Размещено на http://www.allbest.ru/

Государственное бюджетное образовательное учреждение

среднего профессионального образования Республики Карелия

"Техникум дорожного строительства"

ДИПЛОМНАЯ РАБОТА

Петрозаводск 2013

Содержание

Введение

1. Расшифровка стали

2. Технология изготовления конструкции

2.1 Деталировка изделия

2.2 Типы швов

2.3 Заготовительные работы

2.4 Контроль заготовительных работ

2.5 Сборка изделия

2.6 Контроль качества сборки изделия

2.7 Сварка изделия.

2.8 Контроль сварных швов

2.9 Контроль готового изделия

3. Нормирование времени

3.1 Определение нормы времени на сварку

3.1.1 Расчёт основного времени

3.1.2 Расчёт вспомогательного времени

3.1.3 Расчёт дополнительного времени

3.1.4 Определение подготовительно - заключительного времени

3.2 Определение нормы времени на сборку.

4. Техника безопасности при изготовлении заданной конструкции.

Литература

Введение

Что такое сварка?

Сварка, проще говоря - соединение материалов путем их сплавления. Этот процесс происходит под действием высокой температуры. При этом происходит расплавление краев свариваемых деталей и вдобавок - дополнительно вводимого в зону сварки такого же материала. В результате получается аккуратный, практически монолитный сварочный шов, который надежно скрепляет эти детали. В основном сварку применяют для соединения металлов, хотя иногда используют и при работе с пластмассами. Мы будем рассматривать сварку металлов, как наиболее распространенную - этой технологией многие пользуются дома.

Чтобы расплавить края деталей, нужна очень высокая температура. Она получается при помощи, так называемой сварочной дуги. Это тот самый огненно - яркий поток плазмы, который все видели, когда сварщик "чиркает" сварочным электродом по металлу, а потом отводит его на некоторое расстояние. Дело в том, что к самой детали подведен один из электродов сварочного аппарата, а в руке сварщик держит другой. При касании под действием тока большой силы и возбуждается сварочная дуга. Ток имеет такую большую силу - сотни Ампер, что, даже отведя электрод на несколько сантиметров, сварочная дуга не гаснет. Этот процесс называется "возбуждением сварочной дуги". Здесь важную роль имеет мастерство сварщика.

Дальше идет сам процесс сварки. Медленно ведя электродом над краями деталей, сварщик вызывает их расплавление высокой температурой - несколько тысяч градусов. При этом расплавляется и кончик электрода в руке сварщика. Расплавленный металл, смешиваясь, образует так называемую "сварочную ванну", которая, застывая, и образует сварочный шов. После этого на правильно выполненном шве образуется шлаковая корка и не должно быть прожогов металла и так называемых "кратеров". "Кратеры" - это дефект сварки. Они образуются при резком прерывании сварки и представляют собой углубление в металле - напоминает лунный кратер. Это слабое место и опытный сварщик никогда не оставляет таких дефектов.

Сварочный электрод - не просто проволока. Внутри это проволока, которая может быть из разных металлов и сплавов. Она покрыта специальным покрытием. Расплавляясь, оно образует газовую защиту "сварочной ванны" от кислорода, специальные легирующие добавки улучшают свойства металла, кроме того образуется шлаковая корка на шве. Эта корка - не дефект. Она защищает быстро остывающий металл от действия кислорода, не давая ему окисляться, и атмосферного азота, который ухудшает свойства металла. Кроме того, охлаждение происходит не так быстро. Как видим - каждая мелочь имеет свое большое значение.

Основное устройство в процессе сварки - сварочный аппарат. Его назначение - из обычного напряжения в 220 вольт получить ток низкого напряжения, но очень большой силы. Сейчас это уже не примитивные трансформаторы. Современный сварочный аппарат называется "сварочный инвертор". Именно такие устройства можно увидеть в магазине, а кое у кого они есть и дома.

Это устройство имеет довольно скромные размеры, благодаря особой схеме преобразования тока. На входе обычное сетевое напряжение с частотой 50 Гц превращается в высокочастотное, с частотой в сотни килогерц. Затем при помощи трансформатора происходит преобразование тока и напряжения. Секрет здесь в том, что высокочастотные трансформаторы гораздо компактнее, чем низкочастотные. Затем ток переменный превращается в постоянный и подается на электроды. Это очень упрощенная схема, конечно. На самом деле все гораздо сложнее.

Все преобразования тока в сварочном инверторе контролируются процессором. Это позволяет не только точно соблюдать техпроцесс, но и легко менять режимы для разных металлов и сплавов. Даже можно запрограммировать нужный режим! Кроме того, имеются некоторые автоматические режимы, которые позволяют даже новичку выполнять сварку легко и качественно. Конечно, это не единственный вид сварки, просто самый распространенный. Есть еще плазменная и лазерная сварка, аргонно - дуговая и газовая и много других разновидностей. Но в основном они применяются в промышленности.

Сварка и резка металлов широко внедрены во всех отраслях народного хозяйства, зачастую является одним из основных способов соединения металлов.

Развитие сварки в России. Преимущество сварных соединений над другими видами над другими видами неразъемных соединений очевидно:

· снижается металлоемкость конструкции, экономится металл;

· снижается трудоемкость изготовления конструкций, расходы на оборудование;

· улучшаются условия труда;

· разрешение сложных технических задач по созданию принципиально новых конструкций.

Электродуговая сварка - русское изобретение. В 1802 году Владимир Васильевич Петров, профессор Санкт-Петербургской Медицинской академии открыл явление электрической дуги предложил её1 использования для расплавления металла. Используя это открытие, в 1882 году русский инженер Николай Николаевич Бенардос впервые осуществил электродуговую сварку металлов угольным электродом и запатентовал в ряде других стран. В 1988 году инженер Славянов Николай Гаврилович произвел сварку металлическим покрытым электродом. В России развитие сварки можно разделить на несколько этапов. Первый - с 1924 по 1935 г. В этот период сварка осуществлялась электродами с тонким меловым покрытием. Второй - с 1935 по 1940 г. В это время происходит внедрение сварки электродами с толстым покрытием, которые значительно улучшили качество сварного шва. Третий этап с 1941 по 1969 г. - характеризуется широким внедрением новых механизированных способов сварки сталей, цветных металлов и сплавов. С 1969 года осваивается космическая сварка. По уровню развития сварочного производства Россия занимает ведущее место в мире. У нас созданы и внедрены новые процессы сварки: автоматическая под слоем флюса, дуговая в среде углекислого газа, порошковой проволокой, электронно-лучевая, дуговая в вакууме, сварка и резка под водой, сварка пластмасс ультразвуком, лазерная сварка по соединению живых тканей в человеческом организме. В настоящее время в промышленности свариваются практически все металлы. Широко внедряются механизированные способы, роботизированные комплексы.

ПАТОН ЕВГЕНИЙ ОСКАРОВИЧ

Инженер, ученый, педагог Евгений Оскарович Патон - видный ученый, им по праву может гордиться наша страна. Родился в 1870 году в Германии. В 1894 году после окончания Дрезденского политехнического института Е.О. Патон был принят ассистентом на кафедру "Статика опор и мостов" этого института. Но он решил стать российским инженером. Уже через год он сдает экзамен в Ново-Зыбковской гимназии на российский аттестат зрелости. Осенью 1895 года становится студентом 5 курса Петербургского политехнического института. По завершению учебы блестяще защитил дипломный проект по теме мостостроения. По завершению дипломного проекта профессор Петербургского политехнического института Л.Д. Проскуряков, вручая диплом Е.О. Патону, сказал: "Мой друг, вы родились мостостроителем и умрете им. Мосты, мосты и ничего кроме мостов, - вот Ваше высокое призвание!". С первых же дней молодой инженер в 1896 г. был утвержден в звании инженера путей сообщения с правом составления проектов и всякого рода строительных работ. За период с 1901 по 1915 года Е.О. Патон написал 41 работу общей сложностью 6612 страниц на тему мостостроения, как из дерева, так и из металла. С 1905 по 1929 г. работает в ведущем техническом университете страны: профессор, заведующий кафедрой мостов, возглавлял инженерное отделение, руководил инженерным музеем, спроектировал около трех десятков мостов, написал десятки учебников по строительству мостов. За вклад в мировое мостостроение Е.О. Патон был избран действительным членом Всеукраинской академии наук. Работая со студентами, он наказывал: "Если вы полюбите труд и научитесь учиться, то вы всегда достигнете успехов на своем жизненном пути. Но пуще всего бойтесь легких дорог" В 1929 году под руководством Е.О. Патона в Киеве была создана сварочная лаборатория, которая в 1934 г. была преобразована в Институт электросварки. С 1935 года академик Е.О. Патон создал в КПИ кафедру электросварки и руководил её до 1939. В 1941 году директор Института электросварки АН УССР Е.О. Патон был назначен одновременно Государственным советником по сварке и выполнял задания Совнаркома СССР. Находясь в эвакуации на Урале в Нижнем Тагиле, коллектив института под руководством Е.О. Патона работали в направлении поиска нового вида сварки, позволяющего качественно и в кратчайшие сроки производить выпуск оборонной техники. Так была создана автоматическая сварка под флюсом Умер в 1953 году. В этом же году в Киеве через Днепр был простроен и сдан в эксплуатацию стальной цельносваренный мост. Сегодня этот мост носит имя Е.О. Патона. 21 июня 2002 года на территории Национального технического университета Украины в Киеве был открыт памятник Е.О. Патону.

Развитие сварки за рубежом.

В развитие сварочной науки и техники особый вклад внесли российские ученые и инженеры - В. В. Петров (1761 - 1834), Н. Н. Бенардос (1842-1905), Н. Г. Славянов (1854-1897).

Василий Владимирович Петров впервые в мире в 1802 г. обнаружил явление электрического дугового разряда от построенного им сверхмощного "вольтового столба", который состоял из 2100 пар разнородных кружков - элементов (медь + цинк), проложенных бумажными кружками, смоченными водным раствором нашатыря.

Проделав большое количество опытов со своей батареей, он показал возможность использования электрической дуги для освещения и плавления металлов. К моменту открытия дугового разряда электротехника только начинала создаваться. Открытие В. В. Петрова опередило время практического применения дуги для сварки на 80 лет. Его осуществил Николай Николаевич Бенардос - автор многих изобретений в области электротехники.

Н. Н. Бенардос предложил и произвел в 1880-1890 гг. все основные виды дуговой сварки: плавящимся и неплавящимся электродами дугой прямого и косвенного действия, ручную, полуавтоматическую и автоматическую, незащищенной дугой и в среде защитного газа.

Н. Н. Бенардос в 1887 г. предложил основные виды электроконтактной сварки - точечную и роликовую.

После детальной разработки своего изобретения Н. Н. Бенардос получил на него патенты в Англии, Бельгии, Германии, Италии, Франции, США и в других странах.

В 1886 г. он получил русский патент на "Способ соединения и разъединения металлов непосредственным действием электрического тока". Н. Н. Бенардос применил созданный им способ не только для сварки, но и для наплавки и резки металлов.

Цель работы: составить технологию изготовления цистерны для нефтепродуктов, рассчитать количество сварочных материалов и нормы времени, необходимые для изготовления этого изделия.

сварка технология патон

1. Расшифровка стали

Расшифровка стали 10ХСНД 520-540 мПа

Марка	Сталь 10ХСНД.Хромокремненикелевая с медью.
Заменитель:	Сталь 16Г2АФ
Классификация	Сталь конструкционная низколегированная для сварных конструкций
Применение	элементы сварных металлоконструкций и различные детали, к которым предъявляются требования повышенной прочности и коррозионной стойкости с ограничением массы и работающие при температуре от -70 до 450 °С,

Химический состав в % материала 10ХСНД

C	Si	Mn	Ni	S	P	Cr	N	Cu	As
до 0.12	0.8 - 1.1	0.5 - 0.8	0.5 - 0.8	до 0.04	до 0.035	0.6 - 0.9	до 0.008	0.4 - 0.6	до 0.08

Механические свойства при Т=20^oС материала 10ХСНД

Сортамент	Размер	Напр.	sв	sT	d5	y	KCU	Термообр.
-	мм	-	МПа	МПа	%	%	кДж / м2	-
Прокат	4		540		19
Лист	5 - 9		540	400	19

Свариваемость материала: без ограничений. Способы варки: РДС, АДС под флюсом и газовой защитой, ЭШС

2. Технология изготовления конструкции

2.1 Деталировка изделия

Деталировка изделия

№ поз.	Наименование детали	Размеры детали, мм (эскиз)	Количество, шт.	Масса одной детали, кг	Общая масса деталей, кг
1	Обечайка		2	783,7	1567,4
2	Дно		1	124,8	124,8
Масса всего изделия, кг: 124,8 + 1567,4 = 1692,2

Решения:

Длина обечайки ровна длине окружности дна

l = Пd = 3,14 * 400 = 1256 см

S? = 1256 * 200 = 251200 см²

m? = 251200 * 0,4 * 7,8 = 783744 (гр) ~ 783,7 (кг)

Вес дна

Sкр. = ( d² ) : 4 = ( 400² ) : 4 = 40000 см²

mкр. = 40000 * 0,4 * 7,8 = 124800 (гр) ~ 783,7 (кг)

Для изготовления данной конструкции потребуется кран.

2.2 Типы швов

Обечайки между собой привариваются стыковым швом типа С2, без скоса кромок, односторонним.

Обечайка ко дну приваривается угловым швом типа У4, без скоса кромок, односторонним.

F = S? + S? = 0,08 * 2 = 0,16

S? = 0,4 * 0,2 = 0,08

S? = (0,8 * 0,2) : 2 = 0,08

F = S? + S? = 0,1

S? = 0,4 * 0 = 0

S? = (1 * 0,2) : 2 = 0,1

Рис. 1

2.3 Заготовительные работы.

Правка - это процесс, которым выправляют металл в исходное положение. Правка производится преимущественно на станках, а иногда вручную. Листовой, полосовой и профильный прокат правят на вальцах, которые чаще всего имеют семь или девять валков. ручную правку выполняют на чугунных или стальных правильных плитах ударами кувалды или с помощью ручного винтового пресса.

Чистка - это процесс которым чистят металл от различных дефектов. Она должна производиться до сборки конструкции. Металл в месте сварки тщательно очищают от ржавчины, масла, влаги, окалины, загрязнений, наличие которых приводит к образованию пор и других дефектов. Очистка производится ручными и механическими проволочными щетками, иглофрезами, гидропескоструйным и дробеметным способами, пламенем многофакельной горелки, абразивными кругами, травлением в растворах кислот и щелочей, промывкой растворителями.

Разметка - это такие операции, которые определяют конфигурацию будущей детали. При разметке однотипных деталей для массового и серийного производства пользуются металлическими или фанерными шаблонами. Инструментами для выполнения разметки и наметки служат чертилка из закаленной стали, кернеры, стальные линейки и угольники, стальные циркули и рейсмусы, молотки, клямеры, струбцины, стальные рулетки и др.

Гибка металла - это процесс, при котором получается изделие нужной формы без применения сварки и иных способов соединения, существенно влияющих на структуру металла, снижая его прочность и, соответственно, срок службы.. Гибка больших толщин и гибка обечаек малого диаметра, при средней толщине листа, производится горячим способом в кузнечно-прессовых цехах. Нагрев деталей производится до температуры 1000--1100°С, при которой металл легко поддается деформированию. Гибка листового металла осуществляется с помощью специального современного оборудования, позволяющего контролировать весь процесс, и на выходе получать готовое изделие без дефектов, максимально точно соответствующее требованиям заказчика. Разделка кромок позволяет вести сварку отдельными слоями небольшого сечения, что улучшает структуру сварного соединения и уменьшает возникновение сварочных напряжений и деформаций. одготовку кромок под сварку выполняют на механических станках -токарных (обработка торцов труб), фрезерных, строгальных - обработка листов и т. д., а также применением термической резки. Листы, трубы, изготовленные из углеродистых сталей, обрабатываются газокислородной резкой. В качестве горючих газов могут служить ацетилен, пропан, коксовый газ и т. д. Цветные металлы, а также нержавеющие стали обрабатываются плазменной резкой.

Разделка кромок под сварку - заготовка формы кромки для определённого вида соединения. Разделка под сварку необходима для полноценной проварки металлов. Кромки правильной формы позволяют варить металл отдельными слоями. Это улучшает структуру шва и минимизирует возможность образования сварочного напряжения и деформации. Все кромки должны быть притуплены для удобства проведения сварки. Без этого существует возможность прожога металла. Формы кромок подготавливаются согласно ГОСТ 5264-80, в зависимости от вида соединения (стыковое, нахлёсточное, угловое, тавровое).

Так как в данном изделии толщина металла не большая (4 мм), разделку кромок делать не следует.

Разделка сварных кромок у нелегированных и низколегированных сталей производится, как правило, газовыми автогенными резаками. Высоколегированные стали и металлы, подвергаемые ручной сварке, могут разрезаться плазменной струей. Удаление возникающей при термической резке оксидной пленки требуется, как правило, только в исключительных случаях. При наличии особенных требований в отношении соблюдения небольших допусков рекомендуется механическая доработка кромок. В особенности это относится к кольцевым швам. Современные технологии резки электронным или лазерным лучом чаще используются в механизированном производстве и являются скорее исключением при ручной сварке стержневым электродом.

2.4 Контроль заготовительных работ

Неудовлетворительная зачистка кромок, на поверхности которых остаются следы масла, ржавчины, влаги, шлака, окалины и других загрязнений, способствует образованию пор, шлаковых включений и непроваров в металле шва. Поэтому поверхности кромок, равно как и прилегающие к ним участки шириной около 5 мм, подлежат зачистке до металлического блеска и контролю путем внешнего осмотра. Отклонение размеров зазоров от нормальной величины имеет место вследствие неточной сборки, смещения и коробления деталей под действием термических и усадочных напряжений ранее наложенных швов, неточной разделки кромок. Уменьшение зазора обычно приводит к непровару сечения свариваемых элементов, а его чрезмерное увеличение -- к прожогам металла. Контроль размеров зазоров производится специальными шаблонами-щупами. Смещение кромок -- сдвиг сечений свариваемых элементов по отношению друг к другу без нарушения угла между ними. Перекос деталей -- отклонение угла между осями поперечных по отношению к шву сечений соединяемых заготовок от нормальной или запроектированной величины. Оба дефекта часто встречаются одновременно. Они существенно снижают прочность швов, так как при нагрузке в металле сварных соединений возникают дополнительные напряжения от изгибающих моментов.

Причины появления этих дефектов:

1) неточность сборки во время прихватки или установки деталей в кондукторе;

2) коробление заготовок от температурных и усадочных напряжений ранее наложенных швов;

3) искажение формы и размеров деталей вследствие нарушения технологии заготовительных работ. Смещения кромок и перекосы выявляют при помощи шаблонов и обычного измерительного инструмента. Допустимые величины этих дефектов должны быть в соответствии с техническими условиями на сварку данной конструкции. Исправление пороков возможно при помощи нагрева деталей газовой горелкой и последующей гибки до совпадения кромок. Температура нагрева малоуглеродистых сталей не должна превышать 700°. Правила Котлонадзора предусматривают при изготовлении сосудов, работающих под давлением свыше 97 атмосфер. Главные причины появления дефектов: 1) неравномерное перемещение электрода в направлении сварки, в зону дуги и поперек шва; 2) неточности сборки и подготовки кромок; 3) некачественные электродные покрытия, дающие очень вязкий шлак, затрудняющий формирование наплавляемого металла; 4) чрезмерно большие или малые сила сварочного тока, напряжение на дуге и скорость сварки; 5) неправильная полярность электрода. Основные методы контроля: 1) внешний осмотр; 2) измерения специальными шаблонами и обычным инструментом.

2.5 Сборка изделия

Две обечайки свариваются друг с другом. После дно собирается со стенками. Сначала прихватки ставится по бокам, потом с другой стороны; длина прихваток не должна превышать 10 мм; а расстояние между ними 50--100 мм; электроды УОНИ-13/55 оборудование: Кантователи, Роликовые стенды, Кондукторы.

2.6 Контроль качества сборки изделия

Для осуществления контроля качества выпускаемой продукции на предприятии разработана система контроля качества. Контроль проходят все комплектующие и изделия, поступающие в производство.

Отдел контроля качества отслеживает все этапы производственного цикла.

Первый этап это отбраковка поступающих комплектующих.

Второй этап прогон в различных условиях и отбраковка.

После этого передача в производство.

Порядок проведения испытаний представлен ниже.

Приемо-сдаточные испытания

1. Приемо-сдаточные испытания проводят с целью контроля изделия на соответствие требованиям настоящих ТУ, установленных для данной категории испытаний, для определения возможности приемки изделия.

ПСИ подвергается каждое изготовленное изделие.

2. Испытания и приемку проводят в присутствии представителя ОТК.

3. Результаты испытаний оформляют протоколом

4. При получении положительных результатов испытаний представитель ОТК принимает изделие и в формуляре дает соответствующее заключение о годности изделия.

5. Если в процессе ПСИ будет обнаружено несоответствие проверяемого изделия хотя бы одному требованию, установленному в настоящих ТУ, то это изделие считают не выдержавшим испытания и его возвращают с изложением в извещении причин возврата и забракования для выявления причин несоответствия требованиям настоящих ТУ, проведения мероприятий по их устранению, определения возможности исправления брака и повторного предъявления.

6. Повторные испытания изделия проводят в полном объеме ПСИ.

В технически обоснованных случаях, в зависимости от характера дефектов, можно проводить повторные испытания только по тем пунктам ТУ, по которым выявлены несоответствия изделия установленным требованиям, которые могли повлиять на возникновение несоответствий и по которым испытания не проводились.

Изделие, не выдержавшее повторных испытаний, забраковывают.

7. Испытания и приемку изделий приостанавливают, если экземпляры изделий, предъявлявшиеся дважды на приемку, не выдержали испытаний, или если экземпляры изделий предъявлялись последовательно один за другим на первичные испытания и окончательно забракованы по результатам каждых из двух последовательно проведенных первичных испытаний.

8 Принятыми считаются изделия, которые выдержали ПСИ, укомплектованы в соответствии с КД на изделие, опломбированы ОТК

Периодические испытания

1 ПИ проводят с целью периодического контроля качества изделий, контроля стабильности процесса сборки изделий в период между испытаниями и подтверждения возможности продолжения изготовления изделий по действующей КД и их приемки. ПИ проводят на первом собранном образце и далее не реже одного раза в год на одном из изделий, прошедшем ПСИ.

2. Если изделие выдержало ПИ, то качество изделий контролируемого периода считается подтвержденным данными испытаниями. Срок, на который распространяются результаты ПИ, указывается в акте ПИ.

3. Если изделие не выдержало ПИ, то приемка очередных изделий, а также отгрузка принятых ранее изделий должна быть немедленно приостановлена для анализа и устранения в изделиях всех обнаруженных дефектов.

По результатам анализа составляют перечень обнаруженных дефектов и мероприятий по их устранению.

4. Повторные испытания проводят в полном объеме ПИ на доработанных или вновь изготовленных изделиях после выполнения мероприятий по устранению дефектов (за исключением испытаний на надежность). При этом должны быть представлены материалы (акты, протоколы испытаний и пр.), подтверждающие устранение дефектов, выявленных при ПИ, и принятие мер по их предупреждению.

5. Изделия, выдержавшие ПИ, допускается поставлять на объекты, если на них проведены необходимые профилактические работы и ПСИ.

МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ

Общие положения

Изделие и средства контроля должны быть подготовлены к работе.

Все испытания проводят при номинальном значении питающего напряжения в нормальных климатических условиях:

а) температура воздуха от +5 до +35 0С;

б) относительная влажность воздуха от 45 до 80 %;

в) атмосферное давление от 86 до 106 кПа (от 645 до 795 мм рт.ст.).

Общие требования к испытательному оборудованию и средствам контроля должны соответствовать ГОСТ 15.309-98.

Проверки на соответствие требованиям к основным параметрам

Проверку изделия на соответствие требованиям комплектности проводят путем сверки данных поставляемого оборудования и данных таблицы комплектности.

Изделие считают выдержавшим проверку, если комплектность поставки соответствует требованиям таблицы комплектности.

Проверку работы изделия при изменении напряжения электропитания по пункту 1.1.2 проводят одновременно с проверками по пункту 1.1.3 при напряжениях электропитания от 9 В до 18 В.

Изделие считают выдержавшим проверку, если при напряжениях электропитания от 9В до 18В, изделие соответствует требованиям настоящих ТУ.

Проверку по пункту 1.1.3 выполняют в следующей последовательности:

- включают оборудование;

- устанавливают видеокамеры для контроля различных объектов;

- Для контроля использую тестовые таблицы для контроля цветности, резкости и количества твл;

- контролируют на мониторе;

- врем работы должно составлять не менее 72 часов;

Испытания на надежность

Испытания по определению количественных показателей надежности изделия на соответствие требованиям пункта 1.3.1 настоящих ТУ производят в процессе всех видов испытаний путем фиксирования отказов изделия в протоколе испытаний и дальнейшим расчетом надежности по методике, основанной на статистической обработке данных о функционировании изделия и его отказах, зафиксированных в процессе испытаний по ГОСТ Р 20.57.304-98.

Если для завершения испытаний не хватает времени полученной наработки, по согласованию с Заказчиком допускается производить набор статистических данных по наработке изделия на объекте монтажа в процессе эксплуатации.

Изделие считают выдержавшим испытания, если показатели надежности изделия соответствуют значениям, указанным в пункте 1.3.1 настоящих ТУ.

Проверку настоящих ТУ проводят следующим образом:

- изделие находится во включенном состоянии в течение 72 часов непрерывной работы;

- перед началом непрерывной работы, изделие проверяют по настоящему ТУ;

- через каждые 12 часов, изделие проверяют;

- через 72 часа изделие выключают.

Изделие считают выдержавшим испытания, если оно соответствует настоящим ТУ и в процессе непрерывной работы не будет зафиксировано ни одного отказа.

2.7 Сварка изделия

Выбор сварочного материала

1) Тип электрода Э55

2) Марка электрода УОНИ - 13/55у

3) Коэффициент наплавки Г/(А.ч.) 9,5

4) dэ = 4

5) Сила тока = 150А

6) Расход электродов на 1 кг наплавленного металла = 1,6

7) Род тока, полярность - постоянный обратной полярности. При ванной сварке - переменный.

8) Пространственное положение - нижнее.

9) Условия сварки так как УОНИ - 13/55

Определение силы тока

I=(20+6d)*d=(20+6*4)=176A

Определение длины дуги

L= (0,5....1,5)*d=2…6 мм

Выбираем короткую длину дуги которая обеспечивает наилучшее качество шва.

Определение напряжения дуги

U=Ua+Uk+Ust=11+4=15 Вольт

Ua+Uk=10....11V

Ust= b*L=2*2=4

b=2V/mm

Определение скорости сварки по формуле:

v=(? I)/(? F^ш? 100),

v -скорость сварки, м/ч;

-коэффициент наплавки, г /А? ч; (см. п. 2.3.7.1.)

I -сила тока, А; (см. п. 2.3.7.2. и корректируй в зависимости от пространственного положения шва)

- плотность стали, 7,8г/см.

F^ш -площадь сечения сварного шва, см²;(не наплавленного металла, а площадь сечения шва см. п. 2.3.2.)

Скорость сварки определяется для всех типов швов конструкции и пространственных положений.

V₁ = ( * I ) / ( * F^ш * 100 ) = ( 9,5 * 176 ) : ( 7,8 * 0,16 * 100 ) = 1672 / 124,8 ~ 13,40 м/ч

V₂ = ( * I ) / ( * F^ш * 100 ) = ( 9,5 * 176 ) : ( 7,8 * 0,1 * 100 ) = 1672 /78 = 21,4

Определение необходимого количества электродов

Количество электродов на сварку определяется делением общей массы наплавленного металла на массу одного электрода по формуле:

nэ = (Gм ? к ? (1+)) / Gст,

где nэ - количество электродов, шт

Gм - масса наплавленного металла, г;

Gст- масса стержня, г;

к =1,3 - коэффициент потери на огарок

= 0,3 - коэффициент потери на разбрызгивание.

Масса стержня электрода определяется по формуле:

Gст = ? (d²/4) ? ? lэ,

Где Gст - масса одного стержня электрода, г,

d - диаметр электрода, см²;

lэ - длина электрода, см; (определяется по таблице № 1)

- плотность стали 7,8 г/см³;

Масса наплавленного металла определяется по формуле:

Gм = F *l_ш*,

Где Gм - масса наплавленного металла (масса швов), г,

F - площадь поперечного сечения наплавленного металла, см²

l_ш - длина шва, см; 2912

- плотность стали 7,8 г/ см³;

Gм = F *l_ш* = 0,26 * 2912 * 7,8 ~ 5905,5

nэ = (Gм * k * (1 + 4) : Gст

(5905,5 * 1,3 (1 + 0,3) : 34,22 = 172,6 ~ 173

Количество электродов на сборку берётся приблизительно 173 штук (1/4-1/5 часть от количества электродов на сварку).

Таблица 1 Длина электрода в зависимости от его диаметра

Диаметр электрода, мм	Длина электрода, см
1.6	20 или 25
2.0	25
2.5	25 или 30
3.0	30 или 35
4.0	35 или 45
5.0	45
6.0	45

Выбор источника питания (ИП) электрической дуги

Тип ИП зависит от марки электродов. Электроды УОНИ 13/55 требуют ток постоянный обратной полярности.

Техника сварки

Так как конструкция довольно громоздкая, её предпочтительно собирать на месте. Швы заваривать в нижнем пространственном положении. Угол наклона электрода 45^о от основного металла, колебательные движения полумесяцем. Термическая обработка швов не нужна.

Порядок выполнения швов

1-й валик должен быть по полноте "нормальным" с максимальным проплавом и минимальным по сечению. Второй валик выполняется электродом диаметром 4 мм на сварочном токе в среднем или максимальном диапазоне в зависимости от толщины металла.

Контроль сварных швов

Швы подвергают контролю на непроницаемость. Этот вид контроля производится после окончания монтажа или изготовления конструкции.

Плотность сварных швов, т. е. отсутствие в них сквозных пор, проверяют жидкостью (водой или керосином) или воздухом, а более ответственные швы -- электроискровым способом.

Применяется также метод проверки сжатым воздухом с погружением сварных швов в воду.

Методы проверки плотности швов

электроискровой

рентгенография

ультразвуковые методы

теневой метод

эхо-метод

резонансный метод

вибрационный метод

Контроль готового изделия

Дефекты сварных соединений - это отклонения от предусмотренного техническими условиями качества металла, сплошности, состояния поверхности соединений. Основными дефектами сварных швов являются надрезы, прожоги, непровары, трещины, газовые поры, шлаковые включения, отклонения от заданных размеров и формы шва.

Все дефекты подразделяются на наружные, внутренние и сквозные.

К наружным дефектам относятся занижение размеров и превышение усиления сварных швов, смещение шва от оси, подрезы, наплывы, усадочные раковины, незаплавленные кратеры, наружная пористость, трещины, выходящие на поверхность шва или околошовные зоны. К наружным дефектам относятся также неравномерность ширины и катета шва и крупная чешуйчатость валика.

К внутренним дефектам относятся газовые поры, шлаковые и неметаллические включения, непровары, трещины в металле шва и в зоне термического влияния.

Причин дефектов сварных швов много, основные из них - низкое качество сварочных материалов, неправильная сборка, неисправность оборудования, отклонения от технологии и низкая квалификация сварщиков.

Дефекты сварных швов выявляют внешним осмотром, просвечиванием ультразвуком, вскрытием шва. Непроницаемость (плотность) сварных швов емкостей контролируют керосином, давлением воздуха, гидравлическим испытанием, вакуумированием.

Контроль качества сварных швов изделия

Контроль качества сварки

Существует несколько видов контроля качества сварных швов изделия: внешний осмотр невооруженным глазом, просвечивание сварных соединений, ультразвуковой метод, вскрытие швов вырубкой, испытание давлением воздуха, гидростатическое и механическое испытание, металлографическое исследование и др.

Контроль качества сварных швов металлического ящика под раствор проходит испытание керосином.

Испытание керосином применяют для определения плотности швов емкостей, изготовленных из металла толщиной до 10 мм. При этом способе внутреннюю сторону сварных швов смачивают керосином (или наливают в емкость), а внешнюю покрывают меловым водным раствором. При наличии в сварном шве трещин и сквозных пор толщиной более 0,1 мм, керосин просачивается через них и на покрытой мелом поверхности появляются темные пятна

3. Нормирование времени

Нормирование времени на сварку и резку даёт возможность правильно организовать оплату труда рабочих и планировать производство.

Норма времени, необходимого на изготовление данной металлоконструкции, складывается из нормы времени на сварку и нормы времени на сборку.

Т= Т_СВ+ Т_СБ, мин.

3.1 Определение нормы времени на сварку

Определение нормы времени на сварку производится по формуле:

Т_СВ= Т_О + Т_В+ Т_Д + Т_ПЗ, мин;

Т_О - (Как называется это время и на что оно расходуется?)

Т_В - (Как называется это время и на что оно расходуется?)

Т_Д - (Как называется это время и на что оно расходуется?)

Т_ПЗ - (Как называется это время и на что оно расходуется?)

3.1.1 Расчёт основного времени

Расчёт основного времени на выполнение каждого вида шва по ГОСТу (стыковых и угловых, в различных пространственных положениях и т.д.) производится по формуле:

Т_О =((60 ? Gм) /( ? I)) ? к;

G_M- масса наплавленного металла шва, г = 5905,5

? - коэффициент наплавки = 9,5

I- сила тока, А; = 176A

к - поправочный коэффициент (определяется по формуле записанной ниже)

Общее основное время складывается из суммы норм времени необходимых для выполнения каждого вида шва.

Например:

Т_О =Т_У4+Т_{С7(верт)}+Т_{С7(гориз)}

Т_О = (( 60 * 5905 ) : (9,5 * 176 )) * 1,1 = 356300 : 1672 ~ 213,1 мин.

3.1.2 Расчёт вспомогательного времени

Т_В = t₁ + t₂ + t₃ +t₄ + t₅+ t₆

Если кран не применяется, то t₄ в формуле отсутствует

Если работу выполняет один сварщик, (количество сварщиков выбираете сами), то клеймение швов не делается и t₅ в формуле отсутствует.

Если конструкция небольших габаритов и сварщик не проходит к началу нового шва более одного метра, то t₆ в формуле отсутствует

время на смену электродов

t₁= t_Э ? n_Э

n_Э - количество электродов, затраченных на выполнение этого вида шва.

t_Э- время на смену одного электрода зависит от его диаметра:

3 мм - 0,045 мин;

4 мм - 0,04 мин;

5 мм - 0,027 мин;

6 мм - 0,018 мин.

время на осмотр швов

t₂ = k * l = 29,12 * 1,1 = 32,032

L - длина шва, 29,12 м;

к = 0,35 - для нижнего, вертикального и горизонтального швов;

к = 0,5 - для потолочного шва.

время на очистку швов от шлака

t₃ = L ? (0,6 + 1,2 ? (n_С - 1)), мин

L -длина шва, м (в метрах),

n_С - число слоёв.

время на установку, поворот и снятие изделия краном t₄ .

t₄ - определяется по таблице 2.

Таблица 2

Масса Конструкции, кг, до…	Установка, поворот	Снятие, транспортировка
	Габаритная длина конструкции, м	Габаритная длина конструкции, м
	4	6	8	10	4	6	8	10
100 200 300 400	1,7 1,9 2 2,3	1,9 2 2,1 2,5	2 2,2 2,3 2,6	2,1-2,2 2,3-2,4 2,5- 2,6 2,8- 2,9	1,2 1,4 1,6 1,9	1,3 1,6 1,8 2,1	1,5 1,8 2 2,3	16,-1,7 1,9- 2 2,1-2,2 2,4-2,5

время на клеймение швов t₅

t₅ - 0,03 мин на один знак.

время на перемещение сварщика с инструментом, t₆ t₆ - определяется по таблице 3 приблизительно посчитать сколько раз сварщику необходимо перейти к новому месту сварки, на какое расстояние, сложить время на каждый переход.

Таблица 3

Расстояние перемещения, м	2	4	6	8	10	12
Время на одно перемещение, мин	0,3	0,4	0,6	0,75	0,9	1,0

3.1.3 Расчёт дополнительного времени

Т_Д = Т_ОБСЛ + Т_ОТД, мин

Т_ОБСЛ - время на обслуживание рабочего места, составляет от 3 до 5 % от оперативного времени.

Т_ОБСЛ = (Т_ОПЕР/100) ? (3....5), мин

Расчёт оперативного времени, необходимого для определения Т_ОБСЛ и Т_ОТД.

Т_ОПЕР = Т_О +Т_В, мин

Т_ОТД - время на отдых и личные надобности, составляет от 5 до 15 % от оперативного времени.

Т_ОТД = (Т_ОПЕР/100) ? (5...15), мин

3.1.4 Определение подготовительно - заключительного времени

Определение подготовительно - заключительного времени по таблице 4 (Определяете сложность работы при изготовлении вашей конструкции, выписываете содержание работы и время, затраченное на её выполнение из таблицы 4).

Таблица 4

Содержание работы	Работа
	Простая	Средней сложности	Сложная
Получение производственного задания и инструктажа Ознакомление с работой Подготовка приспособлений Сдача работы	5 3 - 2	7 5 3 2	12 8 5 2
Всего Тпз =	10	17	27

3.2 Определение нормы времени на сборку

Она составляет до 30 % от времени всех сборочно-сварочных работ.

Т_СБ =(Т_СВ / 70) ? 30, мин

4. Техника безопасности при изготовлении заданной конструкции

1. Запрещается проводить работы в помещениях с неисправной вентиляции или её отсутствии.

2. Сварка и резка металла в закрытых помещениях требует присутствия второго человека снаружи, для оказания помощи при необходимости.

3. Запрещено проводить работы рядом с легковоспламеняющимися и горючими материалами.

Литература

1. ГОСТ5264-80 Конструктивные элементы сварных соединений и швов, выполненных РДС.

2. Верховенко Л.В., Тукин А.К. Справочник сварщика, Минск, Вышейшая школа, 1990.

3. Конспекты, учебники или пособия по сварке.

4. http://osvarke.info/367-podgotovka-metalla-pod-svarku.html

5. http://metallicheckiy-portal.ru/articles/svarka/dugovaa_svarka/texnika_ruchnoi_dugovoi_svarki/podgotovka_metalla

6. http://volna-spb.com/gibka

7. http://www.drevniymir.ru/zan075.html

8. http://www.deltasvar.ru/biblioteka/48-vidy-svarki/59-ruchnaja-dugovaja-svarka

Размещено на Allbest.ru

...