Сварка левой половины корпуса редуктора мотоблока
МОСКОВСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Н.Э. БАУМАНА
Калужский филиал
Кафедра М2-КФ
РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ
ЗАПИСКА
по курсу:
«Технология изготовления сварных конструкций»
на тему:
«СВАРКА ЛЕВОЙ ПОЛОВИНЫ
КОРПУСА РЕДУКТОРА МОТОБЛОКА»
Калуга
Оглавление
Введение........................................................................................................... 3
Характеристика изделия.................................................................................. 4
Свойства материала......................................................................................... 5
Выбор способа сварки..................................................................................... 6
Технология изготовления.............................................................................. 11
Выбор сварочных материалов....................................................................... 18
Выбор сварочного
оборудования................................................................. 21
Расчет параметров режима
сварки................................................................ 22
Расчет норм времени на
сварочные операции.............................................. 25
Выбор метода контроля................................................................................. 29
Проектирование
технологической оснастки................................................. 30
Список используемой
литературы................................................................ 32
Введение
Сварка является одним из ведущих технологических
процессов обработки металлов. Сварка широко применяется в основных отраслях
производства, потребляющих металлопрокат, т.к. резко сокращается расход
металла, сроки выполнения работ и трудоемкость производственных процессов.
Выпуск сварных конструкций и уровень механизации сварных процессов постоянно
повышается. Успехи в области автоматизации и механизации сварных процессов
позволили коренным образом изменить технологию изготовления важных
хозяйственных объектов, таких как доменные печи, турбины, суда, химическое
оборудование и т.д.
Высокая производительность сварочного процесса, хорошее
качество сварных соединений и экономическое использование металла способствует
тому, что сварочная техника стала ведущим технологическим процессом при
изготовлении металлических конструкций всех видов.
Разработка курсового проекта дает возможность разработать
новые технологии и применение автоматизированных систем для производства
разнообразных изделий машиностроения.
Характеристика изделия
Корпус редуктора мотоблока является одним из основных
сборочных единиц. В корпусе редуктора мотоблока размещается трехступенчатая
цепная передача, обеспечивающая понижение частоты вращения (числа оборотов) от
двигателя ДМ-1 на выходной вал и колеса мотоблока.
К половинкам корпуса мотоблока приварены:
1) несущие угольники (кронштейн), на которых размещены:
двигатель внутреннего сгорания ДМ-1;
планки крепления руля;
кронштейн навесных элементов;
защитный кожух.
2) втулки, в которых послы выполнения операций сварки и
механической обработки размещаются подшипники для установки валов с блоками
звездочек и выходной вал редуктора.
Основными требованиями, предъявленными к данному сварному
соединению, являются:
1) уменьшение короблений при приварке втулок, т.к.
невыполнение этого условия приводит к разнотолщинности расточки под подшипник.
Для устранения этого применяется фиксация и пневмоприжим втулок в сварочном
стапеле;
2) уменьшение коробления при приварке угольника;
3) герметичность сварных соединений (отсутствие сквозных
дефектов нарушающих герметичность);
4) соответствие геометрических размеров швов заданным значением
по конструкторской документации.
Меры уменьшения угловых деформаций:
фиксация в стапеле;
последовательность выполнения прерывистых швов;
правильных подбор режимов сварки.
Свойства материала
Сталь 20
Классификация: Сталь
конструкционная углеродистая качественная
Заменитель:15, 25
Назначение: трубы перегревателей,
коллекторов и трубопроводов котлов высокого давления, листы для штампованных
деталей, цементуемые детали для длительной и весьма длительной службы при
температурах до 350 град.
Химический состав в % стали 20
C
|
Si
|
Mn
|
Ni
|
S
|
P
|
Cr
|
Cu
|
As
|
0.17 - 0.24
|
0.15 - 0.17
|
0.35 - 0.65
|
до 0.25
|
до 0.04
|
до 0.035
|
до 0.25
|
до 0.25
|
до 0.08
|
Температура критических точек стали 20 Ac1 = 724 , Ac3(Acm)
= 845 , Ar3(Arcm) = 815 , Ar1 = 682
Механические свойства при Т=20oС стали 20
Сортамент
|
Размер
|
Напр.
|
σв
|
σT
|
δ5
|
ψ
|
KCU
|
Термообр.
|
-
|
мм
|
-
|
МПа
|
МПа
|
%
|
%
|
кДж/м2
|
-
|
Прокат горячекатан.
|
до 80
|
Прод.
|
420
|
250
|
25
|
55
|
|
Нормализация
|
Пруток
|
|
Прод.
|
480
|
270
|
30
|
62
|
1450
|
Отжиг 880 - 900oC,
|
Пруток
|
|
Прод.
|
510
|
320
|
30.7
|
67
|
1000
|
Нормализация 880–920 oC,
|
Твердость стали 20 после отжига
|
HB 10 -1 = 163 МПа
|
Твердость стали 20 калиброванной нагартованной
|
HB 10 -1 = 207 МПа
|
Физические свойства стали 20
T
|
E 10- 5
|
α 10 6
|
λ
|
ρ
|
C
|
R 10 9
|
Град
|
МПа
|
1/Град
|
Вт/(м·град)
|
кг/м3
|
Дж/(кг·град)
|
Ом·м
|
20
|
2.13
|
|
52
|
7859
|
|
|
100
|
2.03
|
11.6
|
50.6
|
7834
|
486
|
219
|
200
|
1.99
|
12.6
|
48.6
|
7803
|
498
|
292
|
300
|
1.9
|
13.1
|
46.2
|
7770
|
514
|
381
|
400
|
1.82
|
13.6
|
42.8
|
7736
|
533
|
487
|
500
|
1.72
|
14.1
|
39.1
|
7699
|
555
|
601
|
600
|
1.6
|
14.6
|
35.8
|
7659
|
584
|
758
|
700
|
|
14.8
|
32
|
7617
|
636
|
925
|
800
|
|
12.9
|
|
7624
|
703
|
1094
|
900
|
|
|
|
7600
|
703
|
1135
|
1000
|
|
|
|
|
695
|
|
Технологические свойства стали 20
Температура ковки, °C: начала 1280, конца 750. Охлаждение
на воздухе.
Свариваемость – сваривается без ограничений (кроме ХТО
деталей).
Способы сварки: РДС, АДС под флюсом и газовой защитой,
КТС.
Обрабатываемость резанием – в горячекатаном состоянии при
НВ 130 КVтв.спл = 1,7; КVб.ст = 1,6.
Флокеночувствительность: не чувствительна.
Склонность к отпускной хрупкости: не склонна.
Выбор способа сварки
При изготовлении корпуса редуктора можно применить 6
способов изготовления сварных стыков:
1) Ручная дуговая сварка штучными электродами;
2)Автоматическая сварка под слоем флюса;
3) Лазерная сварка;
4) Электронно-лучевая сварка;
5) Полуавтоматическая сварка в среде защитного газа
(смеси газов);
6) Автоматическая сварка в среде защитного газа (смеси
газов).
Анализ 1-го способа.
Ручная дуговая сварка штучными электродами отличается
простотой и мобильностью применяемого оборудования, возможностью выполнения
сварки в различных пространственных положениях и в местах, труднодоступных для
механизированных способов сварки.
Существенный недостаток ручной дуговой сварки – малая
производительность процесса и зависимость качества сварного шва от практических
навыков сварщика.
Анализ 2-го способа.
Широкое применение этого способа в промышленности при
производстве конструкций из сталей, цветных металлов и сплавов объясняется
высокой производительностью процесса и высоким качеством и стабильностью
свойств сварного соединения, улучшенными условиями работы, более низким, чем
при ручной сварке расходом сварочных материалов и электроэнергии.
К недостаткам способа относится возможность сварки только
в нижнем положении ввиду возможного стекания расплавленных флюса и металла при
отклонении плоскости шва от горизонтали более чем на 10-15°.
Данный метод сварки имеет преимущества при выполнении
протяженных швов.
Анализ 3-го и 4-го способов.
Данные методы сварки находят широкое применение при
сварке тугоплавких и химически активных металлов и сплавов.
Использование данных методов сопряжено с большими
затратами электроэнергии и затратами на закупку нового оборудования. Для сварки
также требуется наличие высококвалифицированного персонала.
Анализ 5-го способа.
Сварка в защитных газах нашла широкое применение в
промышленности. Этим способом можно соединять вручную, полуавтоматически или
автоматически в различных пространственных положениях разнообразные металлы и
сплавы толщиной от десятых долей до десятков миллиметров. Защитные газы, как
правило, обладают хорошей ионизирующей способностью, поэтому обеспечивают
стабильное горение дуги, в том числе и при малых сварочных токах.
Себестоимость 1кг наплавленного металла при данном методе
сварки ниже, чем при ручной дуговой сварке. Общее газопылевыделение меньше чем
при ручной дуговой сварке и сварке порошковыми проволоками
В качестве защитного газа целесообразно применять
инертный газ аргон, т.к. инертные газы в процессе сварки почти не
взаимодействуют с металлами тогда, как активные газы энергично взаимодействую
со свариваемым металлом и растворяются в нем, образуя химические соединения.
Условия сварки способствуют интенсивному растворению активных газов в
расплавленном металле, затрудняют их выделение и приводят к образованию пор. В
среде инертных газов по сравнению с активными газами интенсивность выделения
газов значительно ниже, а скорость охлаждения металла шва повышенная.
Получение высококачественных сварных соединений без пор
достигают подбором защитного газа, использованием чистых инертных газов без
примесей водорода, азота и кислорода, введением элементов-раскислителей в
присадочный материал.
Сварка может производится на полуавтоматах различных
марок, которые могут быть применены, по своим техническим данным, к изготовлению
данной детали.
Данный способ является малопроизводительным, по сравнению
с автоматической сваркой под флюсом , но позволяет выполнить швы, которые
невозможно выполнить на автоматических установках.
Анализ 6-го способа.
Данный способ позволяет получить более высокую
производительность по сравнению с полуавтоматической сваркой. Это вызвано
следующими факторами:
– равномерным движением детали, т.е. равномерной
скоростью сварки.
– скорость сварки и качество выполнения швов меньше
зависят от квалификации сварщика, его физического состояния.
– появляется возможность использования нескольких
установок одновременно, управляемых одним оператором, что в конечном счете
ведет к увеличению производительности.
Но технологическое исполнение нашей детали не позволяет
воспользоваться данным типом сварки.
Для изготовления детали используем 5-ый способ: полуавтоматическую
аргонно-дуговую сварку плавящимся электродом, т.к. этот способ позволяет
сочетать маневренность ручной сварки с производительностью автоматической сварки
под флюсом. Это позволяет получить сварное соединение заданной качества и
работоспособности.
Сущность способа
Аргонно-дуговую сварку ведут в среде инертного газа –
аргона, который защищает металл от воздействия кислорода и азота воздуха. Сам
аргон с металлами и другими элементами не реагирует.
Аргонодуговой сваркой можно сваривать по двум схемам:
неплавящимся и плавящимся электродами. Сварку неплавящимся электродом
применяют, как правило, при соединении металла толщиной 0,1-6 мм; плавящимся
электродом – от 2 мм и более.
Сварку в атмосфере аргона плавящимся электродом выполняют
по схеме, приведенной на рис. 2 а, б. Нормальное протекание процесса сварки и
хорошее качество шва обеспечивается при высокой плотности тока (100 А/мм2 и
более). При невысоких плотностях тока имеет место крупнокапельный перенос
расправленного металла с электрода в сварочную ванну, приводящий в условиях
газовой защиты к пористости шва, малому проплавлению основного металла и к
сильному его разбрызгиванию. При высоких плотностях тока перенос расплавленного
металла с электрода становится мелкокапельным или струйным. В условиях действия
значительных электромагнитных сил быстродвижущиеся мелкие капли сливаются в
сплошную струю жидкого металла. Такой перенос электродного металла обеспечивает
глубокое проплавление основного металла, формирование плотного шва с ровной и
чистой поверхностью и разбрызгивание в допустимых пределах.
Рис. 2. Схема сварки в атмосфере аргона: 1 – присадочный
пруток или проволока; 2 – сопло; 3 – токоподводящий мундштук; 4 – корпус
горелки; 5 – наплавляющийся вольфрамовый электрод; 6 – рукоять горелки; 7 –
атмосфера защитного газа; 8 – сварочная дуга; 9 – ванна расплавленного металла;
10 – кассета с проволокой; 11 – механизм подачи; 12 – плавящийся металлический
электрод (сварочная проволока)
В соответствии с необходимостью применения высоких
плотностей тока сварку плавящимся электродом ведут с использованием сварочной
проволоки малого диаметра (0,6-3,0 мм) и большой скорости подачи ее в дугу.
Такой режим сварки обеспечивается только механизированной подачей проволоки в
зону сварки. Сварку выполняют на постоянном токе обратной полярности. В данном
случае электрические свойства дуги в значительной степени определяются наличием
ионизированных атомов металла анода в столбе дуги, поступающих туда в
результате испарения электрода. Поэтому дуга обратной полярности при применении
плавящегося электрода горит устойчиво и обеспечивает нормальное формирование
шва, в то же время ей соответствуют повышенная скорость расплавления проволоки
и производительность процесса сварки.
По сравнению с другими способами сварка в атмосфере
защитных газов имеет следующие преимущества:
1) высокую степень защиты расправленного металла от
воздействия воздуха; 2) отсутствие на поверхности шва при применении аргона
окислов и шлаковых включений; 3) возможность ведения процесса во всех
пространственных положения; 4) возможность визуального наблюдения за процессом
формирования шва и его регулирования; 5) более высокую производительность
процесса, чем при ручной дуговой сварке; 6) низкую стоимость сварки в
углекислом газе.
Технология изготовления
005 Заготовительная
010 Комплектовочная
Оборудование: сл. верстак (код 5201).
Скомплектовать сборочную единицу согласно комплектовочной
карты.
015 Контрольная
Оборудование: контр. пост (код 1204).
Проверить внешним осмотром детали на отсутствие
механических повреждений и коррозии, отсутствие на деталях грязи, масла.
020 Сверлильная
025 Сварочная
Оборудование: св. пост ЭДС (код 3202);
ист. св. тока ВД-303;
горелка РТА-150.
Режимы сварки: сварочный ток 120-160 А;
положение шва – нижнее.
Диаметр электрода ø 1,6 мм.
Св. проволока – Св08Г2С.
Защитный газ – Аргон. Расход 6-7 л/мин.
1. Установить половину корпуса на стапель.
Приспособление и инструмент: 4.0868-06003.
2. Собрать втулки 2 и 3 с корпусом согласно эскиза и
закрепить прижимами.
3. Приварить втулки с корпусом согласно эскиза,
выдерживая катет 4±1.
Приспособление и инструмент: Шт.циркуль (ШЦI-125).
4. Снять половинку корпуса со стапеля.
5. Произвести контроль сварных швов внешним осмотром в
соответствии с ОСТ 2.423-89. Трещины, прожоги, свищи не допускаются.
030 Сварочная
Оборудование: св. пост ЭДС (код 3202);
ист. св. тока ВД-303;
горелка РТА-150.
Режимы сварки: сварочный ток 120-160 А;
положение шва – нижнее.
Диаметр электрода ø 1,6 мм.
Св. проволока – Св08Г2С.
Защитный газ – Аргон. Расход 6-7 л/мин.
1. Собрать в приспособлении ось качалки поз. 1 с
кронштейном поз. 2.
2. Сварить электрозаклепочным швом детали поз. 1 и 2,
выдерживая размеры, указанные на эскизе.
3. Снять подузел с приспособления.
4. Отбить шлаковую корку.
5. Произвести контроль внешним осмотром сварного
соединения в соответствии с ОСТ 2.423-89.
035 Сварочная
Оборудование: св. пост ЭДС (код 3202);
ист. св. тока ВД-303;
горелка РТА-150.
Режимы сварки: сварочный ток 120-160 А;
положение шва – нижнее.
Диаметр электрода ø 1,6 мм.
Св. проволока – Св08Г2С.
Защитный газ – Аргон. Расход 6-7 л/мин.
1. Установить половину корпуса 5 на стапель.
2. Установить деталь 1 на половине корпуса. Закрепить.
3. Приварить угольник 1 к половине корпуса 5 в четырех
местах в соответствии с эскизом.
4. Установить кронштейн качалки 4.
5. Приварить деталь 4 с двух сторон к угольнику 1
согласно эскиза.
6. Установить детали 2 к угольнику 1.
7. Приварить детали 2 к угольнику согласно эскиза.
8. Отбить шлаковую корку.
9. Произвести контроль сварных швов внешним осмотром в
соответствии с ОСТ 2.423-89.
040 Сварочная
Оборудование: св. пост ЭДС (код 3202);
ист. св. тока ВД-303;
горелка РТА-150.
Режимы сварки: сварочный ток 120-160 А;
положение шва – нижнее.
Диаметр электрода ø 1,6 мм.
Св. проволока – Св08Г2С.
Защитный газ – Аргон. Расход 6-7 л/мин.
1. Установить половину корпуса в приспособление.
2. Проверить собираемость втулки с фиксатором
приспособления и оси качалки с оправкой приспособления.
3. Рихтовать втулку и ось качалки при необходимости.
4. Установить дет. 1 на половине корпуса, установить
фиксатор приспособления во втулку.
5. Прихватить деталь 1 в трех точках последовательно а,
б, в.
6. Приварить деталь 1 в соответствии с эскизом,
выдерживая катет 4+1.
7. Проверить собираемость втулки с фиксатором
приспособления.
8. Произвести контроль сварных швов внешним осмотром в
соответствии с ОСТ 2.423-89. Трещины, прожоги, свищи не допускаются.
9. Отбить шлаковую корку.
040 Сверлильная
045 Слесарная
Оборудование: Магнитная плита 7208-0019
Шлиф. маш. 7887-4002
Головка шлиф. ГЦ8х10х3
Борфреза сф.-кон. d=12,5 мм
1. Установить деталь на магнитную плиту.
2. Зачистить сварные швы от грубых наплывов и околошовную
зону от брызг металла, сбить окалину.
050 Слесарная
Оборудование: Магнитная плита 7208-0019
Головка шлиф. ГЦ8х10х3
Шлиф. шкурка Л230х280
Борфреза сф.-кон. d=12,5 мм
Набор надфилей
Брусок БК8 13х13х150
1. Установить сборочную единицу на верстак.
2. Зачистить заусенцы, притупить острые кромки кругом.
3. Проверить внешним осмотром отсутствие механических
повреждений и зачистить забоины, риски и другие незначительные дефекты, не
нарушая геометрии сб. единицы.
055 Моечная
1. Промыть деталь в антикоррозийном растворе МЛ-51 по
ТТо-328.
2. Обдуть детали сухим сжатым воздухом.
060 Контрольная
Оборудование: контр. пост (код 1204).
1. Внешним осмотром проверить соответствие шероховатости
обработанных поверхностей эскизу, отсутствие забоин, вмятин, царапин, и острых
кромок.
2. Проверить выполнение всех сварных швов, отсутствие
трещин, подрезов и других дефектов сварки.
3. Проверить соответствие комплектации.
4. Внешний вид сварных швов и качество зачистки
поверхностей околошовной зоны принимать по контрольному образцу.
5. Контролировать размеры.
065 Малярная
1. Произвести покрытие наружных поверхностей узла эмалью
ПФ-133 синяя согласно 005.45.0100Д по технологии п. 135.
Выбор сварочных материалов
Выбор сварочной проволоки
Для сварки в качестве присадочной проволоки применяем
Св.08Г2С, поставляемой по ГОСТ 2246-70. Она рекомендуется для сварки
углеродистых и среднелегированных сталей, главным требованием к сварным швам и
соединениям которых являются равнопрочность и высокая пластичность. Поэтому
выбираем сварочную проволоку, которая содержит элементы раскислители, такие как
Mn и Si.
Mn – как раскислитель обладает низкой раскислительной
способностью. При воздействии с элементами металла превращается в нерастворимые
соединение МnО. Марганец повышает прочность и твердость. При содержании более
1% сталь становится склонной к закалке, сварка ее затрудняется.
Si – обладает высокой раскисляющей способностью. При
окислении образует соединение SiO2, которое нерастворимо, легко удаляется в
шлак. Увеличивает прочность и вязкость. При содержании более 1,2% свариваемость
стали ухудшается.
При взаимодействии в расплаве с Мn повышает раскисляющую
способность Si.
Введение Мn и Si способствует повышению прочностных и
пластических свойств соединения, т.е. оказывают легирующее воздействие.
Химический состав проволоки Св 08Г2С
С
|
Mn
|
Si
|
Cr
|
Ni
|
S
|
P
|
0,5-0,11
|
1,8-2,1
|
0,7-0,95
|
≤0,2
|
≤0,25
|
≤0,03
|
≤0,03
|
Свойства металла шва выполненного проволокой Св 08Г2С
,
МПа
|
,
%
|
KCU, Дж/см2
|
20°
|
-20°
|
510
|
22
|
120
|
50
|
Из сравнения механических свойств основного металла и
металла шва выполненного проволокой Св 08Г2С видно, что прочность сварного шва
будет близка к прочности основного металла.
Сварочную проволоку проверяют на чистоту поверхностей от
окислов, смазки и загрязнений, расслоений и закатов. При соответствии свойств
проволоки сертификату и требованиям стандартов, имеющиеся загрязнения (кроме
окислов) могут быть очищены механическим или химическим способами. За последние
годы увеличивается поставка проволоки с покрытием из меди. Оно исключает
образование ржавчины и способствует получению качественных сварных швов.
Выбор состава защитного газа
Инертные газы (аргон, гелий и их смеси) целесообразно
применять для сварки металлов (например, алюминия, магния, титана) и сплавов,
склонных при нагреве к энергичному взаимодействию с кислородом, азотом,
водородом; инертные газы с добавками кислорода или углекислого газа – для
сварки легированных сталей и сплавов; азот – для сварки металлов и сплавов, не
взаимодействующих с этим газом; углекислый газ – для сварки углеродистых и
легированных сталей, а также других металлов и сплавов, не имеющих большого
химического сродства к кислороду.
Сварка в среде аргона
Аргон – инертный газ без цвета, запаха, тяжелее воздуха
примерно на 38%. Плотность аргона 0,001783 г/см3, а по отношению к воздуху
1,38. В воздухе аргона содержится ничтожное количество – 0,935%. С большинством
элементов он не образует химических соединений и нерастворим в жидких и твердых
металлах. Аргон получают из воздуха, переохлажденного до низких отрицательных
температур, путем избирательного испарения при температурах выше – 185,5° С.
Согласно ГОСТ 10157-73 выпускают три марки аргона
различной чистоты: А – 99,99%, Б – 99,96% и В – 99,90% чистого аргона,
остальное – примеси кислорода и азота. Поставляется и хранится аргон в сжатом
газообразном состоянии в стальных баллонах под давлением 15 МПа.
Степень чистоты аргона для сварки является существенным
фактором. Чистый аргон марки А предназначен для защиты шва при сварке титановых
сплавов, циркония, молибдена и других активных металлов и их сплавов, а также
особо ответственных изделий из сталей; марки Б – для сварки плавящимся и
неплавящимся электродом алюминиевых и магниевых сплавов; марки В – для сварки
изделий из чистого алюминия, нержавеющих сталей и жаропрочных сплавов; аргон
технический предназначен в основном для плазменной резки.
Защитные газы (углекислый газ, аргон и др.) при наличии
сертификатов завода-изготовителя подвергают контролю только в том случае, если
в сварных швах, выполненных с их использованием, обнаруживают недопустимые
дефекты. Тогда проверяют газы на наличие или отсутствие вредных примесей и
влаги. Последнюю, проверяют по температуре точки росы.
Расчет расхода сварочных материалов
Расход газа:
Н2 = Q2 Ln + Qдоп , где:
Q2 – удельная норма расхода газа на 1 м шва;
Ln – длина шва;
Qдоп – дополнительный расход газа на продувку газовых
конструкций настройку оборудования :
Qдоп = q2 – t п.з., где:
q2 – оптимальный расход газа, 10 п/м шва.
t п.з. – подготовительно-заключительное время.
Числовые значения представлены в технологическом листе №
2 курсового проекта для каждой операции.
Расчет расхода сварочной проволоки :
Нпр = Мn + (0,07-0,15 мк) [г/м], где:
Mn – масса наплавленного металла:
Mn = p Fn 10-3 , где:
Fn – площадь поперечного сечения шва мм2
Р – плотность металла шва, 7,5а/мм3
Выбор сварочного оборудования
Для сварки корпуса редуктора используется сварочный
полуавтомат типа ПДПГ-300, предназначенный для дуговой сварки плавящимся
электродом в среде защитных газов стали толщиной от 1,5 мм.
Устройство полуавтомата представляет собой установку (см.
рис. 3), состоящую из выпрямителя поз. 1, блока управления поз. 2, подающего
устройства с кассетой поз. 3, сварочной горелки поз. 4, соединительных проводов
поз. 5 и поз. 6, кабеля поз. 7.
Управление полуавтоматом осуществляется с пульта
управления, расположенного на подающем механизме.
Газовая аппаратура полуавтомата состоит из
редуктора-расходометра, снабженного подогревателем газа и газового клапана.
Редуктор-расходомер закрепляется на баллоне с газом и служит для снижения
давления газа и регулирования его расхода.
Сварка осуществляется проволокой марки СВ08Г2С по ГОСТ
2246-70.
Рис. 3. Общий вид полуавтомата ПДГ-312
Технические характеристики полуавтомата ПДГ-312У3
Наименование параметра
|
Норма
|
Номинальное напряжение питающей сети, В
|
380 (+5%; -10%)
|
Номинальная частота, Гц
|
50 ±
1
|
Потребляемая мощность, кВА, не более (с ВДГ-303)
|
21
|
Номинальный сварочный ток при ПВ = 60% и длительности
цикла 10 мин., А
|
315
|
Пределы регулирования сварочного тока, А (с ВДГ-303)
|
50-315
|
Диаметр электродной проволоки, мм
|
0,8-2,0
|
Скорость подачи электродной проволоки, м/ч
|
75-960
|
Расход защитного газа, л/ч
|
500-960
|
Расчет параметров режима сварки
Сварку в защитных газах выполняют на постоянном токе.
Сила тока зависит от диаметра и состава электрода, скорости подачи электродной
проволоки, полярности, вылета электрода, состава газа.
Рис. 4. Зависимость силы сварочного тока от скорости
подачи электродной проволоки при сварке в углекислом газе
Для стабильного процесса сварки такой проволокой
необходимо обеспечить постоянный вылет электрода. Сварку проволокой диаметром
1.6мм можно выполнять при нормальном и повышенном вылете. Увеличение вылета
позволяет повысить коэффициент расплавления электрода и изменить глубину
провара. При сварке корпуса вылет выбирается в пределах 18-20 мм. Увеличение
приводит к повышению разбрызгивания и нарушению стабильности процесса, а
уменьшение - к разбрызгиванию и подгоранию наконечника.
Влияние химического состава основного металла низкоуглеродистых
и низколегированыхсталей на сопротивляемость образованию горячих трещин
выражается эквивалентом углерода Сэкв. Для этого рекомендован ряд эмпирических
формул. Для приближенной оценки свариваемости стали воспользуемся формулой
Хренова-Богрянского :
Химический состав стали 20
C
|
Si
|
Mn
|
Ni
|
S
|
P
|
Cr
|
Cu
|
As
|
0.17 - 0.24
|
0.15 - 0.17
|
0.35 - 0.65
|
до 0.25
|
до 0.04
|
до 0.035
|
до 0.25
|
до 0.25
|
до 0.08
|
плохо
свариваемая сталь.
Расчёт режимов сварки производим в следующей
последовательности:
Конструктивные элементы сварного шва
Т1 – тавровое соединение, односторонний шов.
Форма подготовленных кромок: без скоса кромок.
b = 0
S = 4 мм
S1 ³
0,8 S
Форма поперечного сечения:
Размеры конструктивных элементов шва:
k = 4 мм
Предельные отклонения: +0,5…+1,0
Определяем силу сварочного тока
Iсв = 300 (dэл -1)
при dэл = 1,6
Iсв = 180А, принимаем Iсв = 160 А.
Определим напряжение на дуге
Uд = 8 dэл + 16 , Uд = 30 B
Определим скорость сварки:
;
Определяем скорость подачи электродной проволоки:
Определяем длину шва:
Расчет норм времени на сварочные
операции
Расчет технической нормы времени полуавтоматической сварки
в среде защитных газов
Нормируемые затраты рабочего времени делятся на
подготовительно-заключительное время, основное время, вспомогательное время,
время обслуживания рабочего места, время перерывов на отдых и естественные
надобности.
Сумма затрат основного и вспомогательного времени, а
также времени на обслуживание рабочего места, на отдых и естественные
надобности, называется нормой штучного времени, которая определяется по
формуле:
,
где
То – основное время;
Тв – вспомогательное время;
Тобс – время обслуживания рабочего места;
Тотд – время на отдых и естественные надобности.
Сумма основного и вспомогательного времени представляет
собой оперативное время:
.
1. Подготовительно-заключительное время слагается из
следующих элементов рабочего времени: получение производственного задания,
указаний и инструктажа; ознакомление с работой, настройка полуавтомата, сдача
работы.
Настройка полуавтомата включает установку величины
сварочного тока, скорости сварки, скорости подачи электродной проволоки,
оптимального расхода защитного газа, подготовку приспособлений.
Элементы работы
|
Время на партию, в мин
|
Получение производственного задания, указания и
инструктажа
|
5,0
|
Ознакомление с работой
|
3,0
|
Установка величины сварочного тока при питании дуги от
сварочных преобразователей и трансформаторов с отдельной реактивной катушки
|
2,5
|
Установка скорости подачи электродной проволоки
|
0,1
|
Установка оптимального расхода защитного газа
|
2,0
|
Продувка газовых шлангов горелки
|
0,8
|
Включение и регулировка давления воды в шлангах
|
1,0
|
Сдача работы
|
2,0
|
ИТОГО
|
16,4
|
2. Основное время при полуавтоматической сварке в среде
защитных газов – это время чистого горения дуги. Основное время на 1 пог. м шва
при однослойной сварке рассчитывается по формуле:
,
где
F – площадь поперечного сечения шва (10 мм2);
g
– плотность наплавленного металла (7,8 г/см3);
I – величина сварочного тока (120 А);
aн
– коэффициент наплавки (15 г/А ч).
Скорость сварки определяется по формуле:
;
Скорость подачи электродной проволоки:
,
где Fэ – площадь поперечного сечения электродной
проволоки в мм2.
Тогда,
3. Вспомогательное время при полуавтоматической сварке
разделяется на две группы:
1) зависящее от длины шва;
2) связанное с изделием и работой оборудования.
Вспомогательное время, зависящее от длины шва, охватывает
следующие элементы рабочего времени: очистку и осмотр кромок, очистку шва от
шлака, промер и осмотр шва и т.д.
Наименование элементов работы
|
Норма времени на 1 пог.м шва в мин
|
Примечание
|
Очистка и осмотр свариваемых кромок без разделки кромок
|
0,30
|
Зачистка кромок вручную стальной щеткой
|
Осмотр шва от шлака, промер и осмотр шва наружных
поверхностей стыковых и угловых швов
|
0,40
|
Норма времени дана на очистку, промер и осмотр последнего
слоя шва
|
Переход сварщика к началу шва с полуавтоматом,
газоэлектрической горелкой с подтягиванием проводов
|
0,15
|
Время дано на один переход
|
ИТОГО
|
0,85
|
|
Вспомогательное время, связанное с изделием и работой
оборудования, охватывает следующие элементы рабочего времени: установку
свариваемого изделия на стеллаж, стенд, ролико-опору, в приспособление, поворот
и уборку изделий после сварки, переходы электросварщика, подготовку, установку
и регулировку оборудования и приспособлений для работы, включение и отключение
оборудования в процессе работы.
1. Время на установку, повороты и снятие изделий вручную – 0,7
мин
|
2. Время на установку, повороты и снятие изделия – 3,0 мин.
|
3. Время на установку в начале шва головки полуавтомата и
газоэлектрической горелки – 0,1 мин.
|
4. Время на включение и отключение установки – 5 мин.
|
5. Время на перемещение сварщика – 0,3 мин.
|
ИТОГО 9,1 мин.
|
Всего норма вспомогательного времени составит 9,95 мин.
4. Время обслуживания рабочего места затрачивается на:
раскладку и уборку инструмента, включения и выключения источника питания дуги,
регулировку режимов сварки, установку кассеты с электродной проволокой в
автомат, уборку электродной проволоки после окончания работы, смену кассет,
баллонов с газом в процессе работы; подналадку оборудования, уход за ним и
уборку рабочего места.
На обслуживание рабочего места
|
6 мин.
|
На естественные надобности
|
2 мин.
|
На отдых
|
4 мин.
|
ИТОГО
|
12 мин.
|
Следовательно,
Общее количество затрат времени:
Выбор метода контроля
Данное изделие контролируется внешним осмотром.
Внешним осмотром невооруженным глазом или с помощью лупы
(с 10-ти кратным увеличением) выявляют, прежде всего, дефекты швов в виде
трещин, подрезов, пор, свищей, прожогов, наплывов, непроваров в нижней части
швов. Многие из этих дефектов, как правило, недопустимы и подлежат исправлению.
При осмотре выявляют также дефекты формы швов, распределение чешуек и общий
характер распределения металла в усилении шва.
Сварные швы часто сравнивают по внешнему виду со
специальными эталонами. Геометрические параметры швов измеряют с помощью
шаблонов или измерительных инструментов.
Тщательный внешний осмотр – обычно весьма простая
операция, тем не менее, может служить высокоэффективным средством
предупреждения и обнаружения дефектов. Только после проведения внешнего осмотра
и исправления недопустимых дефектов сварные соединения подвергают контролю
другими физическими методами для выявления внутренних дефектов.
Проектирование технологической
оснастки
Технологическая оснастка является приспособлением для
сборки и сварки элементов конструкции. Сборка сварных конструкций заключается в
размещении элементов конструкции в порядке, укладки при сборке в технологии и
предварительном закреплении между собой отдельных элементов конструкции. От
качества сборки зависит и качество сварных работ.
В качестве технологической оснастки используем сварочный
пост, предназначенный для сборки и сварки нескольких исполнений корпуса
редуктора.
Основными требованиями, предъявленными к данному сварному
соединению, являются:
1) уменьшение короблений при приварке втулок, т.к.
невыполнение этого условия приводит к разнотолщинности расточки под подшипник.
Для устранения этого применяется фиксация и пневмоприжим втулок в сварочном
стапеле;
2) уменьшение коробления при приварке угольника;
3) герметичность сварных соединений (отсутствие сквозных
дефектов нарушающих герметичность);
4) соответствие геометрических размеров швов заданным
значением по конструкторской документации.
Меры уменьшения угловых деформаций:
фиксация в стапеле;
последовательность выполнения прерывистых швов;
правильных подбор режимов сварки.
Список используемой литературы
1.
Акулов А.И., Бельчук Г.А., Демянцевич В.П. «Технология и оборудование
сварки плавлением». М., «Машиностроение», 1977.
2.
Браткова О.Н. «Источники питания сварочной дуги». М., «Высшая школа»,
1982.
3.
Гитлевич А.Д., Животинский Л.А., Жмакин Д.Ф. «Техническое нормирование
технологических процессов в сварочных цехах». М., 1962.
4.
Гитлевич А.Д., Этингоф Л.А. «Механизация и автоматизация сварочного
производства». М., «Машиностроение», 1979.
5.
Котвицкий А.Д. «Сварка в среде защитных газов». М., «Высшая школа»,
1974.
6.
Николаев О.И. «Машиностроительные стали». Справочник. М.,
«Машинстроение», 1981.
7.
«Сварка в машиностроении». Справочник под ред. Н.А. Ольшанского. Том
1-4. М., «Машиностроение», 1978.
8.
«Справочник сварщика». Под ред. В.В. Степанова. М., «Машиностроение»,
1967.
9.
«Оборудование для дуговой сварки: Справочное пособие». Под ред. В.В.
Смирнова. Л.: Энергоатомиздат, 1986.