Разработка технологического процесса сборки и сварки сборочной единицы колонны

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Основная задача технолога - разработка технологического процесса. Технологические процессы оформляются в соответствии с Единой системой технологической документации (ЕСТД), которая применяется в машиностроении и приборостроении. Допускается ее применение и в других отраслях промышленности. ЕСТД - это комплекс государственных стандартов и руководящих нормативных документов, устанавливающих взаимосвязанные правила и положения по порядку разработки, комплектации, оформлению и обращению технологической документации, применяемой при изготовлении и ремонте изделий.

Сваркой называется процесс получения неразъемных соединений посредством установления межатомных связей между соединёнными частями при их нагревании и или пластической деформировании /ГОСТ 2601 - 84/.

Сварка является одним из основных технологических процессов в машиностроении и строительстве. Основным видом сварки является дуговая сварка.

Курсовой проект на тему «Разработка технологического процесса сборки и сварки сборочной единицы колонны» является одним из заключительных расчетно-графических заданий в период обучения.

Цель курсового проекта - закрепление, систематизация и расширение теоретических знаний и приобретение практических навыков в вопросах проектирования технологического процесса сборки и сварки на примере сборочной единицы колонны.

Задача проекта - практические решения вопросов применительно к изготовлению конкретной сварной конструкции.

Объектом исследования является процесс сборки и сварки сборочной единицы колонны.

Предметом исследования является совершенствование методов сварки колонн, обеспечивающих необходимое качество и снижение стоимости при строительстве, освоении и эксплуатации скважин.



1. Принципы проектирования процессов сварки

Проектирование технологического процесса сварки представляет собой сложную оптимизационную задачу, основанную на использовании расчетных аналитических методов проектирования. Оптимальный вариант технологического процесса изготовления сложной сварной конструкции выбирается из нескольких расчетных вариантов технологии. В зависимости от основного назначения различают перспективные и рабочие технологические процессы.

Перспективный технологический процесс сварки включает в себя:

- последовательность технологических операций;

- разбивку конструкции на отдельные технологические узлы или элементы;

- эскизную проработку специальных приспособлений и оснастки;

- расчеты режнмов основных сварочных процессов, расчеты ожидаемых сварочных напряжений и деформаций;

- сравнительную оценку разработанныхвариантов технологии.

После окончательного утверждения технического проекта и прииятого варианта технологии выполняют рабочее проектирование конструкции (составление конструкторской документации) и разработку рабочей технологии (составление технологической документации).

Рабочий технологический процесс сварки включает в себя:

- уточнения и изменения принципиального технологического процесса, связанные с изменением конструкции на этапе рабочего проектирования;

- разработку технологических карт, в которых указывают все параметры режима сварки, примеияемые сварочные материалы иоборудование;

- краткие описания технологических приемов выполнения отдельных сварочных операций;

- требования к прочности и качеству сварных конструкций на отдельных этапах их изготовления;

- указания методов проверки точности и контроля качества соединений, узлов и готовой конструкции.

В зависимости от количества изделий, охватываемых процессом, установлено два вида технологического процесса: типовой и единичный. Правила разработки рабочих технологических процессов предусматривают обязательное использование типовых технологических процессов и стандартов на технологические операции.

В зависимости от степени детализации каждый технологический процесс сварки может быть маршрутным, операционным или операционно-маршругным. Типовые технологические процессы разрабатывают на основе анализа многих действующих и возможных технологических процессов для типовых представителей групп изделий. Технологическая операция является частью технологического процесса, выполияемой на одном рабочем месте.

2. Организация рабочего места

Рабочее место сварщика - это сварочный пост, который оснащен необходимым инструментом и оборудованием для выполнения работ. Сварочные посты могут быть оборудованы как в производственном помещении, так и на открытой производственной площадке (строительно-монтажные условия работы). В зависимости от условий работы сварочные посты могут быть стационарными или передвижными.

Сварочные посты необходимо размещать в специальных сварочных кабинах.

Места проведения сварочных работ разделяют на постоянные и временные. Постоянные (стационарные) места предназначены для работ, которые выполняются в специально оборудованных цехах, мастерских и т.д. Устанавливают сварочный в защищенном от атмосферных воздействий, хорошо проветриваемое помещение площадью не менее 3 м². лучше всего, если пол бетонный, а стены помещения не должны отражать сварочные блики, что может представлять опасность для глаз.

В идеале рабочее место сварщика должно располагаться в специальной кабине. Такое рабочее место может быть оборудовано для сварки малогабаритных предметов. Каркас кабин, можно сделать из металла, а стены из различных огнестойких материалов. Дверной проем кабины закрывают брезентовым занавесом, подвешенным на кольцах.

В кабинах в качестве источников питания размещается наиболее распространенные, однопостовые сварочные трансформаторы типа ТДМ для сварки на переменном токе, или сварочные выпрямители типа ВД или ВДУ для сварки на постоянном токе. Применяются для сварки в постоянном токе. Применяются также и многопостовые источники питания на несколько независимых постах.

Кабина сварочного поста должна иметь размеры: 2 (1.5) или 2 (2) м и высоту не менее 2 м. В кабине устанавливаются металлический стол. К верхней части кабины подводится зонд местной вытяжки воздуха от вентиляционной системы. В столе предусматриваются выдвижные ящики для хранения необходимого инструмента и приспособлений. Сварочный пост комплектуется как источником питания, так и электродержателем. Сварочными проводами, зажимами для токопроводящего провода, сварочным щитком с защитными светофильтрами различными зачистными и материальными инструментами. Стул с подъемным винтовым сиденьем, стеллажи для сварной проволоки, электродов и других необходимых инструментов и материалов. Если сварка выполняется в среде защитного газа, то должно быть предусмотрено место для баллонов.

Правильная организация рабочего места - залог качественной сварки и высокой производительности труда. Сварочные работы на постоянных сварочных постах следует выполнять только при наличии работающей вентиляцией. В процессе работы следует применять передвижные воздухоотсосы.

Временные рабочие места сварщика применяют для работ, которые выполняются непосредственно на оборудовании или установках, которые невозможно переместить к сварочному посту.

Такие места должны быть отгорожены огнестойкими ширмами, щитами и обеспеченными средствами первичного пожаротушения и огнетушителями. Тип емкости и количество огнетушителей определяют в зависимости от их производительности, площади действия, класса помещения и т.д. Кроме огнетушителя рабочее место сварщика оборудуется ящиком с песком, ведром и другими средствами пожаротушения.

При необходимости рабочее место может быть оборудовано средствами малой механизации, что облегчит не только сварку, но и погрузочно-разгрузочные работы.

В любом случае нельзя забывать о средствах противопожарной защиты, так как сварка является пожароопасной работой, не следует загромождать рабочее место ненужными вещами и оборудованием, так как это будет не только мешать работе, но и представлять опасность.

При выполнении сварочных работ в монтажных условиях на открытом воздухе рабочее место сварщика и оборудование обязательно должно быть защищено от атмосферных воздействий. Для этих целей применяют палатки, навесы или переносные тенты и т.д.

Применение сварочного оборудования на монтажных площадках создает ряд трудностей по его хранению. Каждый раз после окончания работы нужно перемещать аппарат к месту хранения. Лучше всего, если сварочный аппарат содержится в закрытом помещении, а к рабочему месту протягивают только сварочные кабеля. Если это невозможно, то лучше всего сварочный аппарат установить на передвижную тележку, что значительно облегчит его транспортировку.

Рабочий инструмент сварщика должен комплектоваться, учитывая специфику работы. Но существует определенный перечень инструмента, без которого обойтись не возможно. Каждый электросварщик должен иметь защитный щиток или маску, рукавицы, молоток, зубило или крейцмесель для отбивки шлака, стальную щетку. Сварщик, работающий с неплавящимся электродом, должен иметь набор запасных вольфрамовых электродов. Комплект гаечных ключей. пассатижи или кусачки.

На стационарном рабочем месте инструмент хранится в специальном ящике, а для работ на монтажной площадке у сварщика должна быть специальная сумка, предназначенная для хранения инструмента. Правильно подобранный и исправный инструмент экономит время и способствует производительному труду.

3. Характеристика колонны

Колонна - это металлическая конструкция которая работает на сжатие и применяется в качестве промежуточных опор для балок, ферм, перекрытий больших пролётов.

Колонна состоит из оголовка, стержня и базы.

Оголовок состоит плиты, вертикальных и горизонтальных рёбер жёсткости и предназначен для установки конструкций нагружающих колонну.

Стержень состоит из двух швеллеров, расположенных полками вовнутрь, соединённых планками. Стержень является основным несущим элементом колонны.

База служит для распределения равномерно по площади опирания и обеспечивает закрепление нижнего конца в фундаменте. База состоит из опорной плиты и траверс.

Сечения элементов выбирают такими, чтобы обеспечить одинаковую жесткость в обоих направлениях. Такие колонны имеют достаточно высокую технологичность в изготовлении и экономичны то затратам металла. С точки зрения экономики еще более рациональны колонны трубчатого сечения. Однако ввиду дефицита труб такие колонны применяются редко.

4. Выбор материалов. Анализ свариваемости стали

Обоснование материала сварной конструкции производить с учетом следующих основных требований:

- обеспечения прочности и жесткости при наименьших затратах ее изготовления с учетом максимальной экономии металла;

- гарантирования условий хорошей свариваемости при минимальном разупрочнении и снижении пластичности в зонах сварных соединений;

- обеспечения надежности эксплуатации конструкции при заданных нагрузках, при переменных температурах в агрессивных средах

Для изготовления строительных конструкций применяют низкоуглеродистые стали, а также низколегированные стали повышенной и высокой прочности.

Под свариваемостью понимается способность стали данного химического состава давать при сварке тем или иным способом высококачественное сварное соединение без трещин, пор и прочих дефектов. От химического состава стали зависит ее структура и физические свойства, которые могут изменяться под влиянием нагрева и охлаждения металла при сварке. На свариваемость стали влияет содержание в ней углерода и легирующих элементов. Для предварительного суждения о свариваемости стали известного химического состава можно подсчитывать эквивалентное содержание углерода, пользуясь формулой.

По признаку свариваемости все стали можно условно разделить на четыре группы:

1. Хорошо сваривающиеся у которыхэкв не более 0,25. Эти стали не дают трещин при сварке обычным способом, т.е. без предварительного и сопутствующего подогрева и последующей термообработки.

2. Удовлетворительно сваривающиеся, у которых Сэкв в пределах 0,25-0,35; они допускают сварку без появления трещин, только в нормальных производственных условиях, т.е. при окружающей температуре выше 0°С, отсутствии ветра и пр.

К этой же группе относят стали, нуждающиеся в предварительном подогреве или предварительной и последующей термообработке для предупреждения образования трещин при сварке в условиях, отличающихся от нормальных (при температуре ниже 0° С, ветре и др).

3. Ограниченно сваривающиеся, у которых Сэкв в пределах 0,35-0,45; они склонны к образованию трещин при сварке в обычных условиях. При сварке таких сталей необходима предварительная термообработка и подогрев. Большинство сталей этой группы подвергают термообработке и после сварки.

4. Плохо сваривающиеся, у которых Сэкв выше 0,45; такие стали склонны к образованию трещин при сварке.

Их можно соединять только с предварительной термообработкой, подогревом в процессе сварки и последующей термообработкой. Для металла небольшой толщины предельное значение Сэкв можно повысить до 0,55.

Предварительный подогрев замедляет охлаждение и предохраняет от появления холодных трещин при сварке.

Свариваемость стали определяют также различными пробами. С помощью проб устанавливают, не появляется ли при сварке данной стали хрупких структур в металле шва и околошовной зоне, способствующих образованию трещин.

Наиболее простой является технологическая проба, при которой к листу из испытуемой стали приваривают втавр односторонним угловым швом прямоугольную пластину (рис. 127, а). После остывания на спокойном воздухе пластину сбивают молотком, разрушая шов со стороны его вершины. Если будут обнаружены следы ранее образовавшихся трещин или разрушений в виде вырывов основного металла вблизи шва, то сталь является ограниченно сваривающейся и требует предварительного подогрева и последующей термообработки.

Склонность к образованию холодных трещин более толстой стали можно проверять пробой по способу Кировского завода (рис. 127, б, виг). В середине квадратного (130x130 мм) образца делается выточка диаметром 80 мм. Толщина а оставшейся части образца равняется 2, 4, 6 мм. В выточку наплавляют один или два валика (см. рис. 127, виг), охлаждая донышко снаружи воздухом или водой. Если при наплавке валика и охлаждении водой образец не дает трещин, сталь считается хорошо сваривающейся. Если трещины появляются при охлаждении водой, но не возникают при охлаждении на воздухе, то сталь считается удовлетворительно сваривающейся. Сталь считается ограниченно сваривающейся, если образец дает трещины и при охлаждении на воздухе. Такую сталь нужно сваривать с предварительным подогревом до 100-150° С.

Плохо сваривающейся считается сталь, образец которой дает трещины даже при предварительном подогреве до 100-150° С. Такая сталь требует при сварке предварительного подогрева до 300° С и выше.

5. Технические условия на изготовление сварной конструкции

Основные материалы

Технические условия изготовления сварной конструкции предусматривают технические условия на основные материалы, сварочные материалы, а также требования, предъявляемые к заготовкам под сборку и сварку, к сварке и к контролю качества сварки.

Технические условия на изготовление сварных конструкций учащиеся должны взять на заводах в ОГС или в бюро сборки и сварки, где они проходят технологическую практику.

В качестве основных материалов, применяемых для изготовления ответственных сварных конструкций (поднадзорных ГОСПРОМАТОМНАДЗОРу), работающих при динамических нагрузках должны применяться легированные стали по ГОСТ 19281-89 или углеродистые обыкновенного качества не ниже марки Ст3пс по ГОСТ 380-94.

Для неответственных сварных конструкций должны применяться стали не ниже марки Ст3пс по ГОСТ 380-94.

Соответствие всех сварочных материалов требованиям стандартов должно подтверждаться сертификатом заводов-поставщиков, а при отсутствии сертификата - данными испытаний лабораторий завода.

При ручной дуговой сварке должны применяться электроды не ниже типа Э42А по ГОСТ 9467-75 со стержнем из проволоки Св-08 по ГОСТ 2246-70.

Оборудование: сварочный аппарат для РДС, источник питания с номинальным сварочным током.

Выбор режима сварки:

электрод марки УОНИ 13/45 с dэ = 4 мм, h металла 5 мм.

Сварочная проволока не должна иметь ржавчины, масла и других загрязнений.

При сварке в углекислом газе должна применяться проволока не ниже Св-08Г2С по ГОСТ 2246-70.

Выбор материала сварного узла / производится с учётом обеспечения прочности и жёсткости при наименьших затратах на его изготовление, с учётом экономии металла, гарантирование условий хорошей свариваемости при минимальном разупрочнении и /снижении пластичности в зонах сварных соединений, обеспечения надёжности эксплуатации при заданных нагрузках переменных температурах.

В данном курсовом проекте самая подходящая сталь СтЗпс, которая является низкоуглеродистой, так как содержание углерода до 0.25% и по степени раскисления является промежуточной между спокойной и кипящей. Она содержит такое количество раскислителей, при котором газов выделяется меньше, чем при затвердевании кипящей стали, и поэтому имеет меньшую химическую однородность. Степень раскисления отражается в ее маркировке, например; Ст2кп, СтЗпс и т.д. Она является хорошо свариваемой сталью, так как количество углерода не превышает 0.25%.

6. Общие сведения о металлических (присадочных) материалах

Сварка является одним из ведущих технологических процессов изготовления металлических конструкций.

В большинстве случаев сварки плавлением и при всех наплавочных работах в расплавляемый основной металл вводится добавочный, наплавляемый; в результате их смешивания образуется сварочная ванна. Кристаллизация металла сварочной ванны вследствие прекращения действия источника тепла или его удаления при перемещении приводит к образованию металла сварного шва или наплавки. Введение добавочного металла осуществляется посредством расплавления сварочным источником тепла специальных сварочных материалов. Они могут вводиться в сварочное пространство как энергетически связанными с источником тепла (дуговая сварка плавящимся электродом и электрошлаковая сварка токоведущим электродом), так и автономно, непосредственно не связанными с источниками тепла (газовая сварка, сварка неплавящимся электродом).

При дуговой сварке применяют неплавящиеся и плавящиеся электроды.

Неплавящиеся электроды изготавливают из вольфрама и его сплавов.

Для плавящихся электродов наиболее распространённым материалом является холоднотянутая калиброванная проволока диаметром 0,3-12 мм, а также горячекатаная или порошковая проволока, электродные ленты и пластины. Классификация сварочных материалов в связи с их большим разнообразием чрезвычайно затруднена и до настоящего времени не разработана. Вот основные виды плавящихся металлических сварочных материалов:

Электродная проволока

Штучные электроды для дуговой сварки

Пластинчатые и пластино-проволочные электроды для электрошлаковой сварки

Плавящиеся присадочные (добавочные) материалы сплошного сечения

Плавящиеся присадочные материалы трубчатого несплошного сечения и порошки

Присадочные катаные, волоченые, литые стержни и проволока

Трубчатые (порошковые) электродные проволоки

Наплавочные катаные, протянутые проволоки

Наплавочные ленты

Литые стержни

Наплавочные трубчатые (порошковые) проволоки

Наплавочные порошковые ленты.

Не менее велико и качественное разнообразие сварочных материалов различного назначения. Так, одной только стальной электродной проволоки, централизованно поставляемой металлургической промышленностью по ГОСТу 2246-60, имеется около 60 различных составов при различном сортаменте по размерам. Каждый периодический пересмотр этого ГОСТа увеличивает количество включенных в него марок. Кроме того, электродные и присадочные материалы поставляются и по другим ГОСТам: например, около десяти марок сварочной проволоки из алюминия и его сплавов, две марки чугунных присадочных материалов и др. Учитывая присадочные (электродные) материалы, потребляемые сварочным производством по различным ведомственным ТУ и другим техническим документам, общее количество таких материалов по маркам превышает 100.

Требования к заготовкам под сварку предусматривают, чтобы свариваемые детали из листового, фасонного, сортового и другого проката должны быть выправлены перед сборкой под сварку.

После вальцовки или гибки детали не должны иметь трещин и заусенцев, надрывов, волнистости и других дефектов.

Кромки деталей, обрезанных на ножницах, не должны иметь трещин и заусенцев. Обрезная кромка должна быть перпендикулярной к поверхности детали. Допускаемый уклон в случаях, не оговоренных на чертежах, должен быть 1:10, но не более 2 мм.

Необходимость механической обработки кромок деталей должна указываться в чертежах и технологических процессах.

Вмятины после правки и криволинейность свариваемых кромок не должны выходить за пределы установленных допусков на зазоры между свариваемыми деталями. Предельные отклонения угловых размеров, если они не оговорены в чертежах, должны соответствовать десятой степени точности ГОСТ 8908-81.

Детали, поступающие на сварку, должны быть приняты ОТК.

4. Б) Заготовительный процесс.

К основным операциям подготовки металла под сварку относятся: правка и очистка проката, механическая или термическая резка при заготовке деталей или элементов конструкций, обработка кромок, подлежащих сварке.

Перед сваркой необходимо проверить:

а) качество изготовленных конструкций (путем тщательного внешнего осмотра);

б) соответствие металла требованиям рабочих чертежей (по сертификатам и маркировке на металле);

в) правильность подготовок кромок под сварку.

Подготовка кромок, должна соответствовать требованиям раздела 3. Кромки, а также прилегающие к ним поверхности металла шириной не менее 20 мм жаждая непосредственно перед сваркой должны быть зачищены до металлического блеска с удалением окалины, ржавчины, жиров, краски, грязи, влаги. В конструкциях из высокопрочных сталей должны быть также тщательно осмотрены места приварки приспособлений. Продукты очистки должны быть удалены из зазора между кромками.

Местные зазоры, превышающие допуски, указанные в разделе 3 (но не более 10 мм), разрешается устранять наплавкой стали на внутренние кромки с последующей механизированной зачисткой наплавленного металла. Использовать следует электроды, предназначенные для сварки данной конструкции.

В) Сборка конструкции.

При сборке допускается применение методов подгонки, которые должны исключать появление дополнительных напряжений в металле или повреждений поверхности металла.

Подготовленные к сборке под сварку кромки элементов конструкции и прилегающие к ним поверхности основного металла, а также величина зазора между кромками должны быть в соответствии с требованиями чертежей, действующих стандартов и нормалей на сварку.

Сварщик может приступить к сварке только после установления контролером ОТК правильности сборки и тщательности зачистки всех поверхностей металла, подлежащих сварке.

Сборку стыковых сварных соединений листовых конструкций рекомендуется производить с использованием временных сборочно-стяжных приспособлений. Клиновые полужесткие крепления применяют при сборке листов внахлестку. Колонны, подкрановые балки соединяют с помощью уголков - фиксаторов и стягивают болтами.

При сборке стыковых соединений рекомендуется (а для конструкций I-ой группы - обязательно) установить в начале и конце стыка выводные планки длиной и шириной не менее 100 и 50 мм, имеющие те же сечения и разделку кромок, что и свариваемый стык.

В тех случаях, когда невозможно использовать полужесткие крепления, применяют жесткие крепления прихватки.

Прихватки рекомендуется располагать со стороны, противоположной началу наложения шва. В местах пересечения швов прихватки не допускаются. Размещение прихваток при сборке листов показано на рис. 4.

Размеры прихваток в сечении не должны превышать 1/3 сечения основного шва (при толщине металла 5 мм и более). Катет прихваток в угловых швах должен быть не менее минимальных значений. В соединениях, собираемых на остающихся подкладках, катет прихваток должен быть не более 2-4 мм. Длина прихваток должна быть не менее 50 мм, а в конструкциях из стали высокой прочности - 100 мм.

Прихватки должны быть тщательно зачищены от шлака и подвергнуты внешнему осмотру. Забракованные прихватки следует удалить механизированной шлифовкой и выполнить вновь.

Сборка свариваемых деталей должна обеспечивать наличие установленного зазора в пределах допуска по всей длине соединения. Кромки и поверхности деталей в местах расположения сварных швов на ширину 25-30 мм должны быть очищены от ржавчины, масла и других загрязнений непосредственно перед сборкой под сварку.

Детали, предназначенные для контактной сварки, в местах соединения должны быть с обеих сторон очищены от окалины, масла, ржавчины и других загрязнений.

Детали с трещинами и надрывами, образовавшимися при изготовлении, к сборке под сварку не допускаются.

Указанные требования обеспечиваются технологической оснасткой и соответствующими допусками на собираемые детали.

При сборке не допускается силовая подгонка, вызывающая дополнительные напряжения в металле.

Местные повышенные зазоры должны быть устранены перед сборкой под сварку. Разрешается заваривать зазоры наплавкой кромок детали, но не более 5% длины шва. Заполнять увеличенные зазоры кусками металла и другими материалами запрещается.

Сечение прихваток допускается размером до половины сечения сварного шва. Прихватки должны ставиться в местах расположения сварных швов. Наложенные прихватки должны быть очищены от шлака.

Прихватка элементов сварных конструкций при сборке должна выполняться с использованием тех же присадочных материалов и требований, что и при выполнении сварных швов.

Размеры прихваток должны быть указаны в картах технологического процесса.

Сборка под сварку должна быть принята ОТК. При транспортировке и кантовке собранных под сварку металлоконструкций должны быть приняты меры, обеспечивающие сохранение геометрических форм и размеров, заданных при сборке.

К сварке ответственных сборочных единиц должны допускаться только аттестованные сварщики имеющие удостоверение, устанавливающее их квалификацию и характер работы, к которой они допущены.

Сварочное оборудование должно быть обеспечено вольтметрами, амперметрами и манометрами, за исключением тех случаев, когда установка приборов не предусмотрена. Состояние оборудования должно проверяться сварщиком и наладчиком ежедневно.

Профилактический осмотр сварочного оборудования отделом главного механика и энергетика должен осуществляться не реже одного раза в месяц.

Изготовление стальных сварных конструкции должно производиться в соответствии с чертежами и разработанным на их основе техпроцессом сборки и сварки.

Технологический процесс сварки должен предусматривать такой порядок наложения швов, при котором внутренние напряжения и деформации в сварном соединении будут наименьшими. Он должен обеспечивать максимальную возможность сварки в нижнем положении.

Выполнять сварочные работы методами, не указанными в технологическом процессе и настоящем стандарте, без согласования с главным специалистом по сварке запрещается, Отступление от указанных в картах техпроцесса режимов сварки, последовательности сварочных операций не допускается.

Поверхности деталей в местах расположения сварных швов должны быть проверены перед сваркой. Свариваемые кромки должны быть сухими. Следы коррозии, грязи, масла и другие загрязнения не допускаются.

Зажигать дугу на основном металле, вне границ шва, и выводить кратер на основной металл запрещается.

Отклонение размеров поперечного сечения сварных швов, указанных в чертежах, при сварке в углекислом газе, должны быть в соответствии с ГОСТ 14771-76.

По наружному виду сварной шов должен иметь равномерную поверхность без наплывов и натеков с плавным переходом к основному металлу.

По окончании сварочных работ, до предъявления изделия ОТК, сварные швы и прилегающие к ним поверхности должны быть очищены от шлаков, наплывов, брызг металла, окалины и проверены сварщиком.

При контактной точечной сварке глубина вдавливания электрода в основной металл сварочной точки не должна превышать 20% от толщины тонкой детали, но не более 0,4 мм.

Увеличение диаметра контактной поверхности электрода в процессе сварки не должно превышать 10% от установленного техпроцессом размера.

При сборке под точечную сварку зазор между соприкасающимися поверхностями в местах расположения точек не должен превышать 0.5…0,8 мм.

При сварке штампованных деталей зазор не должен превышать 0,2…0,3 мм.

При контактной точечной сварке деталей разной толщины режим сварки следует устанавливать в соответствии с толщиной более тонкой детали.

После сборки деталей под сварку необходимо проверять зазоры между деталями. Величина зазоров должна соответствовать ГОСТ 14771-76.

Размеры сварного шва должны соответствовать чертежу сварной конструкции по ГОСТу 14776-79.

В процессе сборки и сварки ответственных сварных конструкций должен осуществляться пооперационный контроль на всех этапах их изготовления. Процент контроля параметров оговаривается технологическим процессом.

Перед сваркой следует проверить правильность сборки, размеры и качество прихваток, соблюдение геометрических размеров изделия, а также чистоту поверхности свариваемых кромок, отсутствие коррозии, заусенцев, вмятин, других дефектов.

В процессе сварки должны контролироваться последовательность операций, установленная техпроцессом, отдельные швы и режим сварки.

После окончания сварки контроль качества сварных соединений должен осуществляться внешним осмотром и измерениями.

Угловые швы допускаются выпуклые и вогнутые, но во всех случаях катетом шва следует считать катет вписанного в сечение шва равнобедренного треугольника.

Осмотр может производиться без применения лупы или с применением её с увеличением до 10 раз.

Контроль размеров сварных швов, точек и выявленных дефектов должен производиться измерительным инструментом с ценой деления 0,1 или специальными шаблонами.

Исправление дефектного участка сварного шва более двух раз не допускается.

Внешний осмотр и обмер сварных соединений должен производиться согласно ГОСТ 3242-79.

Выбор сварочного оборудования

В соответствии с установленным технологическим процессом производят выбор сварочного оборудования. Основными условиями выбора служат:

- техническая характеристика сварочного оборудования, отвечающая принятой технологии;

- наименьшие габариты и вес;

- наибольший КПД и наименьшее потребление электроэнергии;

- минимальная стоимость.

Основным условием при выборе сварочного оборудования является тип производства.

Так, при единичном и мелкосерийном производстве из экономических соображений необходимо более дешевое сварочное оборудование - сварочные трансформаторы, выпрямители или сварочные полуавтоматы, отдавая предпочтение оборудованию, работающему в среде защитных газов с источником питания - выпрямителями.

Для подбора рациональных типов оборудования следует пользоваться новейшими данными справочной и информационной литературы, каталогами и проспектами по сварочной технике, в которых приведены технические характеристики источников питания, сварочных полуавтоматов и автоматов.

При определении расхода электроэнергии её расход вести по мощности источника питания и добавлять к ней 0,3…0,5 кВт на цепь управления автомата, полуавтомата.

Выбор и проектирование сборочно-сварочных приспособлений (оснастки) производится в соответствии с предварительно избранными способами сборки-сварки узлов. При разработке данного вопроса необходимо учитывать то, что выбор сборочно-сварочных приспособлений должен обеспечить следующее:

- уменьшение трудоёмкости работ, повышение производительности труда, хранение длительности производственного цикла;

- облегчение условий труда;

- повышение точности работ, улучшение качества продукции, сохранение заданной формы свариваемых изделий путём соответствующего закрепления их для уменьшения деформаций при сварке.

Приспособления должны удовлетворять следующим требованиям:

- обеспечивать доступность к местам установки деталей к рукояткам зажимных и фиксирующих устройств, к местам прихватов и сварки;

- обеспечивать наивыгоднейший порядок сборки;

- должны быть достаточно прочными и жёсткими, чтобы обеспечить точное закрепление деталей в требуемом положении и препятствовать их деформации при сварке;

- обеспечивать такие положения изделий, при которых было бы наименьшее число поворотов, как при наложении прихваток, так и при сварке;

- обеспечивать свободный доступ при проверке изделия;

- обеспечивать безопасное выполнение сборочно-сварочных работ.

При серийном производстве приспособления следует выбирать из расчёта возможностей перестройки производства на новый вид продукции, т.е. универсальные.

Тип приспособления необходимо выбирать в зависимости от программы, конструкции изделия, технологии и степени точности изготовления заготовок, технологии сборки-сварки.

Рабочий и мерительный инструмент выбирается конкретно для каждой сборочно-сварочной операции, исходя из требований чертежа и технических условий на изготовление сварной конструкции.

В данной работе для сварки колонны можно использовать цифровой сварочный полуавтомат Blue Weld/Megamig (Vegamig) Digital 460 с микропроцессорным управлением в комплекте с блоком подачи проволоки с 4-х роликовым подающим механизмом для сварки MIG-MAG и самозащитной порошковой проволокой (без газа), а также пайки. Он предназначен для сварки с широким диапазоном материалов, таких/ как сталь, нержавеющая сталь, алюминий и его сплавы. Этот аппарат рекомендован для промышленного использования. Содержит 9 персональных программ сварки. Автоматический контроль напряжения питания, определение типа горелки.

Осуществляется выбор между 2- или 4-тактным режимами работы в зависимости от свариваемого материала или режима сварки точками. Производится регулировка скорости подачи проволоки, времени подачи защитного газа, продолжительности плавления проволоки.

Способы сварки

Ручная дуговая сварка электродами марок:

ВСЦ-3, ОЗЛ-4, КУ-2 1,4

АН-1, 0МА-11, АНО-1 1,5

УОНИ-13/45, ВСП-1, МР-1, АМО-5, ОЗС-3, АНО-3, ОЗС-6, УП-1/5 1,6

МР-3, НИАТ-6, ЗИО-7, АНО-4, ОЗС-4, К-5А, УОНИ-13/55 1,7

ОММ-5, СМ-5, ВСЦ-2, ЦЛ-11 1,8

УТ-15, ЦТ-17 1,9

ОЗА-1, ОЗА-2 2,3

Автоматическая сварка под флюсом и электрошлаковая 1,02

Полуавтоматическая сварка под флюсом 1,03

Сварка неплавящимся электродом в инертных газах с присадкой:

- ручная 1,1

- автоматическая 1,02

Автоматическая и полуавтоматическая сварка плавящимся электродом в инертных газах и в смеси инертных и активных газов 1,05

Автоматическая и полуавтоматическая сварка в углекислом газе и автоматическая сварка в смесях газов 50% (Аr+CO2) 1,15

Для определения расхода флюса учитывается его расход на образование шлаковой корки и неизбежные потери на просыпание при сборке изделия и на распыление.

Расход флюса на изделие Gф, кг определяется по формуле:

Gф =шф· Gпр,

где Gф - масса израсходованного флюса, кг;

шф - коэффициент, выражающий отношение массы израсходованного флюса к массе сварочной проволоки и зависящий от типа сварного соединения и способа сварки;

Gпр - масса расходованной проволоки, кг.

Массу расходованного флюса mпp, кг, можно определить и от веса наплавленного металла.

При автоматической сварке расход флюса на изделие Gф, кг, определяется по формуле:

Gф = (0,1…1,2) · МУНМ,

где Gф - расход флюса на изделие, кг;

- масса наплавленного металла, кг.

При полуавтоматической сварке расход флюса на изделие Gф, кг, определяется по формуле:

Gф = (1,2…1,4) · МУНМ,

где Gф - расход флюса на изделие, кг;

- масса наплавленного металла, кг.

Расход углекислого газа определяется по формуле:

GСО2 = 1,5 · Gпр,

где GСО2 - расход углекислого газа, кг;

Gпр - масса расходованной проволоки, кг.

Если известна масса наплавленного металла МНМ одного метра шва, то расход электроэнергии W, кВт·ч, можно вычислить из удельного расхода электроэнергии по формуле:

W = aэ · МНМ,

где W - расход электроэнергии, кВт·ч;

МНМ - масса наплавленного металла одного метра шва, кг;

aэ - удельный расход электроэнергии на 1 кг наплавленного металла, кВт·ч/кг.

Для укрупнённых расчётов величину ?э можно принимать равной:

при сварке на переменном токе, кВт·ч/кг 3…4

- при многопостовой сварке на постоянном токе, кВт·ч/кт 6…8

- при автоматической сварке на постоянном токе, кВт·ч/кг 5…8

- под слоем флюса, кВт·ч/к 3…4

В данном курсовом проекте для сварки колонны выбираем механизированную сварку в среде углекислого газа, так как она оптимально подходит к конфигурации швов свариваемой колонны и обеспечивает необходимую прочность соединений.

Механизированную сварку в среде углекислого газа можно выполнять во всех пространственных положениях шва. Однако необходимо учитывать, что легче и производительнее сваривать швы в нижнем положении. Для предупреждения пористости в наплавленном металле с кромок сварных соединений необходимо удалять ржавчину, грязь, масло и влагу на ширину до 30 мм по обе стороны от оси шва. Окалина почти не влияет на качество сварного шва, поэтому детали после газовой резки могут свариваться сразу после зачистки и удаления шлака.

Контроль качества

Контроль качества производим внешним осмотром. Перед осмотром шов и прилегающую к нему поверхность металла размером 20x20 мм очищают от шлаков, брызг и загрязнений. Размеры сварного шва и дефектных участков определяются измерительным инструментом и специальными шаблонами. Границы выявленных трещин устанавливают путем засверливания, подрубки металла зубилом, шлифовки и последующего травления дефектного участка

Завод-изготовитель, а также монтажные и ремонтные организации, осуществляющие сварку элементов, обязаны применять такие виды и объемы контроля, которые гарантировали бы высокое качество и эксплуатационную надежность сварных соединений. При этом объем контроля должен быть не менее предусмотренного настоящими Правилами.

Все сварные соединения подлежат клеймению или иному методу обозначения, позволяющему установить фамилию сварщика, выполнившего эти соединения. Система клеймения устанавливается инструкцией завода-изготовителя или монтажной организации и должна предусматривать одинаковое клеймение сварных соединений элементов трубопровода и относящихся к ним контрольных соединений.

При монтаже трубопроводов 1-й категории должны быть составлены монтажные формуляры на сборочно-сварочные работы. Формуляры должны включать:

а) схему расположения и нумерацию всех деталей, элементов и сварных соединений трубопровода;

б) марки стали, номера плавок металла и номера труб, из которых изготовлены детали и элементы трубопровода;

в) марки и размеры использованных при сварке присадочных материалов;

г) режимы термообработки труб, деталей, изгибов и сварных соединений;

д) виды и результаты проведенного контроля неразрушающими методами дефектоскопии труб, деталей, изгибов и сварных соединений;

е) клейма сварщиков, выполнявших сварные соединения.

Контроль качества сварных соединений производится следующими методами:

а) внешним осмотром и измерением;

б) ультразвуковой дефектоскопией;

в) просвечиванием проникающим излучением (рентгено- или гаммаграфированием);

г) механическими испытаниями;

д) металлографическим исследованием;

е) гидравлическим испытанием;

ж) другими методами (стилоскопированием, замерами твердости, травлением, цветной дефектоскопией и т.п.), если они предусмотрены производственной инструкцией по сварке.

Контроль качества сварных соединений (за исключением стилоскопирования) должен производиться после проведения термической обработки (если такая обязательна для данного сварного соединения).

Результаты контроля сварных соединений должны быть зафиксированы в соответствующих документах.

Е) Покраска.

Ранее не окрашенные колонны следует обезжирить, обработать наждачной бумагой и, удалив пыль, покрыть слоем антикоррозионной грунтовки (обычно производители в инструкциях по эксплуатации рекомендуют грунтовку, которая наилучшим образом сочетается с этой краской).

Колонны окрашиваются кистью в один - два слоя. Если наносится два слоя, то после высыхания первого слоя его необходимо обработать наждачной бумагой. Поскольку металл не впитывает краску, на кисть набирают небольшое количество краски, а излишки снимают о край банки. При нанесении краски следят, чтобы не было пропусков и мест с нерастушеванным слоем краски. Растушевку обычно проводят по всей длине металлических изделий.



Заключение

технологический сварка сталь

Сварочные колонны РЕМА имеют модульную структуру. В зависимости от используемого метода сварки, сварочных материалов и конфигурации изготавливаемых изделий каждую сварочную колонну можно приспособить для наиболее эффективного выполнения поставленной задачи благодаря модульности. Для оптимизации устройства с целью максимальной производительности кроме размеров колонны необходимо выбрать, например, сварочное оборудование, поперечный суппорт, крепление сварочной головки, подачу флюса в случае дуговой сварки под флюсом, размер катушки с проволокой и её расположение, способ отслеживания шва и т.д.

Для сварки соединительных планок, оголовка и базы колонны была использована механизированная сварка в среде углекислого газа, оптимально рассчитаны катеты сварных швов, подобран сварочный ток, напряжение на дуге, расход защитного газа. Используемый полуавтомат BlueWeld Megamig (Vegamig) Digital 460 отвечает требованиям энергосбережения. Всё это позволило сократить расходы энергии.

Таким образом, спроектированная колонна отвечает требованиям ресурсо- и энергосбережения.

Размещено на Allbest.ru

...