Сварка технологический процесс в области машиностроения

 

2.3 Выбор технологического оборудования

 

Фото	Характеристики	Значение
	Напряжение	380 В
	Частота	50 Гц
	Продолжительность нагрузки (ПН)	60 %
	Диаметр электродов	2-6 мм
	Диапазон регулирования сварочного тока	30-315 А
	Напряжение холостого хода	60-70 В
	Мощность	24 кВт
	Габаритные размеры	560х400х600 мм
	Масса	90 кг

 

Описание.

Сварочный выпрямитель ВД-306 предназначен для питания электрической сварочной дуги постоянным током при ручной дуговой сварке, резке и наплавке металлов при трехфазном питании от сети переменного тока.

 

2.4 Разработка маршрута сборки и сварки узла

 

Климатическое исполнение сварочного выпрямителя ВД-306 "У" категория размещения 3, тип атмосферы по ГОСТ 15543-70 и ГОСТ 15160-69, но для работы при нижнем значении температуры окружающей среды от 233К (-40°C) до 313К (+40°C). Оборудован устройством тепловой защиты обмоток трансформатора и блоков диодов от перегрева.

Рекомендуемая область применения.

Сварочный выпрямитель ВД-306 предназначен для работы в закрытых помещениях, с естественной вентиляцией, температурой окружающей среды от -40°C до +40°C. Не допускается использование выпрямителя в среде насыщенной пылью, едкими парами и газами, разрушающими металлы и изоляцию, во взрывоопасной среде. среде.

 

2.5 Выбор сварочного приспособления, измерительного и вспомогательного инструментов на операции техпроцесса

 

Выбор и разработка приспособлений — один из этапов технологической подготовки производства новых изделий. Конструирование нового приспособления или модернизация существующего производятся на основе: изучения чертежей и технических условий (ТУ) на сварную конструкцию; разработки (изучения) технологического процесса изготовления изделия;

Изучение чертежей и технических условий на сварную конструкцию. При разработке сварных изделий вопросы их технологичности часто остаются вне поля зрения конструктора. Поэтому при проектировании технологического процесса, выборе и конструировании сварочного приспособления, как правило, возникает необходимость анализа технологичности сварных конструкций, а часто и их изменения. Особое внимание при этом должно быть обращено на конфигурацию деталей, входящих в сборочную единицу, точность изготовления заготовок и состояние их поверхностей. Конфигурация деталей должна обеспечивать их легкую установку при сборке и съем изделия, доступность к местам прихватки, сварки или наплавки. Технологичные сварные конструкции позволяют применять более простые и дешевые приспособления для их изготовления. Разработка, технологического процесса изготовления изделия. Рациональный технологический процесс сборки и сварки изделия должен быть проработан на уровне маршрутного или развернутого технологического процесса и тщательно изучен конструктором приспособления. Анализ производственной программы выпуска изделий. Она определяет сложность приспособления, необходимость и целесообразность его оснащения механизмами для комплексно» механизации и автоматизации.

Таким образом, выбор типа приспособления зависит от способа сборки и сварки, конструкции изделия, материала и сечений деталей, требуемого качества сборки и сварки, особенно точности размеров, и от заданной производительности. При этом следует помнить о необходимости существенно сократить трудоемкость сборочных и вспомогательных работ, обеспечить стабильное качество изделий, облегчить и улучшить условия труда рабочих, устранить утомительные, монотонные, малоинтересные ручные работы. В серийном и массовом производствах предпочтительно применение быстродействующих механизированных устройств, приводимых в действие не мускульной энергией человека, а энергией воздуха, жидкостей, электроэнергией и т. п. Человек занимается лишь управлением механизированными устройствами, загрузкой и выгрузкой изделий, установкой деталей и съемом изделий в случаях, когда комплексная механизация и автоматизация затруднена технически и в данный период экономически невыгодна.

При техническом обосновании следует сравнивать и анализировать: прогрессивность приспособления (производительность, механизацию, рациональность аппаратуры и оборудования,возможность обеспечения качества, трудоемкость, условия труда и техники безопасности, загрязнение среды и т. д.); длительность производственного цикла; габариты и массу приспособлений; площади и кубатуру производственных помещений; потребное количество рабочих; удельную производительность; загрузку оборудования; вид и количество отходов; расход энергии и материалов.

Вспомогательный инструмент подбирают к станку по выбранному сварному инструменту.

Данные о вспомогательном инструменте записывают в соответствующие графы карт техпроцессов.

При выборе измерительных средств учитывают существующие организационно-технические формы контроля (сплошной или выборочный, приёмочный или контроль для управления точностью при изготовлении: ручной, механизированный и автоматический), тип производства, конструктивные характеристики измеряемых деталей (габаритные размеры, массу, расположение поверхностей, число контролируемых параметров и т.д.), точность изготовления деталей и другие технико-экономические факторы.

 

2.6 Выбор сварочных материалов

 

При выполнении данной работы я воспользовался сталем 09Г2С ГОСТ 12821-80, и применил электроды УОНИ 11-3,0-3.

Для сварки металлов и сплавов должны применяться сварочные материалы, прошедшие специальную аттестацию и отвечающие специальным требованиям к качеству их изготовления, сварочно-технологическим характеристиками. Материалы для сварки должны обеспечивать высокий уровень вязкопластических свойств сварных соединений. Выбор сварочных материалов зависит от вида проводимых работ, вида свариваемых поверхностей, требований к сварным соединениям.

Настоящий стандарт распространяется на фланцы трубопроводов соединительных частей, а также на присоединительные фланцы арматуры, машин, приборов, патрубков аппаратов и резервуаров на условное давление Рy от 0,1 до 20,0 МПа (от 1 до 200 кгс/см2) и температуру среды от 20 до 873 К (от минус 253 до плюс 600 °С) и может быть использован для их сертификации. Фланцы рассчитаны на действие внутреннего давления среды без учетов внешних изгибающих моментов.

Металл шва стоек против межкристаллитной коррозии. Содержание ферритной фазы в наплавленном металле (2-10)%. Металл шва после стабилизирующего отжига (870-920)°С отличается износостойкостью из_за содержания 2% Марганца

Сварка узлов и конструкций в химической и нефтеперерабатывающей промышленности, теплоэнергетике и машиностроении (Энергомашиностроение).

 

2.7 Расчет массы наплавленного металла

 

 =7,8*9=70,2 гр

 

где j – плотность наплавленного металла (для стали ρ=7,8 г/см3).

 

 

2.8 Разбивка операций на технологические переходы и рабочие ходы

 

Часть производственного процесса, содержащую действия по изменению предмета производства, называют технологическим процессом. Законченную часть технологического процесса, выполняемую на одном рабочем месте, называют технологической операцией. Она служит основной расчетной единицей для определения производительности, технического нормирования труда и расчетов загрузки оборудования. Законченную часть операции, характеризуемую постоянством применяемого инструмента и поверхностей, образуемых обработкой или соединяемых при сборке, называют переходом. Исходными данными для проектирования технологического процесса изготовления сварной конструкции являются чертежи изделия, технические условия и планируемая программа выпуска. Чертежи и технические условия (ТУ) содержат данные о материалах заготовок, их конфигурации, размерах, типах сварных соединений, требованиях, предъявляемых к материалам и оборудованию, а также к выполнению технологических и контрольных операций, и критерии качества сварных соединений. Требования к качеству сварных соединений зависят от особенностей эксплуатационных нагрузок и возможных последствий аварии. По этим требованиям все сварные изделия условно делят на три группы. Первая групп а - это особо ответственные изделия, разрушение которых приводит к человеческим жертвам. К ним относят сосуды, работающие под давлением, грузоподъемные машины, транспортные устройства и т.п. Втора я групп а - ответственные изделия, разрушение которых вызывает большие материальные потери. Это, например, устройства, встроенные в сложные технологические линии производства продукта, авария которых приводит к остановке всей линии. Треть я групп а - неответственные изделия. Программа выпуска содержит сведения о числе изделий, которые надо изготовить в течение конкретного срока (месяц, год). Эти сведения служат основанием для выбора оборудования, технологической оснастки и средств механизации. С учетом программы выпуска оценивают экономическую эффективность технологического процесса. Технологический процесс должен обеспечивать наилучшие условия выполнения каждой отдельной операции. Он должен предусматривать максимальную замену ручного труда путем комплексной механизации и автоматизации не только отдельных операций, но и производства в целом. Технологический процесс изготовления сварной конструкции включает в себя последовательное выполнение заготовительных, сборочных, сварочных, контрольных, отделочных операций, называемых основными, и вспомогательных операций, таких как транспортировка, кантовка и т.п. В соответствие с этим по технологическому принципу создаются подразделения сварочных производств.При проектировании технологических процессов изготовления сварных конструкций руководствуются правилами Единой системы технологической документации (ЕСТД), представляющей собой комплекс государственных стандартов, устанавливающих правила и положения разработки, оформления и обращения технологической документации. Проектирование технологических процессов включает в себя разработку межцеховых технологических маршрутов деталей и сборочных единиц, разработку технологических операций на все виды работ, составление материальных и трудовых норм, определение методов и средств технического контроля, разработку принципиальных схем приспособлений для сборки и сварки узлов и подготовку технических заданий на проектирование приспособлений. Технологические операции для единичного и мелкосерийного производства укрупненно записываются на маршрутных картах согласно ГОСТ 3.1118-82. Операционные карты содержат описание всех операций различных видов работ в технологической последовательности с указанием оборудования, приспособлений, инструмента, материалов и норм времени. При описании технологических процессов сварки независимо от типа и характера производства все операции должны быть подробно изложены с обязательным указанием технологических режимов. Операционные карты дополняются картами эскизов, содержащих рисунки, эскизы, схемы, таблицы, необходимые для понимания и выполнения операций и переходов, изложенных в операционных картах. Для единичного и мелкосерийного производства могут применяться типовые технологические процессы, которые содержат технологические операции и переходы изготовления группы изделий с общими конструктивно-технологическими признаками.

Разметку делают вручную, перенося контур деталей на металл в натуральную величину. При разметке применяют стандартный инструмент: стальные рулетки, линейки, угольники, циркули, кернеры и т.п., а также наметочные шаблоны, изготовленные из тонколистовой стали или из плексигласа. Разметочные линии наносят мелом, кернением, графитовым карандашом или рисками, наносимыми чертилкой. При разметке учитывают припуски на укорочение деталей при сварке и на механическую обработку.

 

 

2.9 Расчет режима сварки

 

При ручной дуговой сварке (наплавке) к параметрам режима сварки относятся сила сварочного тока, напряжение, скорость перемещения электрода вдоль шва (скорость сварки), род тока, полярность и др.

Диаметр электрода выбирается в зависимости от толщины свариваемого металла, типа сварного соединения и положения шва в пространстве.

При выборе диаметра электрода для сварки можно использовать следующие ориентировочные данные

 

Толщина листа, мм		1-2	3	4-5	6-10
Диаметр элетрода, мм	1,6-2,0	2,0-3,0	3,0-4,0	4,0 -5,0

 

В нашем случае мы применяем электрод диаметром 5 мм, а толщина свариваемого металла 8 мм.

В многослойных стыковых швах первый слой выполняют электродом 3–4 мм, последующие слои выполняют электродами большего диаметра.

Сварку в вертикальном положении проводят с применением электродов диаметром не более 5 мм. Потолочные швы выполняют электродами диаметром до 4 мм.

При наплавке изношенной поверхности должна быть компенсирована толщина изношенного слоя плюс 1–1,5 мм на обработку поверхности после наплавки.

Сила сварочного тока, А, рассчитывается по формуле

 

 

 

где К – коэффициент, равный 25–60 А/мм; dЭ – диаметр электрода, мм.

Коэффициент К в зависимости от диаметра электрода dЭ принимается равным по следующей таблице:

Силу сварочного тока, рассчитанную по этой формуле, следует откорректировать с учетом толщины свариваемых элементов, типа соединения и положения шва в пространстве.

 

Iсв=30*3=90А

 

Если толщина металла S ≥ 3dЭ, то значение IСВ следует увеличить на 10–15%. Если же S ≤ 1,5dЭ, то сварочный ток уменьшают на 10–15%. При сварке угловых швов и наплавке, значение тока должно быть повышено на 10–15%. При сварке в вертикальном или потолочном положении значение сварочного тока должно быть уменьшено на 10–15%.

Для большинства марок электродов, используемых при сварке углеродистых и легированных конструкционных сталей, напряжение дуги

 

UД= 22 ÷ 28 В.

 

2.10 Расчет нормы времени на все операции технологического процесса

 

Одной из составных частей техпроцесса является определение норм времени на выполнение заданной работы.

Различают 3 метода нормирования:

- расчёт по нормативам;

- расчёт по укрупнённым нормативам;

- установление норм на основе изучения затрат рабочего времени.

В курсовом проекте расчёт норм времени предлагается выполнять по первому методу:

То - основное время - это время, затрачиваемое непосредственно на изготовление детали.

Тв - вспомогательное время - время, затрачиваемое непосредственно на различные вспомогательные действия рабочего, непосредственно связанные с основной работой (установка, закрепление и снятие детали, пуск и остановка станка, измерения, изменения режимов работы и т.п.).

 

Топ - оперативное время - сумма основного и вспомогательного времени.

Тобс - время обслуживания рабочего места.

Тотд - время на отдых и естественные надобности.

Тшт = То+ Тв+ Тобс+ Тотд - штучное время.

Тшт = Тшт+ Тпз/п - штучно-калькуляционное время.

Тпз - подготовительно-заключительное время.

 

 

Подготовительно-заключительное время, принимается 5% от основного времени:

 

tпз =То*5%0,05* 4,68 =0,234 мин;

 

Время на отдых, и личные надобности, принимается 10% от основного времени:

 

tотд =То*10%=0,1*4,68=0,468 мин

 

Время обслуживание, принимается 10% от основного времени

 

tорг-тех=То*10%=0,1*4,68=0,234мин

Тшт = То+ Тв+ Тобс+ Тотд =4,68+0,234+0,468+0,234=5,616 мин

Тшк=Тшт+Тпз/п=5,616+0,234/1=5,85 мин

 

2.11 Технико-экономическое обоснование выбранного технологического процесса

 

Технико-экономическое обоснование смотрит на жизнеспособность идеи с упором на выявление потенциальных проблем.

Прежде чем приступить к написанию бизнес-плана необходимо определить, как, где и кому вы собираетесь продавать продукт или услугу. Кроме того, необходимо оценить своих конкурентов и выяснить, сколько денег вам нужно, чтобы начать свой бизнес и сохранить это работает, пока не установлено.

Наш штуцер состоит из фланца и трубы, надо их сварить, а для этого стоимость изделия не превышало стоимости изготовления.

 

 

Заключение

 

В процессе выполнения курсовой работы я выяснил, что сварка является одним из ведущих технологических процессов как в области машиностроения, так и в строительной индустрии.

Дуговая сварка является одним из распространенных видов сварки. Она применяется почти при всех видах сварных конструкции как в заводских условиях, так и в строительстве. Начальной и окончательной операцией создания конструкций в большинстве случаев является дуговая сварка.

 

 

Список использованной литературы

 

1. В.Н. Галушкин Технология производства сварочных конструкций. Москва. Издательский центр «Академия» 2006 г.