Разработка технологического процесса сборки-сварки компенсатора

Содержание

Содержание

Введение

Описание сварной конструкции

Выбор основного металла

Выбор и обоснование способа сварки

Выбор и обоснование сварочных материалов

Расчет режимов сварки

Выбор сварочного оборудования

Выбор сборочного оборудования

Выбор транспортных средств

Выбор и обоснование оборудования для изготовления отдельных деталей сварной конструкции

Нормирование технологического процесса сборки и сварки

Контроль качества сварки

Техника безопасности на участке

Основные положения по охране труда на промышленных предприятиях

Электробезопасность

Требования к спец. одежде и вентиляции

Пожарная безопасность

13 Организация сварочного участка

Заключение

Список использованных источников.36-

ЗАДАНИЕ

На курсовой проект

по модулю : ПМ 02 МДК 02.02 Разработка технологических процессов и проектирование изделий

Тема: Разработать технологический процесс сборки и сварки компенсатора

Исходные данные для курсового проекта:

1. Деталировка компенсатора

Содержание курсового проекта:

Введение

1 Описание сварной конструкции

2 Технологический раздел

3 Расчетно-конструкторский раздел

4 Отчетный материал проекта

4.1 Пояснительная записка ___ листов формата А4

4.2 Перечень графического материала

4.2.1 Общий вид сварной конструкции

4.2.2 Карта технологического процесса сборки и сварки

4.2.3 Спецификация

Заключение

Введение

Развитие сварки конструкций имеет яркую историю.

В 1882 г. талантливый русский изобретатель Н. Н. Бенардос впервые предложил способ соединения и разделения металлов непосредственно действием электрического тока с применением угольной дуги. Этот способ сварки угольной дугой носит его имя.

В 1888—1890 гг. горный инженер Н. Г. Славянов предложил метод электрической сварки металлов металлическим электродом.

Широкое развитие и большое народнохозяйственное значение дуговая сварка металлов получила после Великой Октябрьской социалистической революции.

В 30е годы началось интенсивное применение сварки вместо клепки в конструкциях, что обеспечило экономию металла на 25...30%, повысило производительность труда, освободила рабочего от тяжелого труда молотобойца. Новая технология стала не только рекомендованной, но и обязательной в ряде объектов строительных конструкций.

Со второй половины 30х годов сварка получила новое широкое применение в различных отраслях машиностроения. В эти годы в СССР было сооружено несколько сварных железнодорожных мостов.

С 40х годов в СССР в результате деятельности Института электросварки АН УССР и в первую очередь его основателя Е. О. Патона, а также ряда других организаций начинается успешное применение в промышленности автоматической сварки под флюсом, которое сыграло выдающуюся роль в период Великой Отечественной войны при создании вооружения, а позднее во всех отраслях народного хозяйства.

Институт электросварки им. Е. О. Патона, возглавляемый в течение 35 лет академиком АН СССР, президентом АН УССР Б. Е. Патоном, является координационным и научным центром, осуществляющим в стране научно-техническую политику по вопросам сварки. Он обладает большим числом передовых научных лабораторий, конструкторских бюро, а также производственными предприятиями, реализующими научные разработки лабораторий в металле.

В развитии сварки в СССР наблюдались следующие особенности: в 19241925 гг. сварочные процессы осуществлялись вручную электродами без покрытия или с тонкими ионизирующими покрытиями. С 19351939 гг. на базе применения толстопокрытых электродов, электродных стержней из легированных сталей и других сплавов, сварка широко внедрилась во всех отраслях промышленности. 1939 г. характеризуется началом внедрения автоматической и полуавтоматической сварки под слоем флюса, разработанной под руководством Г.О. Патона (18701953) в руководимом им институте электросварки. С 1948 г. получили промышленное применение способы дуговой сварки в инертных защитных газах: ручная неплавящимся электродом, полуавтоматическая и автоматическая неплавящимся и плавящимся электродами.

Замечательные достижения СССР в развитии передовых методов сварки — создание технологических процессов сварки в среде углекислого и инертных газов; контактная сварка рельсов непрерывным оплавлением, газопроводов установками «Север»; электрошлаковая, полуавтоматическая сварка порошковым электродом; плазменная и микро - плазменная сварка; сварка взрывом; диффузионная и высокочастотная сварка; вибронаплавка; индустриальный метод производства сварных листовых конструкций и многие другие усовершенствованные методы — вывели нашу Родину на передовое место в мире.

Описание сварной конструкции

Компенсаторы являются идеальными амортизирующими и компенсирующими элементами термальных и механических изменений трубопроводной системы. Компенсатор устанавливается в трубопроводе турбины для соединения отдельных частей труб, при резких температурных колебаниях способствует свободному удлинению или сжатию. Компенсатор проходит гидравлические испытания.

Компенсатор состоит из 4 деталей:

Бобышка- состоит из трубного профиля, с размерами Ø20х12

Полугофра- состоит из листового проката, с размерами Ø800х115х2

Обечайка- состоит из листового проката, с размерами Ø540х4х2

Фланец- состоит из листового проката, с размерами Ø660х540, S=16

Цель применения компенсаторов:

для компенсации температурного расширения трубопроводов;

для предотвращения разрушения труб при деформации трубопроводов;

для выравнивания несоосности в трубопроводных системах;

для присоединения напорных и всасывающих трубопроводов к агрегатам (насосам, турбинам, компрессорам, двигателям и т.д.);

для снижения вибрационных нагрузок и герметизация трубопроводов.

К компенсатору предъявляются следующие требования:

достаточная прочность и гибкость;

сопротивляемость к изменениям давления и термостойкость;

стойкость к агрессивным субстанциям;

сохранение герметичности и прочности при вибрациях и колебаниях;

Выбор и обоснование способа сварки

Способ сварки в значительной мере определяют не только качество и трудоемкость изготовления, но весь технологический процесс в целом. Выбор способа сварки начинается с определения ряда технически приемлемых вариантов для каждого соединения, затем выбирается тип оборудования и составляется ориентировочные технологические процессы сборки и сварки с укрупненным нормированием для каждого варианта, подсчитывается суммарная трудоемкость и экономическая эффективность каждого способа, и после сравнения принимается окончательное решение в пользу какого-либо варианта.

Основные способы сваривания деталей:

Ручная дуговая сварка плавящимся покрытым электродом производится с использованием сварочного источника питания и сварочных электродов. Подача электрода в зону сварки и его перемещение вдоль соединения осуществляются самим сварщиком. Может применяться источник питания как переменного (трансформатор), так и постоянного тока (выпрямитель). Сварочный электрод представляет собой металлический стержень с нанесённым на него покрытием.

Полуавтоматическая сварка в защитных газах. В качестве электрода используется металлическая проволока определённой марки, к которой через токоподводящий мундштук подводится ток. Электрическая дуга расплавляет проволоку, и для обеспечения постоянной длины дуги проволока подаётся автоматически механизмом подачи проволоки. Для защиты от атмосферы применяются защитные газы (аргон, гелий, углекислый газ и их смеси), подающиеся из сварочной горелки вместе с электродной проволокой. При отсутствии возможности проводить полуавтоматическую сварку в среде защитных газов также применяют самозащитную проволоку (порошковую). Следует заметить, что углекислый газ является активным газом — при высоких температурах происходит его диссоциация с выделением кислорода. Выделившийся кислород окисляет металл. В связи с этим приходится в сварочную проволоку вводить раскислители (такие, как марганец и кремний).

Полуавтоматическая дуговая сварка под флюсом — сварка электрической дугой, горящей между концом сварочной проволоки и свариваемым металлом под слоем флюса. В качестве флюсов при сварке применяют искусственные силикаты, имеющие слабо кислый характер. Основой флюса являются двойной или тройной силикат закиси марганца, окиси кальция, окиси магния, алюминия и т. д. В качестве добавки, снижающей температуру плавления и вязкость, применяется плавиковый шпат.

В данном курсовом проекте будет использоваться полуавтоматическая сварка в защитных газах, т.к. она обладает рядом преимуществ: высокое качество сварных соединений на разнообразных металлах и сплавах различной толщины; возможность сварки в различных пространственных положениях; возможность визуального наблюдения за образованием шва; отсутствие операций по засыпке и уборке флюса и удалению шлака; высокая производительность и легкость механизации и автоматизации; низкая стоимость при использовании активных защитных газов.

Нормирование технологического процесса сборки и сварки.

005. Транспортирование

1.Транспортировать скомплектованные детали и сварочные материалы на участок сборки и сварки.

010. Слесарная

1. Зачистить кромки свариваемых деталей от слоев грязи, масла, ржавчины на ширину 10 мм по обе стороны шва.

015. Сборочно-сварочная

1. Установить, выверить и закрепить деталь поз 2

2. Установить и выверить делать поз. 3 на деталь поз. 2

3. Прихватить деталь поз. 3 на деталь поз. 2минимальное кол-во прихваток 2, Lпр=5мм.

4. Сварить сборочную единицу в нижнем положении кольцевым швом, Lшва=1696мм

5. Установить и выверить деталь поз. 4. на сборочную единицу.

6. Прихватить детали поз. 4 к сборочной единице, минимальное кол-во прихваток 2, L пр=5мм.

7. Сварить сборочную единицу в нижнем положении кольцевым швом.

L шва=1696мм

8. Снять сборочную единицу 1

9. Перевернуть на 180°, установить, выверить и закрепить сборочную един. 1.

10. Установить и выверить сборочную единицу 2 на сборочную единицу 1.

11. Прихватить сборочную единицу 2 к сборочной единице 1

минимальное кол-во прихваток 2, Lпр=5мм.

12. Сварить сборочную единицу в нижнем положении кольцевым швом.

Lшва=2513мм

13. Установить и выверить деталь поз. 1 на сборочную еденицу 1.

14. Прихватить деталь поз. 1 к сборочной единице 1, минимальное кол-во прихваток 2, Lпр=5мм.

15. Сварить сборочную единицу в нижнем положении кольцевым швом, Lшва=63мм

020. Зачистка

1.Зачистить сварные швы и околошовную зону от брызг и расплавленного металла.

025. Контрольная

1.Проверить качество шва внешним осмотром на отсутствие видимых дефектов, а так же от заданных размеров. Проверить геометрические размеры, указанные в КД. Проверить количество сварных швов.

030. Транспортная

1.Снять собранную конструкцию с приспособления механизированным способом.

Контроль качества сварки

Контроль качества сварочных работ начинается еще до того, как сварщик приступил к сварке изделия. При этом проверяют качество основного металла, сварочных материалов, заготовок, поступивших на сварку, состояние сварочной аппаратуры и качество сборки, а также квалификацию сварщиков. Контроль заготовки перед поступлением заготовок. На сборку проверяют чистоту поверхности металла, габаритные размеры заготовок, качество подготовки кромок, углы скосы кромок.

Все эти мероприятия носят название предварительного контроля.

В процессе сварки проверяют внешний вид шва, его геометрические размеры, наблюдают за выполнением технологического процесса. Указанные операции составляют текущий контроль. Последней контрольной операцией является проверка качества сварки в готовом изделии. Для этой цели осуществляют следующие виды контроля: Внешний осмотр и обмер сварных соединений, испытание на плотность, просвечивание рентгеновскими или гамма-лучами. Контроль ультразвуком, магнитные методы контроля, люминесцентный метод контроля, металлографический метод контроля, механические испытания.

Качество основного метала должно соответствовать требованиям сертификата, который посылают заводы-поставщики вместе с партией металла. При отсутствии сертификата металла запускают в производство лишь после тщательной проверки, необходимо произвести наружный осмотр, пробу на свариваемость, установить механические свойства и химический состав металла. Предварительная проверка металла с целью обнаружения дефектов является необходимой и обязательной, поскольку оно должно предупредить применение некачественного металла для сварки изделий.

Контроль качества сварной проволоки. Наиболее важным является проверка химического состава проволоки, для чего от каждой партии отбирают 0,5% бухт, но не менее двух.

Контроль качества флюсов. Флюс проверяют на однородность по внешнему виду, определяют его химический состав, величину зерна и влажность.

В собранном узле подлежат контролю зазоры между кромками свариваемых деталей отсутствие или малая величина которых приводит к непровару корня шва, а большая к прожогам и увеличению трудоемкости процесса сварки. Контроль за исполнением технологического процесса. Перед тем как приступить к сварке, сварщик знакомится с технологическими нормами, в которых указывают последовательность операций, диаметр и марку применяемых электродов, режимы сварки и требуемые размеры сварных швов. Швы осматривают невооруженным глазом или применяют лупу с увеличением в Юр по всей их протяженности и обязательно с двух сторон. Хорошо выполненный шов имеет плавный переход к основному металлу, без наплывов и подрезов, а также равномерную ширину и высоту на всей длине. В некоторых случаях при внешнем осмотре применяют эталоны, по которым оценивают качество сварных швов изделия. В данном курсовом проекте применяется внешний осмотр и обмеры сварных соединений, которые являются основным этапом контроля качества, для выполнения этих мероприятий применяется следующие виды оборудования: линейка измерительная 11000мм, штангенциркуль, рулетка, комплект шаблонов для измерения катета шва

Техника безопасности на участке

12.1. Основные положения по охране труда и производственной санитарии.

Охрана труда представляет собой комплекс технической и организованной мероприятий, направленных на создание безопасных и здоровых условий труда работающих. Охрана труда — прежде всего предусматривает предотвращение производственного травматизма. Главной материальной основой улучшении условий являются новые методы производства, новая техника, комплексная механизация и автоматизация производства.

К сварочным работам допускаются лица, достигшие 18 лет. Рабочим сварщикам выдаются спецодежда, защитные шапки и маски. При тяжелых и вредных работах сварщик получает специальное питание. Рабочие места должны быть оборудованы различного рода ограждениями, предохранительными устройствами и приспособлениями

12.2. Электробезопасность

Поражение электрическим током происходит при соприкосновении человека с токоведущими частями, для предупреждения возможно поражения электрическим током при выполнении электросварочных работ необходимо соблюдать основные правила.

Корпус оборудования и аппаратура, к которой подведен электрический ток, должно быть надежно заземлен.

Все электрические провода, идущие от распределенных щитов и на рабочее место должны быть надежно заизолированы и защищены от механического повреждения.

Запрещается использовать контур закрепления металлоконструкции зданий, а также трубы водной и отопительной системы.

При выполнении сварочных работ внутри замкнутых сосудов, следует применять деревянные щиты, резиновые коврики, перчатки, галоши, для

ответственных целей внутри сосудов, а также в сырых помещениях применяется

электрический ток не выше 1 2В, а в сырых помещениях не выше 36В.

Монтаж, ремонт электрооборудования и наблюдение за ним должны выполнять электромонтеры.

Сварщикам категорически запрещается исправлять силовые электрические цехи.

12.3. Требования к спец. одежде и вентиляция.

Работа по сварке и резки на машиностроительных заводах выполняют, как правило, внутри производственных помещениях. Выполнение работ в иных местах допускается на действующих предприятиях в соответствии с правилами техники безопасности и производственной санитарии по отраслям промышленности. В процессе сварки выделяется значительное количество аэрозоля, состоящего в основном из оксидов железа, марганца, двуокиси кремния и вторичных соединений при сварке в углекислом газе образуется окись углерода. С02 в 1,5 раза тяжелее воздуха он скапливается в тесных помещениях и закрытых сосудах, что может привести к нехватке кислорода для дыхания сварщика, для удаления излишних выделений с мест сварки и подачи чистого воздуха, применяется вентиляция, которая может быть общей и местной. В данном случае целесообразно применять общую вентиляцию. Она должна обеспечивать обмен воздуха на один килограмм расплавленного металла в следующем объеме:

при сварке углеродистых и низкоуглеродистых сталей в С02 — 3000 м3

В зимнее время приточная вентиляция должна подавить в помещении подогретый воздух. При отравлении, пострадавшего необходимо вынести на свежий воздух, освободить от стесняющей одежды, предоставить ему покой до прибытия врача. При остановке дыхания следует применить искусственное дыхание.

Для защиты тела рабочего от тепловых, механических и других воздействий применяются специальная одежда (брюки, куртки, комбинезоны, рукавицы) и специальная обувь, которые должны соответствовать характеру выполняемой работы и метеорологическим условиям на рабочем месте.

Спецодежда и спецобувь должны выдаваться согласно нормам по отдельным отраслям промышленности в соответствии с типовыми отраслевыми нормами бесплатной выдачи спецодежды, спецобуви.

Для защиты от соприкосновения с влажной, холодной землёй, снегом, а также с холодным металлом при наружных работах сварщики должны обеспечиваться подстилками, наколенниками и подлокотниками из огнестойких материалов с эластичной прослойкой.

12.4. Пожарная безопасность.

В целях противопожарной безопасности, рабочие места сварщика на сварочном участке ограждены ширмами (щитами) из несгораемых материалов (листовая сталь, асбестовое полотно, брезент). Постоянные рабочие места, а также защитные ограждения окрашены в светлые тона (голубой, серый, желтый). Производить сварочные работы вблизи горюче-смазочных веществ, дерева и легко воспламеняющихся материалов категорически запрещается.

Для предупреждения причин, способствующих возникновению пожаров, необходимо соблюдать следующие:

Нельзя хранить в рабочем помещении или рабочей зоне легковоспламеняющихся или огнеопасных материалов.

Необходимо защищать деревянные настилы от воспламенения.

Каждый сварочный пост должен иметь огнетушитель, бачок или ведро с водой, а также ящик с песком.

После окончания сварочных работ следует проверять рабочие помещение и зону, где производилась сварочная работа.

Организация сварочного участка

Рациональное размещение в пространстве запроектированного производственного процесса и всех основных элементов производства, необходимых для осуществления этого процесса, требует разработки чертежей плана и разрезов проектируемого цеха. Для этого прежде всего необходимо установить состав последнего.

Независимо от принадлежности к какой-либо разновидности сварочного производства сборочно-сварочные цехи при полном их составе могут включать следующие отделения и помещения.

Производственные отделения. Заготовительное отделение включает производственные участки: правки и наметки металла, газопламенной обработки (резки), электротермической резки, станочной обработки, трубный, кузнечно-котельный или штамповочный (прессовый), слесарно-механический и очистки металла. Сборочно-сварочное отделение, подразделяющееся обычно на узловую и общую сборкусварку, с производственными участками сборки, сварки, наплавки, пайки, клепки, термообработки, механической обработки, испытания готовой продукции и исправления пороков, нанесения поверхностных покрытий и отделки продукции. Участки механической обработки, нанесения покрытий и отделки продукции не входят в состав проектируемого сборочно-сварочного цеха, если сваренные в нем конструкции подлежат передаче в механосборочный цех для монтажа механизмов, окончательной сборки, отделки и выпуска изделий завода.

Вспомогательные отделения. Цеховой склад металла с разгрузочносортировочной площадкой и участком подготовки металла, промежуточный склад деталей и полуфабрикатов с участком их сортировки и комплектации, межоперационные складочные участки и места, склад готовой продукции цеха с контрольным и упаковочным отделениями и погрузочной площадкой. Кладовые электродов и флюсов, баллонов с горючими и защитными газами, инструмента, приспособлений, запасных частей и вспомогательных материалов. Мастерские: изготовления шаблонов, ремонтная, электромеханическая и др. Отделения: электромашинное, ацетиленовое, компрессорное.

Административно-конторские и бытовые помещения. Контора цеха, гардероб, уборные, умывальные, душевые, буфет, комната для отдыха и приема пищи, медпункт.

В зависимости от размеров сборочно-сварочного цеха и особенностей размещаемых в нем производственных процессов некоторые из перечисленных выше отделений, участков и помещений могут отсутствовать или объединяться с другими; возможно также выделение некоторых отделений и участков в самостоятельные цехи.

При проектировании как всего завода в целом, так и отдельных его цехов необходимо стремиться к осуществлению прямоточности всех производственных связей между отдельными цехами, к наиболее удобному их взаимному расположению и недопущению возвратных перемещений материалов и изделий.

В целях наиболее рациональной компоновки отдельных звеньев производственных процессов вне цеха и внутри него необходимо выяснять производственную связь между проектируемым сборочно-сварочным цехом и всеми его поставщиками и потребителями на заводе. При этом расположение проектируемого цеха по отношению к другим цехам, складам и прочим общезаводским сооружениям должно быть тем ближе, чем больше его производственная связь с каждым из них. Выполнение этих требований обусловливает наименьшие транспортные расходы и потери времени на перемещение грузов между цехами и устанавливает основные предпосылки для проектирования внутрицеховых грузопотоков.

Заключение

В выполненном курсовом проекте разработан оптимальный вариант технологического процесса изготовления компенсатора.

Для данного компенсатора была подобрана низколегированная сталь 09Г2С изготовленная по ГОСТ 1928173, которая работает при температуре от 70 до +425 °С и сваривается без ограничений. Для сварки стали 09Г2С выбрана полуавтоматическая сварка в защитных газах. В качестве электрода используется металлическая проволока марки проволока марки Св08Г2С. Для защиты шва от атмосферы применяются углекислый газ подающиеся из сварочной горелки вместе с электродной проволокой.

На основании выбранного способа сварки для каждого шва был произведен расчет режимов сварки.

Параметры режимов сварки в углекислом газе является диаметр связующей проволоки, величина сварочного тока, скорость подачи электродной проволоки, напряжение дуги, скорость сварки, расход углекислого газа, вылет электрода.

Исходя из расчетов режимов сварки подобран сварочный полуавтомат "Рикон" ПДГ302, который предназначен для сварки плавящейся электродной проволокой на постоянном токе деталей из обычных и нержавеющих сталей толщиной до 10 мм в среде защитных газов.

Для изготовления компенсатора подобраны специальные сборочные приспособления, транспортные приспособления и оборудования для изготовления отдельных деталей сварной конструкции.

В результате технологического процесса сборки и сварки компенсатора были подобраны оптимальные варианты сборки и сварки, что позволяет получить более качественные швы, повысить производительность и сократить ручной труд рабочих.