Борт боковой 9334

Введение

Сварка является одним из ведущих технологических процессов обработки металлов. Большие преимущества сварки обеспечили ее широкое применение в народном хозяйстве; без нее сейчас немыслимо производство судов, турбин, котлов, самолетов, мостов, реакторов и других конструкций. Сваркой называется технологический процесс получения неразъемного соединения посредством установления межатомных связей между свариваемыми частями при их местном или общем нагреве, или пластическом деформировании, или совместном действии того и другого.

Сварное соединение металлов характеризуется непрерывностью структур. Для получения сварного соединения необходимо осуществить межмолекулярное сцепление между свариваемыми деталями, приводящее к установлению атомарной связи в пограничном слое.

Если защищенные поверхности двух соединяемых металлических деталей при сжатии под большим давлением сблизить настолько, чтобы могло возникнуть общее электронное облачко, взаимодействующее с ионизированными атомами обеих металлических поверхностей, получим прочное сварное соединение. На этом принципе осуществляется холодная сварка пластичных металлов.

При повышении температуры в месте соединения деталей, амплитуды колебания атомов относительно постоянных точек их равновесного состояния увеличиваются, и тем самым создаются условия более легкого получения связи между соединяемыми деталями. Чем выше температура нагрева, тем меньшее давление требуется для осуществления сварки, а при нагреве до температур плавления необходимое давление становится равным нулю.

Сварка плавлением осуществляется нагревом свариваемых кромок до температуры плавления без сдавливания свариваемых деталей.

Все существующие способы сварки могут быть разделены на две основные группы: сварку давлением (контактная, газопрессовая, трением, холодная, ультразвуком) и сварку плавлением (газовая, термитная, электродуговая, электрошлаковая, электроннолучевая, лазерная).

Наибольшее распространение получили различные способы сварки плавлением, а ведущее место занимает дуговая сварка, источником теплоты при которой служит электрическая дуга.

В 1802 г. русский ученый В.В.Петров (17611834 г.) открыл электрический дуговой разряд и указал на возможность его использования для расплавления металлов. Своим открытием Петров положил начало развитию новых отраслей технических знаний, получивших впоследствии практическое применение сначала в электродуговом освещении, а затем при электрическом нагреве, плавке и сварке металлов. В 1882 г. русский инженер Н.Н.Бенардос (18421904 гг), работая над созданием крупных аккумуляторных батарей, открыл способ электродуговой сварки металлов неплавящимся угольным электродом. Им были также разработаны способы дуговой сварки в защитном газе, дуговой резки металлов и др.

Способ дуговой сварки получил дальнейшее развитие в работах русского инженера Н.Г.Славянова (18541897), предложившего в 1888 г. производить сварку плавящимся металлическим электродом. С именем Славянова связано развитие металлургических основ электрической дуговой сварки, создание первого автоматического регулятора длины дуги и первого сварочного генератора. Им предложены флюсы, позволяющие получить высококачественный металл сварных швов.

Изобретения Бенардоса и Славянова были запатентованы и использованы не только в России, но и во всех промышленно-развитых странах.

Преимущество сварных конструкций в настоящее время не вызывает сомнений. Применение сварки дает не только экономию металла (на 2025% по сравнению с клепкой и до 50% по сравнению литьем), времени и рабочей силы, уменьшение расходов на оборудование цехов по изготовлению металлоконструкций, улучшение условий труда, но и позволяет решить ряд сложных технических задач по созданию принципиально новых конструкций. Например, только благодаря применению сварки стало возможным изготовление очень экономичных шаровых емкостей для химической промышленности, уникальных гидравлических и паровых турбин, при изготовлении которых применяются детали и узлы сложных форм, больших толщин из различных легированных сталей; двухслойных металлов (биметалл), представляющих собой малоуглеродистую или низколегированную сталь, покрытую тонким слоем высоколегированной стали.

На различных заводах применяют различные виды сварки, такие как ручная дуговая сварка, полуавтоматическая в среде углекислого газа, аргонодуговая, контактная. Они обеспечивают надежную работу в пределах заданного ресурса, позволяют изготовить изделие при минимальных затратах материалов, труда и времени.

При изготовлении конструкций выпускаемой продукции: кузова самосвалов, автобусы, автозавод широко применяет полуавтоматическую сварку в среде углекислого газа, она обеспечивает достаточно надежную изоляцию сварочной ванны при работе в заводских условиях.

Целью данного дипломного проекта является разработка технологии сборки-сварки изделия «Борт боковой 9334».

Технологический раздел

2.1 Критический анализ существующей технологии

В настоящее время на Нефтекамском заводе автосамосвалов применяют технологию сборки и сварки изделия "Борт боковой 9334", при которой используют в качестве зажимных элементов ручные и винтовые прижимы. Они просты в эксплуатации, но малопроизводительны. Для сокращения вспомогательного времени необходимо частично ввести в использование пневматические прижимы, особенно если требуется закрепить изделие в нескольких местах.

Для сварки данной конструкции применяют сварочный полуавтомат ПДГ525 (габаритные размеры- 470•298•260 мм) и выпрямитель ВДУ504 (1275•816•940 мм). Полуавтомат и выпрямитель занимают значительную рабочую площадь. Поэтому предлагаю замену сварочных аппаратов. В настоящее время промышленные заводы начали выпускать полуавтоматы для сварки в среде защитных газов совмещенные с источником питания. Например, полуавтомат "ПДГ280", который является одной из прогрессивных моделей полуавтоматов этого класса.

При существующей технологии при сварке в качестве защитного газа используют углекислый газ I сорта (ГОСТ 805085), чистотой 99,5%. При использование углекислого газа в чистом виде во время сварки бывает сильное разбрызгивание расплавленного металла, этот недостаток частично можно устранить, используя в качестве защиты смесь углекислого газа с кислородом (СО2+5% О2). К тому же смесь дешевле, чем чистый газ.

2.2 Обоснование выбора способа сварки

Для изготовления различных сварных конструкций применяют следующие виды сварки:

1. Специальная;

2. Контактная;

3. Электрическая сварка плавлением.

Специальный вид сварки включает в себя:

1. Плазменная;

2. Электролучевая.

Эти способы сварки имеют ряд преимуществ и недостатков, а именно:

а) повышенная трудоемкость;

б) громоздкость оборудования;

в) дороговизна;

г) вредность для человеческого организма.

Поэтому, учитывая все эти отрицательные свойства, специальные виды сварки не приемлемы для сварки данной конструкции.

Применение контактной сварки невозможно по конструктивным причинам.

Поэтому, для изготовления изделия «Борт боковой» наиболее применима электрическая сварка плавлением, которая подразделяется на:

1. Ручная дуговая сварка;

2. Электрошлаковая;

3. Сварка под флюсом;

4. В среде защитного газа.

В массовом или крупносерийном производстве не выгодно применение РДС, так как:

а) низкая производительность;

б) большое выделение вредных веществ;

в) большой расход сварочных материалов.

Применение электрошлаковой сварки не возможно, так как она ведется при сварке деталей больших толщин.

Автоматическая сварка под флюсом считается не технологической.

Наиболее применима полуавтоматическая сварка в среде СО2. При данном методе сварки производится механизированная подача сварочной проволоки в зону сварки и защита металла шва подаваемым углекислым газом. Сварка возможна в любых пространственных положениях. На эффективность газовой защиты влияет тип сварного соединения и скорость сварки. С увеличением скорости сварки защита сварочной ванны снижается.

Для обеспечения надежной защиты зоны сварки и сварочной ванны от окружающей среды важное значение имеет расстояние сопла от изделия, размер сопла расход защитного газа. Чрезмерное приближение сопла к изделию увеличивает разбрызгивание металла, а удаление приводит к нарушению защиты зоны сварки. При существующем оборудовании расстояние сопла от изделия обычно выдерживают в пределах 725 мм.

Она имеет ряд особенностей:

1. Высокая производительность (приблизительно в два раза выше чем при РДС покрытыми электродами);

2. Малая зона термического влияния и относительно небольшие деформации в связи с высокой степенью концентрации дуги;

3. Возможность сварки в любых пространственных положениях;

4. Высокое качество защиты, отсутствие необходимости применения зачистки швов при многослойной сварке;

5. Простота механизации и автоматизации;

6. Доступность наблюдения за процессом сварки;

7. Возможность сварки металлов различной толщиной (от десятых долей миллиметра до десятков миллиметров).

Наряду с другими преимуществами, которые характерны для сварки в защитных газов, сварка в среде углекислого газа характеризуется высокой производительностью и низкой стоимостью.

Полуавтоматической сваркой в среде углекислого газа можно сваривать большинство сталей, удовлетворительно сваривающимися другими видами дуговой сварки. К недостаткам можно отнести повышенное разбрызгивание и не всегда удовлетворительный внешний вид сварного шва. Данный способ сварки достаточно технологичен и экономичен. Целесообразно оставить данный способ сварки и в проектном варианте.

Технологический раздел

2.1 Критический анализ существующей технологии

В настоящее время на Нефтекамском заводе автосамосвалов применяют технологию сборки и сварки изделия "Борт боковой 9334", при которой используют в качестве зажимных элементов ручные и винтовые прижимы. Они просты в эксплуатации, но малопроизводительны. Для сокращения вспомогательного времени необходимо частично ввести в использование пневматические прижимы, особенно если требуется закрепить изделие в нескольких местах.

Для сварки данной конструкции применяют сварочный полуавтомат ПДГ525 (габаритные размеры- 470•298•260 мм) и выпрямитель ВДУ504 (1275•816•940 мм). Полуавтомат и выпрямитель занимают значительную рабочую площадь. Поэтому предлагаю замену сварочных аппаратов. В настоящее время промышленные заводы начали выпускать полуавтоматы для сварки в среде защитных газов совмещенные с источником питания. Например, полуавтомат "ПДГ280", который является одной из прогрессивных моделей полуавтоматов этого класса.

При существующей технологии при сварке в качестве защитного газа используют углекислый газ I сорта (ГОСТ 805085), чистотой 99,5%. При использование углекислого газа в чистом виде во время сварки бывает сильное разбрызгивание расплавленного металла, этот недостаток частично можно устранить, используя в качестве защиты смесь углекислого газа с кислородом (СО2+5% О2). К тому же смесь дешевле, чем чистый газ.

2.2 Обоснование выбора способа сварки

Для изготовления различных сварных конструкций применяют следующие виды сварки:

1. Специальная;

2. Контактная;

3. Электрическая сварка плавлением.

Специальный вид сварки включает в себя:

1. Плазменная;

2. Электролучевая.

Эти способы сварки имеют ряд преимуществ и недостатков, а именно:

а) повышенная трудоемкость;

б) громоздкость оборудования;

в) дороговизна;

г) вредность для человеческого организма.

Поэтому, учитывая все эти отрицательные свойства, специальные виды сварки не приемлемы для сварки данной конструкции.

Применение контактной сварки невозможно по конструктивным причинам.

Поэтому, для изготовления изделия «Борт боковой» наиболее применима электрическая сварка плавлением, которая подразделяется на:

1. Ручная дуговая сварка;

2. Электрошлаковая;

3. Сварка под флюсом;

4. В среде защитного газа.

В массовом или крупносерийном производстве не выгодно применение РДС, так как:

а) низкая производительность;

б) большое выделение вредных веществ;

в) большой расход сварочных материалов.

Применение электрошлаковой сварки не возможно, так как она ведется при сварке деталей больших толщин.

Автоматическая сварка под флюсом считается не технологической.

Наиболее применима полуавтоматическая сварка в среде СО2. При данном методе сварки производится механизированная подача сварочной проволоки в зону сварки и защита металла шва подаваемым углекислым газом. Сварка возможна в любых пространственных положениях. На эффективность газовой защиты влияет тип сварного соединения и скорость сварки. С увеличением скорости сварки защита сварочной ванны снижается.

Для обеспечения надежной защиты зоны сварки и сварочной ванны от окружающей среды важное значение имеет расстояние сопла от изделия, размер сопла расход защитного газа. Чрезмерное приближение сопла к изделию увеличивает разбрызгивание металла, а удаление приводит к нарушению защиты зоны сварки. При существующем оборудовании расстояние сопла от изделия обычно выдерживают в пределах 725 мм.

Она имеет ряд особенностей:

1. Высокая производительность (приблизительно в два раза выше чем при РДС покрытыми электродами);

2. Малая зона термического влияния и относительно небольшие деформации в связи с высокой степенью концентрации дуги;

3. Возможность сварки в любых пространственных положениях;

4. Высокое качество защиты, отсутствие необходимости применения зачистки швов при многослойной сварке;

5. Простота механизации и автоматизации;

6. Доступность наблюдения за процессом сварки;

7. Возможность сварки металлов различной толщиной (от десятых долей миллиметра до десятков миллиметров).

Наряду с другими преимуществами, которые характерны для сварки в защитных газов, сварка в среде углекислого газа характеризуется высокой производительностью и низкой стоимостью.

Полуавтоматической сваркой в среде углекислого газа можно сваривать большинство сталей, удовлетворительно сваривающимися другими видами дуговой сварки. К недостаткам можно отнести повышенное разбрызгивание и не всегда удовлетворительный внешний вид сварного шва. Данный способ сварки достаточно технологичен и экономичен. Целесообразно оставить данный способ сварки и в проектном варианте.

План участка Ильнура.cdw