Сварочное производство виды, стандарты, технологии

 

 

 

 

 

 

 

Курсовая работа

по дисциплине: Технологические процессы в  сервисе

на тему: Сварочное производство.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пермь 2012

 

 

 

 

 

 

 

Содержание:

Введение…………………………………………….……............................3

1. Основы технологии сварки…………………...……………..................5

0. Выбор вида сварки и сварочного оборудования..…….….……5

Подготовка заготовок для сварных изделий……...……………8

Приспособления для производства сварочных работ....……..11

2. Пример выполнения расчетно-графического задания

«Разработкак конструкции  и технологии производствка сварного изделия»……………………………………………………………….13

Анализ технологичности деталей. Выбор способа получения заготовки ………………………………………………………..13

Выбор материала, оценка его свариваемости………………...14

• Разработка конструкции сварного изделия. Выбор способа сварки……………………………….………………………………….14

• Разработка технологии сварки.Выбор способа сварки, сварочных материалов, расчет режимов сварки и выбор оборудования………………………………………………………….16

Выбор заготовок и их подготовка для сварки………………..17

Порядок производства сварочных работ……………………..18

Контроль качества сварочных работ………………….………19

Заключение…………………………………..……………………………21

Список используемой литературы……………………………………....2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Огромное разнообразие типов сварных конструкций, выпускаемых промышленными предприятиями страны, вызвало необходимость разработать «Технологическую классификацию сварных конструкций». Этот документ позволил типизировать технологические процессы изготовления, приемки, испытаний и монтаж, подразделить по технологическим и другим возможностям сварочное оборудование, установки, оснастку, что позволяет разрабатывать типовые проекты сборочно-сварочных цехов и участков с типовыми технологическими процессами. Основными параметрами, которые объединяют группы сварных конструкций, являются: конструктивная форма изделия, тип заготовок, толщина, масса и марки металлов, характер сопряжения свариваемых элементов, классификация швов, тип сварного соединения, габариты изделия. В зависимости от количества общих параметров все машиностроительные конструкции подразделяются на виды, типы, классы, подклассы, группы и подгруппы. В подгруппе сварные конструкции имеют максимальное количество общих параметров.

Принципиальная и рабочая  технология (технологическая карта) разрабатывается на основе соответствующих ГОСТов, технических условий, правил Госгортехнадзора, Морского и Речного регистра, специальных технических условий, а также на основе отраслевых и заводских стандартов и дополнительных технических условий, зафиксированных на чертежах данного изделия.

Значение технологического процесса. Качество проекта технологического процесса изготовления сварных конструкций  в основном определяет их технико-экономические  показатели, такие, как надежность, экономичность в изготовлении и эксплуатации. В проекте технологии изготовления комплексно разрабатывают операции заготовки, сборки, сварки и контроля качества готового изделия. Рационально разработанный проект технологии должен обеспечить изготовление изделия при минимальной трудоемкости операций, минимальном расходе сварочных материалов и электроэнергии, с высоким качеством сварных соединений, при наименьших остаточных деформациях конструкции и при полном соблюдении мер по технике безопасности.

Принципиальная технология производства предусматривает: последовательность технологических операций, разбивку конструкции на отдельные технологические узлы или элементы, эскизную проработку специальных приспособлений и оснастки, расчеты режимов сварки основных сварочных операций, расчеты ожидаемых сварочных деформаций, сравнительную технико-экономическую оценку разработанных вариантов технологии.

Выбор схемы технологического процесса определяется характером или  типом производства. Различают три типа производства: единичное, серийное и массовое. Единичное производство предусматривает изготовление разнообразных по назначению, форме и размерам конструкций. Партия однотипных конструкций при производстве состоит из одной или нескольких единиц. Особенностью производства является отсутствие специализации рабочих мест. Переход на выпуск других конструкций требует иногда переоснащения рабочего места. Применение специализированных приспособлений в единичном производстве экономически не оправдывается. Поэтому рабочие места оснащают универсальными приспособлениями, которые могут быть использованы при изготовлении различных конструкций.

При изготовлении изделий  большими партиями производство является серийным. Рабочие места при серийном производстве оснащают специализированными  приспособлениями, применение которых позволяет увеличить производительность труда и повысить качество продукции. В серийном производстве заготовки обычно изготовляют более точно, поэтому объем пригоночных работ минимален.

При массовом производстве рабочие места также строго специализированы и оснащены специализированным оборудованием и быстродействующими приспособлениями. Пригоночные операции при массовом производстве отсутствуют, так как детали изготовляют с жесткими допусками. При массовом производстве применяют механизированные поточные линии сборки и сварки, а также автоматические линии. Технологическая карта — основной производственный документ, в котором приведены все данные по заготовке, сборке и сварке изделия. Выполнение положений, зафиксированных в утвержденной технологической карте, строго обязательно. При составлении технологической карты технолог должен придерживаться схемы утвержденной принципиальной технологии. Составленная карта должна быть понятной без пояснительной записки. Технологические карты составляют на заготовку, сборку и сварку. В большинстве случаев технологию сборки и сварки приводят в одной карте, в порядке очередности выполнения операций.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Основы технологии сварки

 

В производственных условиях разработку технологического процесса выполняют инженеры-технологи отдела главного металлурга, однако ключевые вопросы технологии уже определены конструктором на стадии проектирования. Сюда относят марку сплавов, форму и размеры заготовок под сварку, вид исходного материала, способ сварки, марку электродов или сварочной проволоки, методы контроля качества сварки и т. д. Поэтому роль конструктора при создании сварных конструкций весьма велика. Выполнить правильно конструкторскую документацию можно только при условии четкого представления технологического процесса, порядка его разработки и при творческом взаимодействии конструктора и технолога.

 

 

1. .  Выбор вида сварки и сварочного оборудования

 

Технологию сварки разрабатывают  в зависимости от формы и размеров сварной конструкции, серийности производства и вида сварки.

Ручная дуговая сварка находит применение при производстве различных конструкций преимущественно малой и средней толщины (2... 30 мм). Сварные швы могут быть разнообразной формы и в любом пространственном положении. Ручную сварку используют как в производственных цехах, так и на монтажных площадках. Недостатком ручной сварки являются низкая производительность труда и сильная зависимость качества сварки от квалификации сварщика. При возможности использования полуавтоматической и автоматической сварки им следует отдавать предпочтение.

Кроме выбора типа электродов, условий сварки сплавов, выбора или  проектирования приспособлений при  разработке технологии надлежит правильно  выбрать оборудование и назначить  режимы сварки.

Диаметр dЭ стержня  электрода выбирают исходя из толщины деталей s:

 

 

При сварке потолочных и  вертикальных швов диаметр электрода  не должен быть более 4 мм. Эти швы  создают дополнительные сложности  при сварке.

Сварные швы при малой  толщине могут быть выполнены  за один проход, а при, толщине более 10 мм швы будут многослойными с перемещением электрода не только вдоль шва, но и в поперечном направлении для полного заполнения разделки расплавленным металлом. Исходя из выбранного электрода, можно определить требуемый сварочный ток Ice, который пропорционален диаметру электрода:

 

Ice = (40 ... 60) dЭА.

 

Источники питания для  ручной дуговой сварки бывают переменного  и постоянного тока. Для сварки на переменном токе используют сварочные  трансформаторы, а на постоянном —  сварочные преобразователи и  сварочные выпрямители. Сварочные преобразователи состоят из асинхронного двигателя и генератора постоянного тока.

Сварка на постоянном токе обеспечивает лучшее качество, более  стабильное горение дуги. Но источники  достоянного тока более сложные  и дорогие. Стали, углеродистые можно сваривать как переменным, так и постоянным током, а легированные требуют сварки постоянным токам при обратной полярности. Источники для ручной дуговой сварки имеют напряжение холостого хода 60...80 В, поэтому по сварочному току Ice может быть найдена мощность агрегата. Основной характеристикой сварочного оборудования является номинальный сварочный ток. Промышленность выпускает сварочные аппараты с номинальным сварочным током 120, 300, 500, 700 и 1000 А.

Автоматическая сварка под флюсом рациональна при изготовлении конструкций с протяженными прямолинейными и круговыми швами, а массовом и серийном производстве. Производительность автоматической сварки в несколько раз больше, чем ручной, так как режимы сварки выше. Качество сварных соединений значительно лучше.

При автоматической сварке под флюсом в качестве электрода  используют сварочную проволоку, которая  автоматически с требуемой скоростью  подается в зону сварки, чем поддерживается непрерывное горение дуги. На автоматах  предусмотрено автоматическое перемещение дуга вдоль шва или перемещение изделия относительно дуги. При этом перед зоной сварки из бункера подается флюс, а за зоной сварки его излишки собираются снова в бункер.

Полуавтоматическая сварка отличается тем, что дугу перемещают вдоль шва вручную. В этом случае форма шва может быть различной и сварку можно применять и в мелкосерийном производстве. При такой сварке невозможно наблюдать формирование сварного шва, так как он закрыт флюсом. Сварочную проволоку выбирают в зависимости от толщины деталей и марки сплавов. При автоматической сварке используют проволоку диаметром от 1,6 до 6 мм, а при полуавтоматической от 0,8 до 2,0 мм.

Режим сварки задают плотностью тока, т. е. значением тока, приходящегося  на один мм² сечения проволоки. Плотность тока обычно составляет 30... 100 А/мм², при этом глубина проплавления металла равна 7... 20 мм.

Исходя из размера  выбранной проволоки и плотности  тока, можно найти необходимый  сварочный ток и выбрать оборудование.

При автоматической сварке используют сварочные головки или сварочные тракторы. Самоходная головка перемещается над свариваемым изделием по монорельсу или закреплена неподвижно на автоматах для сварки кольцевых швов, когда вращается изделие. Сварочный трактор может перемещаться по изделию или рядом с ним па копиру или направляющим. Сварочные головки имеют номинальный ток 1000, 1500 и 2000 А, а тракторы — 500, 800, 1000 и 1500 А.

Для полуавтоматической сварки получили распространение шланговые полуавтоматы с номинальным сварочным током до 300, 500 и 600 А. Подача проволоки в этих полуавтоматах осуществляется от электропривода в гибком шланговом проводе.

Сварка в среде защитных газов получает юсе более широкое  применение в сварочных цехах, бывает автоматической и полуавтоматической.

В качестве защитных газов используют углекислый газ и аргон, а также смеси аргона с азотом, углекислым газом и т. д. Аргон как более дорогой используют для сварки цветных сплавов и сталей коррозионностойких и жаростойких в изделиях специального назначения. Сварку в углекислом газе успешно применяют для соединения углеродистых, малолегированных, а также высоколегированных сталей. Достоинства сварки в углекислом газе: высокая производительность, возможность сваривать в любых пространственных положениях, сравнительно низкая себестоимость изделий, большой диапазон свариваемых толщин и т. п. Сварку в углекислом газе затруднительно использовать на открытом воздухе, на ветру, так как наблюдается повышенное разбрызгивание металла и ухудшается защита от кислорода воздуха.

Хранение, транспортировку и использование защитных газов при сварке осуществляют наиболее часто в баллонах.

Установки имеют регулирующую аппаратуру, позволяющую снижать  давление до рабочего.

Аргонно-дуговая сварка осуществляется чаще всего неплавящимся электродом на постоянном токе. Установки имеют в своем составе баллоны с газом; горелки, соединенные с баллоном шлангом; источник питания. Присадочную проволоку подают вручную или специальными подающими механизмами. Присадочная проволока для сварки имеет диаметр до 2 мм.

Промышленность выпускает  значительное количество установок  для ручной, полуавтоматической и  автоматической сварки в среде аргона. Главными характеристиками установок  являются номинальный сварочный  ток, расход газа. Выпускаемые установки  имеют номинальный сварочный ток 100, 300 и 500 А, подачу газа до 5... 10 л/мин.

Сварку в углекислом газе производят на автоматах и полуавтоматах. В качестве плавящегося электрода  используют сварочную проволоку  диаметром до 2,5 мм. Проволока подается в зону горения дуги специальными механизмами. Номинальный сварочный ток 200, 300, 500, 750, 1000, 1600 А. Скорость подачи проволоки до 0,3 м/с.

Расход газа до 25 л/мин. Для полуавтоматической сварки наибольшее распространение получили шланговые  полуавтоматы, когда к горелке по гибкому шлангу подается газ и по гибкому металопроводу — сварочная проволока от подающего механизма, имеющего регулирование скорости подачи проволоки. Горелки, применяемые при сварочном тоже более 300 А, имеют водяное охлаждение. Наиболее часто используют источники питания постоянного тока обратной полярности. Плотность тока при сварке может достигать от 100 ... 350 до 60... 150 А/мм² при использовании проволоки диаметром от 0,5 до 3 мм. Диаметр проволоки выбирают в зависимости от соединяемых толщин, при этом формирование сварного шва осуществляют за несколько проходов (слоев). Первые слои осуществляют с меньшей плотностью тока для уменьшения прожогов, разбрызгивания и поводки изделий.