Разработка технологии и режимов автоматической сварки порошковой проволокой для изготовления основания крана

основание крана ПП.doc

Cварка порошковой проволокой позволяющая сравнительно просто механизировать и автоматизировать процесс соединения металлов находит в последние годы широкое и все возрастающее применение во всех промышленно развитых странах мира. Социально-экономическое развитие нашей страны основывается на научно-техническом прогрессе приоритетными направлениями которого являются комплексная механизация и автоматизация производственных процессов широкое внедрение в производство новых конструкционных материалов и высокоэффективных технологических процессов рациональное использование материальных и энергетических ресурсов.
В реализации этих направлений в машиностроении в строительстве на транспорте и в других отраслях значительная роль отводится прогрессивным технологиям сварки и родственным процессам. Известно около 70 способов сварки с применением которых создаются монолитные соединения металлов неметаллов а также разнородных материалов толщиной от нескольких микрометров до нескольких метров при производстве автомобилей подвижного состава железных дорог энергетической и химической аппаратуры и многих других сварных конструкций ответственного назначения.
Целью данной курсовой работы является разработка технологического процесса сварки основания крана подбор материала для свариваемых заготовок определение вида и параметров процесса сварки.
Современное состояние технологии
Возможность наблюдения при полуавтоматической сварке за направлением электрода в разделку особенно при сварке с его поперечными колебаниями а также за образованием шва — основные преимущества сварки порошковыми проволоками. Изменение состава наполнителя сердечника порошковой проволоки позволяет воздействовать на химический состав шва и технологические характеристики дуги.
Сварка порошковыми проволоками имеет свои недостатки. Малая жесткость трубчатой конструкции порошковой проволоки требует применения подающих механизмов с ограниченным усилием сжатия проволоки в подающих роликах. Выпуск проволоки в основном диаметром 26 мм и более требуя применения для устойчивого горения дуги повышенных сварочных токов позволяет использовать их для сварки только в нижнем и редко в вертикальном положении. Это объясняется тем что образующаяся сварочная ванна повышенного объема покрытая жидкотеку-чим шлаком не удерживается в вертикальном и потолочном положениях силой поверхностного натяжения и давлением Дуги
Преимуществом порошковой проволоки является возможность за счет наполнителя в широких пределах регулировать химический состав дива что используется при наплавке. Ими можно наплавлять изделия под флюсом в защитных газах и открытой дугой. Разработаны порошковые проволоки ПП-АН120 ПП-АН121 ПП-АН122 — для наплавки под флюсом деталей машин из углеродистых сталей ПП-АН105 — для наплавки высокомарганцовистых сталей ПП-АН170 — для наплавки высокохромистых сталей порошковые ленты ПЛ-АН101 ПЛ-АН102 и др. При дуговой наплавке порошковыми проволоками и лентами применяют меньшие плотности тока по сравнению с электродами сплошного сечения что обеспечивает меньшую глубину проплавления и меньшее перемешивание наплавленного металла с основным.
Технологические особенности сварки различных сталей заключаются прежде всего в подборе марки сварочной проволоки в зависимости от химического состава свариваемой стали. Низкоуглеродистые и низколегированные стали обычно свариваются стандартной кремнемар-ганцевой проволокой марок Св 08Г2С Св 08ГС Св 12ГС и порошковыми проволоками. Низколегированные стали содержащие хром и никель для повышения коррозионной стойкости сваривают проволокой Св 18ХГСА и Св ХГ2С. Высоколегированные аустенитные хромонике-левые коррозионно-стойкие стали типа 06X18Н9 сваривают в углекислом газе проволокой Св 06Х19Н9Т и Св 07Х18Н9ТЮ.
Порошковыми проволоками предназначенными для сварки в углекислом газе (ПП-АН8 ПП-АН9 ПП-АН10 ПП-АН21 ПП-АН22) можно сваривать конструкции из углеродистых и низколегированных сталей с содержанием углерода до 025 %. Отличительная особенность процесса сварки при использовании этих проволок - высокая стабильность горения дуги равномерное плавление проволоки незначительное разбрызгивание металла. Особенно эффективно использование этого процесса сварки когда к внешнему виду сварных швов предъявляются повышенные требования. Проволока рутил-флюоритного типа (ПП-АН4 ПП-АН9 ПП-АН20 ПП-АН22 ПП-АН54) рекомендуется для сварки конструкций работающих в сложных климатических условиях при отрицательных температурах динамических и знакопеременных нагрузках. Сварочные работы желательно выполнять в закрытых помещениях; сварка на открытых площадках возможна при соблюдении мер предотвращающих сдувание защитного газа. Рекомендуется вести сварку при вылете электрода 35 40 мм. При сварке плавящимся электродом вылетом электрода называют расстояние от конца электродной проволоки до среза токоподводящего мундштука.
Сварка под флюсом затруднена ограниченностью положения шва в пространстве и невозможностью наблюдения за его формированием. При сварке в защитных газах может нарушаться надежность защиты сварочной ванны из-за движения воздуха и залипания газового сопла брызгами.
Сварка порошковыми самозащитными проволоками исключает отмеченные недостатки и сочетает в себе положительные стороны автоматизированных и ручного способов сварки.
Рисунок 1 – Схема автоматизированной дуговой сварки порошковой проволокой.
– Электродная порошковая проволока;
– Токоподводящий наконечник;
– Затвердевший шлак;
Отличие состоит в отсутствии защитного газа функции которого выполняет сердечник порошковой проволоки при своем сгорании.
Рисунок 2 – Конструкция порошковой проволоки.
Проволока (рис2) состоит из оболчки (1) сформированной из ленты холодного проката марки 08КП или 10КП толщиной 02-10 мм и шириной 8-20 мм методом профилирования или волочения. Внутри оболочки находится шихта (2) т н порошкообразный сердечник включающий элементы выполняющие при сварке следующие функции:
Защита сварочной ванны от окружающей среды;
Металлургическая обработка;
Связывание азота в стойкие нитриды не нарушающие пластичности шва;
Стабилизация горения дуги;
Формирование шва (форма и параметры шва показаны на рисунке 3)
Улучшать отделяемость шлаковой корки;
Увеличивать глубину проплавления основоного металла;
Уменьшать разбрызгивание;
Уменьшать склонность к образованию газовых пор и трещин;
Предотвращать появление других дефектов.
Рисунок 3 – Параметры формы шва
В зависимости от состава сердечника порошковые проволоки подразделяются на :
Карбонатно-флюоритовые (CaCO3 + CaF2);
Рутил-флюоритовые (T
Сварку порошковыми проволоками можно выполнять практически на любом сварочном автомате. Сварка выполняеися на постоянном токе обратной полярности источники имеют полого-падающую или жесткую ВАХ.
Состав структура и свойства основного и присадочного материала.
1 Основной материал.
В качестве основного металла для изготовления основания крана используем сталь марки 09Г2С. Это конструкционная низколегированная сталь для сварных конструкций. Химический состав приведен в таблице 1
Таблица 1 – Химический состав стали 09Г2С
Механические свойства стали представлены в таблице 2
Таблица 2 – Механические свойства стали 09Г2С
Предел прочности МПа
Предел текучести МПа
Макс относит удлинение %
Склонность к отпускной хрупкости
По сравнению с высокоуглеродистыми низколегированные стали обладают более высоким пределом текучести пониженной склонностью к механическому старению повышенной хладостойкостью лучшей коррозионной стойкостью низкой ударной вязкостью.
2 Присадочный материал.
В качестве присадочного материала используется порошковая проволока ПП-АН3. Химический состав проволоки ПП-АН3 приведен в таблице 3
Таблица 3 – Химический состав проволоки ПП-АН3.
Механические свойства металла шва представлены в таблице 4
Таблица 4 – Механические свойства металла шва.
Ударная вязкость при 200С Джсм2
Сварка данной проволокой осуществляется на постоянном токе в нижнем или вертикальном пространственных положениях. Временное сопротивление разрыву 500-650 МПа. Сварка выполняется с наклоном проволоки «углом назад» или перпендикулярно шву.
Технологический процесс
1 Расчет режимов сварки
Предварительную оценку свариваемости стали можно провести по углеродному эквиваленту:
Если Сэ08 сварку можно выполнять без предварительного подогрева основного металла.
Основными параметрами режима сварки порошковыми проволоками являются: диаметр электродной проволоки – dэ; сила сварочного тока – Iсв; напряжение на дуге – Uд; скорость сварки – Vсв; скорость подачи сварочной проволоки – Vпп; вылет электродной проволоки – L. Основные параметры режима сварки порошковой проволокой за исключением скорости сварки выбираются из справочных таблиц.
Таблица 5 – Основные параметры сварки порошковой проволокай (для проволоки марки ПП-АН3)
Толщина свариваемых листов мм
Рассчитаем скорость сварки (Vсв) для каждой свариваемой детали. Скорость сварки зависит от поперечного сечения шва (Sш). Площадь сечения шва находится как сумма элементарных геометрических фигур из которых он состоит.
При сварке порошковой проволокой (ПП) шов имеет следующий вид:
Рисунок 7 – сварной шов
h – высота шва; с – высота усиления; в – ширина шва; α – угол раскрытия.
При сварке ПП α = 60-900. Принимаем α = 600 тогда = α2 = 300.
Как видно из рисунка площадь шва можно найти как сумму площадей треугольника(Sтр) и сегмента(Sсег).
ширину шва можно определить:
тогда площадь шва определяется по формуле:
Скорость сварки расчитывается по формуле:
где - коэффициент наплавки. Для проволоки марки ПП-Ан3 диаметром 3 мм = 17г(А*ч). Массу наплавленного металла можно определить (mн):
Определяем параметры сварки для каждого сварного соединения.
При сварке корпуса (1) с плитой (4):
mн = 1386·628·17*10-6=148кг;
mн =148кг. Рисунок 8 – Узел I
При сварке кронштейна (3)с плитой (4)
mн = 1386·279·17*10-6=066кг;
mн =066кг. Рисунок 9 – Узел II
Свариваем ребро (6) с плитой (4):
mн = 4526·166·17*10-6=013кг;
mн =013кг. Рисунок 10 – Узел III
Свариваем ребро (6) с корпусом (1):
mн = 4526·40·17*10-6=003кг;
mн =003кг. Рисунок 11 – Узел IV
Параметры сварки ребра (6) с кронштейном (3) аналогичны сварке с корпусом(1).
Свариваем ребро (7) с плитой (4):
mн = 4526·288·17*10-6=022кг;
mн =022кг. Рисунок 12 – Узлы V VI
Параметры сварки ребра (7) с корпусом (1) аналогичны сварке ребра (6) с корпусом.
Свриваем ребро (5) с плитой (4):
mн = 4526·177·17*10-6=014кг;
mн =014кг. Рисунок 13 – Узлы VII VIII Параметры сварки ребра (5) с корпусом аналогичны параметрам сварки ребра (6) с корпусом (1).
Свариваем ребро (8) с плитой (4):
mн = 2546·452·17*10-6=02кг;
mн =02кг. Рисунок 14 – Узлы IX X
Свариваем ребро (8) с ребром (6):
mн = 2546·40·17*10-6=0017кг;
mн =0017кг. Рисунок 15 – Узел XI
Свариваем ребро(8) с ребром (7):
L=40 мм; . Рисунок 16 – Узел XII
mн =003кгСвариваем ребро (9) с плитой (4):
mн = 2546·530·17*10-6=023кг;
mн =023кг. Рисунок 17 – Узел XIII
Свариваем ребро (9) с ребром (8):
mн = 2546·40·17*10-6=00173кг;
mн =00173кг. Рисунок 18 – Узел XIV
Режимы сварки ребра (9) с ребрами (5) и (6) аналогичны режимам сварки ребра (6) с корпусом (1).
Свариваем щеку (2) с плитой (4):
mн = 1386·218·17*10-6=148кг;
mн =051кг. Рисунок 19 – Узлы XVXVIXVII
Свариваем щеку (2) с кронштейном (3):
mн = 1386·270·17*10-6=064кг;
mн =064кг. Рисунок 20 – Узeл XVIII
2 Технологическая инструкция.
Перед сборкой узлов проверить заготовки на наличие различного загрязнений дефектов а также проконтролировать качество материала согласно нормативно-технической документации.
В случае выявления загрязнений или дефектов устранить их перед сборкой конструкции если устранение невозможно – заменить заготовку.
Перед сваркой последующего узла очистить от шлака и проконтролировать качество соединения предыдущего. В случае выявления дефектов сварного соединения – разобрать узел и сварить его заново.
Узлы собирать и сваривать строго в описанной ниже последовательности.
Устанавливаем корпус (1) на стол манипулятора укладываем на него плиту (4). По диаметру выполняем 8 прихваточных швов очищаем прихваточные швы от шлака затем свариаем. Режим сварки:
Затем переворачиваем собранную конструкцию и выполняем сварку при тех же режимах с другой стороны.
Уложить собранный узел I на стол манипулятора устанавливаем на него кронштейн (3) выполняем прихватку кронштейна (3) с плитой (4) в 2-х точках очищаем прихваточные швы от шлака свариваем кронштейн с плитой. Режимы сварки:
Уложить узел II на стол манипулятора установить ребро (6) – Узлы (III IV V). Прихватить ребро с корпусом (1) в 3-х точках с плитой (4) в 10-ми точках и с кронштейном (3) в 3-х точках. Очистить прихваточные швы от шлака выполнить сварку собранного узла. Режим сварки:
Уложить полученную конструкцию на манипулятор установить ребро (7) (узлы VI VII). Прихватить ребро с плитой в 10-ти точках и с корпусом в 3-х точках. Очистить прихваточные швы от шлака. Приварить ребро (7) к корпусу (1) и плите (4). Режим сварки:
Положить плиту с собранной на ней конструкцией на манипулятор установить ребро (5) (узлы VIII IX). Прихватить ребро с плитой 4-мя прихваточными швами и с корпусом (3 прихваточных шва). Очистить прихваточные швы от шлака и сварить ребро (5) с плитой и корпусом. Режим сварки:
Уложить собранную конструкцию на манипулятор. Установить ребро (8) (узлы X XI XII). Прихватить ребро с плитой (4) – 11 прихваточных швов ребрами (6) и (7) – по 3 прихваточных шва. Очистить прихваточные швы от шлака. Сварить ребро (8) с плитой (4) и ребрами (6) (7). Режим сварки:
Уложить собранную конструкцию на манипулятор. Установить ребро (9)
(узлы XII – XVI). Выполнить прихватку ребра (9) с плитой (4) – 12 прихваточных швов с ребрами (5) и (6) – по 3 прихваточных шва. Очистить прихваточные швы от шлака. Сварить ребро (9) с плитой и ребрами (5) (6). Режим сварки:
Жестко закрепить на манипуляторе щеки (2) установить на них собранную конструкцию прихватить щеку к плите (4) 4-мя прихваточными швами и к кронштейну (3) 5-ю прихваточными швами. Очистить прихваточные швы от шлака. Сварить щеку с плитой и кронштейном. Режим сварки:
Средства технолологического оснащения.
1 Описание и технологические характеристики
АВТОМАТ СВАРОЧНЫЙ А-1406
Автомат подвесной предназначен для дуговой сварки и наплавки сплошнойи порошковой проволокой низкоуглеродистых и легированных сталей.
Автомат обеспечивает следующие способы наплавки: в среде защитного газа; открытой дугой порошковой проволокой и лентой; под слоем флюса сплошной проволокой; открытой дугой расщепленым электродом (по спецзаказу).
Сварка производится на постоянном токе с независимыми от параметров дуги скоростями сварки и подачи электродной проволоки. Автомат установленный на наплавочные станки типа У653 У654 обеспечивает наплавку наружных и внутренних цилиндрических и конических поверхностей а также плоских горизонтальных поверхностей.
Технические характеристики автомата сварочного А-1406
Технические характеристики
Номинальное напряжение сети В
Частота тока питающей сети Гц
Номинальный сварочный ток А
Диапазонрегулирования сварочного тока А
Количество электродов шт
Диаметр электродной проволоки мм:
Пределы плавного регулирования скорости подачи электродной проволоки мч
Вертикальное перемещение сварочной головки:
Поперечное перемещение сварочной головки:
Регулировка угла наклона электрода (мундштука) град
Амплитуда колебания электрода при наплавке порошковой проволокой диаметром до 3 мм. мм
- расход воздуха м3ч
- высота всасывания флюса м
Габаритные размеры мм:
Предназначен для комплектации сварочных автоматов и полуавтоматов при сварке в среде углекислого газа под флюсом а также сварке порошковой проволокой.
Может использоваться как источник тока для ручной дуговой сварки штучными электродами.
Напряжение питающей сети В
Частота питающей сети Гц
Пределы регулирования сварочного тока А
Количество ступеней регулирования тока
Номинальное рабочее напряжение В
Напряжение холостого хода В не более
Потребляемая мощность кВА не более
Диаметр электрода мм
Габаритные размеры мм
МАНИПУЛЯТОР СВАРОЧНЫЙ У-191
Манипулятор предназначен для вращения в горизонтальной или наклонной плоскости изделий при автоматической сварке или наплавке.
Манипулятор представляет собой станину с механическим приводом для наклона таверсы с планшайбой на угол необходимый для сварки или
Планшайба прямоугольной формы не имеет устройств для зажатия свариваемого изделия устройства должны дополнительно изготавливаться в каждом отдельном случае.
На таверсе установлен механический привод для вращения плвншайбы со скоростью необходимой для сварки.
Скорость сварки (вращения планшайбы) регулируется путем изменения числа оборотов электродвигателя постоянного тока.
Размеры наплавляемых и свариваемых изделий мм и вес их т:
наружный диаметр 2000—4000
Скорость наплавки и сварки м 10—60
Скорость вращения планшайбы обмин 00265—0262
Угол наклона планшайбы град:
в одну сторону до 105
в другую сторону до 15
Момент относительно оси наклона Т-м до 20
Момент относительно оси вращения Т-м до 64
Габаритные размеры манипулятора мм и вес его т:
1 Возможные дефекты изделия
Дефекты – несоответствие изделия нормативно-технической документации. Дефекты снижают механические и другие свойства сварных соединений наплавленных и напылённых слоёв ухудшают внешний (товарный) вид изделий.
В данной конструкции могут наблюдаться следующие дефекты: трещины непровары подрезы поры включения (металлические оксидные) плохая форма сварного шва и наплавленного валика.
Трещины (рис. 9) образуются в результате возникновения напряжений превышающих временное сопротивление (предел прочности) металла в макро- и микрообъёмах. Это макро- и микротрещины. Они считаются наиболее опасным видом дефектов так как повышают концентрацию напряжений. Такие трещины могут возникать в процессе сварки непосредственно после сварки а также во время эксплуатации сварной или наплавленной конструкции. Участки сварного шва и наплавленного слоя с трещинами удаляют механической обработкой или поверхностной термической резкой (строжкой) и заваривают повторно.
Непровары (рис. 10) образуются вследствие несплавления наплавленного металла с основным или незаполнения расчётного сечения. Оба вида непроваров являются концентраторами напряжений. Непровары возникают при нестабильном
режиме сварки при плохой обработке кромок деталей перед сваркой.
Подрезы (рис.11) углубления на поверхности основного металла расположенные вдоль шва. Эти дефекты уменьшают рабочее сечение швов служат концентраторами напряжений. Причиной их возникновения является сварка на повышенном токе при больших скоростях а также на повышенном напряжении.
Поры – (рис. 12) полости в шве заполненные газами. Эти дефекты возникают при перенасыщении сварочной ванны оксидом углерода азотом водородом что возможно вследствие высокой скорости сварки удлинения дуги при повышенном напряжении наличии загрязнений на поверхности основного металла увлажнения сварочных материалов наличия примесей (СО N2 Н2) в защитных газах. Поры снижают герметичность и рабочее сечение сварных швов поэтому дефектную часть шва удаляют механической обработкой или поверхностной термической резкой а затем заваривают этот участок повторно.
К дефектам формы сварных швов и наплавленных валиков относятся следующие: неравномерная высота и ширина бугры седловины неравномерная высота катетов в тавровых швах. Эти дефекты могут возникать из-за отступлений от технологии или неисправности оборудования при автоматической сварке и наплавке.
К дефектам относится несоответствие химического состава макро- и микроструктуры механических и других свойств требованиям нормативно-технической документации (техническим условиям чертежам стандартам).
2 Технология контроля
При выборе методов контроля в процессе заготовки сборки и сварки сварных конструкций необходимо принять такие методы контроля за качеством выпускаемой продукции которые обеспечили бы требования технических условий на изготовление сварных конструкций.
Определение объема и методов контроля находится в прямой зависимости от технологии производства степени его освоения ответственности конструкции и типа производства.
Практика показала что высокое качество сварных конструкций может быть обеспечено при условии строгого соблюдения пооперационного контроля при этом контрольные операции разделяются на три этапа.
Предварительный контроль перед сваркой включающий проверку
исходных материалов применяемых для изготовления изделия проверку
сварочного оборудования оснастки инструментов квалификации сварщиков и т. д.
Контроль в процессе производства с целью проверки правильности
заготовки сборки соблюдение технологических режимов размеров и качества сварных швов последовательности их наложения и др.
Контроль готовой продукции — приемо-сдаточные испытания.
Контроль на первых двух этапах позволяет предупредить брак и тем самым выполнить основную задачу технического контроля.
До начала изготовления сварных конструкций должны быть тщательно проверены все применяемые материалы. Основной материал его
химический состав механические свойства и свариваемость качество электродов сварочной проволоки подвергаются проверке в том случае
если на указанные материалы нет сертификатов технических условий или сварочные свойства основного металла недостаточно изучены а также в тех случаях когда это оговаривается в технических условиях на изготовление изделия.
Готовое изделие проверяется в соответствии с техническими условиями и чертежами а также путем проведения предусмотренных испытаний. При хорошо организованном предварительном и пооперационном контроле в процессе изготовления качество готовых изделий как правило будет обеспечено.
Предварительный контроль
До запуска в производство все сварочные материалы должны быть подвергнуты контролю внешним осмотром для выявления наружных дефектов.
На все материалы необходимо иметь сертификаты заводов-поставщиков. Данные сертификатов или результаты заводских испытаний заносятся ОТК цеха. Кроме того необходимо проверить наличие у сварщиков удостоверений на право выполнения ответственных работ.
Контроль в процессе производства
Все детали и сварные узлы основания крана должны быть изготовлены в соответствии с чертежом. Все отступления от чертежа и технических условий в реальных условиях производства должны быть оформлены картой разрешения на отклонение по установленной форме.
Изготовление основания крана должно производиться в соответствии с разработанным технологическим процессом и с осуществлением пооперационного контроля за качеством изготовления. Собранные узлы должны быть предъявлены ОТК цеха.
Перед предъявлением готового основания крана ОТК должна быть
произведена тщательная очистка сварных швов.
Контроль готовой продукции
При приемке сваренной поворотной балки проверяется соответствие а чертежным размерам и допускам качество сварных швов. Проверка качества сварных швов производится:
) в процессе изготовления наблюдением ОТК за правильным выполнением сварочных работ;
) по наружному осмотру; при этом проверяется отсутствие на шве
шлаковых покровов подрезов больше 05 мм глубиной трещин пористости и др. Допускается отклонение размеров швов от заданных чертежом в пределах + 2 мм.
) подвергнуть ультразвуковому контролю продольные и поперечные швы не менее 10% длины.
3 Описание и технические характеристики приборов
Ультразвуковой контроль качества. Ультразвуком называются упругие волны с частотой колебаний от 20 кГц до 1 ГГц распространяющиеся в газах жидкостях и твёрдых телах. Высокая частота и малая длина волны определяют возможность распространения отражения преломления поглощения рассеяния дифракции и интерференции ультразвука.
Для генерации ультразвука применяют разнообразные устройства которые можно объединить в две группы – механические и электромеханические. Наибольшее распространение получили электромеханические излучатели преобразующие электрические колебания в механические.
Вследствие обратимости пьезоэффекта пьезоэлектрические
преобразователи используют и для приёма ультразвука.
Ультразвуковой контроль заключается в следующем. В материальную среду вводится ультразвук (зондирующий сигнал). Достигнув поверхности дефекта ультразвуковая волна отражается (эхо-сигнал) поскольку эта поверхность является границей раздела двух сред с различными акустическими свойствами. Эхо сигнал регистрируется.
Наиболее высокая разрешающая способность ультразвукового контроля достигается при минимальной длине волны поскольку волны отражаются от дефекта при условии если его размеры будут большими чем длина волны. Минимальная длина волны соответствует минимальной скорости её распространения в данной среде:
скорость распространения волны;
Поперечные волны имеют меньшую скорость распространения чем продольные. Отсюда можно сделать вывод что для обеспечения максимальной разрешающей способности т.е. для регистрации минимальных дефектов целесообразно вести контроль поперечными а не продольными волнами.
Поперечные волны возбуждаются только в твёрдых телах. Такие волны можно получить если ультразвук вводить в сталь под углом падения от 300 до 610.
Получили распространение следующие методы: эхо-метод теневой зеркально-теневой эхо-теневой.
Тавровые и угловые соединения проверяют наклонными и раздельно-совмещёнными искателями по следующим схемам:
)прямым лучом наклонного искателя со стороны привариваемой детали и раздельно-совмещённым искателем со стороны основной детали если толщина привариваемой детали не меньше 20 мм;
)прямым лучом наклонного искателя с двух сторон привариваемой детали или прямым и один раз отражённым лучом с одной стороны привариваемой детали при отсутствии доступа со стороны основной детали;
)Прямым лучом наклонного искателя и раздельно-совмещённым искателем при отсутствии доступа со стороны привариваемой детали если ее толщина не менее 20 мм.
Нахлёсточные сварные соединения контролируют однократно отражённым лучом наклонного совмещённого искателя.
Во время контроля осуществляется перемещение искателя относительно сварного шва.
К дефектоскопам прилагаются искатели наклонные прямые и кроме того раздельно совмещённые. В призматических искательных головках пластина пьезоэлемента расположена под углом к поверхности контролируемого изделия. В связи с этим ультразвук вводится также под углом и поэтому можно осуществлять контроль в местах не доступных для других искателей.
Для контроля сварных соединений будем использовать ультразвуковой дефектоскоп ДУК-13ИМ. Он предназначен для контроля продукции на наличие дефектов типа нарушения сплошности и однородности материалов готовых изделий полуфабрикатов и сварных (паяных) соединений измерения глубины и координат залегания дефектов измерения отношений амплитуд сигналов отражённых от дефектов. Основные технические характеристики в таблице 6.
Таблица 6 – Основные технические характеристики дефектоскопа ДУК-13ИМ
Максимальная глубина прозвучивания мм
Рабочие температурыС
Питание дефектоскопа В
Потребляемая мощностьВт
Время непрерывной работы от батареи ч
Масса дефектоскопа кг
Габаритные размеры (без ручки) мм
Экономическая эффективность технологии.
Для определения экономического эффекта от внедрения новой технологии и средств технологического оснащения необходимо знать себестоимость продукции (работ) производимой с их применением .
Себестоимость продукции – это часть затрат общественного труда выраженная в денежной форме на её производство и реализацию складывающихся из затрат прошлого труда овеществлённого в используемых на предприятии средствах производства в части затрат живого труда.
При изготовлении сварной конструкции или выполнении сварки затрачиваются средства на основные и сварочные материалы энергию оплату труда на возмещение стоимости содержание и эксплуатацию средств технологического оснащения на подготовку и освоение новых конструкций и технологий. На основе анализа себестоимости при различных вариантах технических решений устанавливают оптимальные для внедрения в заданных условиях сварные конструкции а также технологии и средства технологического оснащения [1].
В экономическом анализе сварочного производства используют три вида себестоимости продукции (сварной конструкции): цеховую производственную и полную. Эти себестоимости слагаются из следующих статей затрат (руб.):
затраты на сварочные материалы (электроды электродные проволоки) руб;
основная заработная плата производственных рабочих на единицу продукции руб;
стоимость электроэнергии и других видов энергии затрачиваемых на технологические нужды руб;
цеховые расходы руб;
общезаводские расходы руб;
затраты на реализацию руб.
В сварочном производстве рассчитывается себестоимость сварных конструкций и сварочных работ (технологическая).
Технологическая себестоимость сварочных работ состоит из затрат на сварочные материалы зарплату электроэнергию эксплуатацию и содержание сварочного оборудования и производственного помещения. Технологическая себестоимость при дуговой сварке определяется по формуле:
заработная плата руб;
стоимость электроэнергии руб;
амортизационные отчисления руб;
затраты на текущий ремонт оборудования руб;
затраты на отопление освещение уборку ремонт и амортизацию помещения руб.
Затраты на электродную проволоку при механизированной и автоматической дуговой сварке рассчитываются по формуле:
масса наплавленного металла кг. mн =4 кг;
коэффициент расхода электродной проволоки. k1 =114;
цена 1 кг электродной проволоки руб. Цэл =4300 руб;
коэффициент учитывающий транспортно-заготовительные расходы на приобретение материалов. k2 =105;
Заработная плата (руб.) сварщиков:
часовая тарифная ставка руб. r =2500 рч;
коэффициент учитывающий доплаты к тарифной заработной плате и отчисления на социальное страхование kз =07;
коэффициент основного времени. k0 =06;
Амортизационные отчисления по оборудованию:
стоимость единицы оборудования С0=17935728руб;
норма годовых амортизационных отчислений по оборудованию %. А0 =10%;
действительный годовой фонд работы оборудования ч. ФД =1450 ч;
коэффициент загрузки оборудования kз =07.
Затраты на электроэнергию:
где W – расход технологической электроэнергии кВт.ч;
ЦЭ – цена 1кВт.ч электроэнергии руб ЦЭ =250 руб.
где – коэффициент полезного действия источника сварочного тока;
Р – мощность холостого хода источника сварочного тока кВт.
В итоге получим следующую себестоимость:
Охрана труда и экология.
1 Техника безопасности.
Общие требования безопасности при проведении сварочных работ регламентируются стандартом ГОСТ 12.3.003-86 "Работы электросварочные. Требования безопасности" а также стандартами ГОСТ 12.1.004-85 ГОСТ 12.1.010-76 ГОСТ 12.3.002-75.
К числу опасных и вредных производственных факторов при сварке относятся: опасный уровень напряжения в электрической цепи повышенная запыленность и загазованность воздуха рабочей зоны повышенная температура дуги и материалов мощное световое и ультрафиолетовое излучение дуги наличие искры брызг которые могут вызвать пожар высокое избыточное давление газов хранящихся в баллонах и др.
В сварочном производстве к опасным факторам относятся открытые токоведущие части оборудования нагретые до высоких температур детали и сварные конструкции движущиеся детали сварочных машин и средств механизации возможность падения с высоты самого работающего или свариваемых деталей и других предметов.
Во избежание поражения электрическим током сварщик должен соблюдать следующие основные правила:
– не выполнять электромонтажных работ связанных с подключением оборудования к электрической сети высокого напряжения и ремонт высоковольтной части оборудования;
– не включать в электрическую сеть оборудование если его корпус не имеет защитного заземления;
– во время перерывов в работе отключать источник сварочного тока от электрической сети высокого напряжения;
– производить сварку только в сухой специальной одежде и обуви;
– работать только на исправном оборудовании;
– перед работой проверять изоляцию сварочных проводов отсутствие внешних повреждений оборудования и надёжность контактных соединений вторичной (низковольтной) электрической цепи.
По государственным стандартам ширина проходов между оборудованием движущимися механизмами и перемещаемыми деталями не должна быть меньше 15 м а расстояние между автоматическими сварочными установками – не менее 2 м.
2 Производственная санитария.
В сварочном производстве примерами вредных факторов являются вредные примеси в воздухе ионизирующие лазерные и другие вредные излучения шум электромагнитные поля и т. д. К производственной санитарии относятся гигиена труда и санитарная техника (вентиляция и кондиционирование воздуха освещение защита от действия вредных излучений и полей и т. п.).
Вследствие высоких температур развивающихся при сварке наплавке напылении пайке и термической резке выделяются газы пары и аэрозоли повышающие содержание вредных примесей в воздухе. Необходимо осуществлять мероприятия в результате которых содержание вредных веществ в зоне дыхания работающего снижается до предельно допустимых концентраций. К основным из них относятся:
) автоматизация сварочного производства с дистанционным управлением технологическим оборудованием применение роботизированных комплексов;
) внедрение прогрессивных технологий герметизированного оборудования низкотоксичных материалов исключающих или ограничивающих выделение вредных веществ и попадание их в рабочую зону;
) применение приточно-вытяжной вентиляции и кондиционирования воздуха;
) использование средств индивидуальной защиты.
В сварочном производстве происходит выделение различных газов паров и аэрозолей которые оказывают отрицательное влияние не только на человека но и на окружающую среду. Поэтому должны осуществляться природоохранительные мероприятия к которым относятся: замена токсичных сварочных материалов на менее токсичные или нетоксичные; сокращение применения сварочных материалов оказывающих отрицательное влияние на биосферу; локализация вредных выделений.
В производстве широкое применение имеет углекислый газ. Содержание углекислоты в атмосфере в результате выделения ее различными народнохозяйственными объектами непрерывно увеличивается. Расчеты системы моделей биосферы показали что при таком повышении концентрации углекислоты могут произойти значительные изменения циркуляции атмосферы влагопереноса и как следствие распределения продуктивности биоты. Поэтому необходимо снижать расход углекислого газа в производственных процессах и тем самым уменьшать выделение его в окружающую среду.
Для того чтобы предотвратить загрязнение воздушного бассейна парами и аэрозолями выбрасываемыми вентиляцией из сварочных помещений загрязненный воздух пропускается через очистные фильтрующие и обезвреживающие устройства. Очистка воздуха от аэрозолей выполняется в пылеотделителях: пылеосадочных камерах циклонах фильтрах (электрических ультразвуковых масляных).
В процессе выполнения курсовой работы была спроектирована технология изготовления основания крана. Для изготовления данной конструкции был подобран материал Сталь 09Г2С Далее изучив конструкцию изделия был выбран способ сварки: автоматическая сварка самозащитной порошковой проволокой (марка ПП-АН3). Были выбраны режимы сварки и разработан технологический процесс изготовления детали. По режимам сварки подобрано сварочное оборудование и рассмотрены его основные характеристики.
Были рассмотрены основные дефекты возможные при изготовлении данного изделия. Для оценки качества сварного соединения был рассмотрен способ контроля сварных швов и выбрано оборудование для контроля.
Также была проведена оценка экономической эффективности технологии.
В курсовой работе рассмотрены вопросы техники безопасности производственной санитарии и экологии свойственных данному способу сварки.
А. П. Федин «Сварочное производство» Мн. 1992г.
И. К. Походня «Сварка порошковой проволокой» Киев 1972г.
ГОСТ 14771-76 «Соединения сварные. Основные типы. Конструктивные элементы и размеры»
В. С. Левицкий «Машиностроительное черчение» М 1988г.
Атлас сварочного оборудования т 2

osnovanie krana.dwg

КП.МТМ.МО21.2005.22.00.00.02
Радиус закругления наружных углов - 3 мм
Сталь 45Х ГОСТ 1050-88
Штамповочный уклон на наружной поверхности - 5
Конфигурация поверхности разъема штампа - П (плоская)
Масса поковки (расчетная) - 2
Исходный индекс - 10
Степень сложности - С2
расчетный коэффициент К =1
КР.ТСП.МО-41.2007.13.00.00.СБ