Разработка технологии изготовления сварной конструкции

Технология сборки и сварки сварного лонжерона. Подготовка кромок под сварку. Расчет режима дуговой сварки в среде углекислого газа. Технический контроль качества изготовления стальных конструкций. Сварочные деформации и меры борьбы с напряжениями.

Рубрика Производство и технологии
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 11.04.2013
Размер файла 857,5 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Современная промышленность не мыслима без широкого использования металлопроката - значит и без сварочного производства. Поэтому основным видом неразъемного соединения элементов металлоконструкций остается сварка.

Сварочное производство наибольший толчок в развитии получило в середине двадцатого века, и достигла расцвета в конце двадцатого века, получив новые технологии, как в оборудовании, так и в методах сварки. Огромную роль в развитии сварочной промышленности внес Е.О. Патон, который разработал и внедрил в производство сварочное оборудование, методы сварки сталей всех марок и типов. Его именем назван Научный Институт Исследований, существующий в наши дни в Киеве.

В связи с увеличением потребности металлоконструкций в их производство внедряют сварочные автоматы, роботы и так далее.

Преимущество роботов неоспоримо, так как автоматизированные процессы в сравнении с ручным производством имеют большее преимущество в скорости процесса; в качестве; в повышении производительности, а значит и в цене, то есть продукция дешевле.

В условиях рыночных отношений формы и методы совершенствования организационно-экономической работы становятся настоятельной потребностью хозяйствующих субъектов независимо от формы их собственности. Из всей совокупности проблем рыночного механизма особое место отводится бизнес-планированию. Планирование является важнейшей частью предпринимательской деятельности.

Основным показателем, характеризующий эффективность производства, является себестоимость.

Данной курсовой работой рассматривается лонжерон пролетом 3150 мм.

1. Общая Часть

1.1 Описание и назначение конструкции

Лонжерон представляет собой конструктивный элемент сплошного сечения, предназначенный для работы на изгиб. Их применяют в различных перекрытиях, эстакадах, мостах и так далее. Наиболее широкое применение они находят как вспомогательные элементы для больших пролетов при больших нагрузках.

Сварные лонжероны обычно состоят из нескольких элементов: основной элемент, ребра жесткости - для придачи местной устойчивости, полки - присоединяемые при помощи сварки, как правило, автоматической. Возможны и другие конструктивные решения составных лонжеронов.

Лонжерон в данной работе состоит: швеллер; вертикальная полка; ребра жесткости - обеспечивающие местную устойчивость. В целом данный лонжерон работает на изгиб.

1.2 Выбор и обоснование материалов

Учитывая климатический район эксплуатации, с температурным режимом до -40.°С, выбрана сталь для данной сварной конструкции: Ст3сп. (Согласно СНиП ЙЙ-23-81 таблица 50 « Конструкции, работающие при статической нагрузке»).

Согласно ГОСТ 27772-88 к данной стали предъявляют технические требования:

Прокат изготовляют в соответствии с требованиями настоящего стандарта по технологическому регламенту, утвержденному в установленном порядке

Химический состав стали поплавочному анализу ковшовой пробы должен соответствовать нормам, приведенным в таблице 1.

Таблица 1. Химический состав

Марка стали

Массовая доля элементов, %

углерода

марганца

кремния

Ст0

Не более 0.23

-

-

Ст1кп

0.06-0.12

0.25-0.50

Не более 0.05

Ст1пс

0.06-0.12

0.25-0.50

0.05-0.15

Ст1сп

0.06-0.12

0.25-0.50

0.15-0.30

Ст2кп

0.09-0.15

0.25-0.50

Не более 0.05

Ст2пс

0.09-0.15

0.25-0.50

0.05-0.15

Ст2сп

0.09-0.15

0.25-0.50

0.15-0.30

Ст3кп

0.14-0.22

0.30-0.60

Не более 0.05

Ст3пс

0.14-0.22

0.40-0.65

0.05-0.15

Ст3сп

0.14-0.22

0.40-0.65

0.15-0.30

Исходя из химического состава стали и руководствуясь СНиП ЙЙ-23-81 таблица 55 «Материалы для соединения стальных конструкций и их расчетное сопротивление», выбрать: марку флюса АН-348А; марку проволоки Св-08Г2C и тип электрода Э46A (для сварки углеродистых и низколегированных конструкционных сталей с временным сопротивлением разрыву до 50 кгс/мм2, когда к металлу сварных швов предъявляют повышенные требования по пластичности и ударной вязкости).

Электроды, применяемые при сборке конструкции, типа Э46A имеют характеристики указанные в таблице 2.

Таблице 2. Общие характеристики

Тип

Марка

Род тока

Положение

Коэф-т наплавки

Режим прокалки

Э46А

УОНИ13/45

Постоянный

Все

7.5-9.5 г/А·ч

Темпер.

Время

350-400.°С

60-120 мин.

Согласно ГОСТ 9467-75 электроды типа Э46А обладают механическими свойствами, указанными в таблице 3, данной курсовой работы.

Таблица 3

Тип

Механические свойства при нормальной температуре

Содержание в наплавленном металле

Э46А

Временное сопротивление

Относительное удлинение

Ударная вязкость

Сера

Фосфор

46

22

14

0.30

0.35

Требования к качеству электродов, согласно ГОСТ 9466-75 пункт:

Электроды должны быть изготовлены в соответствии с требованиями настоящего стандарта и ГОСТ 9467-75, ГОСТ 10051-75 или ГОСТ 10052-75 и стандартов или технических условий на электроды конкретных марок. Электроды марок, не относящихся к типам по ГОСТ 9467-75, ГОСТ 10051-75 или ГОСТ 10052-75, должны быть изготовлены в соответствии с требованиями настоящего стандарта, стандартов или технических условий на электроды конкретной марки.

Примечание. Стандарты и технические условия на электроды конкретных марок должны быть согласованы с организацией (предприятием) разработчиком электродов этих марок.

Стержни электродов должны быть из сварочной проволоки, предназначенной для изготовления электродов, по ГОСТ 2246-70 или по техническим условиям, устанавливающим химический состав металла проволоки и предусматривающим остальные требования по ГОСТ 2246-70.

Покрытие электродов должно быть плотным, прочным, без вздутий, пор, наплывов, трещин, за исключением поверхностных трещин, допускаемых по п. 3.4, и неровностей, за исключением местных вмятин и задиров, допускаемых по пп. 3.5 и 3.7.

На поверхности покрытия электродов допускаются поверхностные продольные трещины и местные сетчатые растрескивания, протяженность (максимальный размер) которых не превышает трехкратный номинальный диаметр электрода, если минимальное расстояние между ближайшими концами трещин или (и) краями участков местного сетчатого растрескивания более трехкратной длины более протяженной трещины или участка растрескивания.

На поверхности покрытия электродов допускаются местные вмятины глубиной не более 50% толщины покрытия в количестве не более четырех при суммарной протяженности до 25 мм на одном электроде.

Две местные вмятины, расположенные с двух сторон электрода в одном поперечном сечении, могут быть приняты за одну, если их суммарная глубина не превышая 50% толщины покрытия.

На основании химического состава стали С285 (по ГОСТ 27772-88, приложение 1(таблица 4 по курсовой работе), далее таблица 1(таблица 5 по курсовой) с содержанием углерода до 0,22%, соответствуют низкоуглеродистым сталям и являются хорошо сваривываемыми металлами.

Таблица 4

Марки по действующей нормативно-технической документации

Наименование стали

Марки по действующим стандартам

Марка стали

Обозначение стандарта

С235

Ст3кп2

ГОСТ 380-88, ГОСТ 535-88

С245

Ст3пс5

ГОСТ 380-88, ГОСТ 535-88

Ст3сп5

ГОСТ 380-88, ГОСТ 535-88

С255

Ст3Гпс, Ст3Гсп

ГОСТ 380-88

С275

Ст3пс

ГОСТ 380-88

С285

Ст3сп, Ст3Гпс

ГОСТ 380-88

С345

12Г2С

-

09Г2С

ГОСТ 19282-73

Таблица 5

Наименование стали

Массовая доля элементов, %

углерода, не более

марганца

кремния

серы, не более

фосфора

хрома

никеля

меди

ванадия

Др.

С255, С285

0,22

Не более 0,65

0,15-0,30

0,050

Не более 0,040

Не более 0,30

Не более 0,30

Не более 0,30

-

-

Сварочная проволока, диаметром 3мм., марки Св-08Г2C предназначена для сварки с неомедненной поверхностью, химический состав которой соответствует ГОСТ 2246-70 таблице 2.(таблица 6)

Таблица 6. Химический состав %

Марка

C

Si

Mg

Cr

Ni

S

F

Прочие

Св-08ГА

0,05-0,11

0,70-0,95

1,80-2,10

Не более 0,20

Не более 0,25

0.025

0.030

-

Технические требования согласно ГОСТ 2246-70 пункт:

В проволоке, не легированной титаном, остаточное содержание титана не должно превышать:

0,04% - в легированной проволоке;

0,2% - в высоколегированной проволоке.

По требованию потребителя в проволоке марок Св-04Х19Н11М3 и Св-08Х21Н10Г6 остаточное содержание титана не должно превышать 0,1%.

По соглашению сторон проволока должна изготовляться из стали с суженными пределами содержания химических элементов по сравнению, с указанными в табл. 4, а также с ограничением содержания химических элементов, не указанных в табл.4 и в пп. 3.7, 3.9-3.13 и 3.16.

По соглашению сторон допускается поставка проволоки в мотках повышенной массы или на крупногабаритных катушках.

Поверхность проволоки должна быть чистой и гладкой, без трещин, расслоений, плен, закатов, раковин, забоин, окалины, ржавчины, масла и других загрязнений. На поверхности проволоки допускаются риски (в том числе затянутые), царапины, местная рябизна и отдельные вмятины. Глубина указанных пороков не должна превышать предельного отклонения по диаметру проволоки.

По требованию потребителя проволока изготавливается с улучшенной поверхностью. В этом случае на поверхности проволоки допускаются мелкие волочильные риски, царапины, следы шлифовки, местная рябизна и отдельные вмятины при глубине каждого из указанных пороков не более 1/4 предельного отклонения по диаметру.

Проволока должна быть принята техническим контролем предприятия-изготовителя. Изготовитель должен гарантировать соответствие поставляемой проволоки требованиям настоящего стандарта.

Применяемый флюс марки АН-348А для автоматической сварки, согласно ГОСТ 9087-81 имеет химический состав:

Таблица 7

Марка

SiO2

Fe2O3

Al2O3

CaO

MgO

MnO

CaF2

S

P

АН-348А

42.1

1.88

3.81

8.26

1.79

34.48

4.13

0.02

0.115

Требования, предъявляемые к флюсам указаны в таблице 8.

Таблица 8. Характеристика плавленых флюсов

Марка

Размер зерен

Строение флюса и цвет зерен

Режим сушки

Назначение флюса

Время

Темпер.

АН-348А

0.35-3

Стекловидный желт. и корич. всех оттенков

1 час

300-400.°С

Механизированная сварка и наплавка улег. сталей

2. Организационно-технологическая часть

2.1 Выбор способов сборки и сварки

Трудоемкость сборки сварных конструкций составляет около 30% трудоемкости всех операций по их изготовлению. При сварке строительных конструкций для повышения производительности и качества работ следует применять следующие приспособления и оборудование: кондукторы, контователи.

Кондуктор предназначен для установки полки собираемого лонжерона в проектном положение, а портал обеспечивает плотное сжатие полки со стенками швеллера друг к другу. Сварку производить в нижнем положение без сплавления корней шва. Ручная дуговая сварка используется для прихватки, длина которых на основании СНиП 50мм. и шаг 250мм. Сварные швы элемента конструкций длинной более одного метра целесообразно использовать автоматическую сварку.

Данный лонжерон содержит в себе длину прихваток 1410мм. и общею длину швов механизированной сваркой 6300мм.

2.2 Подготовка кромок под сварку

В данном лонжероне основной тип соединения - угловое с условным обозначением У4 (РДС) и У5(АФШ), на ребрах жесткости - тавровое Т1.

Тавровое соединение - это сварное соединение двух элементов, расположенных под углом и сваренных вместе примыкания их краев. Согласно ГОСТ 5264-80 разделка кромок под сборку не производить, так как она произведена по основному виду сварки.

Данный лонжерон - швеллер с толщиной стенки 9.5мм, и толщина полок с плавным переходом от краев 7-14мм сваривается с полкой толщиной 10мм. На основании ГОСТ 5264-80, параметры прихваток ручной дуговой сварки указаны в таблице 9.

Таблица 9. Основные типы конструктивных элементов

Тип соединения

Форма подготовки кромок

Характер св. шва

Фора поперечного сечения

Толщина детали

Условн. Обознач.

Угловое

Без скоса кромок

Односто онний

Подготовка кромок

Сварной шов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

1-30

У4

Таблица 10. Основные типы конструктивных элементов

Тип соединения

Форма подготовки кромок

Характер св. шва

Форма поперечного сечения

Толщина детали

Условн. Обознач.

Тавровое

Без скоса кромок

Односто онний

Подготовка кромок

Сварной шов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

2-40

Т1

Таблица 11. Основные размеры и параметры

Условн. обознач.

Конструктивные элементы

S

b

Подготовленных кромок сварных деталей

Сварного шва

Номинал

Преде. отклон.

У4

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Св.3 до 30

0

+2

Таблица 12. Основные размеры и параметры

Условн. обознач.

Конструктивные элементы

S

b

Подготовленных кромок сварных деталей

Сварного шва

Номинал

Преде. отклон.

Т1

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Св.3 до 15

0

+2

На основании ГОСТ8713-79 таблица 40 основные швы автоматической сварки должны соответствовать, приведенным в таблице 13, размерам и параметрам.

Таблица 13

Услов. обознч.

Подготовка кромок

Сварные швы

Способ сварки

S

b

У5

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

АФШ

МФШ

4-14

Номин

Пределотклон

0

3

3. Выбор и расчет режимов сварки

3.1 Расчет режима ручной дуговой сварки

Данный лонжерон имеет параметры:

Материал конструкции по ГОСТ 27772-88 Сталь Ст3сп

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Дано: 1 - швеллер 2 - полка 3 - ребро

Рисунок 1. Общий вид

Расчет режимов сварки зависит от толщины металла и диаметра электрода. Эти параметры известны. По толщине металла выбрать диаметр электрода:

Толщина металла 7-10мм.

Диаметр электрода 5мм.

Величину тока ручной дуговой сварки, используемой для прихваток, определить:

Для приближенных расчетов сварочный ток может быть определен по эмпирической формуле (1)

Iсв = k·dэ (1)

Где k - коэф-т, принимаемый в зависимости от диаметра стержня электрода таблица 14.

Таблица 14. Зависимость коэффициента k от диаметра стержня электрода

Диаметр стержня электрода, мм

1.6…….2.5

3.0……….4.0

5.0……..6.0

Коэффициент - k, А/мм

25……..30

30………..45

45………60

Принять k = 45, отсюда следует:

Iсв = 45 · 5 = 225А

Расчет силы сварочного тока при сварке покрытыми электродами можно рассчитать и по диаметру электрода и допускаемой плотности тока:

Iсв. = р· dэ2 / 4 ·J

где J- допускаемая плотность тока, А/мм равная 11 (табл.2 метод.)

Iсв. = 3.14·52/4·11 (1.1)

Iсв. = 3.14·25/4·11 = 215A

Для расчетов принять значение по формуле (1.1)

3.1.1 Напряжение на дуге

Напряжение на дуге при ручной дуговой сварке изменяется в узких пределах (20-36В) и при расчетах режима не регламентируется. Для приближенного расчета напряжения на дуге можно пользоваться выражением (2)

Uд = 20+0.04·Iсв (2)

Uд = 20+0.04·215 = 28.6?30В

3.1.2 Определение числа проходов

При сварке угловых и тавровых соединений общая площадь поперечного сечения может быть вычислена по формуле (3):

Fн = Ky·k2/2 (3)

Где Ky - коэффициент увеличения, учитывающий условия сварки, наличие зазора и усиления шва; k - катет шва, мм

Значения Ky выбирают в зависимости от катета углового шва таблица 15.

Таблица 15.

Катет шва, мм

10…..12

12……..20

20……30

Свыше 30

Коэф-т увелич.Ky

1.20

1.15

1.10

1.05

Согласно СНиП ЙЙ-23-81 с глубиной провара не более 6мм, катет для РДС составляет 6мм. Принять Ky = 1.2

Fн = 1.2·62/2 = 21.6 мм2 (4)

Число проходов при сварке угловых швов определяется по формуле (5).

n = Fн/ Fn (5)

где Fn определяют по формуле (6)

Fn = (8….12) · dэ (6)

Fn = 8·5 = 40

Отсюда следует что, число проходов составит:

n = 15/40 = 0.375,

то есть прихватку производить в один проход, что вполне целесообразно.

3.1.3 Скорость сварки

Скорость дуговой сварки покрытыми электродами обычно задается и контролируется косвенно по необходимым размерам получаемого шва и может быть определенна по формуле (7):

Vсв. = бн·Iсв/3600·г·Fн, (7)

где бн - коэффициент наплавки, г/А·ч равный (9-10)

Fн. - площадь поперечного сечения наплавленного металла за данный проход,

г - плотность наплавленного металла за данный проход, г/см3 для большинства сталей равный (7-8)

Получаем:

Vсв. = 9·215А/3600·7·21.6мм2 = 1935/544320 = 0.003мм/с = 10.8м/ч

3.1.4 Определение погонной энергии при сварке

Для дальнейших вычислений требуется расчет погонной энергии при сварке, выполняемый по формуле (8):

qn = qэф/Vсв = Iсв·Uд·зи/Vсв (8)

где qэф - эффективная тепловая мощность сварочной дуги, Дж

зи - эффективный КПД нагрева изделия дугой, для дуговых методов сварки находится в пределах 0.6…..0.9: покрытыми электродами на постоянном токе 0.75….0.85: на переменном токе КПД имеет значение 0.65…..0.75.

qn = 240А· 30В·0.75/0.003мм/с = 5400/0.003 = 1800000Джс/см

3.1.5 Определение глубины проплавления

При необходимости глубина проплавления при наплавке валика на лист может быть определенна с достаточной степенью точности по формуле:

r = v2· qn/р·e·cс·Tпл (9)

Если в формулу подставить значения всех констант для низкоуглеродистых и низколегированных конструкционных сталей, то получим, что расстояние до изотермы плавления определяется выражением, в котором погонная энергия подставляется в тепловых величинах, Дж/см.

r = 0.005588·v qn (10)

r = 0.005588·v1800000Джс/см = 0.005588·1341.6 = 7.49?7.5

Так как действительные условия ввода теплоты в изделие при ручной дуговой сварке отличаются от расчетной схемы, то глубина провара определяется по формуле:

H = (0.5…..0.7)· r (11)

H = 0.7·7.5 = 5.25

Если расчетная глубина проплавления отличается от требуемой более чем на 10…..15%, то необходимо произвести изменения значений сварочного тока или изменить диаметр покрытого электрода и произвести перерасчет глубины проплавления с новыми параметрами режима еще раз. В нашем случае требуемая величина 6мм и расчетная 5.25 отвечает заданным параметрам.

WELDING PROCEDURE SPECIFICFTION СПЕЦИФИКАЦИЯ СВАРОЧНОЙ ПРЦЕДУРЫ

Наименование предприятия/ Vendors name Саратов/ Saratov

Номер контракта/Number of Contract 001

ГОСТ на сварку/Weld Standard

ГОСТ 5264-80/GOST 5264-80

Основной металл/Base metal

С285 ГОСТ 27772-88/C285 GOST27772-88

Толщина основного металла/ Base metal thick

10-7мм/10-7mm

Толщина испытуемого металла/Throat of weld test

Нет/None

Сварочный процесс/Welding process

РДС /SMAW

Способ сварки/Welding technique

РДС - прихватка/Tack weld

Сварочные материалы/ Welding consumables

Сварочная проволока/Welding wire

Нет/None

Покрытый электрод/Covered electrode

Э46A

Флюс/Flux

Нет/None

Смесь защитного газа/Shielding gas mixture (Flow rate)

Нет/None

Газовая поддержка/Gas backing

Нет/None

Металлические подкладки/Metal retainers

Нет/None

Один или несколько электродов/Single or multiple electrode

Один/Single

Один или несколько проходов/Single or multiple pass

Один/Single

Род тока, полярность/Current AC or DC, Polarity

Постоянный, обратная/DC-RP

Предварительный подогрев/Preheat temperature

Нет/None

Термообработка после сварки/Post weld heat treatment

Нет/None

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Положение и тип соединения/ Position and Joint type

Слои/

Layer

Проход/

Pass

Диаметр св. материала/ Welding wire diameter

Ток Current

НапряжVoltage

Скорость св./Weld speed

Нижнее/стыковое/тавровое/

Flat/Butt

1

1

5мм

215A

28-30V

10.8m/h

1

1

5мм

215A

28-30V

10.8m/h

Дата/Date 23.03.08 Инженер по сварке /Welding Engineer S.Sakharnov/Сахарнов Подпись/Sign

3.2 Расчет режима механизированной дуговой сварки

Основной вид сварки - автоматическая сварка под флюсом. Согласно СНиП ЙЙ-23-81 таблица 38, параметры катета шва следует принимать с учетом следующих условий: а) катеты угловых швов должны быть не более 1.2t, где t -наименьшая толщина соединяемых элементов; б) катеты угловых швов следует принимать по расчету, но не менее указанных в таблице 16.

Таблица 16. Параметры катета автоматической сварки.

Соединение

Вид сварки

Предел текучести

Толщина от 6-10мм

угловое

автоматическая

До 380

5мм

Минимальная толщина при сварке под флюсом составляет 7мм (края стенок швеллера), значит, расчетная величина катета составит 7·1.2=8.4мм

3.2.1 Расчет режима сварки угловых швов бесскосных соединений без зазора в стыке

Установить требуемую глубину провара при сварке с одной стороны, которая назначается исходя из технологической возможности выбранного механизированного способа сварки. Иногда глубину провара при сварке с одной стороны задают на 2……3мм больше или меньше половины сечения, в зависимости от толщины свариваемых пластин.

H = S/2 (12)

Н = 10/2 = 5мм

3.2.2 Сила тока

Выбрать силу сварочного тока, обеспечивающую заданную глубину проплавления свариваемых пластин:

Iсв = 100· H/kh (13)

где kh - коэффициент пропорциональности, величина которого зависит от условий проведения сварки. Значения данного коэффициента для средних значений тока приведены в таблице 5 по методичке, учитывая марку флюса АН-348А и диаметр проволоки 3мм при постоянном токе обратной полярности принять равным 1.25

Iсв = 100·5/1.25 = 400А

3.2.3 Выбор диаметра проволоки.

Ориентировочно диаметр может быть определен по формуле (14):

dэ = 2·v Iсв/ р·J (14)

где J - допустимая плотность тока, А/мм2

Допустимая плотность тока при механизированной сварке сварных швов без скоса кромок зависит от диаметра электрода, таблица 6 по методичке, принять 55.

dэ = 2·v400А/3.14·55 = 3.04?3мм

3.2.4 Определение оптимального напряжения дуги

Uд = 20+50·10 -3/v dэ· Iсв ± 1 (15)

Uд = 20+0.05/1.73·400 ± 1= 32.5?33В

3.2.5 Определение коэффициента формы провара

Шпр = К?·(19 - 0.01· Iсв)· dэ· Uд/ Iсв (16)

где К? - коэффициент, величина которого зависит от рода тока и полярности, при плотности тока J<120А/мм2 при сварке на постоянном токе обратной полярности определяется соотношением:

К? = 0.367·J0.1925 = 0.92 (17)

Шпр = 0.92·15·(3·33/400) = 13.8·0.2475 = 3.41

Для механизированной сварки значения Шпр должны составлять 0.8…..4.0, что абсолютно соответствует нашему параметру, в противном случае необходимо произвести перерасчет с корректировкой параметров режима сварки.

3.2.6 Определение параметров шва

Зная глубину провара и коэффициент формы провара, определяют ширину шва

е = Шпр· Н (18)

е = 3.41· 5 = 17.05

Задавшись оптимальным значением формы выпуклости, т.е. коэффициентом формы усиления Шв, находят высоту валика:

q = е/ Шв, (19)

При этом значения Шв выбирают в пределах 7……10

q = 17.05/7 = 2.43

Определить площадь сечения наплавленного металла:

Fн = е· q·мв, (20)

где мв равно 0.73, а при сварке в углекислом газе равно 0.62±0.02

Fн = 17.05·2.43·0.73 = 30.24 мм2

3.2.7 Определение скорости сварки

При приближенном расчете скорости сварки соединения без зазора и разделки кромок, можно воспользоваться формулой:

Vсв = А/ Iсв (21)

Значения коэффициента пропорциональности (А) в зависимости от диаметра электрода применить согласно таблице 7 по методичке: dэ = 3мм, отсюда, А = 12…..16, взять равным 16.

Vсв = 16/400 = 0.04А·103 = 40А·м/ч,

В результате расчета получаем диапазон, в котором должны находиться значения искомой скорости сварки, для обеспечения требуемой глубины провара.

Для более точного определения скорости перемещения сварочной дуги используется методика расчета по требуемой площади сечения наплавленного металла:

Vсв = бн·Iсв/3600·г·Fн, (22)

где бн - коэффициент наплавки, г/А·ч

г - плотность наплавленного металла, г/см3

Значение коэффициента наплавки бн при определении Vсв и Vпод рассчитывают следующим образом:

Ввиду незначительных потерь электродного металла при сварке под флюсом, с достаточной для практических расчетов точностью, можно принять, что коэффициент наплавки бн равен коэффициенту расплавления бр, величина которого состоит из двух слагаемых:

бр = бдр+ бмр (23)

бр = 12 г/А·ч + 1.0124 ? 13.2

где бдр составляющая коэффициента расплавления электрода, обуславливаемая тепловложением сварочной дуги, г/А·ч;

бмр составляющая коэффициента расплавления, зависящая от тепловложения вследствие предварительного нагрева вылета электрода протекающим током, г/А·ч.

При сварке под флюсом на постоянном токе обратной полярности удельное количество теплоты, выделяющееся в при электродной области, изменяется в небольших пределах, и составляющая коэффициента расплавления равна:

бдр = 11.6±0.4 = 12 г/А·ч

Величина второй составляющей коэффициента расплавления может быть рассчитана по уравнению, предложенному Б.К. Пацибратцевым:

бмр = 3.1· 10-3·v Iсв·?/ d2э (24)

бмр = 3.1· 10-3·v400·24/9 = 1.0124

где ? вылет электрода, см; dэ диаметр электрода.

Величину вылета электрода при сварке под флюсом выбирают в зависимости от диаметра электрода в пределах 20……80. При приближенных расчетах можно пользоваться выражением:

? = (8……12) dэ (25)

Принять равным 8.

? = 8·3 = 24мм

3.2.8 Проверка расчетов

Для проверки правильности расчетов определяют глубину проплавления, подставив полученные значения параметров режима в формулу:

Н = 2·vq/р·e·cс·Тпл· Шпр· Vсв (26)

Подставив значения постоянных составляющих для углеродистых и низколегированных сталей, выражение имеет вид:

Н = 0.0076·?q/ Шпр· Vсв (27)

Для дальнейших вычислений требуется расчет эффективной тепловой мощности сварочной дуги (q), которую можно вычислить по формуле погонной энергии при сварке, выполняемый по формуле (8):

qn = qэф/Vсв = Iсв·Uд·зи/Vсв

где qэф - эффективная тепловая мощность сварочной дуги, Дж

зи - эффективный КПД нагрева изделия дугой, для дуговых методов сварки находится в пределах 0.6…..0.9, принять 0.9, отсюда следует:

q = Iсв·Uд·зи

q = 400·33·0.9 = 11880Вт,

далее по формуле 27:

Н = 0.0076·v11880/ 3.41· 1см/с = 0.44см ? 4.4мм

Если расчетная глубина проплавления отличается от требуемой более чем на 10…..15%, то необходимо произвести изменения значений сварочного тока или изменить диаметр покрытого электрода и произвести перерасчет глубины проплавления с новыми параметрами режима еще раз. В нашем случае требуемая величина 5мм и расчетная 4.4мм отвечает заданным параметрам.

WELDING PROCEDURE SPECIFICFTION СПЕЦИФИКАЦИЯ СВАРОЧНОЙ ПРЦЕДУРЫ

Наименование предприятия/ Vendors name Саратов/ Saratov

Номер контракта/Number of Contract 002

ГОСТ на сварку/Weld Standard

ГОСТ 8713-79/GOST 8713-79

Основной металл/Base metal

С285 ГОСТ 27772-88/C285 GOST27772-88

Толщина основного металла/ Base metal thick

10-7мм/10-7mm

Толщина испытуемого металла/Throat of weld test

Нет/None

Сварочный процесс/Welding process

АФШ/SAW

Способ сварки/Welding technique

Автоматическая/Avtomatic

Сварочные материалы/

Welding consumables

Сварочная проволока/Welding wire

Св-08Г2C

Покрытый электрод/Covered electrode

Нет/None

Флюс/Flux

АН-348А

Смесь защитного газа/Shielding gas mixture (Flow rate)

Нет/None

Газовая поддержка/Gas backing

Нет/None

Металлические подкладки/Metal retainers

Нет/None

Один или несколько электродов/Single or multiple electrode

Один/Single

Один или несколько проходов/Single or multiple pass

Один/Single

Род тока, полярность/Current AC or DC, Polarity

Постоянный, обратная/DC-RP

Предварительный подогрев/Preheat temperature

Нет/None

Термообработка после сварки/Post weld heat treatment

Нет/None

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Положение и тип соединения/ Position and Joint type

Слои/

Layer

Проход/

Pass

Диаметр св. материала/

Welding wire diameter

Ток

Current

Напряж.

Voltage

Скорость св./

Weld speed

Нижнее/угловое Flat/Fillet

1

1

3мм

400A

32-33V

40m/h

1

1

3мм

400A

32-33V

40m/h

Дата/Date 23.03.08 Инженер по сварке /Welding Engineer S.Sakharnov/Сахарнов Подпись/Sign

3.3 Расчет режима дуговой сварки в среде углекислого газа

При сварке плавящимся электродом в среде углекислого газа параметры режимов сварки в основном те же, что и при сварке под флюсом. В данном случае разность в параметрах диаметра электрода, отсюда и отличительный режим.

Таблица 17. Параметры проволоки для сварке в СО2.

Толщина сварочного материала

Катет шва

Сварочный ток

Количество слоев

Электродная проволока

6-10

5

200-500

1

2

3.3.1 Расчет режима сварки угловых швов бесскосных соединений без зазора в стыке

Установить требуемую глубину провара при сварке с одной стороны, которая назначается исходя из технологической возможности выбранного механизированного способа сварки.(12)

H = S/2

Н = 7/2 = 3.5мм

3.3.2 Сила тока

Выбрать силу сварочного тока, обеспечивающую заданную глубину проплавления свариваемых пластин (13):

Iсв = 100· H/kh

где kh - коэффициент пропорциональности, величина которого зависит от условий проведения сварки. Значения данного коэффициента для средних значений тока приведены в таблице 5 по методичке, учитывая, что сварка в среде углекислого газа и диаметр проволоки 2мм при постоянном токе обратной полярности принять равным 1.55

Iсв = 100·3.5/1.55 = 225А

3.3.3 Выбор диаметра проволоки

Ориентировочно диаметр может быть определен по формуле (14):

dэ = 2·v Iсв/ р·J

где J - допустимая плотность тока, А/мм2

Допустимая плотность тока при сварке сварных швов в среде газа без скоса кромок зависит от диаметра электрода, таблица 6 по методичке, принять 65.

dэ = 2·v225А/3.14·65 = 2.1?2мм

3.3.4 Определение оптимального напряжения дуги (15)

Uд = 20+50·10 -3/v dэ· Iсв ± 1

Uд = 20+0.05/v2 ·225 ± 1= 27.9? 30В

3.3.5 Определение коэффициента формы провара (16)

Шпр = К?·(19 - 0.01· Iсв)· dэ· Uд/ Iсв

где К? - коэффициент, величина которого зависит от рода тока и полярности, при плотности тока J<120А/мм2 при сварке на постоянном токе обратной полярности определяется соотношением (17):

К? = 0.367·J0.1925 = 0.92

Шпр = 0.92·(19 - 0.01· 225)· 2· 30/ 225 = 3.8

Для механизированной сварки значения Шпр должны составлять 0.8…..4.0, что абсолютно соответствует нашему параметру, в противном случае необходимо произвести перерасчет с корректировкой параметров режима сварки.

3.3.6 Определение параметров шва

Зная глубину провара и коэффициент формы провара, определяют ширину шва (18):

е = Шпр· Н

е = 3.8· 3.5 = 13.37мм

Задавшись оптимальным значением формы выпуклости, т.е. коэффициентом формы усиления Шв, находят высоту валика (19):

q = е/ Шв,

При этом значения Шв выбирают в пределах 7……10

q = 13.37/7 = 1.91мм

Определить площадь сечения наплавленного металла (20):

Fн = е· q·мв,

где мв равно 0.62±0.02 при сварке в углекислом газе

Fн = 13.37·1.91·0.62 = 15.8

3.3.7 Определение скорости сварки

При приближенном расчете скорости сварки соединения без зазора и разделки кромок, можно воспользоваться формулой (21):

Vсв = А/ Iсв

Значения коэффициента пропорциональности (А) в зависимости от диаметра электрода применить согласно таблице 7 по методичке: dэ = 2мм, отсюда, А = 8…..12, взять равным 12.

Vсв = 8/225 = 0.03А·103 = 30А·м/ч,

В результате расчета получаем диапазон, в котором должны находиться значения искомой скорости сварки, для обеспечения требуемой глубины провара.

Величину коэффициента расплавления можно рассчитать по формуле:

бр = 9.05+3.1·10-3v Iсв·?/ d2э (28)

При этом величину вылета электрода ? выбирают в пределах 10…..20мм, принять 15мм.

бр = 9.05+3.1·10-3v 225·15/ 22 = 9.95

3.3.8 Определение скорости подачи электродной проволоки

Vпод = бр·Iсв/3600·г·Fэл, (29)

где Fэл площадь поперечного сечения электрода

Vпод = 9.95·225/3600·7·0.2 = 2238.8/5040 = 0.44см ?5мм

3.3.9 Проверка расчетов

Для проверки правильности расчетов определяют глубину проплавления, подставив полученные значения параметров режима в формулу (26):

Н = 2·vq/р·e·cс·Тпл· Шпр· Vсв

Подставив значения постоянных составляющих для углеродистых и низколегированных сталей, выражение имеет вид (27):

Н = 0.0076·?q/ Шпр· Vсв

Для дальнейших вычислений требуется расчет эффективной тепловой мощности сварочной дуги (q), которую можно вычислить по формуле погонной энергии при сварке, выполняемый по формуле (8):

qn = qэф/Vсв = Iсв·Uд·зи/Vсв

где qэф - эффективная тепловая мощность сварочной дуги, Дж

зи - эффективный КПД нагрева изделия дугой, для дуговых методов сварки находится в пределах 0.6…..0.9, принять 0.9, отсюда следует:

q = Iсв·Uд·зи

q = 225·30·0.9 = 6075Вт,

3.3.9.1 Определение коэффициента формы провара (16)

Шпр = К?·(19 - 0.01· Iсв)· dэ· Uд/ Iсв

где К? - коэффициент, величина которого зависит от рода тока и полярности, при плотности тока J<120А/мм2 при сварке на постоянном токе обратной полярности определяется соотношением (17):

К? = 0.367·J0.1925 = 0.92

Отсюда вычисляем далее:

Шпр = 0.92·(19-0.01·225)2·27.9/225 = 15.41·0.24 =3.8

Для механизированной сварки значения Шпр должны составлять 0.8…..4.0, что абсолютно соответствует нашему параметру, в противном случае необходимо произвести перерасчет с корректировкой параметров режима сварки, далее по формуле 27:

Н = 0.0076·v6075Вт / 3.8· 0.83см/с = 0.33см ? 3.3мм

Если расчетная глубина проплавления отличается от требуемой более чем на 10…..15%, то необходимо произвести изменения значений сварочного тока или изменить диаметр покрытого электрода и произвести перерасчет глубины проплавления с новыми параметрами режима еще раз. В нашем случае требуемая величина 4мм и расчетная 3.7мм отвечает заданным параметрам.

WELDING PROCEDURE SPECIFICFTION

СПЕЦИФИКАЦИЯ СВАРОЧНОЙ ПРЦЕДУРЫ

Наименование предприятия/ Vendors name Саратов/ Saratov

Номер контракта/Number of Contract 003

ГОСТ на сварку/Weld Standard

ГОСТ 8713-79/GOST 8713-79

Основной металл/Base metal

С285 ГОСТ 27772-88/C285 GOST27772-88

Толщина основного металла/ Base metal thick

10-7мм/10-7mm

Толщина испытуемого металла/Throat of weld test

Нет/None

Сварочный процесс/Welding process

GTAW

Способ сварки/Welding technique

Механизированная/Avtomatic

Сварочные материалы/

Welding consumables

Сварочная проволока/Welding wire

Св-08Г2C

Покрытый электрод/Covered electrode

Нет/None

Флюс/Flux

Нет/None

Смесь защитного газа/Shielding gas mixture (Flow rate)

СО2

Газовая поддержка/Gas backing

Нет/None

Металлические подкладки/Metal retainers

Нет/None

Один или несколько электродов/Single or multiple electrode

Один/Single

Один или несколько проходов/Single or multiple pass

Один/Single

Род тока, полярность/Current AC or DC, Polarity

Постоянный, обратная/DC-RP

Предварительный подогрев/Preheat temperature

Нет/None

Термообработка после сварки/Post weld heat treatment

Нет/None

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Положение и тип соединения/

Position and Joint type

Слои/

Layer

Проход/

Pass

Диаметр св. материала/

Welding wire diameter

Ток

Current

Напряж.

Voltage

Скорость св./

Weld speed

Нижнее/угловое

Flat/Fillet

1

1

2мм

225A

27-30V

30m/h

1

1

2мм

225A

27-30V

30m/h

Дата/Date 23.03.08 Инженер по сварке /Welding Engineer S.Sakharnov/Сахарнов Подпись/Sign

4. Выбор и обоснование источников питания и сварочного оборудования

4.1 Ручная дуговая сварка

При сборке данной конструкции для прихваток использовать ручную дуговую сварку постоянного тока, однопостовую с крутопадающей характеристикой и номинальным током 180А. Выбрать ВД 306.

Таблица 18. Характеристика сварочного выпрямителя

Тип

Напряжение

Сварочный ток

Мощн.

Коэффициент

габарит

масса

ВД306

Ном.

Холл. ход

Ном.

Регулир.

24

Мощн.

КПД

770х760х820

165

22-32

61-70

315

45-315

0.67

0.67

4.2 Автоматическая сварка

Для автоматической сварки под флюсом, использовать подвесную головку, так как ширина и конструкция данного лонжерона не позволяет использовать сварочный трактор. Выбрать А-1423-У4

Таблица 19. Технические характеристики А-1423-У4.

Тип

Ном.

Электрод. проволока

Скорость сварки

Вертик. ход

Объем бункера

Тип источ. питания

Габарит.

Масса

А-1423-У4

300

Диам

Скор. подачи

0.7-6.7

250

55

ВДУ_504

760х840х1670

210

1.6-3

1.3-12.5

4.3 Сварка в среде углекислого газа

Для придачи местной устойчивости в данной конструкции применены ребра жесткости, которые сварены полуавтоматом в среде углекислого газа.

Для сварки ребра использовать полуавтомат марки А-1197 У3. Данная марка универсальна тем, что имеет одинаковый источник питания с автоматической подвесной головкой и обладает конструктивной особенностью, плавным регулированием скорости подачи проволоки.

Таблица 20. Технические характеристики А-1197 У3.

Марка

Сварочный ток

Проволока

Тип источ.питан

Габарит

Масса

Назначение

А-1197 У3.

Ном

предел

диам

Подач.

ВДУ-504

Шкаф управл.

Механизм подачи

Шкаф управл.

Механизм подачи

Сварка в защитных газах

500

150-500

1.6-2

3.3-20

360х195х315

576х390х321

32

40

4.4 Источник питания

Выпрямители типа ВДУ - универсальны. Они состоят из силового трехфазного трансформатора и выпрямительного блока. Скорость нарастания тока в сварочной цепи регулируется дросселем с отпайками.

Таблица 21. Технические характеристики

Тип

Сварочный ток

Напряжение

Коэффициент

Габарит

Масса

ВДУ-504

Ном

педел регул.

ном

хол.ход

полезн. действ.

Мощнос.

500

70-500

45

72-76

0.82

_

1275х816х940

400

5. Разработка технологии изготовления сварной конструкции

5.1 Заготовительная операция

Сборочные работы и последующая сварка конструкции тесно связаны и выполняются в одном цехе. Заготовку составных частей конструкции необходимо производить с помощью технологически приемлемого способа, то есть: ребра жесткости после предварительной разметки нарезать с помощью листовых ножниц; длину швеллера с точностью до миллиметра, применить пилу по металлу; полку, если длинна, не позволяет применить ножницы, можно резать плазменной резкой или другими конструктивными способами.

Установка для сборки сварных лонжеронов состоит: основание - рама, на которой монтированы неподвижная и подвижная опора, регулировка между опорами механизирована; портал - перемещается с помощью п...


Подобные документы

  • Описание конструкции балки. Особенности сварки в среде углекислого газа. Подготовка металла. Сварочные материалы и режимы сварки. Описание конструкции электростенда и принципа его работы. Производительность оборудования, заработная плата и отчисления.

    дипломная работа [4,7 M], добавлен 17.05.2012

  • Технологичность сварной конструкции. Оценка свариваемости металла. Расчёт параметров контура контактной машины. Технология сборки и сварки. Сварочные напряжения и деформации, меры борьбы с ними. Методы контроля качества. Планировка рабочего места.

    курсовая работа [8,1 M], добавлен 24.11.2013

  • Сварочные материалы и подготовка их перед запуском в производство. Способы изготовления деталей, требования к ним. Расчет режимов сварки. Технология сборки и сварки днищевой секции транспортного понтона. Разбивка конструкции на сборочные узлы, подсекции.

    дипломная работа [1,7 M], добавлен 24.11.2019

  • Основные понятия и способы сварки трубопроводов. Выбор стали для газопровода. Подготовка кромок труб под сварку. Выбор сварочного материала. Требования к сборке труб. Квалификационные испытания сварщиков. Технология и техника ручной дуговой сварки.

    дипломная работа [2,9 M], добавлен 25.01.2015

  • Сущность процесса дуговой сварки в среде защитных газов. Описание сварной конструкции. Обоснование выбора материала, типа производства и оборудования. Расчет режимов сварки. Техника безопасности, противопожарные мероприятия и охрана окружающей среды.

    курсовая работа [1,3 M], добавлен 13.02.2012

  • Техника ручной дуговой сварки. Подготовка металла под сварку: очищение и выправление. Обработка кромок перед сваркой. Выбор режима сварки. Влияние элементов режима сварки на размеры и форму шва. Зависимость плотности тока в электроде от его диаметра.

    реферат [2,0 M], добавлен 03.02.2009

  • Технические условия на изготовление сварной конструкции. Разработка маршрутной технологии сварки. Расчет ширины и длины пролета проектируемого участка. Расчет плановой себестоимости изготовления изделия. Техника безопасности при сварочных работах.

    дипломная работа [982,7 K], добавлен 08.06.2023

  • Обоснование технологического процесса изготовления рамы привода, служащей фундаментом для фиксации двигателя и редуктора. Заготовительные, сборочные и сварочные операции; расчет параметров режима сварки. Контроль качества сварных соединений; охрана труда.

    дипломная работа [5,1 M], добавлен 24.09.2012

  • Описание сварной конструкции с анализом ее технологичности. Характеристики свариваемого материала. Способ изготовления заготовки и подготовка кромок. Выбор сборочно-сварочного оборудования. Меры борьбы со сварочными напряжениями и деформациями.

    контрольная работа [37,6 K], добавлен 15.03.2011

  • Изготовление сварных конструкций. Проектирование технологии и организации сборочно-сварочных работ. Основной материал для изготовления корпуса, оценка его свариваемости. Выбор способа сварки и сварочных материалов. Определение параметров режима сварки.

    курсовая работа [447,5 K], добавлен 26.01.2013

  • Рекомендуемые способы сварки и сварочные материалы, требования к ним. Технические характеристики используемого оборудования. Последовательность сборки и сварки конструкции, контроль качества швов. Определение норм расхода применяемых материалов.

    курсовая работа [38,2 K], добавлен 25.04.2015

  • Технология сварки трубопроводов диаметром 89-530 мм, толщиной стенки 5-6 мм. Выбор сварочных материалов и оборудования. Подготовка металла под сварку. Технология сварки. Напряжения и деформации при сварке. Технический контроль. Требования безопасности.

    контрольная работа [20,5 K], добавлен 27.02.2009

  • Описание действующей технологии изготовления изделия, анализ вариантов сварки. Расчет режимов, выбор и обоснование используемого оборудования и приспособлений. Разработка технологического процесса сборки и сварки изделия, контроль качества материалов.

    дипломная работа [678,7 K], добавлен 15.02.2015

  • Выбор материалов для выполнения сварочных работ и режима сварки. Технологическая карта на выполнение сборки концевых стыков труб диаметром 150 мм, изготовленных из стали марки 12Г2СБ при помощи ручной дуговой сварки. Контроль качества сварочных работ.

    курсовая работа [573,5 K], добавлен 14.11.2014

  • Классификация и обозначение покрытых электродов для ручной дуговой сварки. Устройство сварочного трансформатора и выпрямителя. Выбор режима сварки. Техника ручной дуговой сварки. Порядок проведения работы. Процесс зажигания и строение электрической дуги.

    лабораторная работа [1,1 M], добавлен 22.12.2009

  • Выбор и обоснование выбора материала сварной конструкции. Определение типа производства. Последовательность выполнения сборочно-сварочных операций с выбором способа сборки, сварки, оборудования для сборки и сварки, режимов сварки, сварочных материалов.

    курсовая работа [1,9 M], добавлен 16.05.2017

  • Выбор материала конструкции, сварочных материалов, оборудования и инструментов. Организация рабочего места. Изучение технологической схемы изготовления конструкции. Деформации и напряжения при сварке. Контроль качества сварных соединений конструкции.

    курсовая работа [2,2 M], добавлен 21.01.2015

  • Описание и назначение конструкции "корпус питателя". Выбор материала для сварной конструкции, оборудования и инструментов. Обоснованный выбор способа сварки с учетом современных технологий. Технология изготовления и контроль качества сварной конструкции.

    курсовая работа [460,8 K], добавлен 29.05.2013

  • Исследование существующих технологий изготовления трубопроводов. Назначение, описание, техническая характеристика и условия работы трубопровода. Выбор рода тока, источников питания, сборочно-сварочного оборудования. Контроль качества сборки и сварки.

    курсовая работа [272,4 K], добавлен 21.02.2016

  • Выбор параметров технологического процесса изготовления сварной конструкции, в первую очередь заготовительных и сборочно-сварочных работ. Назначение и устройство стойки под балкон. Технологический процесс и операции газовой сварки алюминия и его сплавов.

    курсовая работа [54,6 K], добавлен 19.01.2014

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.