Разработка технологии сборки и сварки металлической конструкции Колонна К4

Пояснительная записка колонна К-4.doc

Министерство Образования Российской Федерации
Государственное Образовательное Учреждение
Высшего Профессионального Образования
Воронежский государственный архитектурно-строительный университет
Кафедра металлических конструкций и
сварки в строительстве
Пояснительная записка
к курсовой работе по теме:
“Разработка технологии сборки и сварки металлической конструкции”
Выбор стали для заданного элемента металлической конструкции .. 4
Выбор общей схемы сборки-сварки .. 5
Выбор типов сварных соединений ..7
Выбор сварочных материалов .8
Выбор режимов сварки .9
Выбор оборудования для сварки .10
Выбор сборочно-сварочной оснастки .11
Последовательность выполнения швов ..12
Операционный контроль ..13
Список литературы 14
Разработка технологии сборки и сварки металлической конструкции
Сварка широко используется при изготовлении строительных металлических конструкций в заводских условиях и при возведении их на стадии укрупнения и окончательного монтажа.
В данной курсовой работе рассмотрена разработка технологической карты сборки и сварки колонны К-4 конструктивно представляющей стержень коробчатого сечения. Составляющие стержень детали – стенки полки ребра жесткости - соединены между собой сваркой протяженными швами.
Технологическая карта разработана в соответствии с ГОСТ 23118-99 «Конструкции стальные строительные» СНиПами II-23-81* «Стальные конструкции. Нормы проектирования» 3.03.01-87 «Несущие и ограждающие конструкции» РД 34 15.132-96 «Сварка и контроль качества сварных соединений металлических конструкций при сооружении промышленных объектов». СП-53-101-98 «Изготовление и контроль качества стальных строительных конструкций».
Выбор стали для заданного элемента металлической конструкции.
Для металлических строительных конструкций рекомендуется применять листовой универсальный фасонный прокат и гнутые профили из углеродистых и низколегированных сталей химический состав и механические свойства которых определены в ГОСТ 27772-82.
Выбор стали зависит от характера нагрузок воздействующих на металлическую конструкцию климатических условий ее эксплуатации и регламентируется СНиП II-23-87*. В соответствии с вышеуказанным СНиП в зависимости от условий работы конструкции разделяются на 4 группы. Колона рассматриваемая в данном курсовом проекте принадлежит к группе 1.
Группа 1. Сварные конструкции либо их элементы работающие в особо тяжелых условиях или подвергающиеся непосредственному воздействию динамических вибрационных или подвижных нагрузок [подкрановые балки; балки рабочих площадок; элементы конструкций бункерных и разгрузочных эстакад непосредственно воспринимающих нагрузку от подвижных составов; фасонки ферм; пролетные строения транспортных галерей; сварные специальные опоры больших переходов линий электропередачи (ВЛ) высотой более 60 м; ;элементы оттяжек мачт и оттяжечных узлов; балки под краны гидротехнических сооружений и т. п.].
Условия эксплуатации конструкции соответствуют температуре -30°С.
Согласно СНиП II-23-81* данной конструкции соответствует наименование стали С390.
В соответствии с ГОСТ 27772 выбираем марку стали 10ХСНД по ГОСТ 19281-89.
Выбор общей схемы сборки-сварки.
Сборочно-сварочные операции выполнять в последовательности:
п. 1.1. Сборка позиции 1 и 2;
п. 1.2. Сварка позиции 1 и 2.
п. 2.1. Сборка позиции 1+2 и позиции 3;
п. 2.2. Сварка позиции 1+2 и позиции 3.
п. 3.1. Сборка позиции (1+2)+3 и позиций 4;
п. 3.2. Сварка конструкции в целом.
Сборочные операции должны обеспечивать правильное взаимное расположение деталей собираемого под сварку элемента с помощью коротких прерывистых швов имеющих название прихватка. Собранный на прихватках узел должен обладать необходимой жесткостью и прочностью что позволяет транспортировать его к месту сварки и кантовать в удобное для сварки положение.
Прихватки уменьшают временные сварочные деформации которые могут вызывать искажение геометрической формы изделия.
При сборке применяется сборочная оснастка.
Сварочная операция позволяет окончательно закрепить собранные детали узлы и конструкции и получить изделия отвечающие конструктивным и эксплуатационным требованиям.
При изготовлении металлических конструкций со стержнем широкое применение нашли следующие виды сварки.
Для сварки элементов:
а)Автоматическая дуговая сварка под флюсом
б)Механизированная дуговая сварка в СО2
в)Механизированная дуговая сварка порошковой проволокой
г)Ручная дуговая сварка
Для прихватки элементов
а)Механизированная дуговая сварка в СО2
б)Ручная дуговая сварка
Выбор вида сварки зависит от:
)технологической операции
)характера производства
)пространственного положения сварного шва
Так как число производственных колонн равно 4-м то есть производство штучное следовательно сборку целесообразнее выполнять ручной дуговой сваркой а сварку выполнять механизированной в защитных газах.
Выбор типов сварочных соединений.
При разработке технологической карты производится выбор типа шва для каждого сварного соединения. Типы швов с соответствующей подготовкой кромок для разных типов сварных соединений представлены в специальных таблицах [3].
Выбор типа шва зависит от:
) Группы конструкций
Учитывая что данная колонна относится ко 1-й группе конструкций и применяется ручная дуговая сварка а также принимая во внимание толщину свариваемых деталей принимаем:
а) Для сварки полок – стыковой шов С-17
б) Для сварки узла – угловой шов Т1
в) Для сварки плит с узлом – угловой шов Т1
Выбор сварочных материалов.
Сварочные материалы - покрытые электроды сварочная проволока флюсы защитные газы - относятся к расходуемым в процессе сварки и прихватки материалам.
Выбор вида и марки сварочного материала зависит от:
)марки свариваемой стали
)условий эксплуатации конструкции
)климатического района
Так как: марка стали - 10ХНДП;
группа конструкций - 1;
климатический район -30° С.
Для ручной дуговой сварки выбираем электрод Э50А марки АНО11. Для механизированной сварки в защитных газах выбираем проволоку Св-08ХГДЮ.
Выбор режимов сварки.
Режим сварки - совокупность показателей (параметров) процесса сварки обеспечивающих получение швов заданных размеров формы и качества. Режим сварки выбирается в зависимости от:
)Толщины металла или катета углового шва
Основными параметрами режима ручной дуговой сварки являются: величина сварочного тока диаметр электрода напряжение скорость сварки.
Для прихватки при сборке деталей диаметр электрода должен быть равен 34мм тогда величина сварочного тока будет равна:
где =50Амм – эмпирический коэффициент.
Выбор оборудования для сварки.
Для выполнения дуговой сварки и прихваток в заводских условиях используются следующие основные виды сварочного оборудования:
)Источники питания дуги - трансформаторы для сварки на переменном
токе и выпрямители - для сварки на постоянном токе
)Аппараты для выполнения сварки - шланговые полуавтоматы и сварочные
Выбор вида и типа сварочного оборудования зависит от:
)Пространственного положения длины шва и условий его сварки
Таким образом для сварочных работ при изготовлении колонны К-4 выбираем сварочный трансформатор ТС-500 дающий максимальную силу тока 500А а также полуавтомат А1197Г выпрямитель ВС600-М.
Выбор сборочно-сварочной оснастки.
Сборочно-сварочная оснастка - это дополнительные механические устройства (прижимы упоры зажимы) и приспособления (стеллажи сборочные кондукторы кантователи вращатели и т.д.) предназначенные для выполнения сборочно-сварочных работ.
При помощи сборочных приспособлений собираемые под сварку элементы ориентируются друг относительно друга в положение предусмотренное чертежом закрепляются и прихватываются.
Наиболее удобное положение собираемых и свариваемых деталей -"нижнее" и "в лодочку".
При изготовлении данной колонны используется стеллаж для сборки с прижимами кантователь двухстоечный рамный стеллаж для разметки с применением уголков позиционер диафрагмы.
Последовательность выполнения швов.
Выполнение сварных швов основано на применении таблиц в которых представлены технологические рекомендации выполнения швов по сечению и длине а также рекомендации по рациональной последовательности выполнения швов. Эти рекомендации позволяют получить швы заданной формы размеров и качества а также минимальные сварочные напряжения и деформации. На выбор влияют: тип шва оснастка; число проходов; пространственное положение; вид сварки и длина шва; группа конструкции.
При выполнении прихваток необходимо учитывать что площадь поперечного сечения шва прихватки должна быть примерно в 3 раза меньше площади основного сварного шва.
Характеристика сварных швов для каждого свариваемого элемента приведена в технологической карте.
Операционный контроль.
Для предотвращения дефектов в сварных швах а также для уменьшения изменения геометрической формы свариваемых элементов в процессе выполнения операций сборки-сварки проводят пооперационный контроль.
Текущий или пооперационный контроль осуществляется в процессе сборочно-сварочных работ и включает:
Контроль подготовки деталей для сборки;
Контроль работы сварочного оборудования в том числе соблюдение графика планово-предупредительных осмотров и ремонтов;
Контроль ведения исполнительской документации.
Различают разрушающие и неразрушающие методы контроля качества сварных соединений.
Разрушающие: - механические металлографические коррозионные выборочные испытания конструкций на прочность усталость и т.д.
К неразрушающим методам относятся:
- контроль исполнительской документации;
- внешний осмотр включая проверку геометрических размеров;
- контроль на непроницаемость;
- радиационный контроль;
- магнитный и люминесцентный контроль;
- ультразвуковой контроль;
- визуальный контроль.
Стальные конструкции: Нормы проектирования: СНиП II-23-81*. – М.: Стройиздат 1988. – 94с.
ГОСТ 27772-88. Прокат для строительных и стальных конструкций. Общие технические условия. – М.: Изд-во ст-в1989
ГОСТ 5264-80*. Ручная дуговая сварка. Соединения сварные. Основные типы конструктивные элементы и размеры. – М.: Изд-во ст-в 1981
ГОСТ 23118-78. Конструкции металлические строительные. Общие
технические условия. – М.: Изд-во ст-в1978
Орлов А.С. Померанцев А.С. Разработка технологии сборки и сварки элемента металлической конструкции. Методические указания. – Воронеж: 2004

Колонна К-4.dwg

Спецификация отправной марки К-4
Технологическая карта
Сталь по ГОСТ 2777-82 и марка
Технологическая карта колонны К-4
Кафедра металических конструкций и сварки в строительстве
Разработка технологии сборки и сварки металической конструкции
Визуально измерительный контроль 100%
Пооперационный контроль
Последова- тельность
Выполнение швов(прихваток)
Сварочное оборудование
Типы сварных соединений
Режим сварки (прихватки)
Ручная дуговая сварка
Механизи- рованная в защитных газах
Электрод Э50А марки АНО-11
Проволка СВ-08ХГДЮ газ СО
Переменный сварочный трансформа- тор ТС500
Полуавтомат А1197Г Выпрямитель ВС-600М
Напряж. дуги 32В Свар.ток 400А Расход газа 20 лмин
Напряж. дуги 34В Свар.ток 300А Расход газа 15-20 лмин
по разметке с приминением уголков
Позиционер диофрагмы
Удерживать краном. Прихватывать по разметке на стенде с использованием угольника и распорки
Кантовый рамный двухстоячный
Сборка конструкции в целом
Сварка конструкции в целом
На проход с выводными планками