Сварные швы и соединения

Размещено на http://www.allbest.ru/

ВВЕДЕНИЕ

Курсовая работа по дисциплине "Технология и оборудование сварки плавлением и термической резки" предназначена для закрепления теоретических знаний и приобретения навыков самостоятельного творческого решения технологических задач, а именно, проектирования технологии сварки плавлением изделий из современных конструкционных материалов.

При решении поставленных задач необходимо максимально использовать современные достижения науки и техники в области сварки плавлением, современные методы проектирования. Технологию выбирают, сравнивая несколько вариантов, способов сварки. Оценку правильности выбора производят по полученной экономической эффективности. Выбирая тот или иной способ сварки, следует оценивать также возможность его применения на данном предприятии, а так же степень ответственности сварного шва конструкции, степень нагруженности, динамику нагруженности и свойства основного металла.

Нахождение полученных проектных решений может оцениваться по достижению заданных показателях качества при наименьших затрат на технологический процесс, или по достижении наилучших показателей качества объекта при ограниченных затратах ресурсов.

1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ИЗДЕЛИЯ

Технологический анализ сварного соединения производиться в целях подготовки исходных данных для проектирования технологии сварки плавлением, в данном случае - для разработки сварочных операций изучаем и анализируем чертёж изделия, спецификацию, условия эксплуатации изделия.

1) Назначение, конструкция, условия эксплуатации.

Емкость для пожарной машины является одной из конструкций, где сварку производят по всему периметру сплошным герметичным швом.

Габаритные размеры берём из чертежа:

длина-2060мм;

ширина-930мм;

высота-995мм.

2) Свариваемый (основной) металл

Сталь 10ХСНД ГОСТ 19282-73 - конструкционная низколегированная сталь. Назначение данной стали - элементы сварочных конструкций и различные детали, к которым предъявляются требования высокой прочности и коррозионной стойкости с ограничением массы и работающие при температуре от - 70 до 450оС.

Химический состав представлены в таблице 1. [1]

Таблица 1 - Химический состав стали 10ХСНД

С, не более %	Cr %	Si %	Ni %	Cu %	Mn %	S, не более %	Р, не более %
0,12	0,6-0,9	0,8-1,1	0,5-0,8	0,4-0,6	0,5-0,8	0,04	0,035

Механические свойства представлены в таблице 2. [4]

Таблица 2 - Механические свойства Стали 10ХСНД

Предел прочности в, H/мм2	Предел текучести т, H/мм2	Относительное удлинение 5, %
530	390	19

Температура ковки, оС: начала 1200, конца 850.

Склонность к отпускной хрупкости - малая склонность.

Сталь относится к хорошо сваривающимся материалам. Поэтому при сварке никаких ограничений не накладывается. Правда, сварка конструкций без подогрева допускается только при положительной температуре окружающей среды. Равнопрочность металла шва основному металлу достигается в результате легирования элементами, переходящими в шов из основного металла. Чтобы снизить склонность металла шва к кристаллизационным трещинам, стремятся изменять содержание углерода в металле шва и площадь проплавления основного металла.

3) Сварные соединения

В данной курсовой роботе будут рассчитаны следующие виды швов:

1) двусторонний нахлёсточный шов- Н2-3;

2) односторонний тавровый шов-Т1-3;

3) нестандартный шов.

Сварные соединения выполнять согласно ГОСТ 14771-76.

Доступность сварки - удовлетворительная.

4) Организация сварочных работ

Возможность производить сварку снаружи и изнутри емкости, при этом можно кантовать краном.

Место изготовления - сварочный участок цеха, цех закрытый, отапливаемый.

2. ВЫБОР СПОСОБА СВАРКИ ПЛАВЛЕНИЕМ

Способы сварки при разработке технологии следует выбирать как из числа типовых, так и из числа специальных способов сварки, чтобы проектируемая технология наиболее соответствовала современным требованиям, была эффективной и перспективной [2].

Выбранный способ сварки должен удовлетворять требованиям, установленным исходными данными. Если в результате выбора предполагается несколько способов, то окончательный выбор производится по результатам экономической эффективности. Для Стали 10ХСНД рекомендуются следующие способы сварки: ручная дуговая, плавящимся электродом в СО2, сварка под флюсом и электрошлаковая [2]. Так как максимальная толщина свариваемого металла не превышает 10 мм, то применять электрошлаковую сварку нецелесообразно, так как она предназначена для сварки металлов большей толщины.

Выбираем: ручную дуговую сварку плавящимся электродом, механизированную сварку плавящимся электродом в среде защитного газа СО2 и автоматическую дуговую сварку под флюсом. Затем, по экономической оценке, выберем наиболее эффективный и экономически выгодный способ для заданного технологического процесса.

3. ВЫБОР СВАРОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Выбор способов сварки и сварочных материалов обусловлен исходными данными, полученными в результате технического анализа. Необходимо учитывать: химический состав свариваемого металла, способ сварки, механические свойства металла и т.д. [3].

Для ручной дуговой сварки Стали 10ХСНД выбираем электроды типа Э42А, марки УОНИ-13/45. Группа назначения - для углеродистых и низколегированных конструкционных сталей с временным сопротивлением разрыву до 50 кгс/мм2.

Электродный стержень изготовлен из сварочной проволоки Св-08А.

Состав покрытия представлен в таблице 3. [4]

Таблица 3 - Состав покрытия электродов марки УОНИ-13/45

Мрамор, %	Плавиковый шпат, %	Кварцевый песок, %	Ферросилиций, %	Ферромарганец, %	Ферротитан, %	Жидкое стекло, %
48,3	13,2	8,0	4,5	4,5	10,7	10,7

Электроды обеспечивают механические свойства металла шва представленные в таблице 4.[4]

Таблица 4 - Механические свойства металла шва

Временное сопротивление разрыву в, кгс/мм2	Относительное удлинение 5, %	Ударная вязкость ан,кгс·м/см2
42	18	8

Механизированную сварку плавящимся электродом в защитном газе выполняем проволокой Св-08Г2С (ГОСТ 2246-70). Проволока Св-08Г2С применяется для сварки в защитных газах углеродистых и низкоуглеродистых конструкционных сталей. Химический состав проволоки представлен в таблице 5 [4].

Таблица 5 - Химический состав проволоки Св-08Г2С

C, %	Mn, %	Si, %	Cr не более, %	Ni не более, %	S не более, %	P не более, %	Al не более, %
0,05- 0,11	1,8-2,1	0,7-0,95	0,2	0,25	0,025	0,03	0,01

Свойства металла шва в = 510 МПа; = 22 % [2].

В качестве защитного газа выбираем углекислый газ СО2 по ГОСТ 8050 - 85.

Автоматическую дуговую сварку под флюсом выполняем сварочной проволокой Св-08ГА. Применяем плавленый флюс марки АН-348-АМ. Это стекловидный флюс общего назначения с хорошими сварочными свойствами. Широко используется в машиностроении, вагоностроении, строительстве. Буква "М" в конце марки означает "мелкий" [4].

Химический состав проволоки Св-08ГА приведен в таблице 6.

Таблица 6 - Химический состав проволоки Св-08ГА [1]

C, не более	Ni, не более	Mn	Si, не более	Cr, не более	S,не более	P, не более
0,1%	0,25%	0,8…1,1%	0,03%	0,10%	0,025%	0,03%

Химический состав флюса АН-348-А приведен в таблице 7 [4].

Таблица 7 - Химический состав флюса АН-348-А.

SiO2, %	Mn, %	CaO не более, %	MgO не более, %	Al2O3 не более, %	F, %	Fe2O3,%	P не более, %	S не более %
40 - 44	31-38	12	7	6	3 - 6	0,5 - 2	0,12	0,12

4. ВЫБОР ТИПОВ ШВОВ И ФОРМ ПОДГОТОВКИ КРОМОК

Основные критерии экономичности выбора сварных швов - производительность сварки и качество швов.

Выбираем швы с минимальным количеством проходов и минимальными затратами на скос кромок (без скоса кромок) и кантовку изделия (односторонний шов), с формированием шва преимущественно за счет проплавления основного металла.

В данной работе производим расчеты для сварных швов № 5, № 9, №15, что соответствует сварным соединениям Н2, Т1 и нестандартный шов.

Для всех соединений сварку проводим без разделки кромок.

5. РАСЧЁТ РЕЖИМОВ СВАРКИ ПЛАВЛЕНИЕМ

5.1 Расчет режимов ручной дуговой сварки

Основными параметрами для ручной дуговой сварки покрытыми электродами являются:

1) Диаметр покрытых электродов dэ;

2) Сварочный ток Ic;

3) Напряжение сварки Uc;

4) Количество проходов nn;

5) Скорость сварки Vc.

Из перечисленных параметров dэ, Ic, Uc, nn - контролируемые dэ, Ic, nn указываются в операционной или технологической картах. Сварка выполняется вручную. Напряжение сварки связано с длиной дуги, от которой существенно зависит качество сварки (защита, разбрызгивание и набрызгивание, формирование шва, пористость и механические свойства).

Подготовка исходных данных должна предшествовать непосредственному расчету режима сварки. В исходные данные входят:

1) группа и марка свариваемого материала;

2) тип покрытия и марка электрода;

3) тип соединения;

4) толщина свариваемого материала;

5) положение шва и проходов;

6) тип шва по форме;

7) тип шва по количеству проходов;

8) форма и размеры подготовки кромок;

9) форма и размеры шва.

Расчет режима ручной дуговой сварки шва Н2-?3

Из технологического анализа изделия известно, что основной металл - сталь 10ХСНД. Сварку выполняем электродами Э42А-УОНИ - 13/45. Выбран стандартный тип соединения Н2-?3по ГОСТ 5264 - 80. Толщина свариваемого металла по 3 мм. Положение шва при сварке - нижнее. Тип шва по форме - нахлесточный, количество проходов - 1.

Рисунок 1 - Нахлесточное соединение типа Н2-?3

S1=3мм; S2=3мм, К=3мм

Расчет диаметра электрода dэ производят по формуле:

(1)

где hp - расчетная глубина проплавления, принимаем согласно рекомендациям [3]

Kdпш - коэффициент, учитывающий влияние положения шва, при сварке в нижнем положении принимаем Kdпш=1.

принимаем dэ = 3 мм.

Сварочный ток Ic (род, полярность и значение) зависит от химического состава и диаметра стержня, типа, толщины покрытия, положения шва и других факторов.

Сварочный ток Ic рассчитываем по формуле:

(2)

где - коэффициент влияния типа покрытия согласно [3], при основном типе покрытия;

- коэффициент положения шва, согласно [3], при сварке в нижнем положении принимаем = 1.

Принимаем интервал силы сварочного тока 80…110А.

Напряжение сварки для электродов основного типа рассчитываем по формуле:

Скорость сварки Vсв находим по формуле:

(4)

где н - коэффициент наплавки, для электродов и для низколегированной стали УОНИ - 13/45 по каталогу [4] находим н = 2,92·10-3 г/А·с;

- плотность (7,859·10-3 г/ мм3);

F - площадь шва.

Расчет режима ручной дуговой сварки углового шва T1-?3

Расчет производим аналогично предыдущему шву.

Выбираем стандартный тип соединения T1-?3 по ГОСТ 5264 - 80. Толщина свариваемого металла по 3 мм.

Положение шва при сварке - нижнее. Тип шва по форме- угловой, по количеству проходов - однопроходный.

Рисунок 2 - Угловое соединение типа T1-?3

S1 =3мм; S2=3мм; K=3мм.

По формулам (1…4) определяем режимы сварки:

Расчет режима ручной дуговой сварки нестандартного шва.

Выбираем стандартный тип соединения У2 по ГОСТ 5264-80.

Положение шва при сварке - нижнее. Тип шва по форме - угловой, по количеству проходов - многопроходный. Толщина свариваемых деталей 3 и 3мм. Положение при сварке шва, нижнее.

Рисунок 3 - Угловое соединение типа У2

S1=3мм; S2=3мм.

При сварки корневого dэ=3мм,для заполняющих dэ=3мм.

U=12+0.4

К параметрам сварки в углекислом газе плавящимся электродом относятся:

1) Диаметр электродной проволоки dэп;

2) Сварочный ток Ic;

3) Напряжение сварки Uc;

4) Расход защитного газа gзг;

5) Скорость сварки Vc;

6) Скорость подачи электродной проволоки Vэп;

7) Вылет электродной проволоки ?в;

8) Общее количество проходов nno.

Расчет режима дуговой сварки в углекислом газе шва Т3-10

Выбран стандартный тип соединения Т3-10 по ГОСТ 14771-76.

Определим расчетную глубину проплавления согласно [4]:

Диаметр электродной проволоки рассчитываем по следующей формуле:

(5)

Скорость сварки определяем по зависимости:

(6)

где Kv - коэффициент, зависящий от диаметра электродной проволоки, Kv=1120 [4].

Сварочный ток определяем по формуле: (7)

где KI - коэффициент, зависящий от диаметра электродной проволоки, KI=440 [4].

Напряжение сварки Uс определяем по формуле:

(8)



Вылет электродной проволоки найдем по следующей зависимости:

(9)

Скорость подачи электродной проволоки Vэп определяется по формуле:

(10)

Расход защитного газа СО2:

(11)

5.2 Расчет режима дуговой сварки в СО2 шва Н1-?10

Тип соединения Н1-?10 по ГОСТ 14771-76. Способ сварки по уровню автоматизации - механизированная. Другие данные представлены на рисунке 2.

Пользуясь формулами (5…11) определяем значения режима сварки:



Расчет режима дуговой сварки в углекислом газе шва У6

Тип соединения У6 по ГОСТ 14771-76. Сварка выполняется с односторонней разделкой кромок. Способ сварки по уровню автоматизации - механизированная. Другие данные представлены на рисунке 3.

Ориентировочно площади корневого и заполняющих проходов при нижнем положении шва принимаем Fнк=10мм2 и Fнз=40мм2. Общая площадь наплавленного металла Fно=450мм2.

Пользуясь формулами (5…11) определяем значения режима сварки:

.



5.3 Расчет режима дуговой сварки под флюсом

Параметры режима автоматической дуговой сварки под флюсом:

1. Диаметр электродной сварки dэп;

2. Скорость сварки Vс;

3.Сварочный ток Ic;

4. Напряжение сварки Uc;

5. Вылет электродной проволоки lв;

6. Скорость подачи электродной проволоки Vэп;

7. Количество проходов nn.

Расчет режима сварки под флюсом шва Т3-?10

Тип шва Т3-?10 по ГОСТ 8713 -79. Шов - однопроходный. Остальные данные представлены на рисунке 1.

Диаметр электродной проволоки рассчитываем в зависимости от расчетной глубины проплавления:

(12)

Принимаем hр =7 мм

Принимаем dэп = 2,0 мм

Скорость сварки рассчитываем по следующей формуле:

(13)

где e - ширина шва, мм

Сварочный ток определяется по формуле:

(14)

Напряжение сварки:

(15)

Вылет электродной проволоки находим по формуле 9:

(16)

Скорость подачи электродной проволоки определяем:

(17)

Расчет режима сварки под флюсом шва Н1-?10

Используя формулы (12…17) определим параметры режима сварки:

Расчет режима сварки под флюсом шва У6

Тип шва У6 по ГОСТ 8713 -79. Шов - однопроходный с односторонней разделкой. Остальные данные представлены на рисунке 3.

Используя формулы (12…17) определим параметры режима сварки:



6. ВЫБОР СВАРОЧНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Согласно требуемым условиям для ручной дуговой сварки выбираем выпрямитель сварочный ВД-306.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВД-306 [5]

Номинальный сварочный ток, А	315
Пределы регулирования сварочного тока, А	45-315
Номинальное рабочее напряжение, В	32
Напряжение холостого хода, В	70
Номинальная мощность, кВт·А	21
Габаритные размеры, мм	785Ч780Ч795
Масса, кг	164

В качестве источника питания для сварки в СО2 выбираем выпрямитель ВС-300Б. Применяем полуавтомат марки ПДГ-401 [5].

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВС-300Б

Номинальный сварочный ток, А	315
Пределы регулирования сварочного тока, А	13 - 350
Номинальное рабочее напряжение, В	34
Номинальная мощность, кВт·А	16
Габаритные размеры, мм	610Ч685Ч915
Масса, кг	200

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПДГ-401

Номинальный сварочный ток, А	315
Диаметр электродной проволоки, мм	1,4
Скорость подачи электродной проволоки, м/ч	45-950
Габаритные размеры, мм	450 180 250
Масса, кг	11

В качестве источника питания для сварки под флюсом выбираем трансформатор ТДФЖ-1002У3. Применяем автомат марки АДФ-1002У3 [5].

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТДФЖ-1002У3

Номинальный сварочный ток, А	1000
Пределы регулирования сварочного тока, А	300 - 1200
Номинальное рабочее напряжение, В	56
Номинальная мощность, кВт·А	125
Габаритные размеры, мм	1340Ч760Ч1220
Масса, кг	550

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АДФ-1002У3

Номинальный сварочный ток, А	1000
Диаметр электродной проволоки, мм	2 - 5
Скорость подачи электродной проволоки, м/ч	60 - 360
Скорость сварки, м/ч	12 - 80
Габаритные размеры, мм	715Ч345Ч540
Масса, кг	45

7. ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВАРИАНТОВ ТЕХНОЛОГИИ

Для принятия решения о применении той или иной технологии необходима сравнительная экономическая оценка по технологической себестоимости и производительности процесса.

Технологическая себестоимость включает в себя:

1. Зс.м. - затраты на сварочные материалы

2. Зт.э. - затраты на технологическую электроэнергию

3. Зс.о. - затраты на сварочное оборудование

4. Зз.п. - затраты на зарплату основных рабочих и др.

Технологическая себестоимость представляет собой сумму затрат

(18)

Целесообразно выполнять расчет на единицу длины шва (на 1 м шва).

7.1 Расчет основного времени сварки

Основное время сварки является критерием производительности и используется при расчете затрат.

Расчет основного времени ручной дуговой сварки

Основное время сварки для однопроходного шва:

(19)

Для много проходного шва:



где L ш - расчетная длина шва, L ш = 1 м

t со 1 = 1 / 13 = 0,07 ч;

t со 3 = 1 / 13 = 0,07 ч.

t со 2 =1000(1/1,7+6/1,1)=0,4+0,62=1,2ч;

Общее время сварки tоб:

tоб. = 0,07+1,2+0,07 = 1,34 ч.

Расчет основного времени расходуемого при сварке в СО2

Расчет ведём аналогично по формуле (19).

t со 1 = 1 / 36 = 0,027 ч;

t со 2 = 1 / 28,8 = 0,035 ч.

t со 3 = 1 / 36 = 0,027 ч.

Общее время сварки tоб:

tоб. = 0,027+0,035+ 0,027 = 0,089 ч.

Расчет основного времени расходуемого при сварке под флюсом

Расчет ведём аналогично по формуле (19).

t со 1 = 1 / 25,2 = 0,0396 ч;

t со 2 = 1 / 49,32 = 0,02 ч;

t со 3 = 1 /25,2 = 0,0396 ч.

Общее время сварки tоб:

tоб. =0,0396+0,02 + 0,0396 = 0,0992 ч.

7.2 Расчет расхода затрат на сварочные материалы

Расчет расхода затрат на покрытые электроды

Расчет покрытых электродов ведём через массу наплавленного металла на 1 м шва.

(20)

где Кп.ш = 1,0...1,2 - коэффициент, учитывающий потери электродов в зависимости от положения шва, Кп.ш = 1,05;

Кр.э = 1,4...1,7 - коэффициент расхода электродов, учитывающий тип и толщину покрытия, потери на разбрызгивание и огарки, Кр.э = 1,45;

Масса наплавленного металла Мн.о определяем по формуле:

(21)

где Fно - площадь сечения наплавленного металла, мм2;

Тогда получим

Затраты на покрытые электроды:

(22)

где Мэi - расход покрытых электродов, кг;

Цэi - цена, руб/кг

Цена на электроды: УОНИ - 13/45 4 мм - 33 руб/кг, 6 мм - 31руб/кг.

Сумма затрат на покрытые электроды составляет:

Расчёт расхода и затрат на сварочную проволоку

Расчет расхода и затрат на сварочную проволоку для сварки в СО2

Расчёт расхода проволоки на Lш = 1 м шва можно выполнять через общую площадь наплавленного металла при постоянном режиме сварки.

(23)

где Кр.п. - коэффициент расхода проволоки, учитывающий потери её при наладке сварочного аппарата, Кр.п. = 1,02 ... 1,03;

принимаем Кр.п = 1,02;

р - коэффициент потерь на разбрызгивание, зависящий от способа сварки, р = 0,01...0,15, принимаем р = 0,1;

Мн.о. - масса наплавленного металла (из расчета расхода покрытых электродов п. 7.2.1).

Затраты на электродную проволоку определим по формуле:

(24)

где М э.п. - расход проволоки на 1 м шва, М э.п. = 6,4 кг

Ц э.п. - цена на электродную проволоку (Св-08Г2С 1,6 мм.

Ц э.п. = 36 руб/кг).

Расчет расхода и затрат на сварочную проволоку для сварки под флюсом.

Расчёт расхода проволоки произведем по формуле (23):

Кр.п. - коэффициент расхода проволоки принимаем 1,02;

р - коэффициент потерь на разбрызгивание принимаем 0,01.

Затраты на электродную проволоку определим по формуле (24).

Ц э.п. = 34 руб/кг. (Св-08ГА 2 мм).

Расчет расхода и затрат на защитный газ (CO 2)

Расход защитного газа на 1 м шва определим по зависимости:

(25)

где q з.г. - расход защитного газа, л/с;

tc - время сварки, с.

Затраты на защитный газ определяем по формуле:

(26)

где Ц з.г - цена защитного газа (Ц з.г = 0,027 руб/л).

Расчет расхода и затрат на сварочный флюс

Расход сварочного флюса можно определить через расход сварочной проволоки по формуле:

 (27)

где Кр.ф - коэффициент расхода флюса, Кр.ф=1,1…1,3; принимаем Кр.ф=1,2.

Затраты на сварочный флюс определим по формуле:

сталь шов сварка электрод

(28)

где Цф - цена флюса, руб/кг; Цф = 46 руб/кг

7.3 Затраты на технологическую электроэнергию

Расход технологической электроэнергии производим по формуле:

(29)

где Uc, Ic - электрические параметры режима сварки;

tc - основное время сварки 1м шва;

и - КПД источника сварочного тока;

Рх - мощность холостого хода источника;

Затраты на технологическую электроэнергию определим по формуле:

 (30)

где W т.э. - расход технологической электроэнергии; кВт·ч

Ц э.э. - цена 1 кВт·ч электроэнергии, Ц э.э.= 1,26 руб/кВт·ч

Расчёт расхода и затрат на технологическую электроэнергию при ручной дуговой сварке

Шов Т3-?10:

и = 0,82; Рх = 0,4 кВт; Ки = 0,5; Ic = 140 A; Uc = 24 B; tcо1 = 0,07 ч.

Шов Н1-?10:

и = 0,82; Рх = 0,4 кВт; Ки = 0,5; Ic = 140 A; Uc = 24 B; tcо1 = 0,07 ч.

Шов У6:

и = 0,82; Рх = 0,4 кВт; Ки = 0,5; Ic = 160 A; Uc = 28 B; tcо3 = 1,2 ч.

Общий расход технологической электроэнергии:

(31)

В итоге определим затраты на технологическую электроэнергию:



Расчёт расхода и затрат на технологическую электроэнергию при сварке в СО2

По формуле (29) рассчитываем расход электроэнергии для каждого шва.

Шов Т3-?10:

и = 0,72; Px = 0,45 кВт; Ки = 0,6; tcо1 = 0,027 ч; Ic = 280 A; Uc = 28 B

Шов Н1-?10:

и = 0,72; Px = 0,45 кВт; Ки = 0,6; tcо1 = 0,027 ч; Ic = 280 A; Uc = 28 B

Шов У6:

и = 0,72; Px = 0,45 кВт; Ки = 0,6; tcо3 = 0,033 ч; Ic = 330 A; Uc = 30 B

Общий расход технологической электроэнергии найдем по формуле (31):

Затраты на технологическую электроэнергию определяем по формуле (30):

Расчёт расхода и затрат на технологическую электроэнергию при сварке под флюсом

По формуле (29) рассчитываем расход электроэнергии для каждого шва.

Шов Т1-?10:

и = 0,9; Px = 0,4 кВт; Ки = 0,3; tcо1 = 0,0396 ч; Ic = 470 A; Uc = 31 B

Шов Н1-?10:

и = 0,9; Px = 0,4 кВт; Ки = 0,3; tcо1 = 0,0396 ч; Ic = 470 A; Uc = 31 B

Шов У6:

и = 0,9; Px = 0,4 кВт; Ки = 0,3; tcо3 = 0,02 ч; Ic = 350 A; Uc = 29 B

Общий расход технологической электроэнергии найдем по формуле (31):



Затраты на технологическую электроэнергию определяем по формуле (30):

7.4 Затраты на сварочное оборудование

Затраты на сварочное оборудование содержат расходы на текущий ремонт (обслуживание) и амортизационные отчисления:

(32)

где КР = 0.15...0.20 - коэффициент затрат на ремонт;

НА=0.24...0.34 - норма амортизационных отчислений, зависящая от транспортабельности оборудования и климатических условий эксплуатации;

Фд - действительный фонд (годовой) работы оборудования; Фд =1820 ч;

Ки - коэффициент, зависящий от способа сварки и типа производства;

Цс.о. - цена сварочного оборудования, руб;

tс.о. - основное время сварки 1м шва, ч.

Определяем затраты на выпрямитель ВД-306 для ручной дуговой сварки.

Кр = 0,15; НА = 0,3; Фд = 1820; tco = 0,23ч; Цс.о. = 20000 руб; Ки = 0,5.

Определяем затраты на выпрямитель ВС-300Б и полуавтомат ПДГ-401 для дуговой сварки в СО2.

Кр = 0,15; НА = 0,3; Фд = 1820; tco = 0,124 ч; Цс.овс = 28815руб. Цс.о.пдг = 14926 руб; Ки = 0,6.

Определяем затраты на трансформатор ТДФЖ-1002У3 и автомат АДФ-1002У3 для дуговой сварки под флюсом.

Кр = 0,15; НА = 0,3; Фд = 1820; tco = 0,0992 ч; Цс.о.тдфж = 8530 руб; Цс.о.адф = 180000руб; Ки = 0,3.

7.5 Затраты на зарплату основных рабочих

Затраты на зарплату сварщиков можно определить по формуле:

(33)

где К д - коэффициент доплаты за бригадирство, К д = 1,1...1,3;

tc.o. - основное время сварки 1м шва, ч;

Ки - коэффициент использования сварочного поста;

Чт.с.- часовая тарифная ставка рабочих, зависящая от условий труда, сложности (разряда) работ и систем оплаты труда.

Для ручной дуговой сварки:

Ки = 0,5; Кд =1,2; 3 - разряд; Чт.с. = 16,32 руб., tco = 1,34 ч.

Для дуговой сварки в СО2:

Ки = 0,6; Кд =1,2; 3 - разряд; Чт.с. = 16,32 руб., tco = 0,089 ч.

Для дуговой сварки под флюсом:

Ки = 0,3; Кд =1,2; 3 - разряд; Чт.с. = 16,32 руб. tco = 0,0992 ч.

7.6 Сравнительный анализ технологической себестоимости вариантов сварки

Технологическая себестоимость складывается из затрат на сварочные материалы, затрат на электроэнергию, стоимости оборудования и затрат на заработную плату. Расчет технологической себестоимости 1м шва производим по формуле (18).

Для ручной дуговой сварки:

Технологическая себестоимость 1м шва для дуговой сварки в СО2:



Технологическая себестоимость 1м шва для дуговой сварки под флюсом:

Исходя из полученных данных делаем вывод, что наиболее экономичной является механизированная сварка в СО2.

Высокая технологическая себестоимость ручной дуговой сварки объясняется высокими затратами на покрытые электроды, а так же на заработную плату, из-за низкой производительности процесса. Высокая технологическая себестоимость дуговой сварки под флюсом обусловлена дороговизной сварочных флюсов, а также высокой стоимостью оборудования и низким коэффициентом его использования.

Таким образом, для данной конструкции выбираем типовой способ дуговой механизированной сварки в СО2.

Все ранее вычисленные значения сводим в итоговую таблицу 8.

Таблица 8 - Технологическая себестоимость 1м шва

	Способ сварки
	Ручная дуговая	Механизированная в СО2	Автоматическая под флюсом
Основное общее время сварки 1м шва tco, ч	1,34	0,89	0,43
Затраты на сварочные материалы, руб	электроды	проволока	газ	проволока	флюс
	179,4	230,4	1,19	217,6	62,9
Затраты на технологи-ческую энергию, руб	1,7	1,09	1,65
Затраты на сварочное оборудование, руб	307,4	22,5	78,5
Затраты на заработную плату рабочим, руб	2,30	1,5	15,4
Себестоимость, руб	887,14	257,6	376,48

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте оценка технологичности конструкции показала, что никаких ограничений процесс сварки не имеет. Было выбрано три способа сварки плавлением: ручная дуговая сварка плавящимся электродом, механизированная сварка плавящимся электродом в среде защитного газа СО2 и автоматическая дуговая сварка под флюсом. Далее технологические задачи были решены на основе использования расчетных и аналитических методов проектирования процесса сварки.

Анализ экономической эффективности показал, что наиболее экономичным из выбранных способов является механизированная сварка в СО2.

Высокая технологическая себестоимость ручной дуговой сварки объясняется высокими затратами на покрытые электроды, а так же на заработную плату рабочим из-за низкой производительности процесса. Высокая технологическая себестоимость дуговой сварки под флюсом обусловлена высокой стоимостью сварочных флюсов и оборудования.

ЛИТЕРАТУРА

1. Марочник сталей и сплавов / Под ред. В.Д. Сорокина - М.: Машиностроение, 1989 - 639 с.

2. Акулов А.И. Технология и оборудование сварки плавлением и термической резки. - М.: Машиностроение, 2003. - 560 с.

3. Федько В.Т. Дуговая сварка плавлением: Учебное пособие. - Томск: Изд-во Том. ун-та, 1994. - 241 с.

4. Петров Г.Л. Сварочные материалы. - Л.: Машиностроение, 1972. - 280 с.

5. Смирнов В.В. Оборудование для дуговой сварки. Справочное пособие. - Л.: Машиностроение, 1986. - 656 с.

Размещено на Allbest.ru