Автор работы: Пользователь скрыл имя, 16 Апреля 2014 в 00:06, курсовая работа
Многообразие свариваемых конструкций и свойств материалов, используемых для изготовления, заставляют применять различные способы сварки, разнообразные сварочные источники теплоты.
Для сварочного нагрева и формирования сварного соединения используются:
энергия, преобразованная в тепловую посредством дугового разряда, электронного луча, квантовых генераторов;
джоулевое тепло, выделяемое протекающим током по твёрдому или жидкому проводнику;
химическая энергия горения, механическая энергия, энергия ультразвука и других источников.
Сварочные режимы - это совокупность характеристик сварочного процесса, которые обеспечивают получения сварного шва необходимой формы, размеров и качества. В случае сварки полуавтоматом в среде защитного газа сюда относят:
– глубину провара ;
– катет шву ;
– сварочный ток ;
– сварочное напряжение ;
– вылет электродного провода ;
– скорость подачи сварочного провода ;
– скорость сварки ;
– расходы защитного газа .
Проведем расчет режима сварки сварного шва А. Этот шов имеет суммарную длину 376,8 мм (длина окружности цилиндра 2), определенную по сборочному чертежу детали. Толщина металла 20 и 20 мм. Его выполняют полуавтоматической сваркой в среде аргонового газа швом С8 по ГОСТ 14771-76.
Расчет начинаем с определения глубины проплавления, которую можно получить во время сварки с одной стороны.
, (1)
где – катет сварного шва, рекомендованный дополнением 1 по ГОСТ 14771-76 для металла с пределом текучести до 450 МПа; К=10мм.
(2)
В случае катета шва 10 мм во время сварки горизонтального шва выбираем сварочный провод диаметром dэ =1,6 мм.
(3)
где а- плотность тока в электродной проволоке; при сварке в среде углекислого газа а=140 А/мм2.
Принимаем Iсв=300А.
(4)
Q= 0,03∙I+3.5=12,5 л/мин,
где .
G n = , (8)
где .
h = = = 0,1см = 1 см, (9)
г/Аˑчас, (10)
где – коэффициент затрат на угар и разбрызгивание.
g =2,05 мм,
Определить норму времени на полуавтоматическую дуговую сварку в среде двуокиси углерода для шва №1.
тип шва – С8 ;
толщина металла - 10 мм;
диаметр сварочной проволоки -1,6 мм;
длина шва - 0,188 м;
условие выполнения работы - стационарное;
количество изделий - 4000;
работа – сложная.
Таблица 8.1 – Основные данные для определения нормы времени на сварку
шва №1
Номер позиции |
Наименование и условие выполнения работ и тип производства |
Номер карты и позиции |
Время, мин |
Значение коэффициента |
1 |
Подготовка рабочего места |
86, 6б |
28,0 |
- |
2 |
Сварка |
16, 12в |
14,6 |
- |
3 |
Работа производится в цехе |
87, 2б |
- |
1,03 |
4 |
Движение рабочего ограничено |
87, 7б |
- |
1,04 |
5 |
Стык короткометражный, неповоротный |
90, 22г |
- |
1,49 |
6 |
Тип производства - среднесерийное |
- |
1,00 | |
7 |
Зачистка околошовной зоны от брызг |
75, 14а |
0,51 |
- |
Индекс |
а |
б |
в | |
Штучное время определяется по формуле :
Тшт = (ТншL + Тви)К1-n
Тви - вспомогательное время, связанное с изделием и типом оборудования, которое включает затраты: на клеймение шва, на установку и снятие щитов, на крепление, перемещение, установку, снятие и поворот изделий, на перемещение сварщика в процессе работы, на намотку сварочной проволоки в кассеты
Тнш - неполное штучное время;
L - длина шва, м;
K1-n - поправочные коэффициенты на измененные условия работы
Тшт=(19,4+0,51)∙0,3∙1,03∙1,04∙
Норма времени рассчитывается по формуле:
,
где Тпз - подготовительно-заключительное время, которое включает затраты времени на получение задания и сварочного материала, ознакомление с работой, получение и сдачу инструмента и приспособлений, подготовку оборудования и приспособлений к работе, настройку автомата или полуавтомата на заданный режим, установление и опробование режимов сварки, сдачу работы, мин;
n - количество деталей в партии, шт.
,
Определить норму времени на полуавтоматическую дуговую сварку в среде двуокиси углерода для шва №2.
тип шва – У6 ;
толщина металла - 15 мм;
диаметр сварочной проволоки - 1,2 мм;
длина шва – 0,188 м;
условие выполнения работы - стационарное;
количество изделий - 4000;
работа - сложная;
Штучное время определяется по формуле :
Тшт = (ТншL + Тви)К1-n
Тшт=(2,8+0,51)∙1,5∙1,03∙1,04∙
Норма времени рассчитывается по формуле:
,
где Тпз - подготовительно-заключительное время, которое включает затраты времени на получение задания и сварочного материала, ознакомление с работой, получение и сдачу инструмента и приспособлений, подготовку оборудования и приспособлений к работе, настройку автомата или полуавтомата на заданный режим, установление и опробование режимов сварки, сдачу работы, мин;
n - количество деталей в партии, шт.
Таблица 8.2 - Основные данные для определения нормы времени на сварку
шва №2
Номер позиции |
Наименование и условие выполнения работ и тип производства |
Номер карты и позиции |
Время, мин |
Значение коэффициента |
1 |
Подготовка рабочего места |
86, 6б |
28,0 |
- |
2 |
Сварка |
10, 2в |
15,3 |
- |
3 |
Работа производится в цехе |
87, 2б |
- |
1,03 |
4 |
Движение рабочего ограничено |
87, 7б |
- |
1,04 |
5 |
Стык криволинейный |
90, 23д |
- |
1,42 |
6 |
Тип производства - крупносерийное |
- |
1,00 | |
7 |
Зачистка околошовной зоны от брызг |
75, 14б |
0,46 |
- |
Индекс |
а |
б |
в | |
Любые сварные работы – это сложный технологический процесс, который требует специальной подготовки и обработки металла. Кромки и поверхности перед сваркой нужно тщательно готовить.
Подготовительный этап включает в себя обязательную очистку свариваемых деталей проволоки от следов краски, жировых включений. Для обезжиривания используют авиационный бензин, уайт-спирит, ацетон технический и растворители, изготовленные на их основе.
Форму разделки кромок и их сборку под сварку характеризуют три основных конструктивных элемента: b — зазор между кромками, свариваемых деталей после прихватки; с — притупление кромки; β — угол скоса кромки. По форме подготовленные кромки различают: без скоса (при толщине до 5 мм); со скосом одной или двух кромок (при толщине 5...20 мм); криволинейный скос кромок (при больших толщинах).
Рисунок 9.1 – Характеристики шва при разделки кромок
Непосредственно перед сварочными работами кромки деталей и прилегающие к ним участки зачищают шабером до металлического блеска.
Предсварочную сборку деталей выполняют при помощи механических приспособлений, обеспечивающих жесткое крепление. Для этого используют специальные кондукторы, прижимные устройства, тиски, различного вида струбцины и т.д. Свариваемые детали сжимают между собой так, чтобы зазор между ними был минимальный. Усилие сжатия для деталей толщиной до 4 мм должно быть не менее 1,2 кН (10 кгс), а при большей их толщине - не менее 0,3 кН. Жесткое закрепление деталей снижает вероятность коробления и деформаций. Если сварку осуществляют без прижимных приспособлений, то ее выполняют на предварительных прихватках. Для прихватки используют ту же сварочную проволоку, что и для основной сварки. Количество прихваток и расстояние между ними должно обеспечить жесткую фиксацию свариваемых деталей относительно друг друга.
Сварку стыковых соединений обычно выполняют на подкладках с канавкой, обеспечивающих сохранение сварочной ванны и формирование обратной стороны шва. Для подкладок применяют пластины из нержавеющей стали или меди, предварительно выполнив в них канавки, ширина которых должна быть не менее двух-трех кратной толщины свариваемых деталей. При сварке на больших токах применяют специальные прокладки с водяным охлаждением. При толщине свариваемых деталей до 3 мм прихватку выполняют на всю их глубину, а при большей их толщине глубина прихватки будет зависеть от формы разделки и требований, которым должно отвечать сварное соединение.
Кромки разделывают в целях полного провара заготовок по сечению, что является одним из условий равнопрочности сварного соединения с основным металлом. Формы подготовки кромок под сварку V, K, X – образные. По характеру выполнения сварные швы могут быть односторонние и двухсторонние.
Скос кромок можно производить различными способами. Самым грубым и малопроизводительным из них является срубание кромок ручным или пневматическим зубилом. При этом способе края кромок получаются неровные. Наиболее ровные и чистые кромки получаются при изготовлении их на специальных кромкострогальных или фрезерных станках. Применение кислородной резки, ручной или механизированной, для скоса кромок является самым экономичным. Шлаки и окалина, остающиеся после кислородной резки, должны быть удалены с помощью зубила и стальной щетки.
Следует уделять большое внимание чистоте кромок, так как загрязненная поверхность кромок металла приводит к плохому провару и образованию в сварном шве неметаллических включений. Очистка от окалины, краски и масла может осуществляться непосредственно пламенем сварочной горелки. При этом окалина отстает от металла, а масло и краска сгорают. После нагрева пламенем поверхность зачищается стальной щеткой.
Подготовка кромок для сварного шва ГОСТ14771-76 С8 приведена на рисунке 9.2.
Рисунок 9.2 – Конструктивные элементы подготовленных кромок свариваемых деталей сварного соединения С8
Подготовка кромок для сварного шва ГОСТ14771-76 У6 приведена на рисунке 9.3.
Рисунок 9.3 – Конструктивные элементы подготовленных кромок свариваемых деталей сварного соединения У6
Подготовка кромок для сварного шва ГОСТ14771-76 Т6 приведена на рисунке 9.4.
Рисунок 9.4 – Конструктивные элементы подготовленных кромок свариваемых деталей сварного соединения Т6
В термическую обработку сварных изделий входит термическая подготовка деталей перед сваркой, термическая обработка в процессе сварки и термическая обработка готового сварного изделия. Термическая подготовка деталей перед сваркой выполняется для улучшения свариваемости металла. Поэтому свариваемую сталь перед сваркой рекомендуется подвергать отжигу или высокому отпуску, режимы которых зависят от состава стали
Выбор теплового режима сварки зависит от свойств свариваемых металлов и сплавов, жесткости конструкции и состояния ее при сварке При сварке черных металлов термический режим состоит в подогреве свариваемых деталей. Причем для стали чем выше склонность ее к закалке и трещинам, тем выше должна быть температура подогрева
Термическая обработка после сварки проводится для снятия напряжений, полученных в результате сварки и для улучшения механических свойств. При сварке применяют следующие виды термической обработки: