Разработка технологического процесса изготовления опоры

 

2.4 Выбор способа сварки  и сварочного оборудования 

 

Существует несколько технологий проведения сварочных работ. Использование полуавтомата упрощает этот процесс и позволяет добиться значительного сокращения времени на производство необходимых операций.

Особенности «Плюс» источника питания присоединяется к проволоке, «минус» – к заготовке. Работа ведется короткими, но частыми замыканиями. Это понижает интенсивность разбрызгивания металла. Использование смеси углекислый газ + аргон в этом плане еще эффективнее. Кроме того, это снижает эн/потребление и повышает производительность примерно в 1,5 раза. Для сварки по такой методике используется только специальная сварочная проволока Св-08 (или 10)ГС сечением от 0,6 до 1,2 мм. Это связано с тем, что при высокой температуре (в рабочей зоне она может достигать значения +6 000 °С) газ СО2 разлагается. Образующийся кислород приводит к выгоранию легирующих веществ и углерода. Рекомендуемая проволока содержит элементы, которые нейтрализуют негативное воздействие О² (титан, кремний, алюминий, марганец). Их еще называют «раскислителями». Если производится сварка сталей категории «высокопрочные», то целесообразно использовать порошковую проволоку. Для малолегированных или углеродистых сталей применяется защитная смесь из углекислого газа и кислорода (примерно 75 на 25). Работы проводятся обязательно в хорошо вентилируемых помещениях, так как процесс является небезопасным для здоровья. К примеру, при сваривании «оцинковки» происходит образование паров этого металла, использующегося в качестве защитного слоя. А это чревато появлением у работника так называемого «цинкового озноба». Если есть возможность (без ущерба качеству) использовать другой вид сварки, то от методики работы в защитной среде в конкретной ситуации лучше отказаться. Тем, кто желает более детально изучить технологию и особенности сварки полуавтоматом с использованием газов, можно рекомендовать для ознакомления документ РД № 26 – 17 – 051 от 1985 года. В нем подробно изложены требования к материалам, нюансы работы, типовые неисправности оборудования и много другой полезной для начинающего сварщика информации. Среди множества ГОСТ, регламентирующих особенности сварочных работ, стоит обратить внимание на Стандарт № 14771 от 1976 года. В нем описываются все нюансы процессов в защитных средах.

Преимущества

Простая технология. Низкая себестоимость, так как из всех защитных смесей и газов углекислый – самый дешевый. Получение однородного, плотного и узкого шва. Это особенно ценно при сваривании тонкостенных деталей. Отсутствие шлаков в рабочей зоне, что избавляет от необходимости производить дополнительную механическую обработку участка. Возможность визуального контроля процесса. Минимальная температурная деформация кромок деталей, так как газ одновременно является и «охладителем». Повышается устойчивость шва к коррозии. Работы можно вести при любой пространственной ориентации электрода. Отличное качество при высокой производительности (превышение до 3-х раз по отношению к ручной сварке).

 

Выбираю оборудование для сварки опоры полуавтомат А-537У, источник питания у которого является преобразователь ПСГ-500-1.

Технические характеристики А-537У

Тип	Сварочный ток, А		Электродная проволока		Тип источника питания	Габаритные размеры, мм		Масса, кг
	Номинальный	Пределы регулирования	Диаметр, мм	Скорость подачи, м/ч		Механизма подвчи	Шкафа управления	Механизма подвчи	Шкафа управления
А-537У	500	100-500	1,6-2,0	80-590	ПСГ-500-1	330х280х 325	440х350х 450	25	35

 

Назначение  А-537У

Предназначен для дуговой сварки конструкций из малоуглеродистой стали, швы которых расположены в разных пространственных положениях и труднодоступных местах.

 Полуавтомат типа А-537У имеет облегченный механизм подачи электродной проволоки. Сварка полуавтоматами А-537У осуществляется стальным плавящимся электродом в среде углекислого газа постоянным током.

 

Каждый полуавтомат состоит из сварочной головки, механизма подачи электродной проволоки, источника питания дуги, подогревателя и осушителя газа, редуктора с манометром и ротаметра.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.5. Расчёт и выбор параметров режима сварки

1. Принимаем диаметр электродной проволоки в зависимости от толщины свариваемого метала.

 

мм

 

2. Определяем вылет электродной проволоки.

 

 

3. Определяем силу сварочного  тока по формуле.

 

 

где j – плотность тока ( ), значения которой находятся в диапазоне от 60 до 235 ,

 

 – площадь поперечного сечения  электродной проволоки ( )

 

 

Принимаем плотность тока j = 135

Тогда =135∙2=270 А.

 

4. Определяем скорость подачи  электродной проволоки.

 

 

Где - скорость подачи электродной проволоки,

 – коэффициент расплавления  электродной проволоки,

 – сила сварочного тока, А

 – диаметр электродной проволоки, мм

 – плотность металла электродной  проволоки, (0,0078 )

 

 

 

 

5. Определяем скорость сварки.

 

 

где Uсв. – скорость сварки в

       - коэффициент наплавки,

       - сила сварочного тока,А

       - площадь поперечного сечения шва, мм2

       - плотность металла,

 

 

где φ – потери электродного металла в следствие окисления, испарения и разбрызгивания, %(φ=7-15%), принимается 10%

 

 

 

6. Напряжение на дуге зависит  от сварочного тока и определяется  по формуле 

 

 

принемаю 26(В)

 

 

 

 

 

2.6. Расчёт норм времени на сварочные операции

Нормированием сварочных работ определяются нормы времени, нормы выработки, нормы расхода электродов и электроэнергии. Правильно поставленное нормирование – важный фактор увеличения производительности процесса сварки и снижения себестоимости продукции. Нормы в современном производстве должны стимулировать увеличение производительности труда, экономию материалов и средств. Поэтому они не должны быть среднеарифметическими величинами, формально составленными на основе среднего уровня производительности, расхода электродов и электроэнергии. Нормы времени и расхода электродов должны отвечать требованиям, предъявляемым к среднепрогрессивным нормам, базирующимся на опыте работы передовых рабочих, на строгом техническом расчете.

 Под нормой времени понимают  время, которое необходимо затратить  для выполнения единицы определенной  работы. За единицу работы при определении нормы времени в сварочном производстве принимаю или 1кг наплавленного металла, или 1м сварного шва, или одно сварное изделие. Наиболее часто норму времени выражают в минутах на 1 метр шва.

 Под нормой выработки понимают  количество работы, которое необходимо выполнить за единицу времени. Часто норму выработки выражают в метрах сварного шва, выполненных за смену или за 1 час работы.

Нормы времени (Т) складываются из основного (tосн), вспомогательного (tвсп), подготовительно-заключительного (tподзак), времени на обслуживание рабочего места (tобс) и на отдых (tотд)

 

 

Основное время – это время непосредственного наложения шва, время горения дуги.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где Gн – расход сварочной проволоки;

αн - коэффициент наплавки;

Iсв – сила сварочного тока;

tосн – время на выполнение  основных сварочных работ;

Lшв – длина шва;

Fн – площадь поперечного  сечения шва;

 – плотность металла;

 

 Вспомогательное время – это затраты рабочего времени на смену электродной проволоки, засыпку и уборку флюса, зачистку шва от шлака, промер и осмотр сварного шва , подноску укладку и снятие изделия, зачистку свариваемых кромок и переходы во время сварки

 

 

 

В подготовительно-заключительное время входят затраты рабочего времени на получение производственного задания, указаний и инструкций, на ознакомление с работой и сдачу работы.

 

 

 

Время на обслуживание рабочего мета это – затраты рабочего времени на подключение кабеля к сварочному агрегату, включение и выключение агрегата, отключение и сворачивание кабеля, уборку рабочего места и др.

 

 

 

Время на отдых определяется по формуле:

 

 

 

тогда

 

 

 

 

2.7 Сборка и сварка  конструкции

Создание наиболее экономичных сварных конструкций требует комплексного конструктивного технологического проектирования, при котором вопросы конструктивного плана решаются одновременно с вопросами технологии. Проектирование невозможно без учета особенностей технологии, а одним из важнейших моментов становится соблюдение принципов технологичности конструкций.

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

 В практике современного  машиностроения существуют два  метода отработки конструкций на технологичность. Первый заключается в анализе технической документации после окончания проектирования и разработки рабочего проекта изделия. При этом производится анализ имеющейся документации с точки зрения требований технологичности, предъявляемых производством конкретного завода-изготовителя, после чего в техническую документацию вносят лишь незначительные изменения, мало влияющие на конструктивные решения. Разработка конструкции к этому моменту практически завершена, эффективность такого метода невысокая.

По второму методу обработка технологичности конструкций является непрерывным процессом, начинающимся с жизнью проекта изделия и продолжающимся на всех стадиях его проектирования и изготовлении изделия, позволяет улучшить качество конструкции, дает возможность сократить время подготовки производства и позволяет конструктору и технологу правильно решить следующие задачи:

1) разработать конструкцию с  учетом технологических возможностей  производства и принятой системой  унификации и нормализации деталей и узлов (сборочных единиц) ;

2) выбрать более простые и  удобные для изготовления формы  деталей;

3) конструктивно проработать оформление  всех сварных соединений с  указанием характера их обработки, форм подготовки кромок, допусков  на размеры и припусков на обработку после сварки и некоторых других данных;

4) наметить систему расчленения  конструкции на основные узлы, разработки общих схем сборки  и сварки;

5) наметить технологические мероприятия  по предотвращению и устранению  сварочных напряжений и деформаций;

6) предусмотреть возможно больший  объем механизированных способов  сварки;

7) наметить и эскизно разработать  конструкции специальных приспособлений  оснастки и др.

 В результате совместной  работы конструктора и технолога  по окончании проектирования наряду с разработанной конструкцией устанавливается принципиальная технология его изготовления в соответствии с чертежами, действующими стандартами и ТУ.

 Техническими условиями называют  требования, которые предъявляются  к изделиям при их изготовлении. ТУ бывают общие и дополнительные. В общих ТУ указывается:

1) материал будущей конструкции  или детали и допустимые способы  его обработки;

2) допуски отклонений на размеры, которые необходимо выдерживать  по чертежам;

3) допуски отклонений от прямолинейности  изготовленной конструкции, ее отдельных узлов и элементов вследствие деформаций от сварки;

4) типы электродов, применяемых  при сварке данной конструкции;

5) способы контроля заготовок, испытания конструкций и сварных  швов

 Дополнительные ТУ обычно  отражаются в сборочных и детальных чертежах изготовляемой конструкции.

 На основании принципиальной  технологии разрабатывается рабочая  технология, которая отражается  в рабочей технологической документации. Степень подробности изложения  технологического процесса в  рабочей документации зависит от ряда условий: типа производства, сложности конструкции, ее ответственности, от уровня оснащенности цеха приспособлениями, квалификации рабочих.

 Технологическая карта –  основной производственный документ, в котором приведены все данные по заготовке сборке и сварке изделия. При составлении технологической карты технолог должен придерживаться схемы, утвержденной принципиальной технологией. Составленная карта должна быть понятной без пояснительной записки.

 Технологические карты составляют на заготовку, сборку и сварку. При этом существуют две схемы изложения технологического процесса сборки и сварки:

1. Сборочные и сварочные операции  излагаются раздельно в двух  разных технологических документах.

В документе на сборку подробно описываются сборочные операции, а относительно сварочных дается краткое указание “сварить”.

 В документе на сварку, наоборот, сварочные операции описываются  подробно, а сборочные формулируются  словом “собрать”. Таким образом, в обоих документах устанавливается одинаковая очередность операций.