Разработка технологического процесса сборки и сварки конструкции

Оценка качества сварных  швов производится по трех бальной  системе: высшее качество – балл 3, хорошее качество – балл 2 , швы с баллом 1 подлежат исправлению.

Контроль качества сварных  соединений заключается в выявлении  факторов, которые могут привести к образованию дефектов (предупреждающий  контроль), и контроле продукции  с целью обнаружения дефектов. К предупреждающему контролю относят контроль основного металла, электродов, проволоки, флюсов, контроль применяемого оборудования и проверку квалификации сварщиков.

Одним из весьма распространенных способов контроля является внешний  осмотр. Внешним осмотром проверяют подготовку кромок под сварку, правильность сборки, наличие и расположение прихваток, качество разделки, величину зазоров. После сварки внешним осмотром выявляют наружные дефекты. Для этого сварной шов очищают от шлака, окалины, брызг и других загрязнений. При внешнем осмотре швы замеряют измерительным инструментом и специальными шаблонами. При этом проверяют  ширину, высоту усиления в стыковых швах, величину катетов в угловых швах.

Внутренние дефекты  обнаруживают с помощью различных методов контроля: Радиографического контроля, акустического контроля (ультразвукового метода), электромагнитной дефектоскопии.

Радиографический контроль заключается в изображении на фотопленке внутренней структуры сварного шва просвечиваемого ионизирующим излучением. Из способов радиографического контроля в судостроении наиболее распространены рентгеновский контроль и контроль гамма-лучами. Радиографический контроль основан на различном поглощении ионизирующих лучей металлом и не металлическими включениями. При этом более плотные металлические включения на снимке выглядят более светлыми пятнами и точками. Так же и шов на снимке получается более светлым, чем околошовная зона, поскольку он имеет большую толщину, чем сваренный металл. Дефекты шва (трещины, поры) поглощают лучи в меньшей степени, чем металл. Поэтому на светлом фоне шва они выделяются темными пятнами, точками, полосами.

Для гамма-дефектоскопии  применяют искусственно полученные радиоактивные изотопы кобальта, цезия, иридия. Гамма-просвечивание проще рентгеновского, но более опасно для здоровья человека. Поэтому ампула с радиоактивным изотопом помещается в  специальные переносные свинцовые контейнеры. Гамма-лучи имеют большую проникающую способность, чем рентгеновские. Ими можно просвечивать металл толщиной до 350 мм. Для контроля гамма-лучами используют портативные и полностью автономные гамма-дефектоскопы «Стапель-5», РИД- 21М, ГУПCs-2-1.

Магнитопорошковый контроль имеет высокую чувствительность, позволяет обнаружить трещины с  шириной раскрытия более 0,001 мм и глубиной более 0,01 мм. При магнитопорошковом методе на диагностируемые участки детали наносят ферромагнитный порошок либо мокрым методом, либо сухим. При попадании на намагниченную деталь над дефектом вследствие наличия магнитных полюсов намагниченные частички притягиваются к месту наибольшей концентрации магнитных линий. Ширина валика скопившихся частиц больше фактической ширины дефекта, что позволяет рельефно выявить форму и протяжность дефекта. Магнитопорошковый метод отличается высокой чувствительностью и достоверностью, простотой и универсальностью, позволяет фотографировать рисунок дефекта. К недостаткам метода относятся: необходимость удаления защитных покрытий толщиной более 0,03 мм, возможность попадания частиц порошка в подшипники, в прецизионные сочленения.

Устранение дефектов сварных швов выполняется различными способами. Наружные дефекты, например трещины, ликвидируют путем разделки газовым резаком и последующей  заварки. Неполномерные участки  швов наплавляют, а чрезмерное усиление шва убирают с помощью ручных пневмомашинок с абразивными кругами. Так же поступают с надрезами и наплывами. Первые заваривают тонкими валиками, а вторые удаляют абразивным инструментом. Дефектные участки швов с сеткой трещин удаляют полностью кислородной или воздушно-дуговой строжкой и заваривают повторно.

Внутренние дефекты  устраняют преимущественно кислородной  или воздушно-дуговой строжкой. В  некоторых случаях при не больших  объемах работы дефектные места  расчищают абразивным инструментом.

Контроль готового изделия:

После изготовления полотна бортовой секции используем радиографический контроль, который даст изображение на фотопленке внутренней структуры шва.

Для проверки тавровых сварных швов проводим магнитно порошковую дефектоскопию в объеме 15%.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Раздел III. Организация производства и технологическая часть.

3.1 Расчет нормируемой  трудоёмкости сборочно-сварочных  работ при изготовлении бортовой  секции платформы «MOSS SC-50».

Расчет трудоёмкости сборки и сварки узлов и секций  следует выполнять на основе рабочего чертежа секции и технологических процессов сборки и сварки этих конструкций  (разработанных в технологической части проекта).

Расчет трудоёмкости сборки и сварки бортовой секции.

1. Сборка полотнища  на стенде с кантователем (табл. 2.2)

Укладка листов. При толщине листов 20 мм, и полупериметре до 8 м (6 листов) время на укладку одного листа составляет 0,36 час.

Т1=0,36·6=2,16 н/ч.

Стыкование листов. При толщине листов  20 мм время на 1 м соединения составляет 0,54 час. Общая длина соединения 30 м.

Т2=30·0,54=16,2 н/ч.

Сборка полотнища; Тобщ=2,16+16,2=18,36 н/ч.

2. Сварка полотнища  автоматом под флюсом (табл.2.22)

При автоматической сварке под флюсом, без разделки кромок при толщине металла до 16 мм для II группы конструкции время на 1 м шва составляет 8,8 мин. Общая длина соединения 30 м.

Применить вспомогательное  время — 12% от оперативного времени.

Т1=30·8,8=264/60=4,4 н/ч.

Т1=(4,4+12%)=5 н/ч

3. Сборка и  сварка тавровых балок.

Сборка тавровых балок  на станке. (табл 2.3)

Для тавровых узлов высотой до 1,4 м с толщиной стенки до 20 мм, время на 1 метр соединения составляет 0,32 час. Общая длина соединения 31 м. Применить коэффициент 1,1 вспомогательного времени.

Т1=0,32·31·1,1=11 н/ч

Сварка тавровых балок  автоматом под флюсом. (табл 2.22)

При автоматической сварке под флюсом с двух сторон, с катетом шва до 10 мм для II группы конструкции, время на один метр шва составляет 9,0 мин. Общая длина соединения составляет 31 м. Применить вспомогательное время — 12% от оперативного времени.

Т2=9,0·31=279/60=4,7 н/ч.

Т2=4,7+12%=5,2 н/ч

4. Сборка и  сварка книц и брокет.

 

Сборка и сварка отдельных  узлов (кница+поясок).

Время установки кницы  на поясок.

При установке книц толщиной до 10 мм, и полупериметре до 1,5 м, время  на одну деталь составляет 0,31 час, (3 кницы),  кницы толщиной до 10 мм, и полупериметре до 1,5 м, время на одну деталь составляет 0,31 час, (10 книц), кницы толщиной до 20 мм, и полупериметре до 2,0 м, время на одну деталь составляет 0,71 час, (5 книц).   Применить коэффициент 1,10.

Т1=(0,31·3·1,10)+(0,31·10·1,10)+(0,71·5·1,10)=6 н/ч.

Приварка кницы к  пояску.

При полуавтоматической сварке в защитном газе, с катетом  шва до 10 мм для I группы конструкции, время на один метр шва составляет 16,0 мин. Общая длина соединения составляет 16,2 м.

Т2= 16,0·16,2·2=518,4/60=8,7 н/ч.

Сборка и сварка бракет. (стенка+поясок)

Время установки бракеты  на поясок.

При установке бракеты (стенки) толщиной до 10 мм, и полупериметре  до 1,5 м, время на одну деталь составляет 0,31 час, (10 бракет)

Т3=0,31·10=3,1 н/ч.

Приварка бракеты к  пояску.

При полуавтоматической сварке в защитном газе, с катетом  шва до 10 мм для I группы конструкции, время на один метр шва составляет 16,0 мин. Общая длина соединения составляет 11,4 м.

Т4=11,4·16,0·2=364,8/60=6,08 н/ч.

5. Изготовление балок с набором.

Время установки книц и бракет на балку.

При установке книц толщиной до 10 мм, и полупериметре до 0,9 м, время  на одну деталь составляет 0,19 час, (5 книц),  кницы толщиной до 10 мм, и полупериметре  до 1,5 м, время на одну деталь составляет 0,31 час, (3 кницы),  бракеты толщиной до 10 мм, и полупериметре до 0,8 м, время на одну деталь составляет 0,21 час, (3 бракеты), кницы толщиной до 10 мм, и полупериметре до 0,4 м, время на одну деталь составляет 0,18 час, (10 книц),  бракеты толщиной до 10 мм, и полупериметре до 1,5 м, время на одну деталь составляет 0,31 час, (10 бракет), кницы толщиной до 10 мм, и полупериметре до 1,5 м, время на одну деталь составляет 0,31 час, (10 книц).

Т1=(0,19·5)+(0,31·3)+(0,21·3)+(0,18·10)+(0,31·10)+(0,31·10)=10,51 н/ч

Приварка набора к  балке.

При полуавтоматической сварке в защитном газе, с катетом  шва до 10 мм для I группы конструкции, время на один метр шва составляет 16,0 мин. Общая длина соединения составляет 35 м.

Т2=35·16,0·2=1120/60=18,6 н/ч.

6. Установка рёбер жесткости на полотнище. (табл 2.9)

При установке полособульбового набора с номером до 16 мм, на полотнище  без погиби, время на 1 метр соединения составляет 0,22 час. Общая длина соединения 115,200 м. Применить коэффициент  1,10.

Т4=0,22·115,200·1,10=27,8 н/ч.

7. Установка  тавровых балок на полотнище.(табл 2.10)

При установке тавровых балок высотой до 1,5 м, с толщиой  стенки до 20 мм, время на 1 м соединения составляет 0,72 час. Общая длина соединения 37,64 м.

  Применить коэффициент  1,2 вспомогательного времени.

Т1=0,72·37,64·1,2=32,5 н/ч.

8. Установка  книц на пояски тавровых балок. (табл 2.16)

При установке книц толщиной до 20 мм, и полупериметре до 2,0 м, время  на одну деталь составляет 0,71 час, (10 книц). Применить коэффициент 1,10.

Т2=0,71·10·1,10=7,81 н/ч.

9. Приварка  рёбер жесткости (табл.2.24)

Для двусторонних тавровых швов без скоса кромок, катетом 6 мм, для II группы конструкций, время на 1 метр соединения составляет 7,6 мин. Длина соединения 115,200 м. Применить коэффициент  1,10.

Т4=115,200·2·7,6·1,1=1926,14/60=32,1 н/ч.

10. Приварка  тавровых балок к полотнищу  полуавтоматом в углекислом газе (табл.2.24)

Для двусторонних тавровых швов без скоса кромок, катетом 10 мм, для II группы конструкций время на 1 метр соединения составляет 18 мин. Длина соединения 37,64 м. Применить коэффициент  1,10.

Т1=37,64·2·18·1,10=1490,5/60=24,8 н/ч

11. Приварка  книц к пояскам тавровых балок   полуавтоматом в углекислом газе. (табл. 2.24)

Для двусторонних тавровых швов с двумя скосами кромок, катетом 10 мм, для I группы конструкций, время на 1 метр соединения составляет 16 мин. Длина соединения 6,5 м.

Т3=6,5·16·1,10=114,4/60=2,0 н/ч.

 

Итого время на сборочные  работы:

Т сб.общ. = 117,08 н/ч.

Итого сварочные работы :

Т св.общ. = 102,5 н/ч.

Проверочные работы

 Тн = (Тсб + Тсв) * 0,08

Тн = 17,6  н/ч 

 

Таблица 22. Сводной нормируемой трудоемкости технологического процесса сборки и сварки .

Наименование операции	Разряд работ	Нормируемая трудоемкость
Сборка общая	3,4	117,08
Сварка общая	3,4	102,5
Автоматическая сварка	4	10,2
Полуавтоматическая сварка	3	92,28
Проверочные работы	4	17,6

 

 

3.2 Расчет производственного  оборудования.

Под производственной мощностью понимается максимально  возможный выпуск продукции при  полном использовании оборудования и производственных площадей.

Основой определения  расчета мощности сборочно-сварочного участка является количество оборудования и степень его загрузки.

Для расчета  количества оборудования, необходимого для выполнения производственной программы  применяется формула:

        G =          

где T n -нормируемая  трудоемкость на операцию , н/ час.

N-производственная  программа, ед.

r-количество рабочих закрепленных за оборудованием, принимаем

r  = 1

Кп- коэффициент  сменности, принимаем -1

Fd- действительный фонд времени работы оборудования в плановом периоде, час.

Fd = 365-116=249 (годовой  фонд времени  при 8 рабочем  дне в одну смену)

Эффективный фонд времени работы оборудования = Тн*(1-Кп)

где Кп- коэффициент  учитывающий перерывы на технологические остановки и ремонт по графику (0,15)

К эф. = 249*8*(1-0,15)=1693,2- принимаем 1694 часа.

Рассчитываем  потребное количество оборудования на сборочные и сварочные работы при односменной работе оборудования при производственной программе 80 секций   в год.

Сборочное оборудование

G = = 117,08·80/1694=5,5 принимаем 6 ед.(  стенд, , книжка-кантователь)

Сварочные работы

G  =10,2·80/1694= 0,5 принимаем 1 ед.( сварочный автомат А6)

G  =92,28·80/1694= 4,3 принимаем 5 ед.( сварочный полуавтомат ПДГ-322м )

К загр. = ;

К загр. сбор. Обор. = 5,5/6=0,91·100%=91% 

К загр. свар. обор. Авт. =0,5/1=0,5·100%=50%

К загр. свар. обор. Полуавт. =4,3/5=0,86·100%=86%

Диаграмма загрузки оборудования представлена на рисунке 2.

Рис. 2

 

 

3.3  Расчет производственных рабочих.

 

Расчет эффективного фонда времени рабочего на 2011 год

 

Таблица 23. Эффективный фонд рабочего времени на одного рабочего.

 

Показатели	Методика расчета	Кол-во дней	Кол-во часов
1 . Календарный фонд времени.		365
2. Количество выходных и праздничных дней.	Попроизводственному календарю на 2011 год	116
3. Количество рабочих  дней.	п. 1 - п. 2	249
4. Планируемые потери (трудовые, учебные отпуска, болезнь)	10% п.3	45
5. Эффективный фонд времени на 1 рабочего		215	1720