Разработать технологию сварки при изготовлении проушины

Технология производства сварных конструкций — особенности и основные этапы

Содержание:

Сварные металлоконструкции давно нашли свое применение в строительной отрасли, в машиностроении, в автомобильной промышленности и в других сферах производства. С каждым годом производство сварных конструкций показывает все увеличивающиеся темпы развития — и причина этого состоит в том, что потребители поняли все преимущества металлических конструкций, произведенных с помощью сварки.

К достоинствам сварных конструкций относится:

• высокое качество и прочность соединения;
• надежность;
• удобство применения;
• долгий срок службы;
• небольшой вес;
• экономия металла.

Если же говорить о недостатках сварных металлических конструкций, то к ним можно отнести неустойчивость металла к коррозии. Но современные технологии изготовления металлоконструкций и способы обработки металла позволяют легко справиться с этой проблемой.

Особенности сварных конструкций.

1. Сварные конструкции характеризуются максимально прочным соединением отдельных деталей между собой, так как технология производства сварных конструкций основана на слиянии частей конструкций в единое целое на молекулярном уровне. Металл на краях деталей расплавляется до жидкого состояния, и таким образом происходит обмен молекулами. В результате получается конструкция по своей прочности максимально близкая к прочности цельной детали.
2. Еще одной особенностью сварных конструкций является то, что для их изготовления требуется меньше метала, чем для изготовления конструкций, соединенных с помощью заклепок или литых соединений. Причем, экономия может достигать довольно значительных объемов — до 20%, а это значит, что сварное соединение можно считать эффективным не только с точки зрения расхода материалов, но и с точки зрения стоимости всей металлоконструкции. То есть получается, что изготовление металлоконструкций с помощью сварного соединения экономически обладает большей рентабельностью, чем любые другие конструкции.
3. Имеется у сварных конструкций и еще одна отличительная черта, логично вытекающая из предыдущей особенности — они весят меньше, чем конструкции, сделанные методом литья или собранные с помощью заклепочного соединения. И при этом по своей прочности они ничуть не уступают, а даже превосходят эти виды конструкций.

Технология изготовления сварных конструкций.

Технология производства сварных конструкций включает в себя несколько основных этапов. Для изготовления подобных металлоконструкций можно применять различные методы сварки — от автоматической и полуавтоматической до ручной электродуговой. Сварка может вестись в среде защитных газов, под флюсом и т.д. Способы сварных соединений также могут быть различными — тавровыми, торцевыми, стыковыми, угловыми и т.д.

Первым этапом производства сварных конструкций является подготовка всей технической документации, необходимой для создания детали, к которой предъявляются определенные требования.

Также важным этапом производства сварных конструкция является подготовка отдельных деталей к сварке. И здесь самое большое внимание следует уделять подготовке кромок деталей. Кромки стачиваются под определенным углом — и сделать это можно как с помощью шлифовальной машины, так и при помощи обычного напильника. Форма разделки кромок также может быть различной, но наиболее эффективной считается Х-образная разделка. Дело в том, что именно такой подход к разделке кромок может гарантировать максимально низкий объем наплавленного металла, получаемого в процессе разогрева кромок деталей, а это значит, что и качество получаемого соединения будет выше.

Одним из важных этапов при производстве сварных конструкций является их сборка. Это не только процесс, который требует большого внимания, но и работа, обладающая большой трудоемкостью — например, если производство конструкции носит индивидуальный характер, то процесс сборки может занимать до 50% всего времени ее изготовления. Дело в том, что именно от качества сборки зависит дальнейшее качество всего сварного соединения. Основными требованиями, предъявляемыми к сборке сварной конструкции, являются:

• точное соответствие размерам, указанным в проектной документации
• правильное расположение зазоров и их постоянные размеры
• точное расположение деталей конструкции, в полном соответствии с проектной документацией
• точность плоскостей конструкции и углов, под которыми они пересекаются
• обеспечение минимально возможного допуска смещения деталей, если производится их стыковое соединение.

В заключении нужно отметить, что разработка технологии производства сварной конструкции производится индивидуально для каждой отдельной подобной конструкции в соответствии с технической документацией, требованиями, предъявляемыми к готовому изделию, а также имеющимся в распоряжении производителя оборудованием.

Разработка технологического процесса изготовления сварной конструкции

Определение типов сварных соединений и швов, наличия и типа разделки кромок, схемы простановки прихваток, диаметра электрода. Расчет силы сварного тока, напряжение в столбе дуги и ее мощности, массу наплавленного металла, время сварки. Выбор электродов.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ «ГОРНЫЙ»

«разработка технологического процесса изготовления сварной конструкции»

Выполнил: студент гр.ОНГ-13-1 Михайлищев М.И.

Санкт-Петербург 2014 год

Цель работы — изучение основ технологии сварочного производства. Разработка технологического процесса неразъемного соединения металлических конструкций с использованием ручной электродуговой сварки плавящимся электродом, как наиболее распространенной в условиях ремонтно-механических цехов горных предприятий.

Порядок выполнения работы:

· Определить типы сварного соединения и сварных швов.

· Определить наличие и тип разделки кромок.

· Определить количество и схемы простановки прихваток.

· Определить диаметр электрода.

· Рассчитать: силу сварного тока, напряжение в столбе дуги, полную и эффективную мощность дуги, массу наплавленного металла, массу электродного материал, основное время сварки, необходимое кол-во электродов.

· Выбрать тип электродов.

· Определить свариваемость заданной стали, дать рекомендацию по технологии сварки.

· Выполнить чертеж сварной конструкции с соблюдением всех норм.

Дано: Сварить трубы из стали 10ХНД встык.

10ХНД — низколегированная сталь, низкая коррозионная стойкость.

1. Определить типы сварного соединения и сварных швов

При стыковом соединении изделий большей толщины (3 2 ,

где К_ст — коэффициент, учитывающий увеличение площади сечения шва за счет высоты усиления h₁ и величины проплава h₂ (Принимаем равным 1,2).

Объём сварного шва стыкового соединения:

где L_ст — длина сварного шва стыкового соединения.

Масса наплавленного металла в сварном шве изделия:

g_Ме = V_ст * с =5012,89 * 0,00795= 47,82г,

где с — плотность материала шва (для стали 7950кг/ м 3 ).

Необходимая масса электродного материала:

Масса рабочей части электрода (L_эл = 450мм) диаметром 5 мм стандартной длины:

g₃ = S_эл * L_эл * с = 3,14 * 2,5 2 * 450 * 0,0078 = 68,92 г.

Количество электродов, необходимое для изготовления изделия:

N= g_э / g₃ = 59,78 / 68,92= 0,72 ? 1 электродов.

Основное время сварки:

t = 59,78/ 10/ 225 = 0,0265часа = 1,59 мин

5. Выбрать тип электродов

Тип электрода выбираем, исходя из прочностных свойств свариваемого материала (предел прочности материала сварного шва не должен уступать значению аналогичного показателя стали 10ХНД (у_в= 510 МПа )): электрод назначения У группы Г типа Э50 марки УОНИ-13/55.

Определить свариваемость заданной стали, дать рекомендацию по технологии сварки.

Сэ = С + Mn/6 + Si/24 + Ni/40 + P/2 + Cr/5 + Cu/13

Оценка технологичности сварной конструкции

Технологичной считается конструкция, обеспечивающая наиболее простое, быстрое и экономическое изготовление при соблюдении необходимой прочности, устойчивости, выносливости и других эксплуатационных качеств. Достижение высокой технологичности является основной целью технологической отработки конструкции, производимой в период подготовки производства.

Данная сварная конструкция технологична т.к.:

— данная конструкция легко расчленяется на технологические узлы и подузлы, которые могут быть собраны и сварены на отдельных специализированных рабочих местах с применением высокопроизводительной сборочной и сварочной оснастки;

— конструкция состоит из простых и удобных для изготовления деталей;

— материалы, из которых изготавливаются детали траверсы, целесообразно применять, что с одной стороны обеспечивает требуемые эксплуатационные характеристики, с другой удовлетворительные условия сварки;

— возможно применение механизированных способов сварки, которые менее трудоемки;

— принятые типы сварных соединений, в основном это соединения в тавр, наиболее технологичны, по сравнению со стыковыми;

— минимальное количество использованных деталей позволяет уменьшить вес конструкции, снизить себестоимость продукции.

— правильный выбор основных и сварочных материалов, конструктивной формы сварного соединения, узлов, обеспечивающие высокое качество конструкции

— взаимное расположение узлов, форм сопряжений обеспечивающие наилучшие условия сборки и сварки, минимальный объем обработки до и после сварки.

Разработка технологической последовательности сборки и сварки

Сущность разработки технологического процесса изготовления сварной конструкции состоит в разработке алгоритма (маршрута) выполнения технологический операций, результатом которых должно стать получение сварной конструкции, способной для выполнения конкретных работ.

Заготовительные операции технологического процесса

Заготовительными операциями являются: правка металла, очистка, разметка, наметка или полуавтоматический раскрой, резки механическая и термическая, подготовка кромок, гибка заготовок, штамповка, сверловка, отбортовка, заготовка и т.д.

Заготовительное оборудование должно обеспечивать максимальную производительность процесса заготовки с минимальным количеством отходов. Кроме того, оно должно быть современным максимально загруженным в процессе работы.

На металл, поступающий на завод или в цех, проверяется наличие сертификата завода изготовителя. В сертификате должны быть указаны следующие сведения: номер плавки, марка металла, его размеры, химический состав, механические свойства и количество металла, поступившего на завод. В случае отсутствия сертификата металл разгружают в особое место и не запускают в производство до полного его исследования, то есть нужно проверить металл на свариваемость, определить химический состав, механические свойства, составить акт проверки. После этого может быть получено разрешение на использование такого металла.

Металл, на который имеется сертификат разгружают с вагонов на склад завода или цеха и сразу на него составляют акт приемки в 4 экземплярах: один акт направляется в бухгалтерию, второй — в конструкторский отдел, третий — в отдел технического контроля, четвертый остается на складе.

Сохранение металла, то есть предохранение его от загрязнения, ржавчины и других повреждений во многом зависит от условий его хранения на складе, поэтому организация склада металла имеет очень важное значение. Складские места располагаются под одной крышей со сборочно-сварочным цехом или недалеко от него. Склады должны быть закрытого типа. В здании такого склада располагается не только металл. но и подъемное оборудование.

Поступающий на склад листовой прокат укладывают в штабеля. Через каждые0,3-0,5 м. укладывается металлическая или деревянная прокладка, толщиной не менее 12 см. а длина прокладки должна быть больше, чем ширина листа. Штабель должен быть уложен таким образом, чтобы к нему было удобно подходить и чтобы без затруднений можно было снять партию металла с помощью крана или штабелеукладчика и передать её на заготовительный участок. Штабеля должны быть высотой 2-2,5 м., расстояния между стойками должны быть в пределах 1,5- 2,5 м.

Для обслуживания склада металла используются мостовые или козловые краны, оснащенные специальными подвесками с электромагнитами, вакуумными присосками и т. д.. и другие устройства, которые обеспечивают минимальное время на разгрузку вагона и на подачу металла со склада на заготовительный участок.

Очистка. Для очистки листового и полосового проката от окалины и ржавчины применяем дробеметный аппарат 2М392. Техническая характеристика приведена в табл. 10.1.

Таблица 10.1 — Технические установки 2М392.

Разработка технологии сварки

Любые технологические задачи требуют комплексного подхода к их решению. В связи с этим, решение этих задач требует больших знаний не только в области разрабатываемой технологии, но и в смежных областях. Так для разработки технологии сварки необходимо в широком объеме представлять себе теплофизические процессы, хорошо знать свойства металлических материалов, в том числе разбираться в сварочном оборудовании и сварочных материалах. В данной статье речь будет идти в основном о технологии дуговой сварки, но общие подходы, описанные ниже, могут быть применимы и к другим способам соединения металлов.

Один из широко известных подходов к разработке технологии сварки – расчетный в последнее время его преподносят как математическое моделирование. Подход заключается в применении физических законов иногда в приближенной форме для описания тепловых процессов, расчете количества расплавленного металла, размеров сварного шва и расчете прочности сварного соединения. При масштабировании подобных расчетов можно оценить свойства узлов или целых конструкций.

Совершенно отдельные зачастую формальные требования к технологии сварки диктует нормативная документация, которая, зачастую, ориентируется на эмпирические данные — гигантский опыт, накопленный при строительстве и производстве тех или иных металлических конструкций: трубопроводов, резервуаров, мостов, котлов и прочих.

По факту для разработки технологии необходимо и достаточно ориентироваться только на нормативную документацию, но применение расчетного подхода к разработке технологии сварки может существенно снизить материальные затраты и затраты времени связанные с отработкой режимов, термической правкой и термообработкой конечного изделия. Поэтому в условиях современной промышленности расчетными методами и методами моделирования не следует пренебрегать, ведь именно расчетные методы разработки технологии позволяют увеличить экономическую эффективность весьма затратного процесса.

Для каждого конкретного случая разработки технологии сварки требуется ряд вводных данных, в которые входит условия работы конструкции, материалы, из которых конструкция может быть изготовлена, квалификация персонала, осуществляющего производство, материально оснащение предприятия изготовителя.

Например, рассмотрим технологию сварки труб, в первую очередь следует понять, в каких условиях будет работать сварное соединение. Предположим, что речь идет о стальных водопроводных трубах, которые, как правило, изготавливаются из углеродистых сталей обычного качества, например сталь – Ст3. Эта марка стали сваривается без ограничений, поэтому особенных требований к тепловым процессам при сварке нет и термообработку после сварки проводить не следует. Далее следует подобрать сварочный процесс. Для сварки труб применяют различные дуговые процессы, но если речь идет о сварке на монтаже, а не в цеху, то, скорее всего, следует применять технологию ручной дуговой сварки покрытыми электродами, в цеховых условиях возможно применение механизированной сварки (полуавтомата). Далее следует подобрать оборудование и сварочный материал – марку и диаметр покрытого электрода, для этого следует ориентироваться на толщину свариваемого металла. Толщину 2-3 мм вполне возможно без дефектов заварить в один проход. Для сварки первого прохода всегда следует применять электроды диаметром не более 3 мм. Если же толщина металла больше, то количество проходов придется увеличить, а последующие проходы после первого сваривать электродами диаметром 4, 5 или более мм. Выбранный для сварки диаметр предъявляет требования к сварочному оборудованию. Так для сварки электродами диаметром 3 мм, максимальный сварочный ток аппарата может быть не более 140 А, а для сварки четверкой (4мм) уже необходимо 200 А, для 5 мм – 250 А, таким образом мы получаем еще один критерий выбора сварочного оборудования или ограничения возможных диаметров покрытых электродов в зависимости от наличия оборудования или бюджета.

Мы привели чрезвычайно простой пример разработки технологии сварки, наиболее логичным финалом, которого можно назвать документ – технологическая карта сварки. Кроме выше перечисленного при нормальной разработке технологии в технологической карте следует отдельно описать подготовку под сварку и контроль качества сварных соединений.

Наша организация успешно разрабатывает технологию сварки не один год. Мы предлагаем различные варианты решения сварчно-технологических проблем, от разработки технологических карт сварки соединений к разработке инструкций и рекомендации по сварке узлов, далее к проекту производства сварочных работ сварных конструкций и, в конце концов, к разработке технологии под ключ с полной отработкой и проверкой режимов, механическими и прочими испытаниями.