Разработка директивного технологического процесса сборки и сварки корпуса

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Описание конструкции изделия и условий его эксплуатации

1.1 Описание конструкции изделия

1.2 Обоснование выбора материала, его основные свойства

1.2.1 Основные физико-химические и механические свойства сплава АМг3

2. Оценка свариваемости сплава АМг3

2.1 Металлургическая свариваемость

2.2 Тепловая свариваемость

3. Разработка директивного технологического процесса сборки и сварки корпуса

3.1 Расчет параметров режима сварки

3.2 Выбор оборудования и разработка сборочно-сварочной оснастки

3.3 Выбор способа контроля сварных соединений и метода испытаний готового изделия

3.4 Разработка директивной технологии

Заключение

Литература



Введение

Сварка - это получение неразъемных соединений посредством установления межатомных связей между соединяемыми частями при их нагревании и (или) пластическом деформировании. [ГОСТ 2601-84]

В условиях современного производства сварка является одним из ведущих технологических процессов обработки металлов. Изготовление приборов, аппаратов, машин, инженерных сооружений, немыслимо без применения сварки и близкого к ней технологического процесса термической резки. сплав сварка директивный

Дуговая сварка в среде защитных газов является одним из широко применяемых технологических процессов в машиностроении.

Сущность процесса сварки в среде защитных газов неплавящимся и плавящимся электродами такова. В первом случае электрическая дуга возбуждается между вольфрамовым или угольным электродом и основным металлом и горит в среде защитного газа. Для заполнения разделки в дугу подается присадочная проволока.

При сварке плавящимся электродом электрическая дуга горит в среде защитного газа между сварочной проволокой и основным металлом. Проволока подается механически с постоянной скоростью или переменной, зависящей от напряжения дуги.

Дуговая сварка обладает значительным преимуществом по сравнению с ранее применявшимся в строительстве соединением частей конструкций при помощи клепки: уменьшается расход металла, повышается производительность труда, сокращаются сроки строительства и его стоимость. Развитию процесса сварки уделяется большое внимание.



1. Описание конструкции изделия и условия его эксплуатации

1.1 Описание конструкции изделия

Корпус, рассматриваемый в данном курсовом проекте, является составной частью телескопа и предназначен для работы в условиях открытого Космоса. Корпус состоит из обечайки 2, к которой с одной стороны приваривается фланец 1, а с другой стороны - полусфера 3 (рис. 1.1).

Рис.1.1 - Корпус: 1- фланец, 2- обечайка, 3- полусфера

Рассматриваемый корпус является частью телескопа, работающего на орбите планеты, и будет эксплуатироваться при следующих условиях:

1. Давление глубокого космического вакуума ( сверх глубокий вакуум на h=30000км, p= 2,5·10^-11 Па);

2. Высокие температуры на этапе выведения на орбиту и сверх низкие космического пространства (от +150 до -100 ^оС);

3. Радиационное воздействие - электромагнитные и корпускулярные излучения;

4. Материал должен быть высокотехнологичным, обладать наименьшим склонностям к дефектам.

Исходя из рассмотренных условий эксплуатации изделия, к нему будут предъявляться следующие требования:

1) Высокая удельная прочность и хорошая свариваемость;

2) Герметичность сварных соединений.

1.2 Обоснование выбора материала, его основные свойства

Исходя из основных требований, предъявляемых к изделию, для его изготовления целесообразно использовать алюминиевые сплавы, так как они легко обрабатываются давлением (штамповка, гибка), имеют высокую теплопроводность, хорошо свариваются и обладают хорошей коррозионной стойкостью, высокой механической прочностью при относительной низкой плотности металла. Этот материал, имея высокую прочность и жесткость, может десятилетиями работать в космических условиях практически без ухудшения механических свойств. К главному недостатку данного материала можно отнести высокий коэффициент расширения.

Исходя из условий эксплуатации, из алюминиевых сплавов для изготовления конструкции наиболее предпочтительно использовать сплав АМг3, который обладает высоким комплексом механических свойств в сочетании с хорошей свариваемостью.

1.2.1 Основные физико-химические и механические свойства сплава АМг3

Основные механические и физические свойства сплава АМг3 представлены в таблицах 1.2.1. и 1.2.2.



Таблица 1.2.1. Химический состав сплава АМг3 ( в масс. %) (по ГОСТ 4784 - 97)

Аl	Mg	Si	Mn	Fe	Ti	Cu	Zn	Cr	Примесей
Осн.	3,2-3,8	0,5-0,8	0,3-0,6	до 0,5	до 0,1	до 0,1	до 0,2	до 0,05	Прочие, каждая 0,05; всего 0,1

Таблица 1.2.2. Механические и физические свойства сплава АМг3 (по ГОСТ 4784 - 97)

Плотность r , кг/м3 (при Т=200)	2620
Температура плавления Тпл, ° С	658
Коэффициент линейного расширения a Ч 10-6, град-1 (диапазон 200 -1000)	23,5
Теплопроводность l , Вт/(м Ч град)	151
Предел прочности при растяжении s в, МПа	165-245
Условный предел текучести s 0,2, МПа	59-69
Относительное удлинение при разрыве д5 (%)	7-15
Удельная теплоемкость материала C (Дж/(кг*град)) (Т=1000)	820
Удельное электросопротивление R( Ом*м)( Т=200)	49,6*109
Твердость по Бринеллю (МПа)	45

Упрочнение сплавов достигается в результате образования твердого раствора и в меньшей степени избыточных фаз.

Структура сплава представляет собой б-твердый раствор с включением интерметаллической в-фазы (Mg₅Al₈). При этом содержание магния в сплаве порядка 7% позволяет измельчить микрозерна, что делает структуру однородной и мелкозернистой. Диаграмма состояния Al - Mg представлена на рисунке 1.2.1.

Сплавы, содержащие до 7% Mg, дают очень незначительное упрочнение при термической обработке. Вследствие этого сплавы типа АМг упрочняют с помощью пластической деформации и используют в нагартованном (АМгН 80 % наклёпа) и полунагартованном (АМгП -- 40 % наклёпа) состояниях.



Рис. 1.2.1. Диаграмма состояния Al-Mg



2. Оценка свариваемости сплава АМг3

Определение свариваемости по ГОСТ 29273-92: Металлический материал считается поддающимся сварке до установленной степени при данных процессах и для данной цели, когда сваркой достигается металлическая целостность при соответствующем технологическом процессе, чтобы свариваемые детали отвечали техническим требованиям, как в отношении их собственных качеств, так и в отношении их влияния на конструкцию, которую они образуют.

Под технологической свариваемостью понимают возможность получения сварного соединения требуемого качества в условиях принятого технологического процесса. Технологическая свариваемость данного металла тем выше, чем больше число применяемых к нему способов сварки, проще их технология и шире пределы допускаемых режимов сварки, обеспечивающих заданные показатели качества сварного соединения. Технологическая свариваемость зависит от свойств свариваемых материалов; от способа и режима сварки; от конструктивных особенностей свариваемого изделия (габаритов, массы); условий последующей эксплуатации изделия.

Технологическую свариваемость целесообразно разделять на тепловую и металлургическую. Тепловая свариваемость -- реакция металла на тепловые воздействия в принятых условиях сварки. Металлургическая свариваемость -- поведение металла в сварочной ванне и изменение его свойств в результате взаимодействия с окружающими газами и шлаками, а также кристаллизации в условиях сварочного процесса.

Такая дифференцированная оценка технологической свариваемости позволяет инженеру-технологу выбрать оптимальный технологический вариант выполнения сварного соединения.

Оценка тепловой свариваемости важна для выбора оптимального термического цикла сварки, то есть источника теплоты и режимов. Точно так же оценка металлургической свариваемости необходима для выбора средств защиты и металлургической обработки ванны. Поэтому оценку свариваемости следует проводить применительно к определенным условиям сварки. В связи с этим можно говорить об удовлетворительной или неудовлетворительной свариваемости того или иного металла в условиях принятого технологического процесса и даже принятых режимов сварки.

2.1 Металлургической свариваемость

В сварочной ванне АМг3 взаимодействуют с газами и шлаками. Металлургические особенности сварки определяются взаимодействием их с газами окружающей среды, интенсивностью испарения легирующих элементов, а также особенностями кристаллизации в условиях сварочного процесса.

Магний увеличивает растворимость водорода в алюминии, поэтому к пористости при сварке АМг3 объясняется другим механизмом образования пор, не таким как в чистом алюминии. На поверхности сплавов, содержащих магний, присутствует окисная пленка, состоящая из окислов Al₂О₃ и MgO. Такая пленка имеет большую толщину, меньшую плотность из-за дефектов её строения и больший запас влаги, чем пленка Al₂O₃.

В процессе сварки при расплавлении основного и присадочного металлов часть влаги, содержащейся во внутренних дефектах пленки, не успевает прореагировать. Попадающие в ванну частицы пленки содержат остатки влаги, которая разлагается с выделением водорода. Образовавшийся водород в дефектах пленки переходит в молекулярную форму и затем выделяется в жидком металле ванны в вид пузырьков, минуя стадию растворения.

При таком механизме образования пор в качестве уменьшения пористости, кроме обычных мер (применение рациональной обработки поверхности проволоки и основного металла, сокращение удельной поверхности проволоки), так же эффективной мерой борьбы становится ужесточение режимов. Однако при ужесточении режимов возникает опасность увеличения давления водорода в несплошностях, что затрудняет выполнение многослойных швов и подварку.

Способность этих сплавов образовывать пористость в зонах термического воздействия связывается с наличием в слитках молекулярного водорода. После обработки таких слитков (прессования или прокатки) в металле образуются несплошности в виде каналов или коллекторов, в которых водород находится под высоким давлением. Для проверки качества металла, предназначенного для сварки, рекомендуется проводить специальную пробу. Многолетняя статистика брака сварных конструкций позволяет установить, что одним из основных дефектов (~48 %) при сварке алюминиевых и магниевых сплавов является газовая пористость.

Исследования взаимодействия Аl и Mg с различными газами показали, что наибольшую растворимость в них имеет водород. Так, анализ газов в Аl при температуре 1200°С показал следующее соотношение: 78 % Н, 12 % СО, 4 % СO₂, 6 % N.

Частицы окисной пленки, попавшие в ванну, а также часть пленок с поверхности основного металла, не разрушенных в процессе сварки, могут образовывать окисные включения в швах, снижающие свойства соединений. Для осуществления сварки должны быть приняты меры по разрушению и удалению пленки и защите металла от повторного окисления. С этой целью используют специальные сварочные флюсы или сварку осуществляют в атмосфере инертных защитных газов.

Введение в алюминий 0,5…0,7 % Mg резко повышает склонность сплава к трещинообразованию (~65 %). В дальнейшем характеристика (К) снижается и стабилизируется на уровне 30% при 6…7% Mg.

При сварке алюминевых сплавов рекомендуется:

1) Окисная пленка на поверхности алюминевых сплавов затрудняет процесс сварки. Обладая высокой температурой плавления (2050°С) она не растворяется в жидком металле в процессе сварки. Попадая в ванну, она затрудняет сплавление между собой частиц металла и ухудшает формирование шва. Необходимо удалить окисную пленку с поверхности металла перед сваркой.

2) Необходима самая тщательная химическая очистка сварочной проволоки и механическая очистка и обезжиривание свариваемых кромок. В связи с резким повышением растворимости газов в нагретом металле и задержкой их в металле при его остывании возникает интенсивная пористость, обусловленная водородом, приводящая к снижению прочности и пластичности металла. Предварительный и сопутствующий подогрев замедляет кристаллизацию металла сварочной ванны, что способствует более полному удалению газов и снижению пористости.

3) Для предотвращения образования трещин необходимо применять присадочный материал с большим содержанием магния.

2.2 Тепловая свариваемость

Тепловая свариваемость -- реакция металла на тепловые воздействия в принятых условиях сварки.

При сварке магналиевых сплавов сварные соединения становятся почти равнопрочными основному металлу.

При сварке алюминиевых сплавов кристаллическая структура и механические свойства металла швов могут изменяться в зависимости от состава сплава, используемого присадочного металла, способов и режимов сварки. Для всех способов сварки характерно наличие больших скоростей охлаждения и направленного отвода тепла. При кристаллизации в этих условиях часто развивается дендритная ликвация, что приводит к появлению в структуре металла эвтектики. Эвтектика снижает пластичность и прочность металла. В связи с этим в швах возможно возникновение кристаллизационных трещин в процессе кристаллизации.

Улучшение кристаллической структуры металла швов при сварке алюминия и некоторых его сплавов может быть достигнуто модифицированием в процессе сварки. Поэтому в качестве присадочного металла при сварке все большее применение находят специальные проволоки с добавками модификаторов, указанные в таблице 2.2.1.

Таблица 2.2.1. Рекомендуемые типы сварных проволок для сварки сплава АМг3

Универсальная проволока (удовлетворительные характеристики шва)	Проволока (стойкость против горячих трещин)	Проволока (прочность -временное сопротивление разрыву)
СвАМг3	СвАМг5	СвАМг5

В сварных соединениях термически неупрочняемых сплавов системы А1--Mg наименьшую прочность имеет металл шва, она составляет обычно 0,85--0,95 прочности основного металла. Во многих случаях этого достаточно, чтобы не предпринимать дополнительных мер с целью повысить прочность металла шва. Если листы перед сваркой нагартованы, то разупрочнение происходит также и в околошовной зоне. Равнопрочность всех зон сварного соединения и основного металла можно достигнуть прокаткой роликами металла шва и околошовной зоны, а также путем увеличения содержания магния в присадочной проволоке.

В связи с большой величиной коэффициента линейного расширения и низким модулем упругости сплав имеет повышенную склонность к короблению. Уровень сварочных деформаций в 1.5-2 раза выше, чем у аналогичных стальных конструкций.

Материал мало подвержен воздействию термического цикла сварки, поэтому сварка производится без подогрева и без последующей термообработки.



3. Разработка директивного технологического процесса сборки и сварки корпуса

Для сварки продольного шва обечайки из алюминиевого сплава АМг3 наиболее целесообразно использовать автоматическую аргонодуговую сварку неплавящимся вольфрамовым электродом и сварочной проволокой СвАМг3.

Этот процесс, при сварке изделия с толщиной стенки 2мм, обеспечит более качественное формирование сварного соединения и получение наиболее высоких эксплуатационных свойств сварного соединения. Сварку алюминиевого сплава проводится на переменном токе. Разделку кромок не выполняют, так как малая толщина. Удовлетворительное качество сварных соединений можно получить, используя чистый аргон высшего сорта (ГОСТ 10157-79).

Поскольку сплав не склонен к образованию горячих трещин при сварке, то при выборе состава металла шва основное внимание уделяется обеспечению необходимых эксплуатационных свойств. Поскольку в большинстве случаев используют электродную проволоку, по составу аналогичную основному металлу, то для сварки выбирает сварочную проволоку СвАМг3. Диаметр электрода ЭВИ-1 составляет 3 мм выбирается в зависимости от сварочного тока, диаметр присадочной проволоки по техническим рекомендациям для сварки металла, толщиной 2мм, составляет 2 мм .Тип сварного соединения для данного способа сварки выбираем в соответствии с ГОСТ 14806-80.

3.1 Расчет параметров режима сварки

Ориентировочные режимы сварки изделий для алюминиевых сплавов, выполняемых автоматической дуговой сваркой неплавящимся электродом с подачей присадочной проволоки приведены в табл. 3.1.



Таблица 3.1. Ориентировочный режим для сварки

Толщина мм	Скорость сварки, м/ч	Сила сварочного тока, А	Напряжение на дуге, В	Расход защитного газа,	Диаметр электрода, мм
2	25-35	110-130	7-12	10-12	3

Исходя из рекомендованных скоростей сварки, расчет параметров режима автоматической аргонодуговой сварки неплавящимся электродом стыкового соединения деталей из сплава АМг3, по схеме для быстродвижущегося источника (V=0,009 м/c=32,4м/ч).

В соответствии с ГОСТ 14806-80 сварка соединений толщиной 2 мм выполняется в один проход. Для однопроходной дуговой электросварки стыковых соединений величину сварочного тока можно определить по формуле:

г - плотность металла кг/м³·10^3, V_св - скорость сварки, м/с, F_ш - площадь сечения шва, м^2, h_пл - теплосодержание расплавленного металла сварочной ванны, Дж/кг, h_и - эффективный КПД процесса нагрева ,h_t - термический КПД процесса нагрева, U_д - напряжение дуги, В.

Площадь сечения шва рассчитывается по формуле:

F_ш= F_р+ F_н, [м²]

F_р=0,5•(е+е₁) •S - b•S, [м²]

F_н=b•S+0,75•(eg+e₁g₁), [м²]

В соответствии с ГОСТ 14806-80 определяют геометрические размеры сварного шва (рис.1.)



Рис. 1 Геометрические размеры сварного шва.

е = 6 мм;

e₁=3 мм;

S = 2 мм;

b = 0,2 мм;

g = 0,5 мм;

g1 = 0,5 мм.

F_p = 0,5^.(6+3) ·2-0,2·2= 8,6 мм² = 0,86·10^-5 м².

F_н = 0,2·2+0,75· (6·0,5+3·0,5) = 3,775 мм² = 0,378·10^-5 м².

F_ш= 0,86·10^-5 + 0,378·10^-5 = 1,238·10^-5 м².

Теплосодержание расплавленного металла в сварочной ванне рассчитывают по формуле:

h_пл= С•(Т_пл - T₀) + L_пл + С•Т_пр

С - удельная теплоемкость Дж/кг•К

Т_пл - температура плавления, ^оС

L - скрытая теплота плавления, Дж/кг

Т_пр - температура перегрева сварочной ванны принимается равной 20% от Т_пл, ^оС

h_пл = 820 • (650-20) + 398000 + 820 • 650*0,2 =991680 Дж/кг.

г = 2,62*10³ кг/м³;

V_CB = 0,009 м/с;

h_и =0,75;

h_t =0,484;

U=7B.

Сварочный ток будет равен:

Скорость подачи присадочной проволоки рассчитывают по формуле:

[м/с]

м/c= 39,6м/ч

3.2 Выбор оборудования и разработка сборочно-сварочной оснастки

Для сварки продольного шва была выбрана установка на базе УСПО-1300 (рис. 3.2.1). Установки серии УСПО предназначены для дуговой автоматической сварки постоянным и переменным током в среде защитных газов плавящимся и неплавящимся ( вольфрамовым) электродами прямолинейных швов на листах, конических и цилиндрических обечайках.

На установках УСПО осуществляется сборка и закрепление заготовок с последующей сваркой продольного шва автоматом кареточного типа, оснащенным сварочной головкой типа АГВ-2. Технические характеристики сварочной головки АГВ-2. Установки состоят из стендов типа СПО, имеющих опорную и прижимные балки с рычажными секционными прижимами и направляющую балку для установки сварочного автомата.



Рис.3.2.1. Установка для сварки и сборки продольного шва

Свариваемые заготовки устанавливаются на опорную балку, выверяются по стыку кромок параллельно формирующей канавке на подкладке ложемента и закрепляются подвижными лапками прижимов. Усилие на прижимы создается воздухом, подаваемым в резинотканевые рукава, установленные под рычагами прижимов.

Установка УПСО-1300 выполнена с поворотными опорными балками, обеспечивающими установку изделия с боковой стороны стенда.

Каретка автомата со сварочной головкой перемещается от привода с двигателем постоянного тока по призматическим направляющим.

Электроаппаратура управления и настройки размещена в отдельном шкафу и пультах управления. Горелки автомата токопроводы охлаждают водой.

Управление работой установок производится с пульта каретки и дублирующего пульта. Включение сжатого воздуха в систему зажимов производится ручными кранами, установленными на стенде.

Существуют 7 типов установок УСПО, но в данном случае выбираем УСПО-1300 по габаритным размерам изделия, которые соответствуют размерам свариваемое детали, источник питания ИСВУ-315. Параметры установки указаны в таблице 3.2.1.



Таблица 3.2.1. Параметры установки типа УСПО-1300

Параметр	Значение
Длина шва , мм	1300
Диаметр свариваемых обечаек,D,мм	250-900
Наибольший угол поворота ложемента в обе стороны, град	60
Габаритные размеры, мм	2850х1360х1770
Толщина свариваемых материалов, мм	До 6
Напряжение питающей сети, В	220/380
Тип сварочной головки	АГВ-2, АГП-2
Род тока	Постоянный и переменный
Максимальный сварочный ток	400
Скорость сварки, м/ч	10-85
Усилие прижима свариваемых кромок кг/м	До 0,5
Давление в сети сжатого воздуха (Па)	Не менее 490500

Таблица 3.2.2. Техническая характеристика сварочной головки АГВ-2 для автоматической дуговой сварки

Номинальный сварочный ток I, А	300
Диаметр вольфрамового электрода, мм	До 6
Диаметр присадочной проволоки: -электродной -присадочной	- 1-2
Скорость подачи проволоки , м/с *10-3 -электродной -присадочной	- 2,8-22
Установочные перемещения горелки, мм -поперек шва -по вертикали шва	160 100
Поворот вокруг оси (град.) -вертикальной -горизонтальной	90 360
Габаритные размеры,мм -головка -шкаф управления	300х600х375 730х715х1050
Масса, кг -головка -шкаф управления	28 52

В данной установке фиксация стыков обечайки производиться с помощью пневматического прижима (рис.3.2.2.) Расстояние между рядами прижимов до 40мм. По шлангам установки подводят сжатый воздух к зажимам. С помощью этого воздуха идет воздействие на балку, кронштейн, рычаг и планки. При соответственной подачи воздуха происходит поднятие и прижатие планкой свариваемых кромок деталей.

Рис.3.2.2. Разрез пневматических прижимов

3.3 Выбор способа контроля сварных соединений и метода испытаний готового изделия

После сварки первоначально необходимо провести внешний осмотр полученного сварного соединения визуально или с использованием лупы. Такой контроль позволяет определить внешние дефекты: наличие наплывов или подрезов, свищей, поверхностных трещин. Недопустимые дефекты подлежат вырубке и повторной заварке.

После внешнего осмотра изделия или соединения подвергают физическим методам для определения внутренних дефектов.

При ультразвуковой дефектоскопии (УЗД) сварных соединений дефекты выявляют при помощи ультразвуковых волн (УЗВ). Ультразвуковыми волнами называются упругие колебания материальной среды с частотой выше слышимости человеческого уха, т. е. выше 16 кГц. Для дефектоскопии сварных швов наиболее широко применяются и продольные ультразвуковые волны.

В УЗД применяют пьезоэлектрический способ получения УЗВ, заключающийся в преобразовании некоторыми естественными или искусственными пьезокристаллами механических колебаний в электрические (прямой пьезоэффект) и электрических в механические (обратный пьезоэффект).

Ввод ультразвука перпендикулярно поверхности изделия осуществляется прямыми (нормальными) и наклонными (призматическими) искателями. В любом искателе пьезопластина излучает продольную волну. Ультразвуковая дефектоскопия сварных соединений осуществляется преимущественно наклонными искателями, посылающими волну под углом к поверхности изделия. При определенных углах в контролируемой среде распространяются поперечные волны с углом преломления--углом наклона акустической оси искателя.

Для ввода ультразвука в металл пространство между излучающей плоскостью искателя и поверхностью металла заполняют контактирующей средой -- минеральным маслом или водой (эмульсией). В зависимости от толщины слоя контактирующей среды различают контактный и иммерсионный способы обеспечения акустического контакта.

Введенные в изделие в виде зондирующего импульса ультразвуковые колебания, встретившись с несплошностью (дефектом) или поверхностью раздела двух сред, отражаются от нее под углом, равным углу падения. Часть ультразвуковой энергии после отражения возвращается к искателю и фиксируется дефектоскопом. Величина отраженной энергии при прочих равных условиях будет зависеть от величины, ориентации и формы (характера) поверхности отражателя.

Различают три основных метода ультразвуковой дефектоскопии: теневой, зеркально-теневой и эхо-метод. Для контроля сварных соединений наиболее широкое применение получил эхо-метод, при котором признаком обнаружения дефекта является прием искателем эхо-импульса от самого дефекта.

Для выявления дефектов в швах применяют способы прозвучивания прямым однократно, двукратно или многократно отраженным лучом. Основными измеряемыми характеристиками выявленных дефектов, кроме амплитуды эхо-сигнала и координат, являются условная протяженность и условная высота дефекта, условное минимальное расстояние между дефектами, число дефектов на определенной длине шва.

Различают два основных способа реализации манометрического метода контроля герметичности: способ падения давления (для величины интегральных утечек) и дифференциального манометра (для определения величины локальных утечек).

Испытание сварных соединений изделий на герметичность способом падения давления проводят после контроля их неразрушающими методами. После устранения имеющихся в сварных соединениях недопустимых дефектов, выявленных неразрушающими методами контроля. Проводят опрессовку изделия.

Для опрессовки изделие заполняют контрольным веществом под давлением, превышающем рабочее, и выдерживают его под этим давлением в течение определенного времени. Величина давления и время опрессовки определяются техническими условиями на изделие или рабочими чертежами. После опрессовки давление контрольного вещества в изделии снижают до испытательного избыточного и выдерживают изделие под этим давлением в течении времени, как правило , превышающего время опрессовки. Величину испытательного давления и время выдержки также указывают в технических условиях или рабочих чертежах на изделие.

Интегральную утечку изделия устанавливают по падению давления контрольного вещества в изделии за время выдержки, падение давления при этом измеряют манометрами.

Способ дифференциального манометра применяют для обнаружения и оценки величины локальных утечек. Сущность его заключается в следующем. С помощью вакуумного насоса контролируемое изделие вакуумируется до давления, оговоренного техническими условиями или технологическим процессом на контроль. Снаружи сварные соединения обдувают пробным газом или опрыскивают жидким пробным веществом. Наличие пробного вещества в вакуумной системе устанавливают с помощью дифференциального манометра. Дифференциальный манометр содержит два тепловых манометрических преобразователя, чувствительные элементы которых включены в мостовую схему. Перед одним из манометров расположена ловушка, охлаждаемая жидким азотом. Принцип действия теплового манометрического преобразователя основан на зависимости теплопроводности газа от давления.

При отсутствии пробного вещества через течи сварных соединений проникает лишь атмосферный воздух, который не вымораживается в ловушке и потому проникает в оба манометрических преобразователя. При обдувании или опрыскивании сварных соединений пробным веществом (эфиром, ацетоном, бензином и т. п.) вымораживаемые в ловушке пары пробного вещества попадают в один из преобразователей и не проходят через ловушку во второй, в результате чего происходит разбалансировка моста, а напряжение разбалансировки позволяет судить о величине течи в изделии.

3.4 Разработка директивной технологии

Директивная технология на изготовление корпуса из сплава АМг3 представлена в таблице 3.4.



Таблица 3.4. Директивная технология

№	Наименование операции	Оборудование и инструменты	Режим обработки	Эскиз
1	Входной контроль	Рулетка l=2000 мм, штангель-циркуль
2	Подготовка кромок свариваем-ых деталей 1) травление 2) механичес-кая обработка	1. Ванна для травления 2. Шабер, очки защитные	Время: 5--10 мин Температура: 60°С Состав раствора: 350 см3 в растворе NaОН, обезжиривание в бензине Раствор для осветления поверхности: Т=200 300--400 г/л азотной кислоты
3	Сборка и сварка продольного шва 1	УСПО-1300, Сварочная головка АГВ-2, СвАМг3, диаметр присад. проволоки 2 мм Вольфрамовый электрод ЭВИ-1 Ш 3 мм	РТ: Переменный ток Iсв : 110-120А Uд : 7-10 В Vсв : 30,5-32,5м/ч Vпр : 39,6м/ч ЗС: Ar Расход аргона для защиты зоны сварки и шва: 10-12 л/мин
4	Контроль	Лупа 4х	Проверить визуально св. шов обечайки на отсутствие дефектов.
5	Сборка и сварка фланца1 и обечайки2	АРК-3, МАС-1(2), оснастка, ИСВУ, СвАМг3, диаметр присад. проволоки 2 мм Вольфрамовый электрод ЭВИ-1 Ш 3 мм	РТ: Переменный ток Iсв : 110-120А Uд : 7-10 В Vсв : 30,5-32,5м/ч Vпр : 39,6м/ч ЗС: Ar Расход аргона для защиты зоны сварки и шва: 10-12 л/мин
6	Контроль	Лупа 4х	Проверить визуально св. шов обечайки на отсутствие дефектов.
7	Сборка и сварка полусферы 3 с обечайкой 2	АРК-3, МАС-1(2), оснастка, ИСВУ, СвАМг3, диаметр присад. проволоки 2 мм Вольфрамовый электрод ЭВИ-1 Ш 3 мм	РТ: Переменный ток Iсв : 110-120А Uд : 7-10 В Vсв : 30,5-32,5м/ч Vпр : 39,6м/ч ЗС: Ar Расход аргона для защиты зоны сварки и шва: 10-12 л/мин
8	Контроль	Лупа 4х	Проверить визуально св. шов обечайки на отсутствие дефектов.
9	Контроль	1)УЗК, дефектоскоп УД-11УА 2)манометр ОБМ1-100	1)УЗК сварных швов 2) Проверка готового изделия на герметичность.



Заключение

1. В качестве материала выбираем АМг3, так как он обладает нужными свойствами при условиях эксплуатации в космосе.

2. Для сварки продольного шва обечайки из алюминиевого сплава АМг3 выбираем автоматическую аргонодуговую сварку неплавящимся вольфрамовым электродом и сварочной проволокой СвАМг3 в среде защитного газа- аргона, для выполнения сварных швов предложено стыковое соединение без разделки кромок. Сварка происходит переменным током.

3. Установка УСПО-1300 автоматицированна и обеспечивает надежную фиксацию обечайки на опорной балке, а стыковое соединение обеспечивают прижимы расположенные на всей длине обечайке.

4. Методы контроля качества проводятся после каждой операции. Внешний контроль с помощью лупы предотвращает пропуск изделия с внешниеми дефектами, затем соединения подвергают физическим методам для определения внутренних дефектов.



Литература

1. Авиационные материалы. Справочник в девяти томах. Том 5 / М.Б. Альтман, С.Г. Глазунов, С.И. Кишкина; Под ред. А.Т. Туманова.-- Москва: ОНТИ -- 1973

2. Технология и оборудование сварки плавлением / Г.Д. Никифоров, Г.В. Бобров, В.М. Никитин, В.В. Дьяченко; Под общ. ред. Г.Д.Никифорова. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1986. - 320с.

3. Технология сварки плавлением и термической резки металлов / В.А. Фролов, В.Р. Петренко, А.В. Пешков, А.Б. Коломенский, В.А. Казаков; под ред. В.А. Фролова. -- М.: Альфа-М: ИНФРА-М, 2011.-- 448 с.

4. Сварка в машиностроении. Справочник в четырех томах. Том 4 / Г.А. Николаев, В.И. Махненко; под ред. Ю.Н. Зорина. - М.: Машиностроение, 1979

5. Технология электрической сварки металлов и сплавов плавлением / Под редакцией академика Б.Е. Патона - М.: Машиностроение, 1974

6. ГОСТ 14806-80 «Дуговая сварка алюминия и алюминиевых сплавов в инертных газах. Соединения сварные».

7. ГОСТ 4784-97 «Алюминий и сплавы алюминевые деформируемые»

Размещено на Allbest.ru

...