Разработка технологии сварки судостроительной конструкции

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Санкт-Петербургский государственный морской технический университет»

Кафедра сварки судовых конструкций

Курсовая работа

По дисциплине: «Лазерная обработка металлов»

Тема: Разработка технологии сварки судостроительной конструкции

Санкт-Петербург 2016



Оглавление

Задание

1. Технология лазерной сварки

1.1 Оборудование

1.2 Сборка

1.3 Комплектование

1.4 КТЭ и разделка кромок под сварку

1.5 Общий вид технологии

2. Выбор режима лазерной сварки

2.1 Расчет режима

2.2 Ввод режима в Вертикаль

3. Экономический расчет

3.1 Расчет длины сварочных швов и времени выполнения сварки

3.2 Расчет стоимости при использовании лазерных технологий

Вывод



Задание

Разработать технологический процесс изготовления секции при использовании лазерных технологий.

В таблице 1 представлены данные для выполнения задания.

Таблица 1

Марка материала	Основные размеры секции, мм	Толщина стенки поперечного набора, мм	Примечание
	Толщина	А	Б	Номер полособульба
10ХСНД	8	9000	4000	12	6	Расстояние между бульбами - 300 мм Между поперечными таврами - 900 мм

В приложении 1 представлен чертеж секции по заданным значениям в масштабе 1:50.

сварка лазерный автоматический



1. Технология лазерной сварки

Технология изготовления секции разрабатывалась в программном пакете АСКОН «ВЕРТИКАЛЬ».

1.1 Оборудование

Для выполнения данной работы был принят лазер волоконного типа на таблице 2 представлены его характеристики, которые были введены в программу.

Рисунок 1 Лазерная установка YRL-10000

Таблица 2

Номин. Мощность	Максим. Мощность	Длина Волны	Диаметр Волокна	Длина Волокна	ВРР	Разм. Осн.	Высота	Мощн. Охл	кпд
10 кВ	11кВ	1070нм	100 мкм	200м	4.1мм	800х800	1500	32 кВ	30%



1.2 Сборка

Следующим этапом необходимо определить способ сборки данной конструкции. Был выбран автоматизированный способ сборки на линии, чертеж линии был внесен в систему Вертикаль и представлен на рисунке 2.

Рисунок 2Линия сборки и сварки плоских секций

1.3 Комплектование

На рисунке 3 представлено комплектование секции.

Рисунок 3 Комплектование секции

1.4 КТЭ и разделка кромок под сварку

На рисунке 3 и 4 представлены конструктивно технологические элементы и разделки кромок стыкового и таврового соединения.



Рисунок 4 Стыковое соединение С2

Рисунок 5 Тавровое соединениеТ3

1.5 Общий вид технологии

На рисунке 6 и 7 представлен общий вид технологии изготовления всей секции.

Рисунок 6Технология изготовления



Рисунок 7Технология изготовления



2. Выбор режима лазерной сварки

2.1 Расчет режима

Расчет режима сварки лазером построен на полученных экспериментально нескольких режимов для сварки определенным лазером (Данные взяты с сайта avtowelding.ru). Была выявлена зависимость и построен график режима сварки для алюминия толщиной 8 мм. Данные были введены в систему вертикаль. На рисунке 8 представлен график расчета режима сварки алюминия с толщиной 8 мм.

Рисунок 8 Расчет режима сварки

2.2 Ввод режима в Вертикаль

В связи с невозможностью просчитать режим сварки в системе Вертикаль было предложено ввести данные режима сварки вручную. На рисунке 9 представлен режим сварки, введенный в систему вертикаль.



Рисунок 9 Режим сварки алюминия толщиной 5 мм.



3. Экономический расчет

Так как рекомендуется использовать автоматическую сварку под флюсом (АСПФ) было принято проводить сравнительный экономический анализ на основании АСПФ и лазерной технологии сварки.

Операция	S, мм	dэ, мм	Iсв, А	Uд, В	Vсв, м/ч	Vпп, м/ч	Расход пр, кг
Сварка листов полотнища	8	4	450-500	30-32	20-22	111-120	49,9

3.1 Расчет длины сварочных швов и времени выполнения сварки

Автоматическая сварка под флюсом:

Параметры режима сварки были выбраны в программе вертикаль для толщины 8мм.

Скорость сварки 21 м/час.

Время приварки 1 м шва - Т=1м/21м/ч=0,047м/ч.

Подготовительные работы - 0,017ч.

К стоимости сварки относятся следующие прямые расходы:

- Зарплата сварщиков и налог (НДФЛ=13%) на 2016г;

- Стоимость сварочных материалов

- стоимость электроэнергии

Кроме того, к стоимости сварочных работ следует отнести амортизацию сварочного оборудования, которая не входит в состав накладных расходов, но имеет прямое отношение к стоимости сварочных работ. Расчет заработной платы сварщика:

Оплата выполнения сварки 1м - 0,047ч/168ч*40000руб=11 руб

(168 -время в часах проработанное за месяц).

Оплата подготовительных работ - 0,017ч/168ч*35000руб=3,54руб.

НДФЛ на 2016 - 14,54*0,13=1,89 руб

Итого оплата выполнения 1 м шва = 14,54-1,89=12,65руб

Итого расходы 1 м шва получаем 25,3 руб(2-а рабочих).

Расчет стоимости сварочной проволоки:

Расчет на 1 м.

Расход сварочной проволоки - 49,9/117=0,42кг/м;

(117 - общая длина шва, м)

Стоимость сварочного материала 45,59руб за кг; Проволока Св08А

d=4 мм

Затраты на проволоку - 45.59*0.42=19 руб за 1м.

Расчет затрат на флюс

Затраты флюса на 1м - N = G*K

G - масса наплавленного металла шва - F*y*L

F- площадь поперечного сечения , рассчитывается по формуле:



,

для соединения С19 по ГОСТ 8713-79 имеем:

y - Удельный вес г/с, по ГОСТ 19282-73 имеем y = 7,9 г/с

L = 1м

K - коэффициент расхода проволоки = 1,02

Итого расход флюса на 1 м шва:

/м

Стоимость флюса: 90 руб/кг

Итого стоимость флюса: 90/0,43= 38,7 руб

Стоимость электроэнергии

Расход 1*460А*30В*0,047ч/0,65*1000=0,998кВт*ч/м;

Стоимость - 4,5 руб/кВт (Ижорские заводы)

Затраты на эл.энергию-0,998*4,5=4,5 руб/м

Стоимость оборудования

Стоимость оборудования для сварки под флюсом - 235тыс.руб.

Срок службы - 6,5 лет

Амортизация за метр - 0,45руб

Таблица 2

Общая стоимость затрат на сварку 1м шва

Статья расходов	Автоматическая сварка, руб
Зарплата с учетом НДФЛ	25,3
Сварочная проволока	19
Флюс	38,7
Электроэнергия	4,5
Амортизация	0,45
Итого:	87,95

3.2 Расчет стоимости при использовании лазерных технологий

Скорость сварки - 6 м/мин (360м/ч)

1м шва - 1/120=0,003ч

Подготовительные работы-0,025ч

К стоимости сварки относятся следующие прямые расходы:

- Зарплата сварщиков и налог (НДФЛ =13%);

- Стоимость сварочных материалов

- стоимость электроэнергии

Кроме того, к стоимости сварочных работ следует отнести амортизацию сварочного оборудования, которая не входит в состав накладных расходов, но имеет прямое отношение к стоимости сварочных работ.

Расчет заработной платы сварщика

Оплата выполнения сварки 1м - 0,003ч/168ч*35000руб=0,63 руб

(168 -время в часах проработанное за месяц).

Оплата подготовительных работ - 0,025ч/168ч*35000руб=5,2руб.

НДФЛ на 2016г - 13% = 6,9*0,13= 0,76 руб

Итого расходы 1 м шва получаем (5,83-0,76)*2= 10 руб (2-а рабочих).

Расчет стоимости сварочного материала

Расчет на 1 м.

Расход сварочной проволоки - 0,42кг/м;

Затраты на проволоку - 45.59*0.42=19 руб за 1м.

Расчет затрат на защитный газ



Затраты газа 16л/мин; Затраты газа на 1 м шва - 160л (Данные взяты из «Сварка сталей в среде углекислого газа» И.В. Боровушкин )

Баллон СО2, 40л

Стоимость баллона - 350 руб

Согласно ГОСТ 8050-85 в 40-литровом баллоне СО2 находится 12 газа, что соответствует 12000 литров

Цена за 1л сжатого газа - 350/40 = 8,75 руб

Цена за 1 м шва - 160*350/12000 = 4,6 руб

Стоимость электроэнергии

Расход 1*10кВт*0,003ч/0,3=0,1кВт*ч/м;

Стоимость - 4,5 руб/кВт (Ижорские заводы)

Затраты на эл. энергию-0,1*4,5=0,45руб/м

Стоимость оборудования

Стоимость оборудования для лазерной сварки (комплекс) - 2 948 000 руб.

Срок службы - 10 лет

Амортизация за метр - 100/10 = 10% в год, или 0,8% в месяц, или 0,007% за смену, или при скорости 6 м/мин и 6-часовом рабочем дне и, соответственно 0,00000324 за метр.

Итого амортизация - 2948000*0,00000324= 9,5 руб.

Таблица 3

Общая стоимость затрат на сварку 1м шва

Статья расходов	Лазерная сварка, руб
Зарплата с учетом НДФЛ	10
Сварочная проволока	19
Газ	4,6
Электроэнергия	0,45
Амортизация	9,5
Итого:	43,55

Таблица 4

Сравнение затрат

Статья расходов	Автоматическая сварка	Лазерная сварка
Зарплата с учетом НДФЛ	25,3	10
Сварочная проволока	19	19
Газ	38,7	4,6
Электроэнергия	4,5	0,45
Амортизация	0,45	9,5
Итого:	87,95	43,55



Вывод

Стоимость работ при использовании лазерных технологий значительно меньше стоимости работ с использованием автоматической сварки под флюсом.

Размещено на Allbest.ru

...