Диплом по сварке,часть - Металлургия
Содержание
Введение
1 Технологический раздел
1.1 Описание сварной конструкции, ее назначение
1.2 Обоснование материала сварной конструкции
1.3 Технические условия на изготовление сварной конструкции
1.4 Определение типа производства
1.5 Выбор и обоснование методов сборки и сварки
1.6 Режимы сварки
1.7 Выбор сварочных материалов
1.8 Выбор сварочного оборудования, технологической
оснастки, инструмента
1.9 Определение технических норм времени на сборку и сварку
1.10 Расчет количества наплавленного металла, расхода
сварочных материалов, электроэнергии
1.11 Расчет количества оборудования и его загрузки
1.12 Расчет количества работающих
1.13 Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования
1.14 Методы борьбы со сварочными деформациями
1.15 Выбор методов контроля качества
1.16 Техника безопасности, противопожарные мероприятия
и охрана окружающей среды
2 Экономическая часть
2. 1 Расчет материальных затрат
2.2 Расчет зарплаты производственных рабочих, отчислений и
налога от нее
2.3 Расчет себестоимости изготовления детали
2.4 Сравнение вариантов технологического процесса
изготовления детали
Вывод
Список литературы
Приложение А Компьютерное подтверждение режимов
сварки
Приложение Б Компьютерное подтверждение выбранного
сварочного оборудования
Приложение В Основание ДП СП 01.00.000
Спецификация (1 лист)
Приложение Г Приспособление для сборки и прихватки
Основания ДП СП 02 00 000
Спецификация (2 лист)
Приложение Д Комплект документов на единичный
технологический процесс сборки и сварки
Основания АКБ ДП СП 01 00 000
( листов 8)
Приложение Е Расчет зарплаты производственных рабочих
и отчислений от нее на ПЭВМ (6 листов)
Вывод
В процессе выполнения дипломного проекта была проделана работа по
усовершенствованию технологического процесса, по сравнению с базовым
вар-иантом.
Проделана работа по расчету и подбору основных и сварочных материалов,
режимов сварки, что дает возможность организовать технологический процесс
сборки и сварки основания АКБ, на высоком технологическом уровне в соответс-твии
с требованиями, предъявляемыми к качеству данной конструкции и ее экс-плутационым
характеристикам.
Основание АКБ является технологичной, так как ее конструкция и форма позволяют
применить механизированный способ сварки в среде углекислого газа. С целью
повышения эксплутационных характеристик была произведена замена основного
металла: с низко углеродистой Ст3пс обыкновенного качества, на низколегированную
сталь марки 09Г2 , которая обладает хорошей свариваемостью и соответствует
эксплутационным требованиям. Проведены расчеты наиболее оптимальных параметров
режима сварки, для получения качественных сварных соединений, обладающих более
высокой технологической прочностью сварных швов, по сравнению базовым вариантом.
Размеры катетов сварных швов выбран исходя из толщины металла использованного для
изготовления основания АКБ. Кроме того былого проведена механизация слесарных
работ, путем применения пневматического инструмента, что значительно снизило
трудоемкость.
С технолологической точки зрения применение низколегированной стали марки 09Г2
,снизило затраты на основные материалы на 1895,81рубля, т.е. на 3,2%.Применение
вновь расчитаных параметров режима сварки привело к снижению потребления
электроэнергии и затраты на нее на 19 рублей, т.е. на 11%..
В результате модернизации технологического процесса сборки и сварки основания
АКБ, снизилась трудоемкость изготовления сварной конструкции на 2,55 минуты т.е.
на 9,2%. Следовательно, снизятся расходы на заработную плату производственных
рабочих с начислениями и накладными расходами, что приведет к снижению полной
себестоимости на 2699,84 рубля, т.е. на 3,9%..и даст возможность получить
годовой экономический эффект в сумме 37797760 миллионов рублей.
На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что разработанный
технологический процесс сборки и сварки основания АКБ целесообразен.
Список литературы
1 Блинов А.Н., Лялин К.В. Сварные конструкции. - М.: Стройиздат, 1990.- 350 с.
2 Верховенко Л.В., Тунин А.Н. Справочник сварщика. - М.: Высшая школа, 1990.-
497с.
3 Козвяков А.Ф., Морозова Л.Л. Охрана труда в машиностроении. - М.:
Машиностроение, 1990.- 255с.
4 Потапьевский А.Г. Сварка в защитных газах плавящимся электродом. - М.:
Машиностроение, 1970. - 385с.
5 Куликов В.П. Технология сварки плавлением. - М.: Могилев 1998.256с., ил.
6 Куликов В.П. Технология сварки плавлением. - М.: «Дизайн Про» Минск, 200.-
256с., ил.
7 Закон РБ «О бюджете РБ на текущий год»
8 Карпей Т.В. «Экономика, организация и планирование промышленного
производства». Учебное пособие – Мн ..: « Дизайн ПРО», 2004. – 328с.
9 Полещук И.И., Терещенко В.В. Ценообразование: Учеб. пособие/
Под об.ред. И.И. Полищук. Мн.: БГЭУ, 1998. – 206с.
10 Емельянова Т.В. Ценообразование: Учеб. пособие. – Мн.: Вышэйшая
школа, 2004. – 240с.
1 Технологический раздел
1.1 Описание сварной конструкции, ее назначение
Основание АКБ 7405-3703020СБ представляет собой сварную конструкцию, состоящую
из, каркаса нижнего, боковой крышки нижней, лонжерона аккумулятора правого,
лонжерона аккумулятора левого и пластины.
Основание АКБ 7405-3703020СБ является сварной конструкцией, которая применяется в
Машиностроении и используется для установки и закрепления аккумуляторной батареи.
Заготовки на основание АКБ изготавливается при помощи профильных пресс-ножниц
комбинированных, тут же делают скосы углов профиля заготовок уголка. Отверстия
сверлятся на вертикально-сверлильном станке
Габаритные размеры:
- длина, мм
1173
- высота, мм
426
- ширина, мм
496
- масса, кг
34,735
1.2 Обоснование материала сварной конструкции
Выбор материала данной сварной конструкции производится на основании обеспечения
жесткости и прочности с учетом наименьших затрат на ее изготовление.
Для изготовления основания АКБ используется низколегированная сталь марки 09Г2.
Данная сталь широко используется для изготовления металлоконструкций и обладает
повышенной прочностью. Применение этой стали, вместо углеродистой Ст3пс
обыкновенного качества, позволяет уменьшить расход сварочных материалов ,
электроэнергии , трудоемкость изготовления, а также создать более технологичную
сварную конструкцию.
Низколегированными называются, стали, содержащие до 0,2% углерода, до 2-3% в
основном не дефицитных легирующих материалов.
Таблица 1 - Химический состав стали
Марка стали ГОСТ Содержание элементов, %
09Г2 19281-89 С Si Mn Cr Ni Cu
0,12 0,17-0,38 1,40-1,80 0,3 0,3 0,3
Таблица 2 – Механические свойства стали
Марка
стали ГОСТ Временное
сопротивление
разрыву, МПа Предел
текучести, МПа Относительное удлинение, % Ударная вязкость, Дж/см2
При t испытания 0С
-20 -40 -70
09Г2 19281-89 450 310 21 ---- 35 ----
Определение свариваемости стали
(1)
где С – содержание углерода, %;
Mn – содержание марганца, %;
Ni – содержание никеля, %;
Cr – содержание хрома, %;
Mo – содержание молибдена, %;
V – содержание ванадия, %.
Стали, имеющие Сэ<0,29%, относятся к группе хорошо свариваемых сталей. Они при
обычной технологии обеспечивают хорошее качество сварных швов без пор и трещин.
Учитывая рассчитанное значение Сэ, можно сделать заключение, что сталь 09Г2
хорошо сваривается. Предварительный подогрев и последующая термообработка не
требуются.
1.3 Технические условия на изготовление сварной конструкции
Технические условия на изготовление сварной конструкции предусматривают
технические условия на основные материалы и определенные требования. К основным
материалам относят – сварочные материалы; требования предъявляются к заготовкам
под сварку и сборку, к сварке и контролю качества сварки.
В качестве основных материалов, для изготовления сварных конструкций, работающих
при динамических нагрузках, применяются углеродистые обыкновенного качества и
легированные стали. Все сварочные материалы должны соответствовать требованиям
стандартов и сертификатам качества заводов – поставщиков. При отсутствии
сертификатов обязаны проходить дополнительные лабораторные испытания на заводе.
Требования к заготовкам под сварку предусматривают, чтобы свариваемые детали из
листового, фасонного, сортового и другого проката должны быть выправлены перед
сборкой под сварку.
После вальцовки или гибки, детали не должны иметь трещин и заусенцев, надрывов,
волнистости и других дефектов.
Кромки деталей обрезанных на ножницах, не должны иметь трещин и заусенцев.
Обрезная кромка должна быть перпендикулярной поверхности детали, допускаемый уклон
в случаях, не оговоренных на чертежах, должен быть 1:10, не более 2мм.
Прихватка элементов сварных конструкций при сборке должна выполняться с
использованием тех же присадочных материалов и требований, что и при выполнении
сварных швов. Размеры прихваток должны быть указаны в картах технологического
процесса. Сборка под сварку должна быть принята ОТК.
Поверхности деталей и кромки в тех местах, где должен быть сварной шов зачищаются
от ржавчины и масла. Под сварку не допускаются детали с ржавчинами, трещинами,
надрывами. Силовая подгонка при сварке категорически запрещается из-за образования
напряжения в металле. Смещение свариваемых кромок и величина зазоров не должны
превышать величины установленные на основные типы, конструктивные элементы и
размеры сварных соединений по ГОСТ14771-76, ГОСТ5264-80, ГОСТ14776-79,
ГОСТ8713-79, ГОСТ235182-79, ГОСТ11534-75, ГОСТ 11533-75.
Сечение прихваток допускается до половины сечения сварочного шва. Прихватки
зачищают от шлака и ставят в местах расположения сварных швов. Размеры прихваток
указывают в картах технологического процесса. К сварке ответственных сборочных
единиц допускаются высококвалифицированные аттестованные сварщики, имеющие
удостоверение, устанавливающее их характер работы и квалификацию.
Сварочное оборудование обеспечивают манометрами, амперметрами и вольтметрами.
Состояние оборудования проверяется ежедневно сварщиком и наладчиком.
Технологический процесс сварки должен предусматривать определенный порядок
наложения швов, при котором внутренние деформация и напряжения будут наименьшими в
сварных соединениях. Он должен обеспечивать максимальную возможность сварки в
нижнем положении.
Перед сваркой проверяются поверхности деталей в местах расположения сварных швов.
Не допускаются следы грязи, масла, коррозии. зажигать дугу на основном металле вне
границ шва.
При сварке в углекислом газе в соответствии с ГОСТ 1477-76 отклонение размеров
поперечного сечения сварных швов указывается в чертежах. В процессе сборки и
сварки сварных соединений на всех этапах должен осуществляться пооперационный
контроль. Процент контроля параметров оговаривается технологическим процессом.
Перед сваркой проверят правильность сборки, качество и размеры прихваток, чистоту
поверхности свариваемых кромок, соблюдение геометрических раз-
меров изделия, отсутствие заусенцев, вмятин, дефектов.
После сварки осуществляется контроль сварных соединений внешним осмотром.
Допускаются выпуклые и вогнутые угловые швы, во всех случаях катетом шва считают
катет вписанного в сечение шва равнобедренного треугольника.
Осмотр производится без применения лупы или с ее применением, увеличением до10
раз.
Контроль размеров сварных швов, точек и выявленных дефектов производится на
специальном шаблоне или измерительным инструментом с ценой деления 0,1.
Исправление дефектного участка сварного шва более двух раз не допускается. Внешний
осмотр и обмер сварных соединений производится по ГОСТ 3242-79 в процессе, и после
сварки.
1.4 Определение типа производства
Машиностроительные предприятия, участки и цехи могут быть отнесены к одному из
трех типов производства:
- единичному;
- серийному;
- массовому.
Единичное производство характеризуется широкой номенклатурой изготовляемых
изделий и малым объемом их выпуска. Отличается универсальностью рабочих мест и
оборудования. Серийное производство включает ограниченную номенклатуру выпускаемых
изделий и большой объем их выпуска.
Технологический процесс в серийном производстве разделен на определенные
операции, которые закреплены за рабочими местами – т.е. дифференцирован.
Устойчивая номенклатура позволяет широко применять сборочно-сварочные
приспособления, внедрять автоматизированные способы сварки. При этом используют
как напольный, так и общецеховой транспорт. Специализация отдельных видов работ
требует высокой квалификации рабочих.
В серийном производстве более детально разрабатываются технологические процессы с
указанием режимов сварки и способов контроля
Серийное производство эффективнее, чем единичное, т.к. более полно используется
оборудование, а специализация рабочих мест обеспечивает производительность труда.
В зависимости от числа изделий в партии и значения коэффициента закреплений
операций различают мелкосерийное, среднесерийное и крупносерийное производство.
Массовое производство характеризуется узкой номенклатурой изделий в течении
длительного периода и большим объемом выпуска. Позволяет широко использовать
высокопроизводительное оборудование и приспособление.
Исходя из массы основания и его габаритов, а также заданной программы выпуска
14000 шт., с учетом особенностей каждого типа производства, выбирается тот или
иной тип производства. В данном случае производство является серийным
1.5 Выбор и обоснование методов сборки и сварки
В условиях серийного производства сборку под сварку производят на специальных
сборочных стендах или в специальных сборочно-сварочных приспособлениях . Которые
обеспечивают требуемое взаимное расположение деталей входящих в сварную
конструкции в соответствии с требованиями чертежа и технологических условий на
сборку.
Кроме того, сборочные приспособления обеспечивают снижение длительности сборки и
повышение производительности труда, облегчений условий труда, повышение точности
работ и улучшение качества готовой сварной конструкции.
Собираемые под сварку детали крепятся в приспособлении и на стендах с помощью
прижимов различного вида.
Данное приспособление, в котором собирается сборочная единица, высокоэффективное,
так как снабжено рычажными прижимами, что приводит к лучшему закреплению деталей и
является переносным, что улучшает простоту в эксплуатации.
Выбор того или иного способа сварки зависят от следующих факторов:
- толщины свариваемого материала;
- протяжённости сварных швов;
- требований к качеству выпускаемой продукции;
- химического состава металла;
- предусматриваемой производительности.
- себестоимости 1 кг наплавляемого металла.
Среди способов электродуговой сварки наиболее употребляемыми являются:
- ручн6ая дуговая сварка;
- полуавтоматическая сварка в среде защитных газов;
- автоматическая сварка в среде защитных газов и под флюсом.
Среди способов электродуговой сварки наиболее употребляемой является
полуавтоматическая сварка в среде защитных газов.
Технологическими преимуществами сварки в защитных газах являются:
- относительная простота процесса;
- отсутствие необходимости применения флюсов или обмазок, а следовательно и
очистки швов от шлака и неиспользуемого флюса;
- возможность механизации процесса во всех пространственных положениях;
- при сварке в инертных газах минимальное взаимодействие металла с кислородом и
азотом;
- возможность сварки различных металлов;
- возможность регулирования процесса сварки и наблюдения за дугой;
- высокая производительность процесса.
- высокая степень концентрации источника тепла, что позволяет сократить зону
термического влияния и уменьшить коробление изделия.
Для сварки основания АКБ используется полуавтоматическая сварка в среде СО2.
Себестоимость 1 кг наплавляемого металла при сварке в углекислом газе всегда
ниже, чем при газовой и ручной дуговой сварке.
Производительность сварки в углекислом газе проволокой диаметром 1,4-2,5мм ,
стали толщиной 5-10мм в нижнем положении зависит от характера изделия, типа и
размера соединения, качества сборки. При этом производительность только в 1,5-1,8
раза выше, чем вручную.
1.6 Режимы сварки
Режимом сварки называется совокупность характеристик сварочного процесса,
обеспечивающих получение сварных соединений заданных размеров, форм и качества.
При всех дуговых способах сварки такими характеристиками являются следующие
параметры: диаметр электрода, сила сварочного тока, напряжение на дуге, скорость
перемещения электрода вдоль шва, род тока и полярность. При механизированных
способах сварки добавляется еще один параметр – скорость подачи сварочной
проволоки, а при сварке в защитном газе – удельный расход защитного газа.
Параметра режима сварки влияют на форму, и размеры шва. Поэтому, чтобы получить,
качественный сварной шов заданных размеров, необходимо правильно подобрать режимы
сварки, исходя из толщин и свойств свариваемого метала, типа соединения и его
положения в пространстве. На форму и размеры шва влияют не только основные
параметры режима сварки, но также и технологические факторы, как род и плотность
тока, наклон электрода и изделия, вылет электрода, конструкционная форма изделия и
величины зазора.
Для угловых швов расчет режимов имеет следующий вид
Определяем скорость сварки, , м/ч
,
(2)
где – коэффициент наплавки, г/Ач;
I – сила тока, А;
– удельная плотность ( );
Аш – площадь поперечного сечения шва, .
Определяем скорость подачи сварочной проволоки, м/ч
(3)
где d – диаметр сварочной проволоки, мм.
Таблица 3 – Режимы сварки
Катет сварного шва, К, мм Диаметр
проволоки, d, мм Сварочный
ток, Iсв, А Напряжение дуги, Uд, В Скорость подачи проволоки
, Vпод, м/ч Скорость сварки
,Vсв, м/ч Вылет электрода, Iэ, мм Расход газа, дм3/мм
4 1,2 150-230
27-36 245-376 19,78-32,58 18 14-20
1.7 Выбор сварочных материалов
Для изготовления конструкции основания АКБ применяют сталь марки 09Г2.
Для сварки основания АКБ используют сварочную проволоку Св08Г2С. Сварочная
проволока обеспечивает получение хороших механических свойств металла шва в
сочетании с основным металлом. Сварные швы получаются хорошего качества с
отсутствием холодных и горячих трещин. Химический состав металла шва выше, чем
химический состав основного металла, что позволяет получить сварные швы хорошего
качества и коррозионной стойкости.
В качестве защитного газа используют углекислый газ. Защитный газ позволяет
защитить сварочную ванну от действия окружающего воздуха. В воздухе содержатся
вредные газы: азот, водород, кислород. При наличии этих газов в металле шва они
ухудшают механические и технологические свойства шва.
Таблица 4 – Химический состав проволоки
Марка
проволоки Массовое содержание элементов, %
C Si Mn Cr Ni S и P
не более
Св08Г2С 0,05-0,11 0,70-0,95 1,8-2,1 <0,20 <0,25 0,025-0,03
1.8 Выбор сварочного оборудования, технологической оснастки,
инструмента
Для сварки основания АКБ используем сварочный полуавтомат А-547У.Он предназначен
для сварки в среде углекислого газа плавящимся электродом.
Полуавтомат состоит из:
- источника питания;
- механизма подачи электродной проволоки;
- шкафа управления.
Механизм подачи представляет собой цилиндрический редуктор, передающий вращение
от электродвигателя постоянного тока с регулируемым числом оборотов к подающим
роликам. Механизм подачи имеет две пары подающих и прижимных роликов. Для
расширения диапазона скоростей подачи редуктора имеет две шестерни, которые можно
менять местами.
Техническая характеристика полуавтомата А-547У:
- диаметр сварочной проволоки, мм 0,8-1,2;
- номинальный сварочный ток, А 300;
- предел регулирования, А 60-300;
- скорость подачи сварочной проволоки, м/ч 150-420;
- тип источника питания ВС-300.
Техническая характеристика источника питания ВС-300:
- номинальное напряжение сети, В 380;
- пределы регулирования рабочего напряжения, В:
на жестких внешних характеристиках
на падающих внешних характеристиках 22-46;
- номинальный ток, А 300;
- напряжение холостого хода, В 25-40;
- пределы регулирования сварочного тока:
на жестких внешних характеристиках 60-300;
на падающих внешних характеристиках 30-300;
- мощность, кВА 17;
- коэффициент полезного действия, % 70.
-габаритные размеры , мм
560*720*905 Выбор и проектирование
сборочно-сварочного приспособления производится в соответствии с предварительно
избранными способами сборки-сварки узлов. При разработке необходимо учитывать то,
что выбор сборочно-сварочного приспособления должен обеспечивать следующие:
- уменьшение трудоемкости работ, повышение производительности;
- повышение точности работ, улучшение качества продукции;
Приспособления должны удовлетворять следующим требованиям:
- обеспечивать наивыгоднейший порядок сборки;
- должны быть жесткими и прочными, для точного закрепления деталей;
- обеспечить доступность к местам установки деталей;
- обеспечить положение деталей, при которых будет наименьшее число поворотов;
- обеспечить свободный доступ при проверке изделия;
- обеспечить безопасное выполнение сборочно-сварочных работ.
Использование специального приспособления для сборки и сварки позволяет точно
собрать и прихватить детали в конструкцию . В результате разработки
сборочно-сварочного приспособления было получено следующие наименование и
количество установочных элементов : накладушка с прорезью (1шт), штифты
(11шт),пальца (2шт), установочная планка (1шт),стойка(1шт). Прижимных рычажных
механизмов (2шт). Данного количества и состава элементов достаточно для
обеспечения выше перечисленных требований к сборочно-сварочному приспособлению.
Для дуговой сварки используется комплект инструментов № 2. В него входит молоток
7850-0117 ГОСТ 2310-77Е, напильник 2820-028 ГО1465-80,плоскогубцы ГОСТ
7236-93,скребок для зачистки грата, брызг металла 524.0895-43413, щетка
металлическая и мел ГОСТ17498-72, а при слесарных работах для сварочных операций
используется комплект инструмента № 7.
Таблица 9 - Количество принятого оборудования
Наименование
оборудования Количество Потребляемая мощность кВт/ч
Полуавтомат
А-547У в комплекте
с выпрямителем
ВС-300
10
17
Сборочное 2
Сварочное 2
Сборочно-сварочное 5
Плита слесарная в комплекте инструментом 1
Кран балка 1 6,2
Кран мостовой
1.9 Определение технических норм времени на сборку и сварку
Определение технических норм времени на сборку
|
