Технические условия на материалы

Технологическая часть

 

1 Описание конструкции

Металлоконструкция «Корпуса выдвижного подхвата» является сварным узлом затворного механизма машин шлюзов.

Она представляет собой корпус состоящий из трубы и приваренных к ней стоек, снизу к стойкам приваривается плита.

Металлоконструкция корпуса выдвижного подхвата классифицируется как стальная, литосварная, стержневая.

Конструкция корпуса выдвижного подхвата по напряженно - деформированному состоянию относится к деталям машин и механизмов, следовательно, требует высокой точности изготовления и работает в основном при динамических нагрузках.

Корпус состоит: из фланца, трёх стоек, изготовленных из листового проката, соединенных между собой специальной трубой и плитой, которая изготовлена из листового проката.

Конструкция работает в условиях атмосферного влияния воздуха, при температуре от минус 50˚с до плюс 40˚С, влажность до- 97%.

Среда – агрессивная.

Требования к металлоконструкции корпуса выдвижного подхвата точность, прочность, устойчивость и жесткость.

Требования к сварным швам прочность и плотность.

При изготовлении корпуса выдвижного подхвата необходимо обеспечивать высокую точность сборки на монтаже, поэтому его металлоконструкция полностью изготавливается на заводе.

Конструкция ответственная.

Геометрические параметры мм;

 

Длина _____________1100

Ширина____________600

Высота ____________ 730

Масса _____________474.5 кг

Конструктивное оформление:

Поз. 1. Плита – изготавливается из сортового листового горячекатаного проката по ГОСТ 19903 – 1 шт., вес 1 шт.- 300,0 кг;

Поз.2 Труба - изготавливается из сортового фасонного проката труба

по ГОСТ 8732 – 1 шт., вес 1 шт. – 75,0 кг.

Поз.3 Стойка - изготавливается из сортового листового горячекатаного проката по ГОСТ 19903 – 3 шт., вес 1 шт.- 43,0 кг, общий – 129,0 кг;

Поз.4 Фланец - изготавливается из сортового листового горячекатаного проката по ГОСТ 19903– 1 шт., вес 1 шт.- 14,6 кг;

Поз.5 Ребро - изготавливается из сортового листового горячекатаного проката по ГОСТ 19903 – 1 шт., вес 1 шт.- 11,6 кг;

Поз.6 Ребро - изготавливается из сортового листового горячекатаного проката по ГОСТ 19903 – 1 шт., вес 1шт.- 14,0 кг;

Поз.7 Ребро - изготавливается из сортового листового горячекатаного проката по ГОСТ 19903 – 1 шт., вес 1 шт.- 9,1 кг;

Поз.8 Ребро - изготавливается из сортового листового горячекатаного проката по ГОСТ 19903 – 1 шт., вес 1 шт.- 7,2 кг;

Технические условия

Настоящие технические условия (требования) распространяются на металлоконструкцию корпуса выдвижного подхвата, являющегося частью затворного механизма, разработаны на основе ГОСТ 2.114-95

 

Технические условия на изготовление

Основным требованием к сварной металлоконструкции «Корпус выдвижного подхвата» является: точность изготовления и обеспечение ее надежной работы в процессе эксплуатации.

Требования к заготовке

Заготовка, сборка и сварка должны производиться согласно разработанному технологическому процессу и маршрутной карте.

Предельные отклонения размеров заготовок от чертежа не должны превышать 14 или 16 квалитетов (± IT14¤2; ± IT16¤2).

Подготовка кромок под сварку должна соответствовать

ГОСТу 14771 – 76.

Требования к сборке

Собранные под сварку элементы не должны иметь смещение кромок одна относительно другой, более чем 1,0 мм.

Зазоры между стыкуемыми кромками не должны превышать регламентируемым ГОСТом 14771 – 76.

Скрепление кромок между собой должно производится прихватками или

сборочно-сварочной оснасткой.

Прихватку производить теми же материалами, что и сварку.

Прихватки, выполненные механизированной сваркой в среде СО₂ не должны иметь трещин всех видов и направлений, подрезов, прожогов, скоплений пор и шлаковых включений.

Размеры прихваток не должны превышать 2/3 площади поперечного сечения заданного сварного шва. Размеры прихватки должны быть по длине 8 – 10 толщин металла, но не более 40мм.

Кромки перед сваркой, а также прилегающие к ним зонам должны быть зачищены на ширину 20 мм до чистого металла. Зачистку можно производить любым способом от напильника до шлифовальной машины, обеспечивающим

требуемое качество.

При сборке не допускается принудительная подгонка, детали рекомендуется собирать на универсальных сборочных приспособлениях УСПС и на вращателе.

Собранные элементы перед сваркой предъявляются работникам отдела технического контроля.

При транспортировке и кантовке собранных под сварку элементов должны быть приняты меры обеспечения сохранения геометрических форм, заданных им при сборке.

Требования к сварке

Сварные швы по геометрическим параметрам должны соответствовать чертежу и ГОСТ 14771-76.

Конструкция ответственная.

К сварке металлоконструкции «корпуса выдвижного подхвата» допускаются лица не моложе 21 года имеющие стаж работы по ручной дуговой сварке - РД /111/ не менее 12 месяцев, по механизированной сварке – МП/135/ не менее 6 месяцев с разрядом не ниже 4, прошедшие специальную практическую и теоретическую подготовку, сдавшие экзамен и образцы по правилам аттестации Ростехнадзора и имеющие специальное удостоверение.

В сварных швах не допускаются трещины всех видов и направлений, прожоги, непровары, скопления пор и шлаковых включений, незаваренные кратеры подрезы, превышающие размер по глубине 0,5 мм, по длине – 20 мм.

После сварки сварщик ставит личное клеймо в месте указанном на

чертеже.

2.3.4 Требования к контролю качества сварных соединений:

Качество сварных соединений проверять визуально-измерительным контролем (ВИК) - 100% по ГОСТ 3242, геометрические параметры швов по ГОСТ 14771-76 - 100%, контроль на наличие внутренних дефектов производить

ультразвуковой дефектоскопией выборочно - 20% от общей протяженности швов.

Обнаруженные при контроле дефекты выбираются механическим

способом. Исправление дефектных мест сварки производить по технологической инструкции специалиста по сварке, но не более 2-х раз.

После приёмки металлоконструкции контрольный мастер отдела технического контроля ставит своё личное клеймо и оформляет акт приёмки – сдачи сварного узла.

3. Анализ технологичности конструкции

Технологичность сварной конструкции – это совокупность свойств, определяющих возможность ее изготовления с наименьшими затратами труда и материалов методами прогрессивной технологии, в соответствии с требованиями к качеству.

Отработка технологичности – это непрерывный процесс, начинающийся с эскизного проекта конструкции и продолжающийся на всех стадиях проектирования, изготовления и эксплуатации как опытных, так и серийных образцов.

В процессе эксплуатации наиболее технологичной будет та конструкция,

которая при заданной надежности имеет наименьшее число отказов и требует

минимальных затрат на восстановление и обслуживание.

Технологичность конструкции зависит от масштаба ее выпуска и типа производства. Конструкция может быть высокотехнологичная для одного масштаба выпуска, может оказаться нетехнологичной для другого. Технологичность отдельных деталей и узлов должна быть увязана со всем изделием в целом.

На предприятиях, где налажен контроль проектируемых конструкций на технологичность, производят наиболее качественные конструкции.

Наибольшее влияние на технологичность сварных конструкций оказывает свариваемость – способность данной конструкции при данном материале обеспечивать высокое качество сварных соединений.

На технологичность сварной конструкции влияют основной и наплавленный металл, точность изготовления детали, подбор оптимальных

конструктивных и технологических баз и размерных цепей, выбор способов сварки, мест эксплуатационных и технологических разъемов, толщина соединяемых деталей, размеры швов, возможность автоматизации и механизации процесса изготовления, применения стандартного оборудования необходимость термообработки.

Существует 2 метода проверки металлоконструкции на технологичность, это качественный и количественный анализы.

В разделе «описание конструкции» был проведен количественный анализ металлоконструкции на технологичность.

В количественный анализ входит комплектация, эксплуатационные нагрузки, среда.

К качественному анализу технологичности относится следующие параметры:

1. Свариваемость стали 10ХСНД проверяю по эквиваленту углерода. Кроме химического состава на свариваемость влияет и толщина металла.

С_экв= С + Мn∕20 + Ni∕15 + (Cr + Мо + V)∕10 + 0.0025 * S,

где С_экв – эквивалент углерода,

С – наибольший показатель содержания элемента - углерода,

Ni – наибольший показатель содержания элемента - никеля,

Cr – наибольший показатель содержания элемента - хрома,

V – наибольший показатель содержания элемента - ванадия,

S – наибольшая толщина металла.

С_Э = С+ Мn /20 + Ni/ 15 + (Cr +Mo+ V)/10 + 0,0025*S =

= 0,12 + 0,6/20 +0,6/15 + 0,8/10 + 0,0025*6 = 0,285

С_Э = 0,285 ≤ 0,45,

Критическим эквивалентом углерода для легированных сталей является

С_экв ≤ 0.45.

Одним из основных условий технологичности сварных конструкций является доступность ее швов для автоматизированных и механизированных способов сварки, а также выполнение сварных швов в нижнем положении и в лодочку с учетом возможности кантовки изделия при дуговой или газопламенной сварке.

Расчленение металлоконструкции корпуса выдвижного подхвата на узлы позволит применить универсальные приспособления, механизировать и автоматизировать процесс сварки, что обеспечит высокую точность сварного изделия.

Проектируемую конструкцию можно собирать на сборочном стенде с универсальной оснасткой, на позиционере, что позволит собирать и сваривать узлы конструкции на одном рабочем месте, т.е. соединить операции сборки и сварки, что сократит производственный цикл изготовления конструкции и снизит трудоемкость за счет уменьшения времени на транспортные операции.

Использование позиционера позволит сваривать швы в нижнем положении или в «лодочку» полуавтоматической и автоматической сваркой.

Жесткость конструкции и сопротивляемость ее деформациям обеспечивается за счет толщины металла и ребрами.

Выбранные сечения элементов и виды проката удовлетворяют эксплуатационным требованиям.

Для снижения сварочных напряжений и деформаций предлагаю внедрить механизированную сварку вместо ручной.

Для снятия внутренних напряжений предлагаю провести термическую обработку металлоконструкции после сварки.

Проектируемую металлоконструкцию для оценки качества сборки и сварки и возможных деформаций предлагаю проверять внешним осмотром и измерениями.

Проверку качества отдельных узлов можно доверить рабочему, что снизит производственный цикл изготовления конструкции.

После изготовления металлоконструкции предлагаю проверить 100% швов визуально-измерительным контролем и выборочно контролировать ультразвуковой дефектоскопией 20 % длины угловых швов.

На основании вышеизложенного анализа, можно сделать вывод, что металлоконструкция корпуса выдвижного подхвата технологична:

выбранные материалы конструкции отвечают эксплуатационным характеристикам изделия и есть возможность получить металлоконструкцию высокого качества при минимальных затратах, т.е. с минимальной трудоемкостью и энергоемкостью технологического процесса.

 

4 Маршрутная карта заготовки

Выбор метода раскроя

При выборе технологического процесса резки необходимо ориентироваться на наиболее совершенные высокопроизводительные и дающие точность заготовительные операции.

Следует выбирать такой метод раскроя металла, который обеспечивал бы получение наименьших отходов.

В зависимости от типа производства могут применяться три метода раскроя.

Первый метод – полосовой, имеющий наибольшее практическое применение, состоит в том, что листы разрезаются на полосы, предназначенные для штамповки одноименных деталей.

Второй метод, получил название смешанного раскроя. В этом случае лист раскраивают с учетом изготовление разноименных деталей и обеспечение необходимых комплектности деталей на изделия.

Третий, или групповой, метод начинается с раскроя полос для деталей больших размеров, а оставшиеся от основного раскроя полосы используются для деталей меньших размеров. Этот метод исключает раскрой полноценных листов на полосы для деталей малых размеров, так как они могут быть изготовлены из полос, оставшихся от основного раскроя листов.

 

4.4 Расчет процента отхода листового проката

Предварительная разработка схемы раскроя металла, особенно листового, имеет целью получение минимального количества отходов.

В зависимости от профиля материала при укрупненном проектировании принимаются следующие допустимые нормы отходов:

­ при расчете процента отходов внутренние отверстия не учитываются.

­ для листовой, полосовой, универсальной стали и уголка процент отхода не должен превышать 6%.

­ при вырезке деталей сложной конфигурации и кругов процент отхода не должен превышать 30 - 33%.

­ для заготовок из сортамента: круга, квадрата, труб, швеллеров, уголков, полособульб и т. п., – процент отхода не должен превышать 3%.

В машиностроительном производстве отходом считается профильный прокат размером 70 мм, а листовой 200 * 150мм.

Для обеспечения минимального % отхода листового проката при производстве металлоконструкции корпуса выдвижного подхвата считаю оптимальным для получения минимального количества отходов применить вместо листа горячекатаного полосовой прокат по ГОСТ 103.

Листы применяются с обрезной кромкой.

Остатки металла после раскроя поступают на склад как деловой отход.

Раскрой и расчёт процента отхода производится по формуле:

 

% = Fл – Fз * 100 %

Fл

Расчет процента отхода показываю на наиболее сложных позициях для раскроя.

Предлагаю плиту поз.1 вырезать из листа 2100 * 1200 * 70, используя метод полосового раскроя, т. к. данная позиция идет одна на металлоконструкцию.

 

Fл = 2100 * 1200 = 2520000 мм²

Fз = 560 * 1050 = 588000 мм²

% = 100 * (2520000 –588000* 4) / 2520000 = 6,6 %

 

Рис. 2

Предлагаю фланец поз.4 вырезать из листа 2100 * 1200 * 10, используя метод полосового раскроя, т. к. данная позиция идет одна на металлоконструкцию.

 

Fл = 1100 * 2200 = 2420000 мм²

Fз = 500² * 3,14/4 = 196250 мм²

% = 100 * (2420000 – 196250 * 8) / 2420000 = 35 %

 

Рис.3

5. Технология сборки и сварки

Схема сборки и сварки

 

Узел 1 Узел 2 Узел 3

Сборка - сварка Сборка – Сварка Сборка - Сварка

 

 

Рис. 4

5.3 Выбор сборочно – сварочной оснастки

Производственный процесс изготовления включает различные технологические, контрольные и транспортные операции.

Главное требование, определяющее последовательность выполнения этих операций, их соединение и обеспечение оснасткой и выполнение заданной программы выпуска изделия высокого качества в кратчайшие сроки при минимальной стоимости

Основным назначением сборочного оборудования является фиксация и закрепление деталей собираемого сварного узла в заданном положении. В большинстве случаев, сборочное и сборочно-сварочное оборудование (кондукторы, стенды установки) является специализированным, рассчитанным на изготовление изделий одного типоразмера или группы однотипных изделий.

Эффективность использования сборочно-сварочной оснастки определяется ее соответствием конструкции изделия, принятой технологии изготовления и программе выпуска.

Универсальные приспособления общего назначения используют для сборки и сварки изделий широкой номенклатуры и различных размеров. Они должны изготовляться в централизованном порядке.

Фиксацию собранных деталей предлагаю осуществлять в технологическом процессе на прихватках размеры и расположение, которых

задают не только из условий обеспечения прочности и жесткости, но и с позиции исключения их вредного влияния на качество выполнения сварных соединений и работоспособность конструкции.

Сборку произвожу при плотном сопряжении собираемых деталей и

с заданным технологическим зазором.

Размещение деталей в приспособлении рекомендую осуществлять таким образом, чтобы технологические базы деталей опирались на установочные поверхности приспособления (упоров УСПС).

Для сборки и сварки металлоконструкции корпуса выдвижного подхвата использую сборочно-сварочную плиту с комплектом УСПС и позиционер.

УСПС представляет собой набор нормализованных деталей и узлов, из которых многократно компонуют приспособления для сборки и сварки различных сварных узлов.

После изготовления партии сварных узлов приспособления разбирают, а детали и узлы используют для компоновки новых приспособлений.

УСПС наиболее рациональны в единичном, опытном и мелкосерийном производстве, когда использовать специальное оборудование экономически невыгодно.

Участки УСПС рекомендуется создавать в цехе металлоконструкций. Площадь участка зависит от числа планируемых к внедрению компоновок УСПС и должна быть не менее 30м².

В комплект приспособлений УСПС входят: стенд и набор нормализованных и унифицированных зажимных, упорных, фиксирующих и установочных элементов.

Предлагаю использовать для изготовления металлоконструкции корпуса выдвижного подхвата комплект УСПС 12

Базовым элементом УСПС является сборочный стенд, который собирают из четырех плит в 2- а ряда с размерами 1920 * 2400 мм

Этим размерам соответствуют порталы, оснащенные пневмоцилиндрами для зажима деталей при сборке.

Сборочно-сварочную плиту с комплектом УСПС применяю для сборки

2–ого и 3 -его узлов. Для сборки и сварки первого узла применяю позиционер.

Позиционер РТ-750 предназначен для наклона и установки свариваемых изделий в удобное для сварки положение и вращение их со сварочной скоростью при автоматической, полуавтоматической и ручной сварки круговых швов, а так же при наплавке цилиндрических изделий.

Пазы в планшайбе позиционера предназначены для установочной оснастки - упоров.

 

Выбор способа сварки

Основными факторами, определяющими выбор метода и способа сварки, являются:

- род, сортамент металла и заготовки;

- химический состав металла, его теплофизические свойства,

определяющие технологическую свариваемость;

- толщина металла;

- назначение изделия в зависимости от воспринимаемых нагрузок и условий эксплуатации;

- конструкция изделия, с учетом ее сплошности массы, габаритов, типов нанесения швов в пространстве, характере работы швов;

- производительность способа сварки;

- программа выпуска и типа производства;

- экономический эффект при способе сварки.

Оценивая возможность применения тех или иных способов сварки необходимо учитывать особенности производства, оснащение участка должно быть достаточно универсальным.

Сталь 10ХСНД можно сваривать всеми видами и способами сварки, но с учетом всех вышеперечисленных факторов и анализа свариваемости рассматриваю как наиболее универсальные и оптимальные два способа сварки: ручную и механизированную в среде СО₂ сплошной и порошковой проволоками. Автоматическая сварка под флюсом могла бы дать наиболее качественные швы, но в настоящее время это наиболее дорогостоящий процесс из-за высокой стоимости флюсов и в тоже время металлоконструкция имеет и короткие швы, где этот вид сварки не применим.

Преимущество процесса сварки РДС: маневренность процесса, универсальность, хорошее качество формирования шва, возможность управлять механическими свойствами наплавленного металла путем введения в покрытие различных легирующих элементов.

Недостатки процесса сварки РДС.

Отсутствие возможности регулирования глубины проплавления металла и скорости плавления электрода, вследствие чего при сварке тонкого металла возникают большие трудности в получение качественного шва.

Большой срок, затрачиваемый на подготовку квалификационных сварщиков (1-2 года).

Зависимость качества сварки от индивидуальных особенностей сварщика.

Для сварки металлоконструкции корпуса выдвижного подхвата предлагаю применить механизированную (полуавтоматическую) и автоматическую сварку в среде СО_­2, что повысит производительность сварки до α_н = 18 ч/А*ч.

Технологическими преимуществами являются относительная простота процесса сварки, возможность автоматизировать и механизировать сварку коротких швов, находящихся в различных пространственных положениях, в том числе сварку неповоротных стыков.

Преимущества механизированной сварки в среде СО₂:

1. Хорошее наблюдение за процессом формирования шва;

2. Несложность обращения с оборудованием сварки;

3. Локальность источника тепла дает при сварке минимальную зону термического влияния;

4. Небольшой объем шлаков, участвующих в процессе сварки в СО₂, позволяет получать швы высокого качества;

5. Использование сварочной проволоки Св – 08ХГ2С и защитного газа СО₂ удешевляет процесс сварки;

6. Мелкокапельный и струйный перенос металла в сварочную ванну обеспечивает формирование более качественных швов, чем при РДС,

7. Применение механизированной сварки в СО₂ дает возможность сварить все сварные швы за один проход и в нижнем положении.

8. Энергоёмкость снижается за счёт того, что скорость полуавтоматической сварки выше, чем скорость ручной дуговой сварки.

9. Металлоёмкость снижается за счёт того, что разделка кромок при механизированной сварке в среде СО₂ толщины 6 мм по ГОСТ 14771 не требуется, а при РДС она необходима, что приводит к меньшему количеству наплавленного металла, а следовательно его экономии.

 

Недостаток процесса механизированной сварки в среде СО₂:

- сильное разбрызгивание металла.

В связи с универсальностью данного способа сварки предлагаю прихватки производить этим же способом сварки.

Чтобы снизить разбрызгивание металла возможно применить сварку в среде смеси защитных газов Аr и СО₂.

Расчет режимов сварки

 

Основными параметрами автоматической и механизированной дуговой сварки в среде СО₂:являются следующие:

- диаметр электродной проволоки d_эл, мм;

- ее вылет l_эл, мм;

- скорость подачи электродной проволоки V_пп, мм/с;

- сила тока I_св, А;

- расход защитного газа.

Механизированную сварку в углекислом газе выполняют короткой дугой на постоянном токе обратной полярности. Расстояние от сопла горелки до изделия не должно превышать 25 мм.

Стыковые швы в нижнем положении сваривают с наклоном электрода от вертикальной оси на 5 - 20^°.

Угловые соединения сваривают с таким же наклоном в направлении сварки и с наклоном поперёк шва под углом 40 - 50^° к горизонтали, смещая электрод на 1 - 1,5 мм от угла на горизонтальную полку.

Тонкий металл сваривается без колебательных движений за исключением мест с повышенным зазором.

Швы катетов 4 - 8 мм накладывают за один проход, с перемещением электрода по вытянутой спирали.

Проволокой толщиной 0,8 - 1,2 мм сваривают металл во всех пространственных положениях, причём при вертикальном, горизонтальном и потолочном - напряжение уменьшают до 17 - 18,5 В, а силу тока на 10 - 20 °/о.

При сварке необходимо обеспечить защиту от сдувания газа и подсоса воздуха через зазор.

Для уменьшения разбрызгивания в сварочную цепь можно последовательно включить дроссель или использовать сварку в смесях газов СО² и аргона.

Расчёт параметров режима сварки произвожу в следующем порядке:

1) Определяю толщину свариваемого металла и разделку кромок сварных швов мм: S ₁=70, S₂ = 20, S₃ = 10,

2) В зависимости от толщины свариваемого металла и катета шва для

автоматической сварки кольцевых выбираю по таблице 8 диаметр электродной

проволоки: D_эл =2,0 мм, а для механизированной сварки - D_эл = 1,6 мм

 

Таблица № 8

Показатель	Толщина свариваемого металла, мм
0,6-1,0	1,2-2,0	3,0-4,0	5,0-8,0	9,0-12,0	13,0-18,0
Диаметр dэл. электродной проволоки, мм	0,5	0,8	0,8	1,0	1,0	1,2	1,4	1,6	2,0	2,0	2,5	3,0

 

3) Вылет электрода:

 

L_эл1 =10*D _Эл = 2,0 * 10 = 20 мм

L_эл2 =10*D _Эл = 1,6 * 10 = 16 мм

 

4) Рассчитываю силу сварочного тока по формуле Iсв= j *Fэл, А

I_св1 = 100*(3,14 * 4)/4)=100 * 3,14 = 314, А,

I_св2 = 110*(3,14 * 2,56)/4) = 110 * 2= 220, А

 

5) Определяю скорость подачи проволоки.

V _пп = 4*a_р * I_св / (π*D²_эл r_эл) = 4 * 3,83 * 10^-3 * 314 / 3,14*2*0,0078) = 68 мм/с,

где a_р = (0,83 + 0,22 * I_св/D_эл)* 10^-4 = 38,3 * 10^-4 = 3,83* 10^-3, г/А*с

 

6) Определяю напряжение на дуге:

U_д1 = 26 - 28 В

U_д2 = 23 - 25 В

 

7) Определяю скорость сварки по формуле:

V_св =(a_н* I_св) / F_н * r_н = (3,44* 10^-3 * 314) /40,4 *7,8 * 10^-3 = 3,4 мм/с

где a_н= 0,9 * a_р= 3,44* 10^-3, г/А*с

F_н = К² /2 + 1,05 * К * q = 8²/2 + 1,05 * 8 * 1 = 40,4 мм²

r_н = r_л= 0,0078 г/мм³ = 7,8 * 10^-3, г/мм³

a_н= 0,9 * a_р, г/А*с

 

8) Определяю расход сварочной проволоки по формуле:

Qпр = Qн * K₁

K₁ = 1.35 - коэффициент потерь на угар и разбрызгивание при сварке в среде СО₂

 

9) Определяю расход защитного газа по формуле:

Qг = Qн * K₂

K₂ = 1,7 – коэффициент защиты

 

 

10) Расчет сварочных материалов:

10.1. Расчет площадей наплавленного металла:

Рис.5

Т8- ∆ 14

Площадь шва F_Т8 = в * s + 2 * 0,75 * е * q + ¼ * (s –с)² * tq 30º = 1,0 * 20 + 2 * 0,75 * 14 * 1.0 + ¼ * (20 – 2)² * 1,0 = 122,0 мм²,

 

Шов двусторонний.

В = 1,0 мм

S = 20,0 мм

е = 14,0 мм

q = 1,0 мм

αº = 45º

с = 2 мм.

tq 45º = 1.0

У4-∆8

Рис.6

к = 8 мм

Площадь шва F _{У4 - ∆8} = в * s + к²/2 + 1,05 * к * q = 1 * 8 + 8²/2 + 1,05 * 8 * 1 = 48,4 мм²,

где к – катет шва, мм;

Т1 - ∆14

Рис.7

к = 14 мм

Площадь шва F _{Т1 - ∆14} = в * s + к²/2 + 1,05 * к * q = 1 * 14 + 14²/2 + 1,05 * 14 * 1 = 126,7 мм²,

где к – катет шва, мм;

Т3 - ∆14

Рис.8

Шов двухсторонний, где к – катет шва, мм;

к = 14 мм

Площадь шва F _{Т3 - ∆14} = в * s + к²/2 + 1,05 * к * q = 1 * 14 + 2 * 14²/2 + 2 * 1,05 * 14 * 1 = 239,4 мм²,

Н1 - ∆8

Рис.9

к = 8 мм

Площадь шва F _{Н1 - ∆8} = в * s + к²/2 + 1,05 * к * q = 1 * 8 + 8²/2 + 1,05 * 8 * 1 = 48,4 мм²,

где к – катет шва, мм;

9.2 Расчет сварочных материалов по узлам

Узел 1 - Сварка узла 1(Стойки поз.3- 3 шт., Специальная труба поз.2, Плита поз.1.)

L_{ш Т8} = π * D * 2 = 3,14 * 399 * 2 = 2506 мм.

Кольцевые швы выполняются с перекрытием начала шва на 10 мм.

L_{ш Т1-Δ14} = π * D = 3,14 * 399 = 1253 мм

Σ L_{ш Т8} = 2506 + 20 = 2526 мм;

Σ L_{ш Т1-Δ14} = 1253 + 10 = 1263 мм.

L_{ш У4 - ∆8} = π * D = 3,14 * 340 + 10 = 1078 мм

G_{н Т8} = 122,0 * 2526 * 7,8 * 10 ^–10 = 2,404 кг.

G_{н Т1-Δ14} = 126,7 * 1263* 7,8 * 10 ^–10 = 1,25 кг

G_{н У4 - ∆8} = 48,4 * 1078* 7,8 * 10 ^–10 = 0,41 кг

∑ G_н = 2,404 + 1,25 + 0,41 = 4,07 кг.

L_{ш Т3-Δ14} = 600 мм

L_{ш Т8} = 600 * 2 = 1200 мм

G_{н Т8} = 122,0 * 1200 * 7,8 * 10 ^–10 = 1,15 кг.

G_{н Т3-Δ14} =239,4 * 600 * 7,8 * 10 ^–10 = 1,12 кг

∑ G_н =1,15 + 1,12 = 2,27 кг.

 

Узел 2 - Сварка узла 3 (Узел 2, Ребра поз.5,6,7,8)

L_{ш Т3-Δ14} = 370 + 370 + 200 * 2 + 450* 2 + 200 * 2 + 450 + 130 *2 + 370 + 130 * 2 = 3780 мм.

G_{н Т3-Δ14} = 239,4 * 3780 * 7,8 * 10 ^–10 = 7,06 кг.

 

Узел 3 - Сварка узла 2 (Фланец поз.4)

L_{ш Н1 - ∆8} = π * D = 3,14 * 500 + 10 = 1580 мм

G_{н Н1 - ∆8} = 48,4 * 1580* 7,8 * 10 ^–10 = 0,6 кг.

Кольцевые швы выполняются с перекрытием начала шва на 10 мм.

 

Определяю суммарный вес наплавленного металла

∑ G_н = 4,07 + 2,27 + 7,06 + 0.6 = 14 кг.

Определяю суммарный расход сварочной проволоки:

Qпр = Qн * K₁ = 14 * 1,35 = 18,9 кг.

K₁ = 1.35 - коэффициент потерь на угар и разбрызгивание

 

Определяю суммарный расход жидкой двуокиси углерода:

Qг = Qн * K₂ = 14 * 1.7 = 23.8 кг.

K₂ =1,7– коэффициент защиты.

 

Сварочные зажимы

Используются для присоединения массы к свариваемому изделию.

Рассчитаны на токи от 300 А до 500 А. Впускаются длиной 3 или 4 метра. Отличаются повышенной надежностью контакта и удобствами в работе.

Катушки для проволоки выпускаются двух типов, различных по вместимости:

- на 5 кг

- на 15 кг.

Для сварки проектируемой металлоконструкции, предлагаю брать катушку на 15 кг, для наименьшей траты времени при замене сварочной проволоки.

Горелка

Для оснащения полуавтомата предлагаю для сварки проектируемой использовать сварочную горелку «Линкор-МИГ» на 400 А.

Выпускаются на 160, 200, 300 и 400А, длиной 2, 3 и 5 метров.

Серию сварочных горелок «Линкор-МИГ» отличает высокая эргономика и дизайн. Встроенный механический газовый клапан повышает их надежность и уменьшает расход защитного газа.

Профессиональные сварочные полуавтоматы комплектуются горелками без газового клапана. По желанию заказчика могут комплектоваться разъемами типа «Евро».

 

 

Подготовка

1. Скомплектовать детали согласно чертежу и спецификации.

2. Проверить геометрические размеры заготовок по чертежу.

3. Зачистить места соединений под сварку до чистого металла на ширину 20мм.

 

10 Сборка-сварка узла 1

1. Установить по центратору позиционера на планшайбу специальную трубу поз.2;

2. Установить в пазы планшайбы позиционера установить опоры – 3 шт. под установку стойки поз.3

3 Одеть стойку поз.3 на специальную трубу, установить на опоры;

4 Проверить перпендикулярность установки стойки поз.3 под сварку;

5 Прихватить механизированной сваркой в среде углекислого газа стойку поз.3 к специальной трубе поз.2, прихватки ставить по замкнутому контуру на четверть окружности (120°), L пр. = 30-40 мм;

6. Включить позиционер со сварочной скоростью.

7 Сварить автоматической сваркой в среде углекислого газа стойку поз.3 со специальной трубой поз.2 по замкнутому контуру швом Т1- Δ14 с перекрытием начала шва на 7-10 мм;

8 Выключить позиционер.

9. Установить в пазы планшайбы позиционера установить опоры – 3 шт. под установку второй стойки поз.3 высотой 370 мм;

10 Одеть вторую стойку поз.3 на специальную трубу, установить на опоры;

11 Проверить перпендикулярность установки второй стойки поз.3 под сварку и проверить параллельность установки стоек по торцам;

12 Прихватить механизированной сваркой в среде углекислого газа стойку поз.3 к специальной трубе поз.2, прихватки ставить по замкнутому контуру на четверть окружности (120°), L пр. = 30-40 мм;

13. Включить позиционер со сварочной скоростью.

14 Сварить автоматической сваркой в среде углекислого газа вторую стойку поз.3 со специальной трубой поз.2 по замкнутому контуру швом Т1- Δ14 с перекрытием начала шва на 7-10 мм;

15 Выключить позиционер.

16. Установить в пазы планшайбы позиционера установить опоры – 3 шт.

под установку второй стойки поз.3 высотой 450 мм;

17 Повторить переходы 11, 12, 13, 14, 15;

18 Зачистить сварные швы и металл околошовной зоны от брызг;

19 Кантовать узел на 180º

20 Установить на основание универсального сборочного приспособления плиту поз.1;

21 Разметить ее под установку в размер 80 мм согласно чертежа;

22 Пристыковать к плите по разметке;

23Прихватить механизированной сваркой в среде углекислого газа стойки поз.3 с плитой поз.1 в шахматном порядке по две прихватки на стык швом Т3- Δ5, L пр. = 35-40 мм, всего 12 прихваток;

24 Проверить качество сборки внешним осмотром, ВИК-100%:

25 Передать на сварку.

26 Установить на сборочно-сварочную плиту собранный узел 1;

27 Сварить механизированной сваркой в среде углекислого газа три стойки поз.3 с плитой поз.1 двухсторонними швами Т3- Δ14;

28 Проверить качество сварки внешним осмотром, ВИК-100%

29 Сдать ОТК, ВИК-100%.

 

2.Сборка-сварка узла 2

1 Разметить верхнюю стойку поз.3 под установку фланца поз.4;

2 Пристыковать к стойке поз.3 фланец поз.4 по разметке;

3 Прихватить механизированной сваркой в среде углекислого газа стойку поз.3 с фланцем поз.4, прихватки ставить по замкнутому контуру на четверть окружности (120°), L пр. = 30-40 мм;

4 Проверить качество сборки внешним осмотром,

5 Включить позиционер со сварочной скоростью.

6 Сварить автоматической сваркой в среде углекислого газа стойку поз.3 с фланцем поз.4 по замкнутому контуру швом Н1- Δ8 с перекрытием начала шва на 7-10 мм;

7 Выключить позиционер.

8 Снять опоры;

9 Включить позиционер со сварочной скоростью.

10 Повторить переходы: 7, 14.

11 Выключить позиционер.

12 Зачистить сварные швы и металл околошовной зоны от брызг.

13 Проверить качество сварки внешним осмотром, ВИК-100%

14 Сдать ОТК, ВИК-100%.

15 Снять узел с позиционера.

 

Сборка узла 3

1. Установить на сборочно-сварочную плиту собранный и сваренный узел 2;

2 Разметить плиту под установку ребер поз. 5 и 6;

3 Разметить специальную трубу поз.6 под установку на нее ребер 7 и 8;

4 Пристыковать по разметке к плите поз.3, стойкам поз.1 и специальной трубе поз.6 ребро поз.2;

 

5 Прихватить механизированной сваркой в среде углекислого газа ребро поз.2 с

плитой поз.3, стойками поз.1 и специальной трубой поз.6 восьмью прихватками в шахматном порядке L пр. = 20-30 мм;

6 Повторить переходы 4, 5 для ребра поз.4,

7 Пристыковать по разметке к специаль