Технология сварки изделия «Дуга передка»

Таблица 13. Механические свойства стали марки 20.

Предел прочности при растяжении, sв.	Предел текучести, sТ.	Относительное удлинение после  разрыва, d.
МПа.		%
440	260	26

 

Основными характеристиками свариваемости  сталей является их склонность к образованию  трещин и механические свойства сварного шва.

Применяемая сталь относится к I группе (хорошая свариваемость) свариваемости (содержание углерода С не более 0,25%). Это значит, что сварка данной стали может быть выполнена без предварительного подогрева до сварки и в процессе сварки без последующей термообработки. Термообработка для снятия внутренних напряжений не исключается.

Исходя из сказанного, делаем вывод. По конструктивным соображениям механические свойства применяемых сталей полностью  удовлетворяет требованиям конструкции. Свариваемость сталей, удовлетворяет технологическим требованиям.

5.2 Расчет режимов сварки.

На изделии «Дуга передка» имеются сварные швы:

№1 Т1 - тавровый шов без подготовки кромок;

№2 У4 - угловой шов без подготовки кромок;

№3 С2 – стыковой шов; 

катет сварного шва везде одинаков - 2 мм.

Рис. 7. Эскизы сварных соединений

а) стыковое соединение;

б) нахлесточное соединение;

в) тавровое соединение.

Определяем площади поперечного  сечения швов.

Стыковой шов С2:

,                        (1)

где q - выпуклость шва, мм.

       e - ширина шва, мм.

принимается в зависимости от толщины  свариваемых деталей.

для шва С2

e=6 мм.

q=1,5 мм.

Тавровый шов Т1:

,               (2)

где K - катет шва, мм.

       q - выпуклость шва, мм.

       e - ширина шва, мм.

                        (3)

принимается в зависимости от толщины  свариваемых деталей.

q=1,5 мм.

K=3 мм.

Для углового шва У4:

,

где K - катет шва, мм.

       q - выпуклость шва, мм.

       e - ширина шва, мм.

принимается в зависимости от толщины  свариваемых деталей.

q=1,5 мм.

K=3 мм.

Определяем диаметр сварочной проволоки.

Для таврового соединения.

Глубина проварки.

        (5)

Диаметр сварочной проволоки.

    (6)

В зависимости от толщины металла  и катета шва принимаем

d_ЭЛ=1,2 мм.

Для стыкового соединения.

Глубина проварки.

Диаметр сварочной проволоки.

В зависимости от толщины металла  и катета шва принимаем

d_ЭЛ=1,2 мм.

Для углового соединения.

Глубина проварки.

         (7)

Диаметр сварочной проволоки.

В зависимости от толщины металла  и катета шва принимаем

d_ЭЛ=1,2 мм.

Скорость сварки.

Для таврового соединения.

,                                    (8)

где K_v - коэффициент скорости сварки.

K_v=1080

Для стыкового соединения.

Для углового соединения.

 

 

Определяем сварочный ток.

Для таврового соединения.

,                            (9)

где K_i - коэффициент сварочного тока.

K_i=430

Для стыкового соединения.

Для углового соединения.

Определяем ограничения по току.

Для всех швов.

            (10)

Определяем напряжение сварки.

Для таврового соединения.

             (11)

Для стыкового соединения.

Для углового соединения.

Определяем ограничение по напряжению.

Для таврового соединения.

                         (12)

Для стыкового соединения.

Для углового соединения.

Определяем скорость подачи электродной  проволоки.

Для таврового соединения.

     (13)

Для стыкового соединения.

Для углового соединения.

Определим расход газа.

Для таврового соединения.

             (14)

Для стыкового соединения.

Для углового соединения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6 Проектирование компоновки установки и описание ее работы.

Для изготовления сварных конструкций  высокого качества требуется правильная сборка деталей свариваемого изделия, т. е. их правильная взаимная установка  и закрепление.

Процесс сборки сварного изделия состоит  из ряда последовательных операций. Прежде всего, требуется подать детали, из которых собирается изделие, к месту  сборки. Затем необходимо установить эти детали в приспособлении в  определенном положении. В этом положении детали должны быть закреплены, после чего их сваривают. Положение детали во время сборки определяется установочными элементами приспособления. Детали зажимаются зажимными элементами сборочных приспособлений.

Т. о., основным назначением сборочного оборудования в сварочном производстве является фиксация и закрепление свариваемых деталей.

Требования, предъявляемые к сборочно-сварным  приспособлениям:

- удобство эксплуатации, т. е.  доступность к местам установки  деталей, зажимным устройствам;

- обеспечение заданной последовательности сборки в соответствии с разработанным технологическим процессом;

- обеспечение заданного качества  изделия;

• приспособление должно быть ремонтопригодным, безопасным в работе, иметь длительный срок службы.

Проектирование сборочно-сварочного приспособления производится на основании технического задания и в соответствии с технологическим процессом сборки-сварки изделия.

Процесс сборки сварного изделия состоит  из ряда последовательных операций. Прежде всего, требуется подать детали, из которых собирается изделие, к месту сборки. Затем необходимо установить эти детали в сборочном приспособлении. В этом положении детали должны быть закреплены, после чего их сваривают. В нашем случае подача и установка деталей изделия в стенде производится вручную (детали имеют небольшой вес). Для зажима деталей в приспособлении выбираем пневматические прижимы. Пневмоприжимы выбраны по причине того, что детали изделия имеют достаточно большую жесткость, а при изготовлении их полученные размеры имеют большой допуск. Положение детали в приспособлении задано установочными элементами и чтобы зажать деталь (в частности деталь «дуга передка»), потребуются значительные усилия. Поэтому способ зажима деталей выбран механическим.

Базирование изделия осуществляется по 16 точкам, зажим изделия производится также в 10 точках. Зажим деталей – механизированный: в 8 точках посредством рычажного механизма; 2 – точках пневмоприжимами.

Проектируемое приспособление – специальное, т. е. на данном приспособлении изготавливается  только конкретное изделие.

Описание работы спроектированного  приспособления.

Сначала устанавливаются на опоры  дет. поз. 1 «Дуга», прижимается ручными прижимами. Далее устанавливаются четыре втулки в отверстия E40. Производится зажим деталей пневмоприжимами. Затем устанавливаем боковые трубы дет. поз. 2, дет. поз. 3. и производим прижим ручными прижимами. Последней устанавливаем деталь поз. 5, закрепляем ее. Далее производится сварка с одной стороны изделия.

После сварки изделие освобождается  от прижимов и извлекается из приспособления и далее доваривается в свободном  состоянии.

Рис. 8. Эскиз приспособления.

 

 

 

 

 

7. Разработка технологии контроля.

7.1 Технология контроля заготовительных и сборочных операций

Проверить перпендикулярность торцов труб по угольнику. Допуск на отклонение от перпендикулярности не должна превышать 0,5 мм

Проверить точность углов реза труб. Отклонение не должно превышать допуск A0B30C.

7.2 Типы дефектов сварных соединений .

 В сварочном производстве  различают дефекты подготовки  изделий под сварку и дефекты,  возникающие в процессе сварки. Сварочные дефекты могут быть  наружными и внутренними. Неразрушающие  методы контроля применяют, как правило, для определения внутренних макроскопических дефектов. Наружные дефекты сварки обычно выявляют внешним осмотром.

Допущенные дефекты при подготовке и сборке приводят к появлению  собственно сварочных дефектов. Наиболее характерные дефекты этого типа: неправильный угол скоса кромок в швах; слишком большое или малое притупление по длине стыкуемых кромок; непостоянство зазора между кромками; несовпадение стыкуемых плоскостей кромок; расслоения и загрязнения на кромках и т. п.

Причинами подобных дефектов могут  быть неисправности оборудования, применяемого для изготовления заготовок и  приспособлений для сборки, недоброкачественность  исходных материалов, низкая квалификация обслуживающего персонала.

Правильность сборки контролируют внешним осмотром и геометрическими измерениями с помощью шаблонов и специализированного инструмента.

 Форма и размеры швов задаются  техническими условиями. При сварке  плавлением, как правило, регламентируют  ширину и выпуклость шва, число  проходов и глубину проплавления. Швы могут иметь неравномерность, которая появляется вследствие неустойчивого режима сварки, неравномерности зазора и угла скоса кромок. Неправильная форма швов является следствием не точного направления электрода относительно разделки.

 

 

Кратеры: обрыв дуги; неправильное выполнение конечного участка шва. 

 

поры: быстрое охлаждение шва; загрязнение  кромок маслом, ржавчиной и т.п.; непросушенные  электроды; высокая скорость сварки. 

включения шлака: грязь на кромках; малый сварочный ток; большая скорость сварки. 
                                                                               

несплавления: плохая зачистка кромок; большая длина дуги; недостаточный  сварочный ток; большая скорость сварки. 

наплыв: большой сварочный ток; неправильный наклон электрода; излишне длинная дуга.

 

 

 

 

 

 

свищи: низкая пластичность металла  шва; образование закалочных структур; напряжение от неравномерного нагрева. 

подрезы: большой сварочный ток; длинная дуга; при сварке угловых  швов- смещение электрода в сторону вертикальной стенки. 
непровар: малый угол скоса вертикальных кромок; малый зазор между ними; загрязнения кромок; недостаточный сварочный ток; завышенная скорость сварки.

 

прожог: большой ток при малой  скорости сварки; большой зазор между  кромками.  

неравномерная форма шва или грубая чешуйчетость: неустойчивый режим сварки; неточное направление электрода. 

трещины:

резкое охлаждение конструкции; высокое  напряжение в жестко закрепленных конструкциях; повышенное содержание серы и фосфора. 

перегрев металла: черезмерный  нагрев околошовной зоны; неправильный выбор тепловой мощности; завышенные значения мощности сварочного тока. 

Рис. 9. Виды и причины возникновения дефектов сварных швов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8. Техника безопасности при выполнении техпроцесса

Основные опасности, приводящие к  производственным травмам при сварке, применительно к данному дипломному проекту:

- поражение сварочным током  при электросварочных работах;

- поражение зрения и открытой  поверхности кожи излучением  электрической дуги;

- отравление организма вредными  газами, пылью и испарениями, выделяющимися  при сварке;

- ожоги и механические травмы  при сборочно-сварочных  операциях;

- пожарная опасность.

В практике возможны поражения электрическим  током вследствие неисправности сварочного оборудования или сети заземления, неправильного подключения сварочного оборудования к сети, неисправности электропроводки и неправильного ведения сварочных работ. поражение электрическим током происходит при прикосновении к токонесущим частям электропроводки и сварочной аппаратуры.