывов, наружных пор, незаваренных кратеров, соответствие формы и размеров швов требованиям соответствующих стандартов и чертежей.

В сварных швах допускается наличие следующих дефектов

- непровары по сечению швов в соединениях, доступных сварке с двух сторон, глубиной более 5% толщины основного металла, если эта толщина не превышает 40 мм, и более2 мм, если толщина основного металла превышает 40 мм. Длина непровара должна быть не более 50 мм и общая длина участка непровара не более 200 мм на 1 м шва;

- непровары в корне шва в соединениях, доступных сварке только с одной стороны, без подкладок, глубиной более 15% толщины основного металла, если эта толщина не превышает 20 мм, и более 3 мм, если толщина основного металла превышает 20 мм;

- размеры отдельных шлаковых включений или пор либо скоплений их по глубине шва более 10% при толщине свариваемого металла до 20 мм и более3 мм при толщине свариваемого металла свыше 20 мм;

- шлаковые включения, расположенные цепочкой или сплошной линией вдоль шва при суммарной их длине, превышающей 200 мм на 1 м шва;

суммарная величина непроваров, шлаковых включений и пор, расположенных отдельно или цепочкой, превышающая в рассматриваемом сечении при двусторонней сварке 10% толщины свариваемого металла или более 2 мм, при односторонней сварке без подкладок - 15% или более 3 мм;

- подрезы и наплывы.

Проверка соответствия размеров швов заданным на чертежах должна производиться путем замера.

Для контроля качества сварных соединений конструкции «Нижняя коробка» выбираю:

1) ВИК (Визуально измерительный контроль)

2) УЗК (Ультразвуковой контроль)

3) Радиографический контроль

1.14 Транспортирование и хранение

Транспортировку и хранение осуществлять согласно регламенту ГОСТ 15150-69



2. Анализ технологичности конструкции

2.1 Понятие технологичности

Под технологичностью понимают выбор таких форм и размеров, деталей и материалов, которые обеспечивают высокие эксплуатационные качества изделий при экономичном по затратам труда и материалов изготовлении по прогрессивным технологиям. Технологичность конструкции включает удобство и простоту изготовления продукции. Выбор металла, форма свариваемых элементов и типы соединений, вид сварки и мероприятия по снижению сварочных деформаций и напряжений также влияют на технологичность изделия.

Отработка технологичности - это непрерывный процесс, начинающийся с эскизного проекта конструкции и продолжающийся на всех стадиях проектирования, изготовления и эксплуатации как опытных, так и серийных образцов.

2.2 Свариваемость выбранной стали

Наибольшее влияние на технологичность сварных конструкций оказывает свариваемость - способность данной конструкции при данном материале обеспечивать высокое качество сварных соединений.

Проверку свариваемости стали и склонность ее к трещинообразованию определяют по эквиваленту углерода, который для малоуглеродистых сталей, включающих и сталь Ст3пс, составляет

(1)

где С =0,14,

М n -0,4,

Ni-0.01

Cu-0.01

?0.45%

Свариваемость хорошая, без ограничений, поскольку эквивалент углерода ?0.45%

2.3 Расчленение конструкции на сборочные единицы (узлы)

Расчленение металлоконструкции на узлы имеет ряд преимуществ: повышает технологичность; позволяет параллельное изготовление сборочных единиц, что увеличивает производительность труда; улучшает доступность мест выполнения сварки и ее контроля; снижение уровня остаточных напряжений; обеспечивает возможность применения механизированных способов сварки.

«Нижнюю коробку» расчленяем на следующие сборочные единицы:

-1 - опору из нижнего листа поз. 2 диска поз. 1, вес узла 53.6 кг;

-2-коробку из 2 продольных листов поз. 3 и 2 диафрагм поз. 6, вес узла 20.8 кг;

-3 - крышку из верхнего листа поз. 4 и накладки поз. 8, вес узла 18.1 кг;

-4 - окончательная сборка коробки из узлов 1, 2, 3, а также косынок и рёбер.



3. Разработка технологического процесса изготовления металлоконструкций

Технический процесс

Технический процесс-это часть производственного процесса, содержащая целенаправленные действия по изменению и (или) определению состояния предмета труда. К предметам труда относят заготовки и изделия.

3.1 Разработка операций заготовительного производства

При выборе технологического процесса необходимо ориентироваться на наиболее современные высокопроизводительные методы заготовительных операций.

Разметка и наметка

В связи с использованием автоматического оборудования данная операция не используется.

Разметка и наметка производится на разметочной или наметочной плитах. При этой операции необходимо, чтобы отклонения от чертежных размеров укладывались в допуск для данного класса точности - не более14 или 16 квалитетов (IT14/2; ± IT16/2).

Ручная разметка заготовки заключается в переносе с чертежа или образца на поверхность заготовки точек и линий с помощью инструментов или шаблонов (используют ограниченно).

Современные системы резки металла исключают разметку за счет использования упоров при резке листов или программируемых систем копирования.

При разметке необходимо учитывать припуски.

Маркировка

Маркировка - наносимое на упаковку грузового места условное обозначение, содержащее данные, необходимые для надлежащей перевозки и сдачи груза получателю. Различают товарную, отправительскую, специальную и транспортную маркировки.

При серийном производстве маркировка не требуется, если хорошо поставлена организация производства. Заготовки, поступающие на сборку, должны храниться на стеллажах, имеющих обозначения, к какому изделию, и на какой узел предназначены данные заготовки. Такое хранение обеспечивает нормальную работу сборочного участка и значительно повышает производительность труда.

Правка

Правка - это операция по выпрямлению изогнутого или покоробленного металла

Правка листовой, полосовой и универсальной стали, производится механическим путем на листоправильных вальцах, сортоправильных и других специальных машинах. Наибольшее применение находит правка в холодном состоянии. При этом выпрямленный лист должен иметь кривизну не более 1 мм на 1 м. Правку мелких деталей целесообразно производить на вальцах, используя подкладной лист.

Резка

Резкой металлов называют отделение частей (заготовок) от сортового, листового или литого металла. Различают механическую (ножницами, пилами, резцами) и термическую резку.

Термическая резка бывает ручная и машинная. При этом, необходимо учитывать точность реза, производительность и изменение физико-механических свойств зоны реза. Возможны два метода резки: резка в размер (чистовая) и заготовительная, т.е. с последующей обработкой.

Очистка кромок - операция удаления с поверхности кромок окалины, ржавчины, масляных пленок и других загрязнений.

В результате комплексного анализа операций заготовительного производства с учетом серийности выпускаемой продукции и качества сварного соединения, назначаю следующие операции:

Правка

Гидроабразивная резка - вид обработки материалов резанием, где в качестве режущего инструмента вместо резца используется струя воды или смеси воды и абразивного материала, испускаемая с высокой скоростью и под высоким давлением.

Механическая обработка

Очистка кромок.

Выбор заготовительного оборудования

Выбор заготовительных оборудования для изготовления «Нижняя коробка» производится с учетом типа производства, марки и толщины материала, технологии изготовления и назначения заготовки, конфигурации, технологии изготовления и назначения заготовок. Заготовительное оборудование должно обеспечивать высокую производительность и, по возможности, небольшие габариты.

Для заготовительных операций сварной металлоконструкции «Нижняя коробка» я предлагаю использовать следующее оборудование:

Заготовительное оборудование

1) Для правки листов применяю машину листоправильнуюМЛЧ-1725

2) Для криволинейной резки применяю установку гидроабразивной резки модель РТVWJ2040-1Z-D37, также использую данную установку для снятия кромок.

3) Болгарка для обработки кромок FEINWSG14-125

4) Универсальный (переносной) сверлильный станок - Fein KBM 65 Q

Выбор метода раскроя

При выборе технологического процесса необходимо ориентироваться на наиболее совершенные высокопроизводительные методы заготовительных операций. Следует выбирать такой метод раскроя металла, который обеспечивал бы получение наименьших отходов листа.

В зависимости от типа производства применяются три вида раскроя:

- Первый метод, имеющий наибольшее практическое значение, состоит в том, что листы разрезаются на полосы, предназначенные для штамповки или изготовления одноимённых деталей.

- Второй метод получил название смешанного раскроя. В этом случае раскрой выполняют с учётом изготовления разноимённых деталей и получения необходимой комплектности деталей на изделие.

- Третий или групповой метод начинается с раскроя полос для деталей большого размера, а оставшиеся от основного раскроя полосы используют для деталей меньшего размера. Для изготовления деталей полосы 2 и 6 используем первый метод раскроя, а для изготовления остальных деталей - второй метод.

Рисунок 3.1 - Раскрой листа толщиной 10 мм по второму методу раскроя

На рисунке 3.1 приведен раскрой листа толщиной 10 мм по второму методу раскроя для деталей поз. 2,4,7,8.



Рисунок 3.2 - Раскрой листа толщиной 20 мм по первому методу раскроя.

На рисунке 3.2 приведен раскрой листа толщиной 20 мм по первому методу раскроя для детали поз. 1

Определение отходов от расхода металла

Количество отходов от резки металла определяем вычислением чистой площади деталей и соотнесением ее с площадью исходного листа.

При определении площади детали используются простейшие геометрические формулы.



Рисунок 3.3. Эскиз детали «Нижний лист» поз. 2

Площадь детали составляет 185330мм²

Рисунок 3.4 - Эскиз детали «Верхний лист» поз. 4

Площадь детали составляет 159317 мм²

Рисунок 3.5 - Эскиз детали «Накладка» поз. 8

Площадь детали составляет 71809 мм²

Рисунок 3.6 - Эскиз детали «Ребро» поз. 7

Площадь детали составляет 19820 мм²

площадь исходного листа составляет 3190000мм²

Определение коэффициента использования металла

, (2)

где K - коэффициент использования металла, %

S - площадь всех деталей, мм²

F - площадь листа, мм²

Коэффициент использования для листа толщиной 10 мм. составляет

К_им.=(2736576/3190000)*100=85%

Расчет осуществлен в соответствии с формулой 2

Коэффициент использования для листа толщиной 20 мм., оставляет 66,9%



3.2 Разработка технологии сборки. Назначение сборочного оборудования

Сборочные операции

Сборочные операции осуществляют с целью обеспечения правильного взаимного расположения и закрепление деталей собираемого изделия.

Сборка под сварку является наиболее трудоемкой (до 40% от общей трудоемкости). Сборка - это совокупность операций по установке деталей в положение, предусмотренное чертежом, для последующей сварки.

Требования к точности сборки определяются нормативными документами и зависит от методов сборки, способа базирования и применяемых приспособлений. Разделение конструкции на сборочные единицы и соблюдение допустимых отклонений основных размеров заготовок повышает точность сборки.

Сборка включает три группы операций:

установку деталей в положение согласно чертежа;

взаимное ориентирование деталей

временное закрепление деталей

Выбор метода выполнения сборочных операций

Для серийного производства применим следующий метод:

1. Установка и перемещение деталей осуществляется вручную либо с помощью грузоподъемных средств. Таким образом, установка деталей «нижний лист» поз. 2 весом 15.6 кг, «продольный лист» поз. 3 весом 8 кг., «верхний лист» поз. 4 весом 12.7 кг., «косынка» поз. 5 весом 12 кг., «диафрагма» поз. 6 весом 2.4, «ребро» поз. 7 весом 1.8, «накладка» поз. 8 весом 5.4 кг. возможна вручную. Установку остальных деталей «диск» весом 38 кг, а также всех сборочных единиц следует осуществлять с помощью грузоподъемных средств.

2. Взаимное ориентирование деталей осуществляется в универсальных сборочных приспособлениях - кондукторах, конструкция которых позволяет изменять установочные размеры опорных, упорных и закрепляющих элементов.

3. Закрепление деталей осуществляется с помощью ручных или механизированных прижимов. В случае, если сборка и сварка осуществляются в разных приспособлениях, детали закрепляют с помощью прихваток.

Назначение сборки и сварки

Схема сборки и сварки металлоконструкции «Нижняя коробка» составляется на основе проведенной далее в разделе 3.3 разбивки конструкции на сборочные единицы.

При этом соблюдены следующие правила изготовления разделенной на сборочные единицы конструкции:

Изготовление предусмотрено путем постепенного наращивания конструкции за счет присоединения деталей или ранее изготовленных сварочных единиц.

Сварные швы располагаются в основном симметрично.

Достигнута доступность сварных швов, что позволяет исполнять их в удобном для сварки нижнем положении.

Швы располагаются в пределах сборочной единицы в основном в одной или параллельных плоскостях.

Конструкции сборочных единиц вполне удобны для транспортировки и достаточно жестки, что исключает возможность их деформирования при транспортировке от одного рабочего места к другому.

Возможно уменьшение сварочных деформаций путем их компенсации при сборке и сварке конструкции в целом.

Уменьшаются остаточные напряжения в результате меньшей жесткости сборочной единицы в сравнении с целой конструкцией.

Улучшена доступность мест выполнения сварки.

Улучшена доступность сварных соединений для выполнения контроля качества.

10. Схема сборки и сварки узлов и деталей «Нижняя коробка».

Рисунок 3.7 - Схема сборки и сварки узлов и деталей «Нижняя коробка».

Выбор сборочного оборудования и оснастки

Изготовление качественных конструкций с соблюдением размеров в пределах установленных допусков, а также достижение высокой производительности труда при сборочных операциях невозможно без применения различных приспособлений. Их можно разделить на группу универсальных (УСПС) и группу специальных приспособлений.

Анализ процесса сборки показывает, что для данной конструкции применения специальных приспособлений не требуется. При выполнении сборки необходимо точно выдерживать чертежные размеры, зазоры, плоскостность и соосность, перпендикулярность, это обеспечивают универсальные приспособления, которые применимы для широкой номенклатуры изделий.

Прихватки как элементы закрепления деталей используют для придания жесткости собираемому изделию при условии их полной переварки при наложении основных швов. При использовании сборочно-сварочных приспособлений сварка непосредственно после сборки, без выема изделия из приспособления, позволяет обходиться без прихваток.

В переналаживаемых и универсально-сборочных устройствах зажимные элементы изготавливают регулируемыми и съемными. УСПС наиболее рациональны в единичном, опытном и серийном производстве, когда использовать специальное оборудование экономически невыгодно.

По назначению детали и узлы УСПС разделяют на следующие группы:

- базовые детали - плиты, балки, полосы, угольники, являющиеся основанием, на котором размещают все остальные элементы УСПС;

- установочные элементы - упоры, фиксаторы, призмы, опоры, домкраты, предназначенные для фиксации деталей собираемого узла;

- закрепляющие элементы - прижимы, струбцины, распорки, стяжки, домкраты, прихваты, служащие для закрепления собираемых деталей;

- крепежные элементы - болты, винты, шпильки, гайки, шайбы, сухари для закрепления элементов УСПС.

По роду привода механизированные прижимы делят на пневматические, гидравлические, пневмогидравлические, электромагнитные, с постоянными магнитами.

Для изготовления (сборки и сварки) металлоконструкции «Нижняя коробка» я предлагаю использовать универсальные приспособлений для сборки и сварки:

1. Для базирования деталей и узлов - базовые плиты 0850-2003,0850-2002

2. Для упора деталей - угловые упоры.

Сборочно-сварочные упоры - приспособления, препятствующие перемещению свариваемого элемента по опорной поверхности, фиксирующие положение элемента при сборке.

3. Для фиксации деталей на базовой плоскости применяем быстросъемные фиксаторы.

4. Для фиксации и скрепления деталей в перпендикулярном (в тавр) положении применяем металлический угловой зажим струбцину BesseyMetallWinkelSpaner

5. Отключаемый магнит с двумя выключателями для закрепления и позиционирования частей изделия под прямым углом.

6. ПозиционерProArc PT-1500.

Описание сборочно-сварочных операций

Сборочная единица (узел) 1 включает детали «диск» (поз. 1) и «нижний лист» (поз. 2).Деталь один устанавливают отверстием на пальцы. На неё сверху по аналогичным отверстиям устанавливают деталь поз. 2. Зажимают зажимами. Схема сборки показана на рис. 3.8.

Рисунок 3.8 - Схема сборки сборочной единицы 1

П - палец, З - зажим.

Сборочная единица (узел 2) (рисунок 3.9) включает продольный лист (поз. 3) и диафрагму (поз. 6). На позиционер с помощью упоров и магнитных угольников устанавливаю последовательно два «продольный листа», затем согласно чертежа две детали «диафрагма». Затем ставят прихватки, снимают сборочные приспособления, узел кантуют на 90 градусов вокруг продольной оси, и производят окончательную сварку тавровых швов между «диафрагмами» и «продольный лист» в нижнем положении. Повторно кантуют узел и производят сварку для второго «продольного листа и «диафрагм».

Таблица №3-Наименование и обозначение приспособлений для сборки сборочной единицы 1

Наименование	Обозначение номером	Обозначение
Палец	4 шт.	П
Зажим	2 шт.	З

Рисунок 3.9 - Схема сборки сборочной единицы 2

Таблица 3.1 Наименование и обозначение приспособлений для сборки сборочной единицы 2

Наименование	Обозначение номером	Обозначение
Упор	6 штук	У1,2,3,4,5
Магнитный уголок	8 штук	Му 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7,8
Съемные упоры	8 штук	Су 1, 2, 3, 4, 5, 6,7,8

Сборочная единица (узел 3) (Рисунок 3.10)

Узел 3, состоящий из верхнего листа (поз. 4) и накладки (поз. 8) собирают на плитах. Сначала на трубу устанавливается поз. 4, далее на неё так же через трубу устанавливается накладка. Закрепляются профилированными упорами, а также зажимами. Производят сварку.

Рисунок 3.10 - Схема сборки сборочной единицы 3

Таблица 3.2-Наименование и обозначение приспособлений для сборки сборочной единицы 3

Наименование	Обозначение номером	Обозначение
Труба	1 шт.	Т
Зажим	4 шт.	З1, З2, З3, З4.
Профилированный упор	4 шт.	Пу1, Пу2, Пу3, Пу4.

Окончательная сборка производится на позиционере (рисунок 3.11). Сначала на план-шайбе устанавливают по упорам и фиксируют сборочную единицу 1. На нее также по упорам и фиксаторам устанавливают с помощью грузоподъемных механизмов сопрягаемыми поверхностями сборочную единицу 2, выверяют, фиксируют, далее по месту согласно чертежу также устанавливают сборочную ед. 3. Устанавливают косынки дет. 5 и рёбра дет. 7 по месту согласно чертежу. Сварка производится с прихватками в нижнем положении.

Рисунок 3.11 - Схема окончательной сборки «Нижняя коробка»



В таблице 3.3 приведена потребность в универсально-сборочных приспособлениях.

Таблица 3.3-Потребность в универсально-сборочных приспособлениях

Наименование приспособления	Номер сборочной единицы	Всего
	1	2	3	Окончат.сборка
Упоры	-	6	-	4	10
Пальцы	4	-	-	-	4
Проф. упор	-	-	4	-	4
Зажимы	2	-	4	2	13
Магнитные уголки	-	8	-	-	8

3.3 Разработка технологий сварки

Обоснование выбора метода сварки

Основными факторами, определяющими выбор метода и способа сварки, являются:

- род, сортамент металла и заготовки;

- химический состав металла, его теплофизические свойства, определяющие технологическую свариваемость;

- толщина металла;

- назначение изделия в зависимости от воспринимаемых нагрузок и условий эксплуатации;

- конструкция изделия, с учетом ее массы, габаритов, типов нанесения швов в пространстве, характере работы швов;

- производительность способа сварки;

- программа выпуска и типа производства;

- экономический эффект при способе сварки.

При оценке возможности применения способов сварки необходимо учитывать особенности производства. Соответственно, оснащение участка должно быть достаточно универсальным.

Для сварки металлоконструкции «Нижняя коробка» выбираю способ механизированной сварки в среде СО₂.

Технологическими преимуществами этого способа являются относительная простота процесса сварки, возможность автоматизировать и механизировать сварку коротких швов, находящихся в различных пространственных положениях, в том числе сварку неповоротных стыков.

Преимущества механизированной сварки в среде СО₂:

1. Хорошее наблюдение за процессом формирования шва;

2. Несложность обращения с оборудованием сварки;

3. Локальность источника тепла дает при сварке минимальную зону термического влияния;

4. Небольшой объем шлаков, участвующих в процессе сварки в СО₂, позволяет получать швы высокого качества;

5. Использование сварочной проволоки Св08Г2С и защитного газа СО₂ удешевляет процесс сварки;

6. Мелкокапельный и струйный перенос металла в сварочную ванну обеспечивает формирование более качественных швов, чем при РДС.

7. Энергоёмкость снижается за счёт того, что скорость полуавтоматической сварки выше, чем скорость ручной дуговой сварки.

Недостаток процесса механизированной сварки в среде СО₂ - сильное разбрызгивание металла. Причины окисления и образования пор при сварке в углекислом газе следующие: при сварке углекислый газ диссоциирует в зоне дуги с образованием атомарного кислорода по реакции СО₂>СО + О,

СО>С + О. Образующийся при кристаллизации металла шва угарный газ СО выделяется в виде пузырьков, часть из которых, задерживается в металле шва, образуя поры.

В том случае, если сварочная проволока легирована кремнием и марганцем, окислы железа раскисляются не за счет углерода, а в основном за счет кремния и марганца из сварочной проволоки, и таким образом предотвращается образование окиси углерода при кристаллизации и образование пор. В связи с универсальностью данного способа сварки предлагаю прихватки производить этим же способом сварки.