Анализ технических требований сварной конструкции

↓

Труба, поз 2 – 2шт

↓

Панель борта, поз 3 –1шт

 ↓                                              

Стойка средняя, поз 6– 1шт

 

Запор борта, поз 4– 2шт

                                             ↓

 

                                          ↓

Шарнир борта, поз 5– 3шт

Схема 1–  Схема  сборки и сварки изделия «Борт боковой 9334»

 

 

 

Схема 2 – Маршрутные технологические операции

 

2.5 Выбор сварочных  материалов

Проволока сварочная, применяемая при сварке в углекислом газе должна соответствовать ГОСТ 2246-70. Поверхность проволоки должна быть чистой и гладкой, без трещин, расслоений, ржавчины, окалины, масла и других загрязнений, не должна иметь резких перегибов во избежание заедания ее в спирали гибкого шланга держателя.

Наиболее часто  применяемые марки сварочной проволоки приведены в таблице 3.

     Таблица 3. Марки и химический состав сварочной проволоки

Марка	С%	Мn%	Si%	Cr%	Ni%	S%	Р%
Св08	0,1	0,35-0,60	0,03	0,15	0,3	0,04	0,04
Св08А	0,1	0,35-0,60	0,03	0,12	0,25	0,03	0,03
Св08ГА	0,1	0,8-1,1	0,03	0,1	0,25	0,025	0,03
Св08Г2С	0,05-0,11	1,8-2,1	0,7-0,95	0,2	0,25	0,025	0,03

 

Св08 - применяется для сварки обычных изделий работающих без особых нагрузок.

Св08А - проволока с пониженным содержанием серы и фосфора. Применяется для сварки ответственных конструкций.

Св08ГА - проволока  легированная  Мn и c пониженным содержанием S и Р, для сварки низколегированных и низкоуглеродистых сталей под флюсом.

Указанные  марки  проволоки не подходят для сварки этой конструкции, и не соответствует по химическому составу.

Для сварки необходимо применение сварочной проволоки  марки Св08Г2С проволока содержащая 2% Мn и легированная Si так как она  применяется для сварки низкоуглеродистых  и углеродистых сталей в среде СО2. При сварке проволокой Св08Г2С сварной шов получается максимально приближенным по химическому составу к основному металлу.

В качестве защитного  газа при сварке изделия «Борт боковой 9334» применен углекислый газ или двуокись углерода, оксид С (IV), высший оксид углерода может находиться в газообразном, сжиженном, твёрдом (в виде сухого льда) состояниях. Плотность двуокиси углерода зависит от давления, температуры и агрегатного состояния, в котором он находится. При атмосферном давлении и температуре -78,5⁰С ,двуокись углерода, минуя жидкое состояние, превращается в белую снегообразную массу «сухой лёд».

Углекислый  газ – широко распространенный в  природе бесцветный газ, имеет слабый кисловатый запах и вкус, хорошо растворяется в воде и образуя угольную кислоту Н2СО3,  придаёт ей кислый вкус. В воздухе содержится 0,03% СО2. При нулевой температуре и давлении 101,3 кПа плотность углекислого газа равна 0,001976 г/см ? и по отношению к воздуху составляет 1,524.

Жидкая двуокись углерода – бесцветная жидкость. Она существует при комнатной температуре лишь при давлении более 5,85 МПа. Плотность жидкой СО2 – 0,771 г/см ² (20⁰С). При температуре ниже + 11⁰С она тяжелее воды, а выше – легче. Удельная масса жидкой двуокиси углерода значительно изменяется с температурой, поэтому количество двуокиси углерода определяют и продают по массе. Растворимость воды в жидкой двуокиси углерода в интервале температур 5,8 – 22,9⁰С не менее 0,05%.  Двуокись углерода хорошо растворяет машинное масло. Жидкая двуокись углерода превращается в газ при подводе к ней теплоты.

В нормальных условиях (20⁰С 101,3 кПа) при испарении 1 кг жидкая двуокиси углерода образуется 509 литров газа. При чрезмерно быстром отборе газа, понижении давления в баллоне и недостаточном подводе теплоты углекислота охлаждается, скорость её испарения снижется и при давлении 0,53 МПа и температуре -56,6 ⁰С она превращается в «сухой лёд». При его нагреве он непосредственно превращается в углекислый газ, минуя жидкое состояние. Для испарения «сухого льда» необходимо подвести значительно больше теплоты, чем для испарения углекислоты, поэтому если в баллоне образуется «сухой лёд», то испаряется он медленно.

Двуокись углерода термически устойчив, диссоциирует на окись углерода и кислород только при температуре выше 200⁰С.

Поскольку для  получения швов высокого качества необходим  углекислый газ высокой чистоты, для сварки используют двуокись углерода высшего и первого сортов, согласно табличным данным. Согласно ГОСТ 8050-85 двуокись углерода не должна содержать сероводород, кислоты, органические соединения (спирты, эфиры, альдегиды и органические кислоты).

  

  Таблица 4. Состав двуокиси углерода (по ГОСТ 8050-85)

Показатель	Сорт
	Высший	Первый
Объемная доля СО2, % не менее	99,8	99,5
Объемная доля СО2	Нет	Нет
Массовая концентрация минеральных масел и механических примесей, мг/кг, не более	0,1	0,1
Массовая доля воды, % не более	Нет	Нет
Массовая концентрация водяных паров при температуре 200С и давлении 101,3 кПа, г/см3, не более что соответствует температуре насыщения, 0С, не выше	-48	-48

           2.6 Выбор методов и параметров контроля качества изделия

В дипломном  проектировании после разработки технологического процесса необходимо установить метод  контроля качества.

Существует  два вида контроля качества:

1. Неразрушающий

            2. Разрушающий

Рассмотрим  разрушающий вид контроля, это  на растяжение, ударную вязкость, на изгиб, так как изделие и его  конфигурация не подходит такого рода испытаний на качество, данный вид  контроля не применяем.

Рассмотрим  неразрушающий вид контроля, к  нему относят визуально оптический метод, УЗК, ренгенконтроль, магнитные  методы, испытание на герметичность.

Визуально оптический метод – применяется всегда независимо от других методов контроля, при  этом выявляют только наружные дефекты (подрезы, прожоги, поры). Внешний осмотр во многих случаях достаточно информативен и является наиболее дешевым и оперативным методом контроля. Внешний вид поверхности шва характерен для каждого способа сварки.

Сварные соединения облучают рентгеновскими лучами. Рядом со швом устанавливают эталонные образцы (канавочно проволочные, канавочые ступенчатые). Оценку качества производят по размерам канавки, проволоки. Плохо обнаруживается плоскостные дефекты, информация о качестве можно документально хранить. Вид контроля применяется чаше для контроля ответственных изделий, работающих под давлением при высокой температуре.

Ультразвуковой  контроль в основном выявляет плоские  и объемные дефекты, но не может отличить неметаллические включения от других дефектов.

При всех этих методах  более подходящим методом контроля является визуально оптический метод, потому что достаточно информативен и является наиболее дешевым и  оперативным методом контроля.

 

2.7 Выбор электротехнического сварочного оборудования

При сварке изделия «Борт боковой 9334» используется полуавтоматическая сварка в среде защитного газа. Поэтому при выборе электротехнического сварочного оборудования необходимо учитывать то, что оно должно соответствовать режимам сварки данной металлоконструкции.

Рассмотрим несколько сварочных аппаратов:

ПДГ-502У3 комплектуется выпрямителем ВДУ 505

Назначение выпрямителя ВДУ-505^:

1) Выпрямитель  сварочный ВДУ-505, именуемый в  дальнейшем «выпрямитель», предназначен для ручной дуговой сварки и для однопостовой механизированной сварки в среде углекислого газа и под флюсом.

выпрямитель должен эксплуатироваться в закрытых помещениях на высоте до 1000 м над уровнен моря при температуре окружающего воздуха от -40 до +40 °С и относительной влажности воздуха не более 80% (при t+15).

2. Не допускается использование выпрямителя для работы в среде насыщенной пылью, во взрывоопасной среде, а также в среде, содержащие едкие пары и газы, разрушающие металлы и изоляцию.

Таблица 5. Технические характеристики выпрямителя ВДУ- 505

Наименование  параметра	Норма для выпрямителей с характеристиками
	Падающими	Жесткими
Первичная мощность, кВА (не более) Номинальный сварочный ток, А Пределы регулирования сварочного тока, А Напряжение  холостого хода, В (не более) Пределы регулирования рабочего напряжения, В Номинальное рабочее напряжение на зажимах выпрямителя  при номинальном токе Масса кг (не более)	40 500 5-500 80   22-46 46 300	40 500 60-500 80   18-50 50 300

ПДГ 502УЗ - полуавтомат для сварки активными газами. Номинальный сварочный ток~500А, 2-модификация полуавтомата; У-универсальный п/ас жесткими, падающими характеристиками, при рабочей f=-45 C+40 С , предельной температурой -50 С+45 С;3-категория размещения; в закрытом помещении без искусственных регулируемых климатических условий.

Таблица 6. Технические характеристики ПДГ-502УЗ

Наименование  параметра
Сварочный ток Диаметр сварочной  проволоки, мм Скорость подачи проволоки, м/ч Габариты Масса, кг Источник питания	500 1,2…2 120…1200 275*16*90 13 ВДУ-505

 

ДУГА-315 Предназначен для сварки  алюминия и его сплавов толщиной 2...14мм, низкоуглеродистых и низколегированных сталей толщиной 0,8...16мм и нержавеющих сталей толщиной 0,8... 20мм с использованием защитных газов аргона, гелия, СО2 и других, плавящемся электродом, в любых пространственных положениях.

  Таблица 7. Технические характеристики ДУГА- 315

Наименование  параметра
Номинальное напряжение сети, В Максимальный сварочный  ток/, А Номинальный сварочный ток, А Род тока Пределы регулирования  сварочного тока, А			380 450 315 постоянный 50…410
Продолжение таблицы 7.
Наименование  параметра
Диаметр электродной  проволоки Габариты, мм Масса, кг			0,8-2,1 750*530*670 130

 

Полуавтомат сварочный  предназначен для дуговой сварки на постоянном токе плавящимся электродом в среде защитного газа малоуглеродистых, легированных и нержавеющих сталей суммарной толщиной до 5 мм. Предназначен для сварки лёгких конструкций при выполнении небольшого объёма работ. Отличается простой и надёжной конструкцией.

Напряжение 220 В, мощность 3,5 кВ-А, ток 50-140, ПВ 30%, 4 ступени регулировки, проволока 0,8-1,0 мм, габаритные размеры 500х260х400 мм, масса 28 кг

   Таблица 8. Технические характеристики ПДГ-157

Наименование  параметра
Сварочный ток макс., А Сварочный ток мин., А Напряжение Uxx, В Номинальное напр., В Диаметр электрода/проволоки, мм ПВ, % Род сварочного тока Габариты, мм Масса, кг	140 50 60 220 0,8-1,0 30 постоянный 500х260х400 28

Изделие ПДГ-280 разработано, как сварочный  полуавтомат повышенной мощности для  широкого применения, предназначен для полуавтоматической дуговой сварки на постоянном токе в среде защитного газа (MIG/MAG) малоуглеродистых и низкоуглеродистых сталей от 0,5 до 10 мм сплошной стальной проволокой 0,6-1,2 мм.. Для стыковки со сварочной горелкой применен евро-разъем. Схема регулировки скорости подачи проволоки от сварочного тока позволяет переключать пределы сварочного тока не подстраивая подачу проволоки. Изделие надежно и просто в эксплуатации и обслуживании. ПДГ-280 обладает высокими характеристиками сварного шва и малым разбрызгиванием металла. Полуавтомат имеет встроенную систему защиты от перегрева. Применение принудительной проточной вентиляции дает высокие показатели ПВ при низких габаритных и весовых характеристиках изделия. Полуавтомат предназначен для работы, как в закрытых помещениях, так и на открытых площадках. Изделие установлено на колеса для возможности легкого перемещения. Ремонт автомашин. Сварочные мастерские. Производственные работы с металлом до 8 мм.

   Таблица 9. Технические характеристики ПДГ-280

Наименование  параметра
Сварочный ток макс., А Сварочный ток мин., А Напряжение Uxx, В Номинальное напр., В Диаметр электрода/проволоки, мм ПВ, % Род сварочного тока Масса, кг Габариты, мм	280 50 220 50 0.6-1.2 20  Постоянный 40 230х430х430 мм

Выбираем  сварочный полуавтомат ПДГ-280, потому что он дешевле, мобилен, занимает меньше производственной площади, так как источник питания (выпрямитель) совмещен с механизмом подачи в одном корпусе.

2.8 Выбор механического сборочного оборудования

Зачистными и отделочными операциями являются зачистка и шлифовка сварочных швов, снятие усилия швов, зачистка сварных конструкций, а также нанесение защитных покрытий.

Зачистка сварных  швов от шлака, грата и окалины, шлифовка швов и удаление наплывов, а также  зачистка и отделка сварочных изделий производится механизировано ручными электрическими  и пневматическими машинками. Эти машины также применяются для зачистки свариваемых кромок и поверхностей от ржавчины, окалины и загрязнений.