Проектирование участка сборки и сварки клиновой задвижки

Содержание

ВЕДОМОСТЬ ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТА

ВВЕДЕНИЕ

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

1.1 Назначение, конструкция и условия работы шиберной задвижки

1.2 Оценка технологичности изготовления конструкции

1.3 Выбор конструкционного материала и оценка его свариваемости

1.3.1 Выбор основных материалов

1.3.1 Оценка свариваемости

1.4 Анализ недостатков базового варианта принципиальной технологии изготовления конструкции

2. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ СБОРКИ И СВАРКИ ЗАДВИЖКИ С КЛИНОВЫМ ЗАТВОРОМ

2.1 Предлагаемый вариант принципиальной технологии изготовления изделия

2.2 Общие требования к сборке

2.3 Выбор современных способов сварки

2.4 Обоснование выбора сварочных материалов

2.5 Оценка технологической прочности и структурных изменений сварных соединений на основе расчета теплового режима сварки

2.6 Расчет параметров режимов сварки

2.7 Общие требования к сварке

2.8 Разработка техники выполнения сварных соединений, обеспечивающей минимальный уровень остаточных (сварочных) напряжений и деформаций

2.9 Выбор методов и объёмов контроля

3. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

3.1 Расчет базовой технологии изготовления задвижки с клиновым затвором

3.1.1 Исходные данные для расчета

3.1.2 Нормирование сварочных работ на участке

3.1.3 Нормирование ручной дуговой сварки

3.1.4 Нормирование автоматической сварки под флюсом

3.1.5 Расчет потребного количества оборудования на участке

3.1.6 Определение технологической себестоимости

3.1.7 Определение затрат на основные материалы

3.1.8 Определение затрат на сварочные материалы

3.1.9 Затраты на технологическую электроэнергию

3.1.10 Определение заработной платы основных рабочих на участк

3.1.11 Определение расходов на содержание и эксплуатацию оборудовния

3.2 Расчет предлагаемой технологии изготовления задвижки с клиновым затвором

3.2.1Нормирование сварочных работ на участке

3.2.2Нормирование ручной дуговой сварки

3.2.3Нормирование автоматической сварки под флюсом

3.2.4 Расчет потребного количества оборудования на участке

3.2.5 Определение технологической себестоимости

3.2.6 Определение затрат на основные материалы

3.2.7 Определение затрат на сварочные материалы

3.2.8 Затраты на технологическую электроэнергию

3.2.9 Определение заработной платы основных рабочих на участке

3.2.10 Определение расходов на содержание и эксплуатацию оборудования

3.3 Расчет экономической эффективности

4. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

4.1 Характеристика производства по степени безопасности труда

4.2 Санитарная классификация и характеристика проектируемого участка

4.3 Пожарная классификация

4.4 Характеристика по категории электробезопасности

4.5 Технические мероприятия по обеспечению БЖД труда

4.6 Расчет естественного освещения участка

4.7 Расчет общего искусственного освещения участка

4.8 Расчет механической вентиляции

4.9 Расчет заземляющего контура

4.10 Оценка воздействия производства на окружающую среду

4.11 Оценка устойчивости работы объекта в условиях ЧС

5. ПРОЕКТИРОВАНИЕ УЧАСТКА ДЛЯ СБОРКИ И СВАРКИ ЗАДВИЖКИ С КЛИНОВЫМ ЗАТВОРОМ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЯ

Аннотация

В настоящем дипломном проекте рассмотрены следующие вопросы:

- Произведен анализ технологичности изготовления задвижки с клиновым затвором для паропроводов ТЭС высокого давления.

- Разработана технология изготовления, позволяющая сократить время и стоимость изготовления изделия.

- На основе сравнения выбраны методы и способы сварки.

- Выбраны оптимальные формы разделок кромок, сварочные материалы, обеспечивающие высокое качество сварных соединений.

- Подобрано оборудование, соответствующее современным требованиям сварочного производства.

- На основе литературного обзора и патентного поиска произведена модернизация стандартного оборудования.

- Эффективность принятых инженерных решений подтверждена экономическим расчетом.

- С учетом выбранного оборудования, а также в соответствии с нормами технологического проектирования сварочных цехов был спроектирован план участка сборки и сварки шиберной задвижки, обеспечивающий прямоточное и безвозвратное движение продукции.

Дипломный проект состоит из графической части 12 листов формата А1, расчетно-пояснительной записки, включающей страниц машинописного текста, 30 таблиц, приложений.

Введение

В настоящем дипломном проекте рассматривается проектирование технологии изготовления и участка сборки и сварки задвижки с клиновым затвором для паропроводов ТЭС высокого давления.

Целью дипломного проекта является проектирование участка сборки и сварки на основе технологии, отвечающей современным требованиям рыночной экономики и современного уровня сварочного производства.

Для реализации поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

- Выполнить анализ недостатков базовой технологии изготовления и разработать новый вариант.

- Обосновать выбор способа сварки, формы разделок, выбор сварочных материалов.

- Определить параметры режима сварки, позволяющие обеспечить высокую технологическую прочность сварных соединений.

- Произвести выбор современного сварочного оборудования.

- Экономическим расчетом подтвердить правильность принятых инженерных решений.

- Разработать план участка сборки и сварки на основе норм технологического проектирования и норм и правил БЖД, обеспечивающий максимально возможную степень загрузки оборудования и использования производственных площадей.

В качестве исходных данных для проектирования использованы:

- Конструкторская документация.

- Технические условия на изготовление.

- Производственно-технологическая документация.

- Результаты курсовых проектов и преддипломной практики.

- Результаты литературного обзора.

- Результаты патентно-правового поиска.

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

БЖД - безопасность жизнедеятельности;

РДС - ручная дуговая сварка;

ЭШС - электрошлаковая сварка;

ОШЗ - околошовная зона;

ЗТВ - зона термического влияния;

АСФ - автоматическая сварка под флюсом;

ППМ - порошкообразный присадочный металл;

ВО - визуальный осмотр;

ЦД - цветная дефектоскопия;

МПД - магнитопорошковая дефектоскопия;

УЗК - ультразвуковой контроль;

РГД - радиографическая дефектоскопия;

ИТР - инженерно-технический работник;

МОП - младший обслуживающий персонал;

ОТК - отдел технического контроля;

СИЗ - средства индивидуальной защиты;

КПД - коэффициент полезного действия;

ПВМ - мокрый пылеуловитель;

ЧС - чрезвычайные ситуации;

АХОВ - аварийно химически опасные вещества.

Исходные данные для проектирования

1.1 Назначение, конструкция и условия работы задвижки с клиновым затвором для паропроводов ТЭС высокого давления.

Задвижки данного типа применяются в качестве запорного устройства для перекрытия потока рабочей среды в магистральных трубопроводах по транспортировке товарной нефти и нефтепродуктов, а также в технологических схемах перекачивающих станций и резервуарных парков, с температурой рабочей среды от –15 до +80 °С. Такие задвижки могут эксплуатироваться в районах с умеренным и холодным климатом, а также в сейсмоопасных районах до 9,5 баллов по шкале Рихтера. Изготовление и поставка по ТУ 3741370020578557297.

Задвижка шиберная представляет собой вертикальный вертикальный аппарат

Техническая характеристика:

- Герметичность затвора: по классу В (ГОСТ 954493);

- Среда: нефть и нефтепродукты;

- Температура рабочей среды: от –15 до +80 °С;

- Температура окружающей среды: от –40 до +40 °с (климатическое исполнение У1), от –60 до +40 °С (климатическое исполнение ХЛ);

- Коэффициент сопративления задвижки – 0,24.

- Вид управления: электроприводной;

- Срок службы: не менее 30 лет;

- Время открывания задвижки электроприводом 47сек.

Данная задвижка изготовлен из стали 15Х1МФЛ.

Общий вид задвижки шиберной графически представлен на листе 1502.Д13.836.01.00СБ.

1.2 Оценка технологичности изготовления задвижка шиберная

С точки зрения заготовительных операций при серийном производствезадвижка с клиновым затвором является технологичным изделием. Это объясняется тем, что при выполнении заготовительных операций ограничено применение ручного немеханизированного труда. Часть деталей имеет большие габариты.. Последующая обработка, разделка кромок производится на фрезерном станке. Большая часть деталей требует специальной подготовки кромок, что понижает технологичность аппарата. Несколько понижает технологичность и необходимость применения подъемно – транспортного оборудования.

С точки зрения сборочно-сварочных операций pfldb;rf технологична. Это объясняется тем, что большинство сварных швов расположены в доступных местах. Практически все швы выполняются в горизонтальном положении. Цилиндрическая форма аппарата облегчает использование полуавтоматической сварки и уменьшает расход сварочных материалов.

1.4 Анализ недостатков базовой технологии изготовления

Базовая технология изготовления и конструкция задвижки с клиновым затвором была разработана при проведении курсовых проектов по дисциплинам РиПСК, ПСК. При прохождении преддипломной практики и анализе ранее наработанных материалов мною был сделан вывод о необходимости изменения базовой технологии и конструкции , так как применение литых заготовок в массовом производсте очень дорогостояще В частности произведена замена РДС кольцевых швов на АСФ , п/а сварку в среде Ar для остальных швов, что позволяет повысить технологичность сварочного процесса. Предложено применить раздельную сборку корпуса из двух поковок с приваркой направляющих вместо цельной отливки. Также предлагается сварной вариант изготовления бугеля вместо цельной отливки , из более дешевые материалы. Это повышает технологичность конструкции и уменьшает расход сварочных материалов, позволяет избежать множественных литейных дефектов.

Предлагаемая технологии изготовления задвижки с клиновым затвором ДУ250 представлены на листах 1502.Д13.836.05.00СБ и 1502.Д13.836.06.00СБ графической части дипломного проекта.

Разработка технологии изготовления задвижки с клиновым затвором

2.1 Предлагаемый вариант принципиальной технологии изготовления корпуса задвижки шиберной

2.1.1 Изготовление корпуса задвижки с клиновым затвором.

-изготовить заготовку корпуса из стали 15Х1МФЛ в виде поковок

-провести предворительную механическую обработку поковки для проведения УЗД-контроля.

-произвести подогрев участков корпуса для приварки втулок.

-произвести УЗД-контроль заготовок корпуса

-провести механическую обработку заготовок корпуса под сварку

2.1.2 Изготовление проушин грузовых.

-вырезать из листа стали 15Х1МФА термической резкой заготовки проушин.

-фрезеровать кромки под сварку.

-произвести механическую обработку отверстия проушин.

2.1.3 Изготовление втулок.

- изготовить заготовку втулки из стали 15Х1МФЛ в виде поковок Dн=400 , Dвн=200 , L=250.

- провести предворительную механическую обработку поковки для проведения УЗД-контроля.

-произвести УЗД-контроль заготовок втулки

-провести механическую обработку заготовок втулки под сварку

-произвести подогрев участков втулки для приварки к корпусу.

2.1.4 Сборка-сварка корпуса задвижки

- собрать стык кольцевого шва, выставить зазор, устранить смещение кромок.

- сварить кольцевой шов методом АСФ с сопутствующим подогревом.

- провести отпуск при Т=680°С. До температуры 300°С скорость нагрева 30°С/ч. Время выдержки 5 часов. Охлаждать на воздухе.

- зачистить сварные швы.

- провести УЗД и РГД контроль швов.

- произвести механическую обработку заготовки корпуса в сборе для варки направляющих.

- произвести варку направляющих с сопутствующим подогревом.

- произвести приварку технологических проушин.

- произвести окончательную мех.обработку корпуса

2.1.5 Изготовление бугеля клиновой задвижки.

- изготовить отливку заготовки ребра бугеля из стали 35Л.

- произвести обрезку литников и отбивку шлаковой корки.

- произвести контроль геометрии отливки.

- произвести механическую обработку ребер с разделкой кромок.

- произвести контроль геометрии после механической обработки.

- из листового проката стали 09Г2С термическим путем вырезать заготовку опорного кольца бугеля.

- произвести контроль геометрии заготовки кольца.

- произвести механическую обработку опорного кольца.

- произвести контроль геометрии после механической обработки.

- изготовить поковку верхней втулки бугеля из стали 09Г2С.

- из трубы Ø325×20 термическим путем вырезать заготовку кольца средней втулки бугеля.

- произвести мех.обработку заготовки под сварку

- собрать на эл.прихватках сварной вариант верхней втулки бугеля.

- произвести сварку верхней втулки бугеля.

- произвести контроль геометрии и качество сварного соединения.

- произвести зачистку сварных швов и контроль геометрии бугеля после сварки.

- провести УЗК швов.

- произвести механическую обработку бугеля после сварки.

2.1.6 Износостойкая наплавка тарелок и седел.

- произвести наплавку защитного слоя на рабочии поперхности седел и тарелок.

- произвести УЗД контроль

2.2 Особенности сборки-сварки.

От состояния поверхности свариваемых кромок в значительной мере зависит качество свариваемых швов. Подготовка кромок под сварку состоит в тщательной очистке их от ржавчины, окалины, грязи, масла и других инородных включений. Очистка производится стальными вращающимися щетками, гидропескоструйным и дробеструйным способами, абразивными кругами и т. д. Влага и образующийся при пониженных температурах конденсат должен удаляться подогревом или обдувкой горячим воздухом.

При сборке важно выдержать необходимые зазоры и совмещение кромок, углов разделки и притупления кромок, так как в противном случае возможно образование непроваров или прожогов. Величины зазоров и смещения (превышения) при сборке различных соединений при различных толщинах металла регламентированы соответствующими стандартами. Точность сборки проверяется шаблонами, измерительными линейками и различного рода щупами. Сборка производится в специальных приспособлениях или на выверенных стеллажах. Временное закрепление деталей производится струбцинами, скобами или сборочными прихватками.

Узел, собранный с помощью прихваток должен обладать такой жесткостью и прочностью, какая необходима при извлечении его из сборочного приспособления и транспортировке к месту сварки, а также для уменьшения сварочных деформаций. При назначении размеров и расположения прихваток учитывают еще и необходимость предотвращения их вредного влияния на качество выполнения сварных соединений и работоспособность конструкции. Для сборки стыка на прихватках их длина должна быть 5080 мм, а сечение должно быть около 1/3 сечения шва, но не более 2530 мм2. Расстояние между прихватками 150500 мм. Прихватки должны располагаться в местах, где они будут полностью переварены при укладке основных швов. Перед сваркой все прихватки должны быть тщательно очищены от брызг расплавленного металла.

При сборке деталей из сталей следует применять временные технологические крепления из стали той же марки, что и собираемые детали. Поверхность деталей в местах приварки креплений должна быть предварительно зачищена от всех видов загрязнений. Технологические крепления после выполнения своих функций полностью удаляются кислородной или воздушно-дуговой резкой без углубления в основной металл с последующим шлифованием поверхностей деталей до удаления следов резки [2].

При проведении сборочно-сварочных операций используют специальные приспособления и приемы для повышения точности сборки, уменьшения коробления изделия и других сварочных деформаций.

Сборку кольцевого стыка основания и обечайки производят в вертикальном положении, применяя центрирующий кондуктор.

Для уменьшения деформаций и перемещений от сварки необходимо назначать минимальные объемы наплавляемого металла; сечения угловых швов следует принимать по расчету на прочность или в соответствии с рекомендациями о минимальных катетах швов; использовать способы сварки с минимальным тепловложением; сварку вести диаметрально противоположными участками.

При сварке угловых швов электрод наклоняют на 3045° от вертикали поперек соединения. Сварку ведут вертикальным электродом или с наклоном углом вперед до 15°. Дугу направляют немного (до 1 мм) на нижнюю полку или в угол. При сварке металла разных толщин электрод направляют в сторону листа большей толщины, чтобы увеличить его провар, не допустить прожога листа меньшей толщины и снизить остаточные сварочные напряжения.

В соответствии с разработанной технологией и рекомендациями ЗАО»ЧЗЭМ» в качестве термической обработки используется нормализация и высокий отпуск.

При сварке корпуса используют предварительный подогрев и высокий отпуск. Высокий отпуск – нагрев закаленной стали до температур 680°С, выдержка при заданной температуре и последующее охлаждение с определенной скоростью. Высокий отпуск создает наилучшее соотношение прочности и вязкости стали.

2.3 Выбор методов и способов сварки

Исходя из условий работы, назначения, материала, используемого при изготовлении конструкции, допускается использовать для сварки аппарата следующие виды сварки: ручная дуговая сварка (РДС), автоматическая сварка под флюсом (АСФ), электрошлаковая сварка (ЭШС), полуавтоматическая сварка в среде Ar и его смесях [17,18].

Ручная дуговая сварка. Этим способом сваривают конструкции во всех пространственных положениях, из разных марок сталей, в случаях, когда применение автоматической и полуавтоматической сварок не возможно, например, при отсутствии требуемого оборудования. К преимуществам РДС относятся также:

Возможность сварки в любом пространственном положении;

Возможность устойчивого горения дуги и плавление электрода на постоянном и переменном токе;

Достаточная защита расплавленного металла;

Возможность получения хорошо сформированных валиков;

К недостаткам можно отнести большую вероятность получения дефектов в сварном соединении, малую производительность процесса, большой расход сварочных материалов, плохие санитарные условия сварки, большое тепловложение в свариваемое изделие, что приводит к послесварочным деформациям изделия. Регулирование скорости подачи и скорости сварки осуществляется сварщиком вручную, следовательно, качество сварного шва будет зависеть от практических навыков сварщика.

Автоматическая сварка под флюсом. При сварке вылет электрода значительно меньше, чем при РДС. Поэтому можно не опасаться перегрева электрода и отделения защитного покрытия, в несколько раз увеличить силу тока. Производительность сварки под флюсом в 1015 раз выше, чем при РДС. Это достигается за счет: повышения величины и плотности сварочного тока, повышения коэффициента наплавки, увеличения глубины проплавления свариваемого металла, повышения скорости сварки, снижения машинного времени сварки. Плавление электродного и основного металла происходит под флюсом, надежно защищающим их от окружающей среды. Флюс способствует получению чистого и плотного металла шва, без пор и шлаковых включений, с высокими механическими свойствами и однородностью металла шва по химическому составу. Практически отсутствуют потери на угар и разбрызгивание электродного металла. Улучшаются условия труда сварщика, т.е. при сварке под флюсом отпадает необходимость в защите сварщика от воздействия дуги. Сокращается время освоения сварки под флюсом по сравнению с РДС. Процесс сварки полностью механизирован. К недостаткам АСФ можно отнести отсутствие визуального контроля за сварочной ванной, возможность сварки только в нижнем положении ввиду возможного стекания флюса и металла при отклонении плоскости шва от горизонтали более чем на 10150, ограниченную маневренность автоматов.

Электрошлаковая сварка. ЭШС - довольно универсальный метод сварки с точки зрения рода тока, типов электродов, области применения. Этот способ сварки одинаково успешно осуществляется как на постоянном токе, так и на переменном. Процесс плавления электрода при электрошлаковой сварке, как и при механизированной сварке под флюсом, саморегулируемый, т.е. длина межэлектродного промежутка устанавливается автоматически. Поэтому на практике обычно задают скорость подачи электрода и напряжения сварки, а скорость плавления автоматически становится равно скорости подачи. Преимуществами ЭШС являются:

- Высокая производительность плавления. Электрошлаковый процесс допускает нагрузку на электрод до 1000А, что невозможно при дуговой сварке.

- Высокая экономичность процесса. Расход электроэнергии уменьшается 1015 %, флюса - в 20 раз по сравнению с дуговой сваркой.

- Высокая устойчивость процесса: допустима плотность тока на электроде 0,2300 А/мм2.

- Малая устойчивость процесса к качеству подготовки кромок.

- Хорошее качество защиты от воздуха, не хуже чем при дуговой сварке под флюсом, а с дополнительной защитой шлаковой ванны струёй газа - лучше.

- Возможность сварки за один проход практически неограниченной толщины металла, различных соединений.

К недостаткам электрошлаковой сварки можно отнести:

- Перегрев металла шва и около шовной зоны и снижение в результате этого ударной вязкости металла.

- Возможность сварки преимущественно в вертикальном положении.

- Необходимость принудительного формирования шва.

Сварка в Ar и его смесях. По сравнению с РДС сварка в защитных газах имеет следующие преимущества:

Возможность механизации сварочных работ при выполнении коротких швов;

Уменьшение коробления изделий за счет повышенной теплоотдачи, охлаждающего действия защитной среды и увеличения скорости кристаллизации расплавленного металла;

Простота процесса и техники сварки (сварщики осваивают этот способ за 3-5 смен);

Более высокая производительность труда за счет автоматической подачи проволоки при удовлетворительном качестве сварных швов;

Малая чувствительность к образованию пор по сравнению с процессом сварки электродами с фтористокальциевым покрытием и сваркой под флюсом металла, покрытого окалиной, ржавчиной и другими загрязнениями;

Уменьшенное содержание газов в шве;

Возможность непосредственного наблюдения за процессом сварки и местом положения швов;

Возможность сварки в труднодоступных местах;

Дешевизна процесса;

Недостатки: в связи с повышенным содержанием кислорода в атмосфере дуги необходимо раскислять в процессе сварки металл шва. Элементы раскислители вводятся в сварочную ванну через электродную проволоку.

Таким образом, проанализировав все достоинства и недостатки вышеперечисленных способов, выбираем для сварки кольцевого шва корпуса конструкции – автоматическую сварку под флюсом, а для швов приварки ребер, проушин, - способ сварки в среде защитного газа Ar. Для слесарной сборки и наплавки седел и тарелок , сварки бугеля – способ РДС.

2.9 Выбор методов контроля сварных швов

2.9.1 Внутренние дефекты, образующиеся при сварке плавлением сварных соединений

К внутренним дефектам сварных соединений относят дефекты, которые не обнаруживаются внешним осмотром сварного соединения детали, узла или изделия. Вид, характер и размеры внутренних дефектов зависят от способов сварки.

Трещины - частичное местное разрушение сварного соединения. В наплавленном и основном металле трещины появляются в результате развития собственных напряжений, которые могут возникать в металле вследствие следующих причин: литейной усадки или структурных превращений или изменения объема в результате перехода металла из жидкого состояния в твердое; неравномерного распределения температуры при нагреве или охлаждении свариваемого объекта; сварке деталей из конструкционных легированных сталей в жестко заделанных контурах; большой скорости охлаждения при сварке углеродистых сталей, склонных к закалке на воздухе; проведения сварки при низких температурах, понижающих пластические свойства металла; засоренности основного и присадочного металла вредными примесями серы и фосфора; наличия в сварных соединениях др. дефектов, являющихся концентраторами напряжений, обуславливающих образование трещин, и др.

В зависимости от температурных условий, при которых возникают трещины, их подразделяют на холодные, возникающие при температуре до 300°С, и горячие, возникающие при температуре 11001300°С.

В зависимости от расположения относительно шва сварного соединения трещины разделяют на продольные и поперечные; по расположению в сварном соединении - на трещины в наплавленном металле, трещины в основном металле или в зоне термического влияния.

В зависимости от размеров трещины подразделяют на макротрещины, имеющие сравнительно большой размер по глубине, протяженности и раскрытию, и микротрещины, обнаруживаемые вооруженным глазом.

В зависимости от характера напряжений (сжатие или растяжение), возникающих в элементах сварных конструкций, трещины могут быть закрытые, трудно обнаруживаемые (в сжатых элементах) или открытые, хорошо видимые (в растянутых элементах).

Трещина - наиболее опасный и недопустимый дефект сварки.

Непровар - отсутствие сплавления между наплавленным и основным металлом (в корне шва или по кромке) или между смежными слоями шва. При непроваре отсутствует структурная связь между прилегающими друг к другу объемами металла в сварном соединении. Непровар возникает в тех случаях, когда расплавленный электродный металл попадает на нерасплавленный основной металл. На поверхности соприкосновения расплавленного и основного металла сохраняется тонкая окислая пленка, понижающая прочность сцепления между ними.

Причины образования непроваров:

- недостаточная тепловая мощность дуги (малый ток, излишне длинная или короткая дуга); электроды из легкоплавкого материала, вследствие чего жидкий металл заполняет шов на неоплавленные свариваемые кромки;

- чрезмерная скорость сварки, при которой свариваемые кромки не успевают расплавляться;

- значительное смещение электрода на одну из свариваемых кромок, когда расплавленный металл натекает на др. нерасплавленную кромку, прикрывая непровар;

- малая величина зазора или малый угол скоса кромок, что затрудняет расплавление основного металла;

- неудовлетворительная зачистка кромок под сварку от ржавчины, краски окалины, масла и др. загрязнений;

- блуждание или отклонение дуги под влиянием магнитных полей, особенно при сварке на постоянном токе, когда основание столба дуги располагается в одном месте, а жидкий металл стекает на др. участок нерасплавленного металла;

- неправильное расположение или слишком большое сечение присадочной проволоки, укладываемой в разделку шва, что затрудняет расплавление основного металла;

- неудовлетворительное качество основного металла, сварочной проволоки, электродов, флюсов и т.д.

- неудовлетворительная работа сварочного оборудования - колебания силы сварочного тока и напряжения дуги в процессе сварки;

- низкая квалификация сварщика.

Непровар - один из наиболее опасных дефектов сварки, особенно в сварных соединениях, работающих под воздействием вибрационных и ударных нагрузок.

Поры (пористость) в наплавленном металле шва - различной величины пузырьки (обычно сферической формы), заполненные газами. Газовые пузырьки возникают вследствие интенсивных реакций газообразования в объеме металла и большой скорости его затвердевания, не позволяющей пузырькам газа подняться на поверхность расплавленного металла шва.

Основные причины возникновения пор в швах сварных соединений: повышенное содержание углерода в основном металле или в присадочном материале; повышенная влажность электродного покрытия, флюса или проведение сварочных работ в сырую погоду; наличие в некоторых электродных покрытиях крахмала, декстрина и др. органических составляющих, в результате разложения которых может происходить насыщение металла шва окисью углерода или водородом; плохая очистка кромок свариваемого металла от ржавчины, краски и др. загрязнителей; высокая скорость сварки, приводящая к быстрому затвердеванию сварочной ванны.

Окисные включения.

Окисные включения (пленки) могут возникать при всех видах сварки. Влияние окисных пленок на механические свойства сварных соединений может быть сильнее, чем влияние пор, шлаковых и металлических включений.

Причины возникновения окисных включений: загрязненность поверхностей свариваемых кромок ржавчиной, маслом, краской и т.д.; плохая очистка (или отделимость) шлака от поверхности шва при многослойной сварке; быстрое остывание ванны жидкого металла (малый слой шлакового покрытия), что затрудняет всплывание более крупных включений; высокая плотность или тугоплавкость шлака; некачественное электродное покрытие (покрытие дает вязкий густой шлак, или оно нанесено больше положенного); низкая квалификация сварщика.

Технические характеристики нестандартного оборудования

К нестандартному оборудованию относится спроектированный мною сборочный кондуктор, состоящий из направляющего стержня, болтооупорных приспособлений, швеллеровых опор.

Кондуктор предназначен для жесткого закрепления в нем свариваемого изделия, он служит также проверочным шаблоном для правильности сборки седел.

При сборке корпуса клиновой задвижки, сначала на кондуктор устанавливается верхняя втулка корпуса затем тройник в сборе, конусообразная верхняя часть кондуктора является шаблоном шибера. Сборка на кондукторе осуществляется согласно чертежу 1502.Д13.836.09.00СБ.

Модернизация сварочной головки

Модернизация сварочной головки заключается в замене механизма подачи сварочной проволоки предложенным в описании изобретения (патент №505537, КЛ В 9/12, 1974 ) с целью повышения стабильности подачи ее в зону сварки.

Изобретение относится к дуговой сварке и может быть использовано в автоматах и полуавтоматах для сварки плавящимся и неплавящимся электродом.

Цель изобретения – упрощение конструкции и повышение надежности работы устройства для равномерной подачи сварочной проволоки.

Поставленная цель достигнута тем, что приводной элемент выполнен в виде цилиндрического ролика с винтовой нарезкой на наружной поверхности по всей длине ролика.

Кроме того, с целью повышения надежности в работе путем периодической очистки винтовой нарезки приводного элемента от стружки и загрязнений, на прижимном ролике выполнен по крайней мере один выступ, размещенный в канавке нарезки и имеющий ответный профиль.

На чертеже изображено это устройство в разрезе.

Устройство для подачи сварочной проволоки содержит корпус 1 с направляющими мундштуками 2 и 3, поджимной ролик 4 с осью 5 и приводной элемент 6, представляющий собой сплошной цилиндрический ролик с винтовой нарезкой на наружной поверхности. Свободный конец 7 приводного элемента 6 соединяется с приводом 8. Ось 5 поджимного ролика 4 связана с рычагом 9, на котором размещена пружина 10. Соосно с рычагом 9 в корпусе 1 установлен регулировочный винт 11. На поджимном ролике 4 выполнен выступ 12, профиль рабочего конца которого повторяет профиль впадины винтовой нарезки приводного элемента 6.

Устройство работает следующим образом.

Сварочная проволока, поступающая в зависимости от направления вращения привода 1, и через направляющий мундштук 2 или 3 подается между поджимным роликом 4 и приводным элементом 6. Поджимной ролик 4 прижимает сварочную проволоку к виткам винтовой нарезки на наружной поверхности приводного элемента 6.

Усилие прижима сварочной проволоки регулируется регулировочным винтом 11. При вращении приводного элемента 6 приводом 3 возникает усилие, перемещающее сварочную проволоку в направлении, параллельном оси приводного элемента 6. Для улучшения сцепления сварочной проволоки с витками приводного элемента 6 можно установить последовательно друг за другом несколько поджимных роликов 4. Рабочий конец выступа 12 на поджимном ролике 4 при вращении приводного элемента 6 периодически входит во впадину винтовой нарезки, в результате чего происходит ее очистка от стружки и загрязнений.

Выполнение приводного элемента в виде сплошного цилиндрического ролика, имеющего на боковой поверхности винтовую нарезку, позволяет упростить конструкцию устройства. Кроме того, повышается надежность устройства из-за отсутствия забивания винтовой нарезки стружкой и малой чувствительности к нарушению точности его изготовления. Стоимость изготовления устройства снизится в 4-5 раз при значительном повышении удобства в работе. Конструктивное исполнение механизма подачи проволоки показано в чертеже 1502.Д13.836.11.00СБ.

Сварочная горелка

Изобретение относится к дуговой сварке в среде защитных газов и может быть использовано в автоматах и полуавтоматах для сварки плавящимся и неплавящимся электродом.

Цель изобретения – повышение качества сварных соединений путём повышения устойчивости потоков защитного газа.

В предлагаемом устройстве образуется дополнительный поток газа, за счёт взаимодействия этих двух потоков. При этом образуется турбулентный поток. Этот поток не оказывает отрицательного эффекта , что наблюдается в известных устройствах, а наоборот, при соприкосновении с со свариваемыми деталями стряхивает продукты сварки и выбрасывает их из зоны сварки.

Деталировка горелки показана в чертеже 1502.Д13.836.11.00СБ.

Устройство работает следующим образом.

Электродная проволока из трубки 11 через направляющий её канал наконечника 3 подаётся к изделию. Защитный газ из трубки 10 поступает в коллектор 9, откуда он распределяется на основной и дополнительный потоки. При постоянном давлении в трубке 10 перераспределение объёмов газа между потоками производится дросселированием при помощи винта12. Если уменьшить сечение канала, подающего газ в основной поток, то увеличится объём газа, поступающего в дополнительный поток, а следовательно, увеличится и скорость дополнительного потока, формирующего дугу. Как основной, так и дополнительный поток газа при выходе из горелки закручивается винтовыми канавками 5 и 6, имеющимися на конических поверхностях наконечника 3 и насадки 4. Вихреобразная закрутка дополнительного потока позволяет сформировать устойчивый колокол, формирующий дугу, а вихреобразная закрутка основного потока в ту же сторону уменьшает помехи, создаваемые основным потоком и улучшает условия работы дополнительного потока. При этом углы подъёма винтовых канавок для основного потока должны быть больше, потому что скорость основного потока значительно меньше, чем скорость дополнительного потока газа. Кроме того, вихреобразная закрутка основного потока газа улучшает защиту дуги от атмосферы цеха.

Горелка позволяет повысить устойчивость дуги и качество сварочной ванны, уменьшить расход защитного газа и улучшить условия труда сварщиков.

Определение технологической себестоимости

Технологическая себестоимость сварочных работ включает затраты на основные материалы (СМ), сварочные материалы (ССВ), технологическую электроэнергию (СЭ), заработную плату (СЗП), расходы на содержание и эксплуатацию оборудования (СОБ) [12].

Заключение

1. Выполнен анализ недостатков базовой технологии изготовления и на основе анализа разработан новый вариант.

2. Обоснованно выбраны способы сварки, формы разделок кромок, сварочные материалы.

3. На основе сравнения технико-экономических показателей доказано, что способ автоматической сварки под флюсом имеет преимущество над другими при изготовлении задвижки с клиновым затвором.

4. Выбраны параметры режима сварки, позволяющие обеспечить высокую технологическую прочность сварных соединений.

5. Показано, что разработанная технология изготовления может быть реализована с использованием современного существующего оборудования для сборки и сварки. Произведен обоснованный выбор оборудования, соответствующий требованиям сварочного производства.

6. Обоснованность выбранных в дипломном проекте инженерных решений подтверждена экономическим расчетом. Показано, что эффект от внедрения способа АСФ для изготовления изделия составляет 48600 млн. руб.

7. Разработан план участка сборки и сварки клиновой задвижки на основе норм технологического проектирования сварочных цехов и норм и правил БЖД, обеспечивающий максимально возможную степень загрузки оборудования и использования производственных площадей. На участке обеспечено прямоточное, безвозвратное движение грузопотока.