Проектирование производственного участка сборки и сварки стойки

Содержание

Введение

Введение

технология сварка конструкция изделие

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 1.1 Стойка

Работает в нормальных условиях, воспринимает статическую нагрузку от вертикального продольного воздействия.

1.2 Технические условия на изготовление сварной конструкции

Технические условия изготовления сварной конструкции предусматривают технические условия на основные материалы, сварочные материалы, а также требования, предъявляемые к заготовкам под сборку и сварку, к сварке и к контролю качества сварки.

1.1. В качестве основных материалов, применяемых для изготовления неответственных сварных конструкций должны применяться стали углеродистые обыкновенного качества не ниже марки Ст3сп по ГОСТ 380-2005.

Для ответственных сварных конструкций должны применяться стали регламентируемые документацией на изготовление соответствующих конструкций.

1.2. Соответствие всех сварочных материалов требованиям стандартов должно подтверждаться сертификатом заводов-поставщиков, а при отсутствии сертификата - данными испытаний лабораторий завода.

При сварке в углекислом газе должна применяться проволока не ниже Св-08Г2С по ГОСТ 2246-70.

Сварочная проволока не должна иметь ржавчины, масла и других загрязнений.

1.3. Требования к заготовкам под сварку предусматривают, чтобы свариваемые детали из листового, фасонного, сортового и другого проката должны быть выправлены перед сборкой под сварку.

После вальцовки или гибки детали не должны иметь трещин и заусенцев, надрывов, волнистости и других дефектов.

Кромки деталей, обрезанных на ножницах, не должны иметь трещин и заусенцев. Обрезная кромка должна быть перпендикулярной к поверхности детали. Допускаемый уклон в случаях, не оговоренных на чертежах, должен быть 1:10, но не более 2 мм.

Необходимость механической обработки кромок деталей должна указываться в чертежах и технологических процессах.

Детали, поступающие на сварку, должны быть приняты ОТК.

1.4. Сборка свариваемых деталей должна обеспечивать наличие установленного зазора в пределах допуска по всей длине соединения. Кромки и поверхности деталей в местах расположения сварных швов на ширину 25-30 мм должны быть очищены от ржавчины, масла и других загрязнений непосредственно перед сборкой под сварку.

Детали с трещинами и надрывами, образовавшимися при изготовлении, к сборке под сварку не допускаются.

Указанные требования обеспечиваются технологической оснасткой и соответствующими допусками на собираемые детали.

При сборке не допускается силовая подгонка, вызывающая дополнительные напряжения в металле.

Допускаемое смещение свариваемых кромок относительно друг друга и величина допустимых зазоров должны быть не более величин, устанавливаемых на основные типы, конструктивные элементы и размеры сварных соединений по ГОСТ 5264-80, ГОСТ 14771-76, ГОСТ 23518-79, ГОСТ 11534-75, ГОСТ 14776-79, ГОСТ 15878-79, ГОСТ 8713-79, ГОСТ 11533-75.

Местные повышенные зазоры должны быть устранены перед сборкой под сварку. Разрешается заваривать зазоры наплавкой кромок детали, но не более 5% длины шва. Заполнять увеличенные зазоры кусками металла и другими материалами запрещается.

Сборка под сварку должна обеспечивать линейные размеры готовой сборочной единицы в пределах допусков, указанных в таблице 1.1.

Таблица 1.1

Предельные отклонения сварных сборочных единиц

Сечение прихваток допускается размером до половины сечения сварного шва. Прихватки должны ставиться в местах расположения сварных швов. Наложенные прихватки должны быть очищены от шлака.

Прихватка элементов сварных конструкций при сборке должна выполняться с использованием тех же присадочных материалов и требований, что и при выполнении сварных швов.

Размеры прихваток должны быть указаны в картах технологического процесса.

Сборка под сварку должна быть принята ОТК. При транспортировке и кантовке собранных под сварку металлоконструкций должны быть приняты меры, обеспечивающие сохранение геометрических форм и размеров, заданных при сборке.

1.5. К сварке ответственных сборочных единиц должны допускаться только аттестованные сварщики имеющие удостоверение, устанавливающее их квалификацию и характер работы, к которой они допущены.

Сварочное оборудование должно быть обеспечено вольтметрами, амперметрами и манометрами, за исключением тех случаев, когда установка приборов не предусмотрена. Состояние оборудования должно проверяться сварщиком и наладчиком ежедневно.

Профилактический осмотр сварочного оборудования отделом главного механика и энергетика должен осуществляться не реже одного раза в месяц.

Изготовление стальных сварных конструкций должно производиться в соответствии с чертежами и разработанным на их основе техпроцессом сборки и сварки.

Технологический процесс сварки должен предусматривать такой порядок наложения швов, при котором внутренние напряжения и деформации в сварном соединении будут наименьшими. Он должен обеспечивать максимальную возможность сварки в нижнем положении.

Выполнять сварочные работы методами, не указанными в технологическом процессе и настоящем стандарте, без согласования с главным специалистом по сварке запрещается, Отступление от указанных в картах техпроцесса режимов сварки, последовательности сварочных операций не допускается.

Поверхности деталей в местах расположения сварных швов должны быть проверены перед сваркой. Свариваемые кромки должны быть сухими. Следы коррозии, грязи, масла и другие загрязнения не допускаются.

Зажигать дугу на основном металле, вне границ шва, и выводить кратер на основной металл запрещается.

Отклонение размеров поперечного сечения сварных швов, указанных в чертежах, при сварке в углекислом газе, должны быть в соответствии с ГОСТ 14771-76.

По наружному виду сварной шов должен иметь равномерную поверхность без наплывов и натеков с плавным переходом к основному металлу.

По окончании сварочных работ, до предъявления изделия ОТК, сварные швы и прилегающие к ним поверхности должны быть очищены от шлаков, наплывов, брызг металла, окалины и проверены сварщиком.

После сборки деталей под сварку необходимо проверять зазоры между деталями. Величина зазоров должна соответствовать ГОСТ 14771-76, ГОСТ 5264-80.

Размеры сварного шва должны соответствовать чертежу сварной конструкции по ГОСТ 5264-80, ГОСТ 14771-76.

1.6. В процессе сборки и сварки ответственных сварных конструкций должен осуществляться пооперационный контроль на всех этапах их изготовления. Процент контроля параметров оговаривается технологическим процессом.

Перед сваркой следует проверить правильность сборки, размеры и качество прихваток, соблюдение геометрических размеров изделия, а также чистоту поверхности свариваемых кромок, отсутствие коррозии, заусенцев, вмятин, других дефектов.

В процессе сварки должны контролироваться последовательность операций, установленная техпроцессом, отдельные швы и режим сварки.

После окончания сварки контроль качества сварных соединений должен осуществляться внешним осмотром и измерениями.

Угловые швы допускаются выпуклые и вогнутые, но во всех случаях катетом шва следует считать катет вписанного в сечение шва равнобедренного треугольника.

Осмотр может производиться без применения лупы или с применением её с увеличением до 10 раз.

Контроль размеров сварных швов, точек и выявленных дефектов должен производиться измерительным инструментом с ценой деления 0,1 или специальными шаблонами.

Исправление дефектного участка сварного шва более двух раз не допускается.

Внешний осмотр и обмер сварных соединений должен производиться согласно ГОСТ 3242-79.

1.3 Определение типа производства

Выбор схемы технологического процесса определяется характером или типом производства. Различают три основных типа производства: индивидуальное, серийное и массовое.

Тип производства определяется исходя из массы и габаритов сварной конструкции, а также заданной программы выпуска, с учётом особенностей каждого типа производства (таблица 1.2.).

Таблица 1.2

Зависимость типа производства от программы выпуска (шт) и массы изделия

Как видно из таблицы 1.2 четкой границы между типами производства нет. Задавшись годовой программой выпуска 5000шт при весе стойки 64кг определим тип производства как мелкосерийное. Рабочие места при мелкосерийном производстве оснащают универсальными приспособлениями, применение которых позволяет достаточно быстро перестроить производство на выпуск других изделий того же типа.

1.4 Анализ технологичности

Анализ технологичности сварной конструкции является необходимой составляющей для проектирования технологического процесса сборки и сварки, выборе сборочных и сварочных приспособлений и оборудования, выборе методов сборки и сварки, сварочных материалов. Особое внимание при этом должно быть обращено на конфигурацию деталей, входящих в сборочную единицу, точность изготовления заготовок и состояние их поверхностей. Конфигурация деталей должна обеспечивать их легкую установку при сборке и съеме изделия, доступность к местам прихватки, сварки или наплавки. Технологичные сварные конструкции позволяют применять более простые и дешевые приспособления для их изготовления.

Конструкция разделки обеспечивает требуемую точность при сборке, достаточную простоту и легкость сварки.

Для установки в удобное для сварки положение возможно использование сборочно-сварочное приспособление на основе роликового стенда.

Важным показателем технологичности изделия является свариваемость материала. Свариваемость - способность металла образовывать при установленной технологии сварки сварное соединение, металл шва которого имел бы механические свойства, близкие к основному металлу.

Свариваемый (основной) металл - сталь Ст3сп. Все характеристики стали Ст3сп приведены в таблицах 1.3. … 1.6.

Таблица 1.3

Общие характеристики материала Ст3пс

Таблица 1.4

Химический состав в % материала Ст3пс ГОСТ 380 - 2005

Таблица 1.5

Технологические свойства материала Ст3пс

Таблица 1.6

Механические свойства при Т=20oС материала Ст3пс

Свариваемость сталей определяется по эквивалентному содержанию углерода по формуле

Cэк = С + + +

где Cэк - эквивалент углерода, С - содержание углерода, Mn - содержание марганца, Cr - содержание хрома, Mo - содержание молибдена, V- содержание ванадия, Ni - содержание никеля, Cu - содержание меди.

Для расчёта фактического значения свариваемости стали Ст3сп используем формулу и исходные данные в таблице 1.4.

Cэк = 0,15 + + + = 0,15 + 0,6 + 0,02 + 0,01= 0,2

Cэк < 0,25 - Свариваемость хорошая, без ограничений, в широком диапазоне режимов сварки независимо от толщины металла, жесткости конструкций, температуры окружающей среды.

Из анализа технологичности имеем.

1. Сталь марки Ст3сп относится к углеродистым сталям обыкновенного качества, сваривается без ограничений, не требует предварительного подогрева, не склонна к образованию горячих и холодных трещин, имеет перлитную структуру и удовлетворяет полностью эксплуатационным требованиям;

2. Выбранное сечение элементов и виды проката удовлетворяют эксплуатационным требованиям.

3. Конструкция обладает жесткостью и сопротивляемостью деформации.

4. Есть возможность выполнения сварки всех сварных швов в нижнем положении с использованием различных приспособлений (крана, кантователя, роторного стенда, портала).

5. Все сварные швы доступны, если металлоконструкцию расчленить на отдельные узлы.

Расчленение металлоконструкции на узлы позволяет применять универсальные и специальные приспособления, автоматизировать процесс сварки, что облегчает ее изготовление, обеспечивает высокую точность сварного изделия.

6. Процесс сварки легко автоматизируется и механизируется, что увеличивает производительность труда и сокращает время на изготовление металлоконструкции в целом.

7. Механическая обработка после сварки не требуется

8. За счет выше перечисленных пунктов при внедрении технологической оснастки можно исключить пооперационный контроль ОТК и доверить производить его рабочему.

9. Есть возможность использовать рациональные, производительные и объективные методы контроля ВИК- 100% сварных швов и неразрушающий контроль - 20% длины сварных швов. Затруднений для контроля качества нет.

10. Не требуется термическая обработка после сварки для снятия внутренних напряжений.

На основании проведенного анализа, можно сделать вывод, что металлоконструкция колонны технологична: вес изделия не требует использования транспортных средств большой грузоподъемности, простота конструкции позволяет использовать универсальное оборудование и приспособления, выбранные материалы конструкции отвечают эксплуатационным требованиям изделия и на основе вышеперечисленных пунктов можно получить металлоконструкцию высокого качества при минимальных затратах, т.е. с минимальной трудоемкостью и энергоемкостью техпроцесса.

2. Технологическая часть

2.1 Выбор технологического процесса

Значение технологического процесса. Качество проекта технологического процесса изготовления сварных конструкций в основном определяет их технико-экономические показатели, такие, как надежность, экономичность в изготовлении и эксплуатации. В проекте технологии изготовления комплексно разрабатывают операции заготовки, сборки, сварки и контроля качества готового изделия. Рационально разработанный проект технологии должен обеспечить изготовление изделия при минимальной трудоемкости операций, минимальном расходе сварочных материалов и электроэнергии, с высоким качеством сварных соединений, при наименьших остаточных деформациях конструкции и при полном соблюдении мер по технике безопасности.

2.1.1 Заготовительные операции

Выбор методов получения заготовки имеет целью установление рациональных способов и последовательности рабочих операций по изготовлению деталей, входящих в заданную сварную конструкцию. От степени совершенства методов получения заготовок и деталей в значительной степени зависит расход металла, количество операций и их трудоемкость, себестоимость процесса изготовления деталей и изделия в целом. На выбор способа получения заготовок и деталей изделия в целом влияют следующие факторы: марка материала, его физико-механические свойства, размеры и конструктивные формы деталей, тип производства и объем выпуска продукции, характер применяемого оборудования.

Весь прокат, поступающий в заготовительное производство, проходит ряд операций: разметка, резка, зачистка, правка, подготовка кромок, очистка. Разметка. Прежде, чем подступить к выполнению рабочих операций, изменяющих форму и очертание исходного материала, в большинстве случаев необходимо этот металл разметить. Разметка представляет собой нанесение на металл конфигурации изготавливаемых деталей в натуральную величину. Основной целью этой операции служит обеспечение точных, в соответствии с чертежами, размеров вырезаемых из металла деталей. В качестве оборудования используются разметочные плиты и столы. Средствами для разметки служат разного рода мерительные и чертежные инструменты.

Резка. В большинстве случаев непосредственно после разметки или наметки следует рабочая операция резки металла. Наиболее универсальным и широко распространенным способом резки сталей является механическая резка. Рентабельность применения этого способа резки ограничивается минимальной толщиной подлежащего резке металла, равной 6 мм. С увеличением толщины разрезаемого металла экономические и технические преимущества термической резки по сравнению с механической резкой повышаются, и при толщине металла более 25 мм эти преимущества термической резки во всех случаях становятся бесспорными.