Разработка технологического процесса изготовления сварочного полуавтомата КП-007

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Сварка является один из ведущих технологических процессов обработки металлов. Все способы сварки делятся на две основные группы: сварка давлением (трением, холодная, контактная) и сварка плавлением (газовая, лазерная). Наибольшее распространение получили способы сварки плавлением. Применение сварки даёт не только экономию времени рабочей силы, улучшение условий труда, но и позволит решить ряд сложных технических задач по созданию преимущественно новых конструкций.

Цель преддипломной практики: изучения студентами непосредственно на предприятиях, организациях, учреждениях производственных процессов и технологических циклов производства, анализ и систематизация научно-технической информации по вопросам профессиональной деятельности выпускников.

При выборе способа сварки учитываем такие факторы, как характер производства; производительность процесса; свойства основного металла и его свариваемость; толщину металла, протяженность сварных швов; назначение и условия работы конструкции. Требования, предъявляемые к сварным соединениям (характер нагрузок, температурный режим и др.): производительность, качество и целесообразность выбранного способа; программу выпуска изделий, возможность создания оптимальных условий работы при заданной программе; стоимость сварочных материалов; конфигурацию и положение швов.

Сварку в защитных газах проводят с подачей в зону дуги через защитный газ. Сварка выполняется как плавящимся, так и неплавящимся электродом и может быть ручной, полуавтоматической, автоматической. В качестве защитного газа применяют углекислый газ, аргон, гелий, азот и смесь газов.

Концерн «Азовмаш» один из крупнейших в мире поставщиков изделий тяжёлого и транспортного машиностроения, в его состав входят такие заводы как «Азовобщемаш», «АзовЭлектроСталь». «Азовмаш» мощное, современное, диверсифицированное производство. Список его основной продукции насчитывает около 200 наименований. Эта продукция поставляется более чем 180 заказчикам. География экспорта свыше 40 стран.

«Азовмаш» многоотраслевая структура, которая отличается выгодным географическим положением, налаженными транспортными коммуникациями (для поставок готовой продукции имеются порт и железная дорога, а также автомобильные грузоперевозки), производственными связями. Его научно-исследовательские, проектные и промышленные объекты размещены, главным образом, на юго-востоке Украины, в Мариуполе. Развитая транспортная система региона обеспечивает быструю доставку продукции заказчикам любыми партиями, крупными монтажными блоками или целиком с использованием самых эффективных средств.

Концерн имеет связи с более чем 800 поставщиками сырья, полуфабрикатов и комплектующих изделий. С «Азовмашем» работает около 50 крупнейших машиностроительных предприятий СНГ, в том числе «УралМаш», «ПКМЗ».

Научные исследования и разработки одно из приоритетных направлений развития концерна. Для их осуществления в его рамках создан мощный, научно технический комплекс, в котором работает свыше 5000 человек. Комплекс объединяет: мариупольский научно-исследовательский, проектно-конструкторский, технологический институт (МНИТКТИ): головной специализированный конструкторско-технологический институт (ГСКТИ); научно-исследовательский, проектно-конструкторский институт машиностроения для добычи твёрдых и полезных ископаемых мирового океана (НИПИОкеанамаш); государственное инженерно-техническое предприятие металлургического оборудования (ПИТТ1МО), ряд малых инженерно-технических предприятий. По программе комплекса ежегодного выполняется свыше 300 научно-технических работ по всем основным направлениям производственной деятельности концерна.

На базе СКО в 1981 году было создано Головное специализированное конструкторско-технологическое бюро ГСКТБ. В концерне «Азовмаш» ГСКТБ было переведено в ранг института и стало называться ГСКТИ.

Открытое акционерное общество «ГСКТИ» создано недавно, в начале 1998 году приказом Фонда Госимущества от 30.01.1998 года.

В октябре 2000 года в состав ОАО «ГКСТИ» вошёл второй институт МНИПКТИ, который ранее работал в составе ОАО «МЗТМ». Численность ОАО «ГСКТИ» стала более 1300 человек.

В 2011 году «ГСКТИ» вошёл в состав «АзовЭлектроСталь» и теперь называется НТК ЗАО «АЭС».

Профиль института:

1. проектирование изделий топливозаправочной техники, специальных агрегатов, металлургического, горнорудного и кранового оборудования, электрогидроприводов;

2. разработка проектно-сметной документации цехов, участков, рабочих мест;

3. разработка и внедрение технологии и материальных нормативов изготовления изделий в цехах;

4. проектирование средств оснащения производства;

5. отработка и внедрение прогрессивных технологий мех обработки и сварки, литья, кузнечнопрессовой и термической обработки;

6. печатание и размножение технологической документации.

В состав НТК ЗАО «АзовЭлектроСталь» входит конструкторский отдел и технологический отдел.

Основными видами продукции, выпускаемой в настоящее время ОАО «Азовмаш» являются:

- сталеразливочные ковши ёмкостью 50-480 тон;

- железнодорожные цистерны для транспортировки жидких нефтепродуктов, кислоты, цемента, сжиженных газов;

- конверторы;

- различные модификации дизельных рам;

- топливо заправщики;

- горнорудное оборудование;

- портальные и козловые краны;

- напольно-транспортное оборудование сталеплавильных цехов

- вакууматоры и мною другие изделия тяжёлого машиностроения.

Одним из направлений тяжёлого машиностроения является вакууматорования.



1. Характеристика типа производства, на котором изготавливается проектируемая конструкция

Тип производства - это комплексная характеристика технических, организационных и экономических особенностей машиностроительного производства, обусловленная его специализацией, типом и постоянством номенклатуры изделий, а также формой движения изделий по рабочим местам. Выделяют следующие типы производств: единичное (проектное); серийное; массовое.

Единичный тип производства. Единичное производство - представляет собой форму организации производства, при которой различные виды продукции изготавливаются в одном или нескольких экземплярах (штучный выпуск). Основные особенности единичного производства заключаются в том, что программа завода состоит обычно из большой номенклатуры изделий различного назначения, выпуск каждого изделия запланирован в ограниченных количествах. Номенклатура продукции в программе завода неустойчива. Неустойчивость номенклатуры, ее разнотипность, ограниченность выпуска приводят к ограничению возможностей использования стандартизованных конструктивно-технологических решений. В этом случае велик удельный вес оригинальных и весьма маленький удельный вес унифицированных деталей. Каждая единица конечной продукции уникальна по конструкции, выполняемым задачам и другим важным признакам.

Производственный процесс изготовления продукции носит прерывный характер. На выпуск каждой единицы продукции затрачивается относительно продолжительное время. На предприятиях применяется универсальное оборудование, сборочные процессы характеризуются значительной долей ручных работ, персонал обладает универсальными навыками. Распространено в тяжелом машиностроении (производство крупных машин для черной металлургии и энергетики), химической промышленности, в сфере услуг.

Цехи заводов единичного производства обычно состоят из участков, организованных по технологическому принципу. Значительная трудоемкость продукции, высокая квалификация привлекаемых для выполнения операций рабочих, повышенные затраты материалов, связанные с большими допусками, обусловливают высокую себестоимость выпускаемых изделий. В себестоимости продукции значительный удельный вес имеет заработная плата, составляющая нередко 20 - 25% от полной себестоимости.

Серийный тип производства. Серийное производство - это форма организации производства, для которой характерен выпуск изделий большими партиями (сериями) с установленной регулярностью выпуска. Серийное производство - наиболее распространенный тип производства. Характеризуется постоянством выпуска довольно большой номенклатуры изделий. При этом годовая номенклатура выпускаемых изделий шире, чем номенклатура каждого месяца. Это позволяет организовать выпуск продукции более или менее ритмично. Выпуск изделий в больших или относительно больших количествах позволяет проводить значительную унификацию выпускаемых изделий и технологических процессов, изготовлять стандартные или нормализованные детали, входящие в конструктивные ряды, большими партиями, что уменьшает их себестоимость. Серийный тип производства характерен для станкостроения, производства проката черных металлов и т.п. Организация труда в серийном производстве отличается высокой специализацией. За каждым рабочим местом закрепляется выполнение нескольких определенных детали-операций. Это дает рабочему хорошо освоить инструмент, приспособления и весь процесс обработки, приобрести навыки и усовершенствовать приемы обработки. Особенности серийного производства обуславливают экономическую целесообразность выпуска продукции по циклически повторяющемуся графику.

Подтипы серийного производства: мелкосерийное; серийное; крупносерийное.

Мелкосерийное тяготеет к единичному, а крупносерийное - к массовому. Это деление носит условный характер. Например, в соответствии с классификацией, предложенной Вудворд выделяются единичное и мелкосерийное производство (Unit Production), массовое (Mass Production) и непрерывное (Process Production).

Производство мелкосерийное является переходным от единичного к серийному. Выпуск изделий может осуществляться малыми партиями. В настоящее время в машиностроении одним из конкурентных факторов стала способность фирмы изготовлять уникальное, зачастую повышенной сложности оборудование малой партией по спецзаказу покупателей. Внедрение компьютеризации позволяет повысить гибкость производства и внести в мелкосерийное производство черты поточного производства. Например, появилась возможность изготовлять несколько типов изделий на одной поточной линии с затратой минимального количества времени для переналадки оборудования.

Крупносерийное производство является переходной формой к массовому производству. В крупносерийном производстве выпуск изделий осуществляется крупными партиями в течение длительного периода. Обычно предприятия этого типа специализируются на выпуске отдельных изделий или комплектов по предметному типу.

Массовый тип производства. Массовое производство - представляет собой форму организации производства, характеризующуюся постоянным выпуском строго ограниченной номенклатуры изделий, однородных по назначению, конструкции, технологическому типу, изготовляемых одновременно и параллельно. Особенностью массового производства является изготовление однотипной продукции в больших объемах в течение длительного времени.

Важнейшей особенностью массового производства является ограничение номенклатуры выпускаемых изделий. Завод или цех выпускают одно-два наименования изделий. Это создает экономическую целесообразность широкого применения в конструкциях изделий унифицированных и взаимозаменяемых элементов. Отдельные единицы выпускаемой продукции не отличаются друг от друга (могут быть только незначительные отличия в характеристиках и комплектации). Время прохождения единицы продукции через систему относительно мало: оно измеряется в минутах или часах. Число наименований изделий в месячной и годовой программах совпадают. Для изделий характерна высокая стандартизация и унификация их узлов и деталей. Массовое производство характеризуется высокой степенью комплексной механизации и автоматизации технологических процессов. Массовый тип производства типичен для автомобильных заводов, заводов сельскохозяйственных машин, предприятий обувной промышленности и др. Значительные объемы выпуска позволяют использовать высокопроизводительное оборудование (автоматы, агрегатные станки, автоматические линии). Вместо универсальной оснастки используется специальная. Дифференцированный технологический процесс позволяет узко специализировать рабочие места посредством закрепления за каждым из них ограниченного числа детали-операций. Тщательная разработка технологического процесса, применение специальных станков и оснастки позволяют использовать труд узкоспециализированных рабочих-операторов. Вместе с тем широко используется труд высококвалифицированных рабочих-наладчиков.

2. Организация рабочего места на участке

Под организацией рабочего места понимается рациональная его планировка, целесообразное оснащение, эффективные формы обслуживания, обеспечения безопасности работы и нормальных условий труда. Организация рабочего места имеет целью создать условия для высокопроизводительной работы.

Рабочее место - это закреплённая за рабочим часть производственной площади, оснащённой оборудованием, инструментом и приспособлениями для выполнения порученной работы.

Рациональная организация производства и труда на проектируемом участке предполагает использование последних достижений науки и техники, передовой технологии, эффективное применение материальных и трудовых ресурсов, непрерывное повышение производительности труда.

В сборочно-сварочном производстве основные производственные рабочие должны быть максимально освобождены от выполнения вспомогательных и обслуживающих операций, они должны своевременно получать производственные задания и техническую документацию, сварочные материалы, инструмент, приспособления, оборудование должно быть качественным и исправным.

Важную роль на проектируемом участке играет организация труда, которая предполагает рациональную его планировку, целесообразное его оснащение, эффективные формы обслуживания, обеспечение безопасных и здоровых условий труда и создание условий для высокопроизводительного и качественного труда, способствующих его содержательности, созданию эстетической обстановки и т.д.

Планировка рабочего места должна обеспечить условия для рационального использования производственных площадей и безопасность в работе. На рабочем месте должны находиться только те предметы и приспособления, которые применяются в производстве согласно технологическому процессу.

На рабочем месте должны быть нормальные санитарно-гигиенические условия труда, температура воздуха, низкий уровень шума, обеспечение вытяжной вентиляцией.

Для нормальной бесперебойной работы необходимо систематически обслуживать рабочее место, содержать основное и вспомогательное оборудование, приборы, приспособления и инструменты в технической исправности. Прогрессивной формой организации труда является централизованное обслуживание рабочих мест. Эта форма обслуживания в масштабе цеха включает: регулярный профилактический осмотр и текущий ремонт оборудования, доставку к рабочим местам заготовок, сырья и материалов, осуществление технического контроля, наладку оборудования и охрану труда.

Безопасность работы обеспечивается устройством ограждений, безопасных переходов, выдачей спецодежды, обучением рабочих правилам техники безопасности и контролем, за их выполнением. Создать нормальные условия труда - это значит устранить производственный шум, уменьшить степень загазованности и запылённости рабочих мест, предоставить рабочим на тяжёлых и вредных работах спецпитание и внутрисменный отдых.

В организации сварочных работ важное, значение имеет правильное размещение оборудования.

Правильная организация рабочего места способствует не только повышению производительности труда, но и обеспечению безопасных условий работы и снижению травматизма.

3. Технические условия на основные и сварочные материалы, заготовку, сборку, сварку, и контроль качества

Общие требования. Конструкции сварные металлические должны изготавливаться в соответствии с требованиями соответствующих чертежей, а также технической документации на изготовление соответствующего изделия, утверждённой в установленном порядке.

Технические условия на основной металл. Качество основного металла должно соответствовать требованиям сертификата, который посылают заводы-поставщики вместе с партией металла. В нем указывают наименование завода-изготовителя, марку и химический состав стали, номер плавки, профиль и размер материала. При осмотре сертификата металл запускают в производство лишь после тщательной проверки: необходимо произвести наружный осмотр, проверить свариваемость, установить механические свойства и химический состав металла.

При наружном осмотре металла проверяют отсутствие на металле окалины, ржавчины, трещин, расслоения и прочих дефектов. Предварительная проверка металла с целью обнаружения дефектов на поверхности является необходимой и обязательной, поскольку она предупреждает применение некачественного металла для сварки изделия.

Технические условия на проволоку. ГОСТ 2246 - 70 на сварочную проволоку и ГОСТ 10543 - 75 на проволоку стальную наплавочную устанавливают марку, диаметры сварочной проволоки, химический состав, правила приёмки и методы испытания, требования к упаковке, маркировке, транспортированию и хранению. В сертификате, сопровождающем партию проволоки, имеются следующие данные: товарный знак предприятия-изготовителя, условное обозначение проволоки, номер плавки и партии, состояние поверхности проволоки (омеднённая или не омеднённая), химический состав в процентах, результаты испытаний на растяжение, масса проволоки (нетто) в килограммах.

Таким образом, наличие бирки, прикреплённой к бухте сварочной проволоки, а также сертификата на проволоку является гарантией того, что проволока пригодна для сварки. На поверхности сварочной проволоки не должно быть окалины, ржавчины, грязи и масла. Проволока из высоколегированной стали не должна иметь остатков графитовой смазки.

Сварочную проволоку, на которую не имеется документации, подвергают тщательному контролю. Наиболее важным является проверка химического состава проволоки, для чего от каждой партии отбирают 0,5% бухт, но не менее двух. Стружку для химического анализа берут от обоих концов каждой контролируемой бухты или из двух участков на расстоянии не менее 5 м один от другого. Произведя химический анализ, устанавливают марку сварочной проволоки и определяют возможность её применения для сварки в соответствии с технологическим процессом.

Технические условия на защитные газы. Углекислый газ (двуокись углерода, углекислота) бесцветный, со слабым запахом, с резко выраженными окислительными свойствами. Поставляется в жидком виде в баллонах и изотермических цистернах или в твёрдом состоянии в виде сухого льда. При температуре 0°С и давлении 0,1 МПа плотность двуокиси углерода составляет 1,977 кг/м3. Углекислый газ тяжелее воздуха и формирует эффективную защитную оболочку над зоной сварки.

В соответствии с ГОСТ 8050-76 углекислота производится в жидком состоянии трёх марок: сварочная, пищевая и техническая. Эти марки отличаются друг от друга по содержанию СО₂ и количеству примесей. Углекислый газ СО₂ выпускают по ГОСТ 8050-76 трёх марок. Для сварки используют сварочный газ чистотой не менее 99, 5%. Хранят и транспортируют его в жидком виде в стальных баллонах ёмкостью 40 л. под давлением 6, 0-7, 0МПа. Баллоны окрашивают в чёрный цвет. Поэтому его в основном применяют для сварки низкоуглеродистых и низколегированныхсталей. Остаточное давление в баллоне 0,05 МПа.

Технические условия на заготовку. Перед поступлением заготовок на сборку проверяют чистоту поверхности металла, габаритные размеры заготовок, качество подготовки кромок и углы их скоса.

Дефекты заготовок под сварку в значительной степени сказываются на качестве и производительности сварочных работ. Например, увеличение угла скоса кромок приводит к увеличению к увеличению количества наплавленного металла, к увеличению времени сварки и к излишнему расходу электроэнергии и электродов. Кроме того, соединение после сварки будет сильнее деформироваться, так как чем больше наплавленного металла, тем больше его усадка при остывании.

Технические условия на сборку. В собранном узле контролируют: зазоры между кромками свариваемых деталей, отсутствие или малая величина которых приводит к непровару корня шва, а большая к прожогам и увеличению трудоёмкости процесса сварки; превышение одной кромки относительно другой в стыковом соединении, относительное положение деталей в собранном узле, правильное наложение прихваток.

Технические условия на сварку. Перед тем как приступить к сварке, сварщик знакомится с технологическими картами, в которых указаны последовательность операций, Детали должны быть выполнены в пределах допусков, указанных в чертеже. Сборку элементов конструкции производить в соответствии с требованиями ОСТ 24.04.01-73. Сопрягаемые детали должны быть промаркированы. В собранном узле контролируются зазоры между кромками свариваемых деталей, отсутствие или малая величина которых приводит к непровару корня шва, а большая к прожогам и увеличению трудоёмкости процесса сварки. Зазор согласно ГОСТ 14771-76 должен находиться в пределах?0,8S. Также контролируется относительное положение деталей в собранном узле, правильное наложение прихваток.

Техническиеусловияна прихватки. Прихватки, накладываемые на соединения собираемых деталей, должны размещаться в местах расположения сварных швов. Разрешается наложение прихваток вне мест расположения сварных швов для временного скрепления деталей в процессе их обработки. Эти прихватки после выполнения своего назначения должны быть удалены, а места их размещения зачищены. Размеры швов прихваток должны быть минимально необходимыми и обеспечивать перекрытие их при наложении сварных швов с обеспечением сплавления. Размер сечения прихватки должен быть не более 0,7 размера сварного шва. Длина прихваток должна быть в 4-5 раз больше, прихватываемой толщины, но не больше 100 мм для дуговой сварки. Расстояние между прихватками в 3-4 раза больше длины прихваток, но не более 600 мм.

Технические условия на контроль качества. Контроль качества должен осуществляться систематически в течение всего производственного цикла. Порядок контроля указывается в карте технологического процесса. Собранная конструкция должна быть проверена производственным мастером и принята контролёром ОТК. Контроль качества сварных соединений может осуществляться внешним осмотром и измерениями, испытанием на непроницаемость: просвечиванием, методами магнитного контроля и другими в зависимости от требований. Внешнему осмотру должны быть подвергнуты все 100% сварных швов. Внешний осмотр выявляет: трещины всех видов и направлений, выходящие на поверхность шва или расположенные в зоне термического влияния; поры, свищи, незаплавленные кратеры, прожоги, непровары; наплывы и подрезы в местах перехода от основного металла к наплавленному металлу; отступление по геометрии швов, указанных в чертежах. Дефектные участки швов, выявленные при просвечивании или прозвучивании, должны быть удалены, вновь заварены, просвечены или прозвучены и повторно проконтролированы. Результаты контроля сварных соединений должны быть зафиксированы в соответствующих документах (журналах, картах, формулярах и т.д.).

4. Характеристика изделия, критический анализ его изготовления на предприятии

Опора, чертежный номер 2-396060 СБ, предназначена для установки, крепления, работы технологического оборудования.

Опора, чертежный номер 2-396060 СБ имеет габаритные размеры 500Ч650Ч450 мм, вес конструкции 279 кг. Опора для технологического оборудования состоит из:

- стенка (позиция 1) - 2 шт.;

- крышка (позиция 2) - 1 шт.;

- основания (позиция 3) - 1 шт.;

- стена (позиция 4) - 2 шт.;

- ребра жесткости (позиция 5) - 12 шт.

Проектируемая конструкция опора изготовляется из стали 09Г2С. Сталь низколегированная конструкционная предназначена для изготовления сварных конструкций.

Назначение - различные детали и элементы, сварных металлоконструкции, работающие при температуре от -70 до+425, под давлением. Химический состав и механические свойства представлены в таблицах 4.1, 4.2.

Таблица 4.1 Химический состав стали Сталь 09Г2С, %

С	Si	Mn	Cr	Ni	Cu	P	S	As
Не более			Не более
0,12	0,5-0,8	1,3-1,7	0,30	0,30	0,30	0,035	0,040	0,08

Свариваемость - способность металла образовывать качественное сварное соединение, удовлетворяющее эксплуатационным требованиям.

По химическому составу определяем эквивалентное содержание углерода, который служит оценкой свариваемости выбранного материала по формуле:

гдеC, Mn, Cr, Ni, Mo-химические элементы.



Таблица 4.2 Механические свойства стали Сталь 09Г2С

ГОСТ	Состояние поставки	Сечение, мм.	ут	у
			Мпа
			Не менее
19281-89	Сортовой и фасонный прокат	До 10	345	490	21
19282-89	Листы и полосы (образцы поперечные)	От10 до 20 От20 до 32 От32 до 60 От60 до 80 От80до160	325 305 285 275 265	470 460 450 440 430	21 21 21 21 21
19282-89	Листы после закалки, отпуска	От 10 до32 От 32 до60	365 315	490 450	19 21

Полной эквивалент углерода рассчитывается с учётом толщины свариваемого металла, которая является поправкой к эквиваленту углерода, определяем по формуле:

где 0,005 - коэффициент толщины;

S - толщина металла, мм;

С_экв - полный эквивалент углерода с учётом толщины.

Тогда полный эквивалент углерода рассчитаем по формуле:

Вывод: расчет показал, что полный эквивалент С_экв = 0,35%, что меньше регламентированного 0,38%, поэтому подогрев не нужен. Сталь относится к группе хорошо свариваемых и пригодна для изготовления конструкций без дополнительных технологических приемов.

Условияработы и требования к эксплуатациижёсткие. Конструкция работает при статических и динамических нагрузках, поэтому к швам предъявляются следующие требования: швы должны быть плотными и соответствовать требованием ГОСТов и технических условий.

В зависимости от технологичности конструкции (её сложности, доступность соединений для сварки, различные способы сварки) и технологической возможности создания сборочных приспособлений выбирается схема сборки конструкции. Конструкция собирается по второй схеме, которая применяется для технологичных конструкций, когда сварка полностью собранной конструкции невозможна и невозможно выделения из конструкции технологических сборок. По этой схеме собираются детали, которые соединяются, слаживаются доступные для сварки, свариваются, а затем устанавливаются последующие детали, свариваются и т.д., при этом собранные под сварку элементы каждый раз образуют технологическую сборку.

Полуавтомат сварочный ПДГ-508М предназначен для сварки сплошной проволокой малоуглеродистой и низколегированной стали в защитной среде углекислого газа, а также легированных и нержавеющих (коррозионностойких) сталей в среде аргона длинными и прерывистыми, прочными и прочноплотными швами во всех пространственных положениях. Может использоваться для сварки и наплавки бронзовой проволокой. Применение асинхронного двигателя в сочетании с девяти-ступенчатой коробкой передач обеспечивает полуавтомату возможность получения высокостабильной подачи электрода даже при значительном изменении напряжения сети и положения горелки. Имеется плавное регулирование сварочного напряжения в широком диапазоне. В таблице 4.3 приведена характеристика полуавтомата ПДГ-508М.

Таблица 4.3 Характеристика полуавтомата ПДГ-508М

Номинальное напряжения питающей сети, В	380
Частота питающей сети, Гц	50
Номинальный сварочный ток, А	500
Диаметр электродной проволоки, мм	1,0-2,0
Скорость подачи электродной проволоки, м/час	120-1200
Регулирования скорости подачи электродной проволоки	Ступенчатое
Защита зоны сварки	Углекислый газ
Источник питания	ВДУ 506С
Масса, кг	23
Габаритные размеры	445Ч316Ч370

Сварочный выпрямитель типа ВДУ-506С предназначены для комплектации полуавтоматов дуговой сварки, а также для ручной дуговой сварки покрытыми электродами.

Выпрямитель в комплекте с полуавтоматом предназначен для полуавтоматической сварки плавящейся электродной проволокой в среде защитных газов на постоянном токе.

ВДУ-506С может быть использован в качестве источника сварочного напряжения в составе сварочных автоматов, роботов и т.п.

Преимущества:

- плавная регулировка сварочного тока;

- улучшенные динамические свойства сварочного процесса;

- универсальный, так как имеет два вида внешних характеристик: жесткие и падающие;

- легкое зажигание и устойчивое горение дуги;

- наличие термозащиты от перегрузки;

- дистанционное регулирование сварочных параметров с помощью пульта;

- наличие розетки 36В для питания подогревателя газа;

- быстроразъемные, безопасные токовые разъемы;

- малые габариты и вес по сравнению с аналогами.

В таблице 4.4 приведена характеристика сварочного выпрямителя типа ВДУ-506с



Таблица 4.4 Техническая характеристика ВДУ-506С

Параметры сварочного трансформатора	Нормы
	Характеристикой падающей	Характеристикой падающей
Напряжение питающей сети, в	380
Частота питающей сети	50
Номинальный сварочный ток, А	500
Номинальный режим работы, ПН, %	60	60
Наименьший сварочный ток, А	50	60
Наибольший сварочный ток, А	500	500
Пределы регулирования рабочего напряжения, В	22-40	17-39
Напряжения холостого хода, В	70	70
Потребляемая мощность при номинальном токе, кВт	34	34
Масса, кг	190
Габаритные размеры, мм	840Ч505Ч685

Расчёт режимов на полуавтоматическую сварку в среде защитных газов

Определим длину вылита сварочной проволоки в соответствии с диаметром, которой равен 2,0 мм по формуле

где d - диаметр проволоки, мм.

Определяем силу сварочного тока по формуле

где j - допускаемая плотность тока, А/мм³ (100-200);

F_пр - площадь сварочной проволоки, рассчитывается по формуле



Определяем напряжения на дуге по формуле

Определяем скорость подачи проволоки по формуле

где б_н - коэффициент наплавки, г / Ач, определяем по формуле:

с - плотность наплавленного металла шва, 7,85 г./см³.

Определяем скорость сварки по формуле



где F_н - площадь наплавленного металла, определим по формуле

Определяем расход газа по формуле

где Q_r - удельная норма использования газа на 1 м шва;

l_ш - длина шва, м;

Q_доп - дополнительное использования газа.

Форма подготовки кромок и конструктивне элементы свариваемых швов приведена в таблице 4.5

Таблица 4.5 Форма подготовки кромок и конструктивне элементы свариваемых швов

ГОСТ	Характер выполненного шва	Форма подготовки сварных кромок	Форма подготовки сварного шва
14771-76-Т6	Односторонний
14771-76-У6	Односторонний
14771-76-Т8	Двусторонний
14771-76-Т3	Двусторонний

Защитный газ. Углекислый газ - это активный газ и ихс меси. Активный, потому что взаимодействует с расплавленным металлом сварочной ванны. Сварку в активных газах и их смесях применяют при изготовлении листовых, решётчатых конструкций и др. сварку в инертных газах применяют при изготовлении химической аппаратуры, монтаже шин проводов и др. конструкций. Углекислый газ (CO₂) бесцветный, со слабым запахом, с резко выраженными окислительными свойствами. Поставляется в жидком виде в баллонах и изотермических цистернах и в твёрдом состоянии в виде сухого льда

В соответствии с ГОСТ 8050-76 углекислота производится в жидком состоянии трёх марок: сварочная, пищевая и техническая.

Исследователи считают, что углекислый газ, применяемый для сварки, должен иметь чистоту 99,8%, общее количество примесей должно быть не больше 0,02%, из них водорода и азота не более 0,1% каждого. В работе показано что максимально допустимое содержание примесей не должно превышать 0,05%, допустимое содержание воздуха должно составляет 0,1% и требуемая чистота СО₂ для сварки должно быть не ниже 99,85%.

Сварка в углекислом газе не лишена и недостатков. Основные из них следующие:

- повышенное разбрызгивание расплавленного металла;

- характерная бугристость шва с более резким переходом;

- узкое и глубокое проплавление основного металла при сварке.

Сварочная легированная проволока марки стали Св-08Г2С изготавливается согласно ГОСТ2246-70.

Диаметр сварочной проволоки: 1,2-6,0 мм. Допуски по диаметру согласно ГОСТ 2246-70. Поверхность сварочной проволоки - не омедненная. Сварочная проволока Св-08Г2С применяется при:

- сварке в защитных газах;

- сварке конструкций ответственного и общего назначения;

- сварке углекислотных, легированных сталей: конструкционной стали, стали для сосудов под высоким давлением и судостроительной стали. Химический состав сварочной проволоки приведена в таблице 4.6.

Таблица 4.6 Химический состав сварочной проволоки Св-08Г2С

Марка проволоки	Химический состав проволоки, %
	С	Mn	Si	Cr	Ni	S	P
	не более		не более
Св08Г2С	0,05-0,11	1,8-2,1	0,7-0, - 95	0,20	0,25	0,025	0,03

Наложение швов от середины к краям для предотвращения деформаций.

Сборка и сварка производятся на плазовой плите без применения специализированного оборудования.

Плазовая плит предназначена для сборки и сварки конструкций, то есть для работ по обеспечению удобного взаимного расположения подлежащих сварке деталей и закреплению их друг с другом с помощью специальных приспособлений. Сборочно-сварочная плита представляет собой опорное приспособление горизонтального расположения. Сборочно-сварочная плита представляет, возможность создавать сотни вариантов оснастки из одного и того же перечня имеющих элементов. Металлическая сварочная плита имеет пазы, позволяющие использовать это универсальное приспособления для сборки и последующей сварки изделий самого широкого профиля и различных размеров.



5. Определение технологичности конструкции

Под технологичностью конструкции понимают такие формы, размеры и материалы, которые обеспечивают высокие эксплуатационные качества конструкции при экономичном её изготовлении. Технологичность сварных конструкций должна обеспечиваться на всех стадиях проектирования и изготовления.

Показателями технологичности является косвенные и прямые признаки

Косвенные признаки:

- возможность применения укрупнённой технологии заготовки;

- рациональная форма подготовки кромок;

- применение поузловой сборки и сварки деталей;

- применение механизированной сварки в среде CO_2;

- комплексная механизация и автоматизация сборочно-сварочных процессов;

- снижение материалоёмкости, энергоёмкости и себестоимости проектируемой конструкции;

- снижение деформаций отдельных узлов и всего изделия, способы их уменьшение и устранения;

- возможность применения современных методов контроля качества, которые применяться в сварных соединениях - испытание керосином.

Прямой признак технологичности - доля наплавленного металла в массе конструкции. Расчёт технологичности выполнения по формуле:

где m - показатель доли наплавленного металла в общей массе сварной металлоконструкции;

Q_н - масса наплавленного металла, кг;

Q_к - масса сварной конструкции, кг;

Массу наплавленного металла выбираем с ТИ-00.436-2000. Данные для расчёта технологичности сведём в таблицу 5.1.

Таблица 5.1 Данные для расчёта технологичности

№ шва по эскизу	Сокращённое обозначение типа соединение	ГОСТ на сварку	Масса наплавленного Ме, на 1 м шва, кг/м	длинна шва, м	Qн, кг	Примечание
1	Т6 8	14771-76	2,76	0,80	2,20	Масса конструкции, 279 кг
2	У6	14771-76	4,23	1,60	6,77
3	Т8 8	14771-76	2,85	0,80	2,78
4	Т3 8	14771-76	2,56	5,16	13,5
Итого по конструкции	8,46	24,45

Рассчитаем технологичность по формуле

На основании показателя m сделаем выводы, так как m?4%, конструкция не технологична. Это технологически обусловлено тем, что конструкция изготовлена из металла толщиной 25 мм, имеет небольшие геометрические размеры, при эксплуатации требует высокой устойчивости, жесткости и прочности.

6. Транспортные операции и грузоподъёмное оборудование

Электро-мостовым краном называется грузоподъёмная машина, передвигающаяся по рельсам на некотором расстоянии от земли и обеспечивающая перемещение груза в трёх взаимно-перпендикулярных направлениях. Мостовой кран является одним из распространённых средств механизации различных производств погрузочно-разгрузочных и складских работ. Перемещаясь по путям, расположенных над землёй, они не занимают полной площади цеха или склада, обеспечивающие в тоже время обслуживания практически любой их точки, электро-мостовые краны общего назначения используется в сборочных цехах (в качестве монтажных). В настоящее время грузоподъёмность крупных уникальных моделей мостовых кранов достигает 800 тон. В таблице 6.1 характеристика электро-мостовых кранов.

Таблица 6.1 Характеристика электро-мостового крана

Показатели		2-25	16-50
Тип крана	однобалочный	двухблочный
Пролёт моста	20-40	12-30	20-30
Тележка	консольная с электросталью	опорная
Высота	1550-2450	3780-4750	4150-5150
Длина		2450-4800	4250-68-30

7. Контрольные операции

Контроль качества сварочных работ и сварных соединений проводят в два этапа:

- в процессе монтажа и сварки;

- законченных сварных соединений.

В процессе монтажа и сварки проверяют: квалификацию сварщиков, исправность сварочного оборудования, аппаратуры и приборов; исправность приборов и аппаратуры для контроля качества сварки; качество сварочных материалов; правильность сборки (зазоры и контрольные размеры конструкции); чистоту свариваемых кромок; режим сварки; соблюдение очерёдности наложения швов, предусмотренной технологической картой; качество шва в процессе его наложения.

К выполнению полуавтоматической сварки в среде углекислого газа допускаются сварщики не ниже 3-го разряда, имеющие соответствующие удостоверения на допуск к сварке прочноплотных швов ответственных металлоконструкций.

Контроль сварочного оборудования и аппаратуры заключается в проверке соответствия применяемого оборудования требуемому для каждого вида сварки, а также его исправности.

Применяемые сварочные материалы (электроды и электродная проволока) проверяют на соответствие требованиям технических условий и ГОСТов на их поставку и наличие сертификатов. Особое внимание следует обращать на качество электродов, правильность их просушки в зависимости от марки и соответствие проектным маркам.

Перед сваркой проверяют тщательность очистки стыкуемых кромок и прилегающих к ним поверхностей на ширину не менее 20 мм от окалины, ржавчины, краски, масла и т.п. и зачистки этих участков до блеска.

Контроль режима сварки заключается в проверке параметров тока, их стабильности, соответствия скорости перемещения электрода, мощности тока.

Контроль качества в процессе его наложения включает в себя проверку технологии сварки, подогрева свариваемых элементов (если он предусмотрен), качества отдельных слоёв шва, количества проходок, работы аппаратуры и приборов, контроля допустимости обмена воздуха и температуры в помещении.

Контроль законченных соединений включает следующие виды контроля, определяемые требованиями ГОСТ 3242-69: контроль наружных и внутренних дефектов в сварных швах; контроль плотности швов; выборочный контроль засверливанием.

Контроль наружных дефектов в сварных швах и около шовной зоне осуществляют путём внешнего осмотра (визуального или с применением лупы с шестикратным увеличением) и измерения их геометрических размеров. Визуальному осмотру с проведением необходимых измерений подлежат 100% сварных швов.

По внешнему виду сварные швы должны быть мелкочешуйчатыми и плотными по всей длине, не иметь скоплений или цепочек пор шлаковых включений, не заваренных кратеров, наплывов, прожогов, сужений, перерывов и подрезов.

Размеры сварных швов согласно ГОСТ 3242-69 следует контролировать измерительным инструментом, имеющим точность измерений ±0,1 мм, или специальными шаблонами для контроля. Границы обнаруженных трещин выявляют путём шлифовки дефектного участка наждачной бумагой и травлением.

Участки швов с обнаруженными дефектами всех видов должны: быть устранены и вновь заварены, после чего их повторно осматривают.

Сварные швы конструкции на внутренние дефекты контролируют рентгенографическим и ультразвуковыми методами. Плотность швов конструкции проверяют после внешнего осмотра вакуумным методом, а также при помощи керосина и аммиака. Проверке на сплошности подлежат 100% сварных швов.

Вакуумным способом проверяют швы, к которым возможен доступ только, с одной стороны. Этот способ является одним из основных, используемых для контроля качества сварных швов гидроизоляции сооружений. Проверку вакуумным способом ведут с помощью вакуумной рамки.

Тщательно очищенные от грязи и шлака швы смазывают мыльным раствором (250-300 г. 60% - хозяйственного мыла на 10 л воды), после чего на смоченные участки швов устанавливают вакуум-рамку, соединённую с вакуум-насосом. В вакуумной камере создают разряжение до 80 кПа. Воздух при атмосферном давлении проходит через не плотности шва и в дефектных местах образуются мыльные пузыри, хорошо заметные через стекло камеры. Дефектные участки шва отмечают, после чего вакуум-рамку переставляют на смежный участок с перекрытием на 10-20 мм и т.д.

При испытании сварных швов на плотность вакуумным методом в среде с отрицательными температурами следует применять вместо мыльного раствора раствор хлористого натрия или хлористого кальция с экстрактом лакричного корня.

Испытание керосином применяют в тех случаях, когда имеется доступ к конструкции изоляции с обеих сторон, а также для контроля качества сварных швов при изготовлении блоков изоляции на поверхности. Для испытания швы с одной стороны окрашивают меловым раствором, а с другой опрыскивают керосином из керосинореза под давлением 0,1-0,2 МПа. Испытания проводят дважды с перерывом в 12 ч. Так как керосин обладает способностью проникать в мельчайшие поры и не плотности, то через несколько часов на окрашенной мелом поверхности в местах не плотностей выступают жирные керосиновые пятна.

Прочность сварных швов определяют механическими испытаниями на растяжение и изгиб (ГОСТ 6996-66).

8. Мероприятия по предупреждению возникновения напряжений и деформаций

Для предвиденья и выполнения напряжений и деформаций, которые снижают качество конструкции, снижают производительность в отчете по преддипломной практике предвидены такие мероприятия:

- рациональная технология сборки и сварки, которая включает в себя правильный выбор вида и режима сварки, а также правильную последовательность наложения швов;

- жёсткое крепление детали осуществляется за сварочными прихватками в отдельных местах шва или жёсткими сборочно-сварочными приспособлениями или креплениями устройствами приспособлениями;

- закрепление рекомендуется при сварки плоских листов для предотвращения угловых деформаций;

- правильный тепловой режим;

- правильная последовательность наложения швов в максимально в нижнем положении.



Заключение

Проанализировав, существующий технологический процесс изготовления опоры в условиях ПАО «АЗОВОБЩЕМАШ», применяемые материалы и технологию изготовления, предлагаю следующие изменение по усовершенствованию технологического процесса изготовления конструкции:

- заменим защитный газ CO₂ на CO₂+O₂;

Смесь СО₂+О₂ нашла широкое применение для сварки углеродистых и низколегированных сталей.

Оптимальный состав смеси газа сСО₂+О₂ должен обеспечивает хорошее формирование и внешний вид шва; стабильность процесса сварки в широком диапазоне режимов с минимальным разбрызгиванием; высокую стойкость швов против образования пор и трещин.

При сварке в смеси СО₂+О₂ несколько снижается высота усиления, уменьшается бугристость. Наиболее плавный переход от шва к основному металлу наблюдается при содержании О₂ в смеси 20-30%. Таким образом, состав смеси 70-80% СО₂ + 30-20% О₂ был принят за оптимальный по формированию и внешнему виду шва, а также по сопротивляемости против образования горячих трещин

Следует отметить, что внешний вид шва при сварке в смеси СО₂+О₂ отличается от вида шва, сваренного в углекислом газе. При сварке в смеси оптимального состава на поверхности шва образуется тонкий слой шлаковой корки. После отделения корки шов имеет серебристый цвет. Применяем смесь газов в соотношении 80% СО₂ + 20% О₂.

- заменим ПДГ-508М на КП-007;

Малогабаритный полуавтомат КП-007 с широким диапазоном регулирования сварочных параметров, предназначен для дуговой сварки плавящимся электродом на постоянном токе в среде защитных газов сплошной или порошковой проволокой низколегированных и легированных сталей, а также коррозионностойких (нержавеющих) сталей в среде аргона во всех пространственных положениях. Полуавтомат комплектуется сварочными выпрямителями КИУ 301, КИГ-303, КИГ 401, КИУ 501, КИГ 601 и др.

Проволокоподающий механизм вместе с кассетой для электродной проволоки, органами управления и отсекателем газа, смонтирован в компактном корпусе открытого типа. В механизме подачи FORTRANS применен электропривод мощностью 100Вт с редуктором и универсальным протяжным устройством с четырьмя роликами с зубчатым зацеплением, что обеспечивает надежную равномерную подачу как сплошной, так и порошковой сварочной проволоки.

Положительные конструктивные особенности

1) Упрощенный процесс настройки скорости подачи проволоки.

2) Отсутствие отдельного шкафа управления, всего один кабель управления повышают надежность полуавтомата и снижают эксплуатационные расходы.

3) Подача сварочной проволоки может производиться непосредственно из бухты или из кассеты с проволокой 15 кг (диаметром 300 мм).

4) Стабилизация скорости подачи проволоки.

5) Автоматическое управление газовым трактом, сварочным источником и подающим механизмом посредством кнопки на горелке.

6) Тарированное усилие прижимного устройства.

Техническая характеристика сварочного полуавтомата КП-007 дана в таблице.

технический сварочный полуавтомат

Техническая характеристика КП-007

Наименования параметра	Норма
Регулирование напряжения на дуге	плавное или ступенчатое
Пределы регулирования сварочного тока, А	60-500
Диаметр электродной проволоки, мм: сплошной порошковой	0,8-2,0 1,2-2,0
Скорость подачи электродной проволоки, м/ч	120-1200
Регулирования скорости подачи электродной проволоки	плавное
Масса электродной проволоки в кассете, кг	15
Габаритные размеры механизма подающего, мм	560Ч200Ч365
Масса механизма подающего, кг	12,2

- заменим источник питания ВДУ-506С на КИУ-501;

Выпрямители предназначены для питания сварных установок различного назначения. Сварочный выпрямитель имеет следующие преимущества по сравнению с электромашинными генераторами: широкие пределы регулирования сварочного тока, высокие динамические свойства и технико-экономическое показатели, высокий КПД. Они надёжны в эксплуатации и просты в обслуживании, бесшумно. Техническая характеристика энергосберегающего источника питания КИУ-501 приведена в таблицу. В паспорте полуавтомата КП007 рекомендован в качестве источника питания КИУ-501.

Техническая характеристика источника питания КИУ-501

Параметры	КИУ-501
Номинальное напряжение питающей сети, В	380
Частота питающей сети, Гц	50
Номинальный сварочный ток при ПВ 60%, А	500
Предел регулирования сварочного тока, А	падающей 50-500	жёсткая 60-500
Предел регулирования сварочного напряжения, В	22-46	18-50
Напряжения холостого хода,	85
Масса, кг	275
Габаритные размеры, мм - на колёсах - на ножках	805Ч600Ч1070 790Ч60Ч955

- заменим электро-мостовой кран на однобалочный подвесной мостовой кран;

Однобалочный подвесной мостовой кран называют грузоподъёмную машину, передвигающуюся по рельсам на некотором расстоянии от земли и обеспечивающую перемещение груза в трёх взаимно-перпендикулярных направлениях. Однобалочный подвесной мостовой кранявляется одним из распространённых средств механизации различных производствпогрузочно-разгрузочных и складских работ. Перемещаясь по путям, расположенных над землёй, они не занимают полной площади цеха или склада, обеспечивающие в тоже время обслуживания практически любой их точки, однобалочный подвесной мостовой кран общего назначения используется в сборочно-сварочных цехах. В таблице характеристика электро-мостовых кранов.

Характеристика однобалочного подвесного мостового крана

Наименование	Показатели
Грузоподъемность, т	2
Максимальный пролет, м	15
Диапазон подъема, м	32
Скорость подъема, м/c	0,133
Скорость передвижения крана, м/c	0,5
Скорость передвижения тали, м/c	0,4
Мощность электродвигателей подъема, кВт	6,2
Мощность электродвигателей передвижения крана, кВт	2
Мощность электродвигателей передвижения тали, кВт	0,25
Нагрузка на колесо при работе, кН	5
Масса, т	1,5 - 3,0

- заменим сборочно-сварочную плазовую плиту на сборочный стенд с пневмоприжимами исварочный манипулятор МС-10 с поворотной колонной ПК-1.

В данном проекте сборку опоры предлагаю производить на сборочном стенде с передвижными балками и пневмоприжимами. Стенд применяется преимущественно в серийном и мелкосерийном производстве для сборки листовых полотнищ встык и внахлестку, для установок ребер, накладок и других деталей на листы, для сборки каркасов с листами. Стенд представляет собой стеллажи с направляющими, по которым передвигаются балки. На стенде с передвижными балками, снабжен пневмоприжимами.

Сборочный стенд состоит из стеллажа 2 с боковыми направляющими 1, по котором на четырех колесах 4 передвигается балка 5, оборудованная передвижными прижимами 7 с пневмоцилиндрами 6. Управления может осуществляться как одним общим распределительным краном 8, так и кранами, устанавливаемыми на каждом цилиндре. Для предотвращения подъема балки во время прижима имеются захваты 3. На рисунке показан сборочный стенд с пневмоприжимами.

Сборочный стенд с пневмоприжимами.

Для сварки опоры предлагаю использовать приспособления для сварки сварочныйманипуляторМС-10 и поворотную колонну ПК-1

Манипулятор предназначен для наклона и установки свариваемых изделий в удобное для сварки положения и вращения их со сварочной скоростью при автоматической и ручной сварки кольцевых и прямолинейных швов.

Манипулятор имеет обычно два движения: вращение и наклон, свариваемое изделие устанавливают и закрепляют на планшайбе манипулятора и устанавливают изделия в удобном для сварки положении. Затем включают привод вращения изделия со сварочной скоростью.

Манипулятор сварочный МС-10 предназначен для установки изделий в удобное для сварки положение и вращение их со сварочной скоростью при автоматической, полуавтоматической и ручной сварке кольцевых швов и прямолинейных швов. Манипулятор МС-10 также используется для поворота изделий на маршевой скорости, установки их в удобное положение и для других работ, требующих поворота или кантовки изделий.

Манипуляторы серии МС обладают следующими техническими возможностями:

- Предназначены для кольцевых и продольных швов изделий любой конфигурации;