Разработать технологический процесс сборки и сварки поворотной балки крана

Техника сварки сверху вниз следующая. В начале сварки для лучшего провара  электрод располагают перпендикулярно  к металлу, а затем, как только образуется ванна жидкого металла, его несколько наклоняют вниз (углом назад) и направляют на переднюю часть ванны.

 

2.4. Выбор сварочного  оборудования

В производстве поворотной балки крана будем использовать сварочный аппарат ГЩГ-525-1.

ГЩГ-525-1 предназначен для:

-дуговой сварки постоянным током  плавящимся электродом в среде  защитного газа изделий из  малоуглеродистых и низколегированных  сталей протяженными и прерывистыми  швами, расположенными в различных  пространственных положениях;

-приварки листов электродуговыми  точками.

Полуавтомат состоит из:

-механизма подачи проволоки;

-источника питания ВдУ-505 (со  встроенным блоком управления);

-двух сварочных горелок на 31 5А и на 500А (основной и сменной)

-комплекта монтажных частей  и принадлежностей.

 

Технические характеристики:

Напряжение питающей сети, В                                                                 3х380

Частота питающей сети, Гц                                                                             50

Потребляемая мощность, кВА, не более                                                        40

Номинальный сварочный ток, при  ПВ6О%, А                                            500

Режим работы                                                       повторно-кратковременный

длительность цикла, мин                                                                                 10

диапазон регулирования сварочного тока, А                                         60-500

диапазон регулирования напряжения на дуге                                          18-56

диаметры электродной проволоки, мм                      0,8; 1,0; 1,2; 1,4; 1,6; 2,0

Скорость подачи электродной проволоки, м/ч (мм/мин)      75-960 (1,25-16)

Расход защитного газа, л/ч                                                                   500-1200

Степень защиты                                                                                            iР22

Уровень звука, дБА, не более                                                                         85

Масса полуавтомата в комплекте, кг, не более                                           350

 

2.5  Расчет  требуемого  количества сварочных материалов

Сварка в СО (УП) поворотной балки крана (прихватки УОНИ 13-45).

Таблица 4

Вид св. соед.	Конструктивные эл-ты шва		F (мм )	L шва (м)	m (г)	m (г)	m (г)	m (г)
	Подгот.кромок	Свар.шов
С-17			45,42	2,9	1027,4	59,52	1130,14	1243
Н-1			40,49	2,4	758	42,6	834	917
Т-1			50	9,2	3588	218	3947	4342
Т-3			81	4,1	2590	177	2849	3134

 

1.) С-17

S=8мм, b=1,0, С=1,0, e=12, g=1, =30 , tg 0.577, e1=0.

F =F1+F2+2F3

F =0.75*12*1+8*1+2* =45,42мм

m = F * L шва*

 

m =45,42*2,9*7,8=1027,4 г

Длина прихватки= (3-6)S=3*8=24 мм, шаг= (20-40)S=40*8=320мм

2,9/0,55=6 (прихваток по  25 мм)

6*0,25=0,15 (м)

F прихватки=0,7 F

F =31,8 мм

m =31,8*0,15*7,8=37,2 г

 

m = m *К

m = 37,2*1,6=59,52 г

m = m *К (г)

Возьмем проволоку  диаметром 1,6 мм. К=1,1

m =1027,4*1,1=1130,14 г

m = m *К

m =1130,14*1,1 1243 г

 

2. Н-1

b =0, S=8 мм, К=8, F1= , e =К +S , g=1

e =8 +8

e=√128=11,32

F =0,75*11,32*1+ =8,49+32=40,49

m =40,49*2,4*7,8=757,98

L =0,12 м

F прихв.=0,7 F

F =28,4

m =28,4*0,12*7,8=26,6

m =26,6*1,6=42,6

m =758*1,1=833,8

m =833,8*1,1=917

 

3. Т-1

b =0, S=8 мм, К=9, g=1, S =10, К =9

e =9 +9

e=√162=12,7

F =0,75*12,7*1+ =50,02

m =50*9,2*7,8=3588

F эл.=0,7*50=35

L =0,5 м

m =35*0,5*7,8=136,5

m =136,5*1,6=218

m =3588*1,1=3947

m =3947*1,1=4342

 

    4.) Т-3

b =0, S=8 мм, К=8, g=1

e =8 +8

e=√128=11,32

F =(0,75*11,32*1+ )*2=81

m =81*4,1*7,8=2590

F Эл=0,7*81=56,7

L =0,25 м

m =56,7*0,25*7,8=110,6

m =110,6*1,6=177

m =2590*1,1=2849

m =2849*1,1=3134

Итак, для  изготовления поворотной балки крана  требуется  примерно 0,5кг электродов, примерно 8,8 кг сварочной проволоки, 9,6 кг углекислого газа.

 

 

2.6. Расчёт и выбор  режимов сварки

К параметрам режимов сварки в углекислом газе относятся род и полярность тока, диаметр электродной проволоки, величина сварочного тока, напряжение в дуге, скорость подачи проволоки, вылет электрода, расход углекислого  газа, наклон электрода относительно оси шва и скорость сварки.

При сварке в углекислом газе применяем  постоянный ток обратной полярности, так как сварка током прямой полярности приводит к неустойчивому горению  дуги. Переменный ток применяют только при сварке с осциллятором.

Диаметр электродной проволоки  берем в зависимости от толщины  свариваемого металла по данным в  таблице.

Таблица 5

Толщина свариваемого металла (мм)	Диаметр электродной проволоки  (мм)
0,6-1,0	0,5-0,8
1,2-2,0	0,8-1,0
3,0-4,0	1,0-1,2
5,0-8,0	1,6-2,0
9,0-12,	2,0
013,0-18,0	2,0-2,5

 

Сварочный ток устанавливаем в  зависимости от выбранного диаметра проволоки. Предельные значения тока смотрим  в таблице.

 

Таблица 6

показатели	Диаметр электродной проволоки (мм)
	0,5	0,8	1,0	1,2	1,6	2,0	2,5	3,0
Рекомендуемые Пределы тока, А	30-60	50-100	70-120	90-150	140-300	200-500	300-700	400-850
Плотность тока, А/	150	100	85	80	70	85	60	50

С увеличением сварочного тока увеличивается  глубина провара и повышается производительность процесса сварки.

Напряжение дуги зависит от ее длины: чем длиннее дуга, тем выше в  ней напряжение. С увеличением  напряжения дуги увеличивается ширина шва и уменьшается глубина  провара. Напряжение дуги автоматически  устанавливается в зависимости  от выбранной величины сварочного тока при данной длине дуги.

Скорость подачи электродной проволоки  подбираем с расчетом, чтобы обеспечивалось устойчивое горение дуги.

Вылетом электрода называется длина  электрода между его концом и  выходом из мундштука. Величина вылета оказывает большое влияние на устойчивость процесса сварки и качество сварного шва. С увеличением вылета ухудшается устойчивость горения дуги и формирование шва, а также увеличивается  разбрызгивание. При сварке с очень  малым вылетом затрудняется наблюдение за процессом сварки и часто подгорает  контактный токоподводящий наконечник. Величины вылета выбираем в зависимости  от диаметра электродной проволоки  из таблицы.

Таблица 7

Диаметр электродной проволоки (мм)	Вылет электрода (мм)
0,8	6-12
1,0	7-13
1,2	8-15
1,6	13-20
2,0	15-25
2,5	15-30

 

Для изготовления поворотной балки крана выбираем диаметр электродной проволоки 1,6 мм.

Производим сварку при  силе тока 220А.

Плотность тока – 70 А/ .

Производим сварку обратно-ступенчатым  способом.

 

2.7. Мероприятия по уменьшению сварочных деформаций и напряжений.

Основными мероприятиями по борьбе с деформациями являются рациональное конструирование сварных конструкций, правильная технология сборки и сварки, уравновешивание деформаций, обратные деформации, жесткое закрепление  деталей при сварке и др.

Рациональное конструирование  сварных конструкций. При конструировании  изделия нужно по возможности  уменьшить объем наплавленного  металла, не допускать пересечений  большого количества швов, размещать  швы вне зон максимальных напряжений, располагая их симметрично, и т.д.

Правильная технология сборки и  сварки. При сборке конструкций следует  избегать прихваток, создающих жесткое  закрепление деталей. Лучше применять  сборочные приспособления, обеспечивающие некоторую степень свободы при  усадке металла.

Особое внимание необходимо обращать на правильную последовательность наложения  швов и направление процесса сварки. Конструкции надо сваривать так, чтобы замыкающие швы, создающие  жесткий контур, заваривались в последнюю  очередь, а сварка листов велась от середины к краям.

Уравновешивание деформаций. Этот способ может быть применен пи симметричном расположении швов. При этом деформации, полученные при наложении швов с  одной стороны оси симметрии, уравновешиваются швами, расположенными с другой стороны.

Обратные деформации. В этом случае при сборке предварительно создаются  деформации, обратные деформациям, ожидаемым  после сварки.

Жесткое закрепление деталей при  сварке. детали закрепляют в приспособлениях, обладающих достаточной жесткостью. В результате сварки в таких приспособлениях  деформации будут значительно уменьшены. Однако следует учитывать, что при  этом увеличиваются внутренние напряжения в конструкции.

Основными мероприятиями, уменьшающими внутренние напряжения в швах, являются:

послойная проволока швов, предварительный  или сопутствующий подогрев изделий, термическая обработка после  сварки.

Послойную проволоку швов обычно выполняют  пневматическим зубилом с закругленной кромкой. Проволока рекомендуется  при многослойной сварке деталей  большой толщины, причем во избежание  появления трещин и надрывов первый и последний слой не проковываются. Швы склонны к закалке, проковывать  не следует.