Низколегированная сталь 09г2с используется при изготовлении сварных конструкций. При работе под нагрузкой в широком диапазоне температур от -70°С до +425°С используются различные элементы и отливки из этого материала. В таблице 1 приведен химический состав стали 09г2с, соответствующий стандарту ГОСТ 19282-73 [3].

Таблица 1.1

Химический состав стали 09Г2С по ГОСТ 19282-73, %

В таблице 2.2 можно ознакомиться с механическими характеристиками стали марки 09Г2С, которые зафиксированы в нормативном документе ГОСТ 19282-73.

Таблица 1.2

Механические свойства стали 09Г2С по ГОСТ 19282-73

Информация о технических характеристиках стали марки 09г2с приведена в соответствии с ГОСТ 19282-73 и приведена в таблице с порядковым номером 1.3.

Таблица 1.3

Технологические свойства стали 09Г2С по ГОСТ 19282-73

Свариваемость стали

Пайка является одним из фундаментальных свойств, характерным для металлов и их сплавов; она представляет собой метод получения неразъемных соединений, удовлетворяющих стандартам, которые определены в технологии сварочных работ, проектных особенностях и операционных требованиях к продукции. В области сварки различают понятия физической и технологической сварки, что свойственно для данной сферы [4].

Оценка свариваемости материалов происходит на основе их способности соответствовать характеристикам базового вещества и тенденции к формированию изъянов. Обычно их делят на категории: хорошую, удовлетворительную, плохую и ограниченную по свариваемости.

Физическая сварка предполагает формирование цельных сварных соединений посредством химического взаимодействия, характерного для широкого спектра сплавов технического применения, чистых металлических материалов, а также большинства комбинаций металлов с неметаллами. Особенность данного процесса заключается в способности металла противостоять сварочным процессам и создавать сварной шов, который отличается требуемыми при эксплуатации характеристиками. В данных обстоятельствах под сваркой понимается уровень соответствия свойств сварных соединений характеристикам исходного металла либо принятым стандартам [1].

Определение процентного содержания углерода C осуществляется с применением эмпирических формул, среди которых выделяется следующая:

С = С + М/6 + С/5 + Мо/5 + V/5 + Ni/15 + С13 (1.1)

Если коэффициент S меньше 0,45, то металл считается устойчивым к появлению холодных трещин.

С = 0,12+1,3/6+0,3/5+0.3/15+0.3/13 = 0,43% (1.2)

Таким образом, основной металл не склонен к образованию холодных трещин

Определим склонность к образованию горячих трещин по формуле:

(1.3)

HCS является характеристикой, предназначенной для оценки склонности сварочных швов к возникновению горячих трещин, выражаемой в процентах.

С, S, Р и другие химические элементы, %.

(1.4)

Поскольку значение параметра HCS ниже порогового уровня в четыре единицы, вероятность образования горячих трещин исключена.

1.3 Выбор способа сварки

Наиболее распространенными методами сварки низкоуглеродистой конструкционной стали являются: ручная дуговая сварка покрытым электродом, дуговая сварка встык, дуговая сварка в среде защитных газов, сварка неподвижной защитной проволокой, контактная сварка. В некоторых случаях методы сварки низкоуглеродистой стали имеют свои преимущества и недостатки. Таким образом, по сравнению с другими методами защитная сварка имеет ряд преимуществ [13]:

- высокое качество сварных соединений из различных сплавов и металлов и разной толщины

- возможность сварки различной ширины

- возможность визуального наблюдения за процессом формирования шва, что особенно важно при полуавтоматической сварке

- отсутствие мер по заполнению и удалению потока и шлака

- высокая производительность и теплоемкость источника позволяют значительно сократить область конструктивных изменений

- низкая стоимость при использовании активного защитного газа

- возможность полной механизации и автоматизации процессов.

При изготовлении сварной конструкции корпуса электродвигателя используется автомобильная сварка, поскольку сварные швы должны быть короткими и средними. Поэтому для изготовления корпуса электродвигателя мы провели сварку одноразовым электродом К-18 (Коргон-18) с автоматической газовой защитой дуги.

Наиболее распространенными методами сварки низкоуглеродистой конструкционной стали являются: ручная дуговая сварка покрытым электродом, стыковая сварка. Дуговая сварка встык, дуговая сварка в среде защитных газов, сварка неподвижной защитной проволокой, контактная сварка. Методы сварки низкоуглеродистой стали в некоторых случаях имеют преимущества и недостатки. Таким образом, по сравнению с другими методами защитная сварка имеет ряд преимуществ [13]:

3.1 Расчет технологический себестоимости металлоконструкций

Таблица 3.1

Представляет собой источник информации, необходимой для определения технологической себестоимости годового производства товаров.

Формирование технических затрат происходит за счет прямых затрат, связанных с использованием ресурсов для выполнения сварочных работ на производстве. Для определения их величины мы используем соответствующую формулу расчета.

С_т = МЗ + З_э + З_пр, (3.1)

Под МЗ понимаются расходы на материальные ресурсы всех сортов, включая ключевые компоненты, комплектующие и полуфабрикаты.

З_э - затраты на технологическую электроэнергию (топливо);

З_пр - затраты на заработную плату с отчислениями на социальные нужды (социальный взнос - 30% от фонда оплаты труда).

Расчет материальных затрат

Материальные затраты включают затраты, связанные с приобретением сырья, различных материалов и стоимость энергоресурсов, необходимых для проведения технических процессов.

Материальные затраты (МЗП, руб.) рассчитываются по формуле.

МЗ = С_о.м + С_др +С_ЭН, (3.2)

Величина Co.m является показателем стоимости основных материалов на единицу металлопродукции, измеряемой в рублях.

Это цена электроэнергии, затраченной на выполнение технических сварочных работ при работе с металлопродукцией, измеряемая в рублях.

Сдр - стоимость других компонентов на единицу металлопродукции.

Материалы, используемые при возведении конструкций, классифицируются как сердечники, в то время как сварочные материалы, такие как электроды, сварочная проволока и добавки (включая защитные газы и сварочный ток), относятся к категории сварочных процессов.

Расчет стоимости главных материалов, используемых для изготовления металлических изделий, например, очистных средств, осуществляется с применением специальной формулы. При этом важно отметить, что учитываются и транспортные, и заготовительные расходы.

Со.м = [Ск.м + Ссв.пр.+(Сзг + Ссв.фл.)] • Ктр, (3.3)

Ктр является показателем, охватывающим транспортные и заготовительные издержки; его значение чаще всего ограничивается диапазоном между 1,05 и 1,08.

Стоимость конструкционного материала (С_к.м)

Затраты на конструкционный материал, которым является сталь 20.

С_к.м = m_к х Ц_к.м, (3.4)

где m_к - масса конструкции, m_к = 5,964 т;

Ц_к.м - цена одной тонны конструкционного материала, Ц_к.м = 60000 руб.

С_к.м = 5,964 • 60000 = 357840 руб.

Цена материала, используемого для конструкции, оценивается в 40000 рублей, причём эта стоимость остаётся неизменной как для стандартного решения, так и для планируемых альтернатив.

Расчет затрат на электродную проволоку

С_св.пр = М_нм • ш• Ц _с.п. • К_тр, (3.5)

Следует учесть, что «Мнм» обозначает массу металла, полученного в результате наплавки и измеряемую в килограммах, тогда как «ш» является коэффициентом, характеризующим уровень разбрызгивания сварочного электрода, применяемый при сварке в среде углекислого газа (СО2).

ш = 1,15-1,20; сварка в смеси К18 ш = 1,01-1,04);

Ц_с.п.- оптовая цена 1 кг сварочной проволоки, Ц_с.п = 130 руб.;

Коэффициент Kтр, играющий ключевую роль в расчете транспортно-заготовительных издержек, лежит в диапазоне между 1,05 и 1,08. Стоит учитывать данный показатель при ведении экономических вычислений, связанных с транспортировкой и заготовкой ресурсов.

Масса наплавленного металла М_нм рассчитывается по формуле:

М_нм = V_нм•с_нм, (3.6)

где V_нм- объем наплавленного металла, см³;

33 с_нм - плотность наплавленного металла, г/см (с_стали = 7,8 г/см ).

Объем наплавленного металла V_нмрассчитывается по формуле:

V_нм = L_шв• F_о,(4.7)

Fо обозначает площадь, которая пересекается наплавляемым металлом и измеряется в квадратных сантиметрах, тогда как Lшв представляет собой протяжённость сварного соединения в сантиметрах.

Исходные данные для расчетов: L_шв = 69 м = 6900 см

F_о = 1218 мм² = 121,8 см².

V_нм = 69 • 122 = 835012 см³.

М_нм = 835012 • 7,8 = 6513094 г ? 6513,094 кг

Исходя из предложенной информации, представляется, что тут должны следовать определенные расчеты и возможно формула, однако, поскольку сама формула и конкретные данные для расчета не предоставлены, то корректно переписать данный текст невозможно. Пожалуйста, предоставьте дополнительную информацию, необходимую для составления полного и точного переписанного текста.

Учитывая базовый вариант, то есть использование сварки в углекислом газе (СО2), произведем расчет стоимости сварочных работ. Исходим из формулы: Ссв.пр = 6513 • 1,2 • 130 • 1,05, что составляет 1066829 рублей.

Проектируемая стоимость сварки в углекислотной среде типа K-18 получилась 906804 рубля. Этот результат был вычислен как произведение следующих значений: базовой стоимости в 6513 рублей, умноженной на коэффициент 1,02, ставший затем основой для дальнейшего увеличения на 130-процентный показатель и последующего корректирования на 5%.

Расчет затрат на защитный газ проводим по формуле.

С_др = t_осн• q_зг • k_Р • Ц_зг• К_т, (3.8)

Величина (t{осн}) представляет собой время сварки, рассчитанное для одного изделия из металла, и в базовом варианте принимает значение (t{осн}=)

Проектирование предполагает вариант, где общее время насыщения составляет 4,6 часа при общем времени работы 8,6 часов. Расход защитного газа, а именно СО2, равен 8 литрам в минуту; для смеси К18 данный показатель возрастает до 16 л/мин. Обозначается коэффициент расхода газа как kр, и он устанавливается на уровне 1,1.

Цена за кубический дециметр свободно существующего газа, Цзг, определена следующим образом: для диоксида углерода CO2 составляет она 0,08 рубля, в то время как для смеси К18 - цена устанавливается в размере 0,13 рубля за дм3.

Коэффициент Ктр предназначен для отражения транспортно-заготовительных затрат и его значения колеблются в диапазоне от 1,05 до 1,08.

С_др = 86 • 8 • 1,1 • 0,08• 1,05 = 63 руб. (базовый вариант - защитный газ СО2)

Расчет стоимости смеси К-18, предполагаемой для защиты, следующий: умножив 46 на 16 и на коэффициенты 1,1 и 0,13, а затем результат увеличив на 5%, получаем проектируемую цену в размере 110,5 рублей.

Изделия из металла с учетом расходов, связанных с заготовкой и транспортировкой, имеют следующий расчет стоимости основных материалов (Со.м в рублях) на единицу продукции: формула используется для данных вычислений.

Со.м = (227760 + 1066829+ 63)1,05 = 1359384 руб.

Со.м = (227760 + 906804+ 110)1,05 = 1191407 руб.

Для расчёта затрат на электричество, используемое в ходе процесса сварочных работ по металлу, употребляется определённая формула.

Зэ = бЭ • W • ЦЭ,

Обозначим как бЭ значение удельного расхода электроэнергии, выражающееся в количестве затраченных киловатт-часов на наплавку каждого килограмма металла, и измеряемого в кВТ•ч/кг.

W - расход электроэнергии, кВТ•ч;

ЦЭ - цена за 1 кВт/ч; ЦЭ = 5,92кВт/ч.

В случае выполнения грубых расчетных операций при использовании автоматической сварки с постоянным током, возможно принятие значения коэффициента б э в границах от 5 до 8 кВт·ч/кг.

З = 8.835012•0,752 • 5,92 = 29738718 руб. (базовый вариант)

З = 5•835012•0,752 • 5,92 = 18586699 руб. (проектируемый вариант)

Для определения затрат по материальному компоненту на единицу продукции, не учитывая расходы на главный конструкционный элемент, используется следующий расчётный алгоритм, представленный формулой:

По базовому варианту:

МЗ = 1359384 + 29738718 + 63 = 31098165 руб.

По проектируемому варианта:

МЗ = 1191407 + 18586699 + 110 = 19778216 руб.

Расчет численности производственных рабочих

Расчет численности производственных работников, включая ключевых сборщиков и сварщиков, предполагает использование специальной формулы. Эта формула позволяет определить общее количество исполнителей решений компании, включая долю сварщиков.

Чор =

Чсв = (4.9)

где Tпроизв. пр -трудоемкость производственной программы, час;

Фдр -действительный фонд времени производственного рабочего (Фдр = 1870 час)

Кв - коэффициент выполнения норм выработки (4.10, 4.11)

Примем Чор = 5 человек,Чсв = 3 человек.

Расчет расходов на оплату труда производственных рабочих

Расчет как основной, так и дополнительной зарплаты рабочих производства вместе с взносами на соцстрахование осуществляется с использованием специальной формулы. Это относится к ситуациям, когда используется повременная система вознаграждения за труд сварщиков и рабочих, выполняющих вспомогательные функции.

З = (Рпв + Рпв )• Кпр • Кд • Ксс + Двр,

Рпв = Тст • Фр• Ч/N

Где Фр - годовой действительный фонд времени одного рабочего, час.

Фр = 1870 час;

Тарифная ставка, известная как ТСТ, для сварщиков в базовой версии составляет 570 рублей за час, а в проектируемой она возрастает до 630 рублей за час. Что касается вспомогательного персонала, их часовая оплата зафиксирована на уровне 400 рублей.

Исходя из базовой модели, число задействованных рабочих на позиции сварщиков составляет Чсв = 5 человек, в то время как в разрабатываемом проекте прогнозируется сокращение до Чсв = 3 человека.

N - годовая программа выпуска металлоизделий, N = 100 шт.

Рпв - это удельные трудозатраты на сварное изделие, выраженные в рублях, которые используются для определения заработной платы как сварщиков, так и вспомогательного персонала.

Кпр - коэффициент премирования (данные компании), Kpr = 1,5;

Коэффициент KCC, который описывает сумму отчислений в социальные фонды, т.е. социальный взнос, имеет значение 1,3.

Коэффициент Kд - это показатель, характеризующий размер дополнительных выплат, которые должны быть произведены к заработной плате, как описано в статье "Дополнительная заработная плата производственных работников". Согласно действующему законодательству, эти выплаты включают в себя те, которые выплачиваются за время, не проведенное в производственном секторе, - это могут быть отпускные, различные пособия и льготные выплаты для матерей, таких как подростки и кормящие матери. Общепринятый диапазон этих выплат составляет от 10%.

20% от основной зарплаты), Кд - 1,2;

Двр - доплата за вредные условия труда, руб.

Рпв_св = 570 · 1870 ·5 /100 = 53295 руб. (базовый вариант)

Рпв_св = 630 · 1870 · 3 /100 = 35343 руб. (проектируемый вариант)

Д_вр = Тст ·Твр, (3.12)

где Д_вр - доплата за вредные условия труда, руб.;

Базовая тарифная ставка сварщиков (Тст) оценивается в 570 рублей. Однако, для рассматриваемого проекта предусматривается установление Тст на уровне 630 рублей.

Т_вр - время работы во вредных условиях труда,

Продолжительность технологического времени сварки (Твр) определяется как произведение технологического времени на один шов (Тшт-к), умноженного на коэффициент в диапазоне от 0,05 до 0,51 минуты, при этом для сварки полуавтоматического типа и сварки с использованием роботов эти коэффициенты устанавливаются равными 0,51 и 0,05 соответственно.

Для определения затрат труда работников на одно изделие с учетом дополнительных затрат на причинение вреда, характерных для сварщиков, необходимо выполнить ряд расчетов. Сначала следует установить суммарные затраты на оплату труда за период, учитывая все начисления, среди которых доплаты за условия труда. Подразумевается деление этой суммарной величины на количество произведенных изделий, что позволит получить значения затрат на оплату труда, относящиеся к единице продукции.

Д_вр = 570 · 8,6 ·8,6· 0,5 = 21078 руб. (базовый вариант) З_пр = 53295 + 21078 = 74373 руб.

Д_вр = 670· 4,6 ·4,6· 0,5 = 7088 руб. (проектный вариант) З_пр = 35343 + 7088 = 42431 руб.

Осуществление расчета годовых затрат на заработную плату (Зпр) сотрудников задействованы в выполнении программы следует проводить следующим образом:

Згод = N · Зпр

З_год = 100 · 74373 = 7437300 руб. (базов. вариант)

З_год = 100 · 42431 = 4243100руб. (проект. вариант)

4. Организация рабочего места сварщика

4.2 Принадлежности и инструмент сварщика

Щитки и шлемы (маски) применяют для защиты лица сварщика от вредного действия лучей сварочной дуги и брызг расплавленного металла. Их изготовляют по ГОСТ 1361--69 из фибры черного матового цвета или специально обработанной фанеры. Щитки и шлемы должны иметь массу не более 0,6 кг. В щиток или шлем вставляют специальный светофильтр, удерживаемый рамкой размером 120Х 60 мм.

Рисунок 5.4 - а) - шлемы (маски), б) - щитки электросварщика

Не использовать очки разных цветов, так как они не могут надежно защитить глаза от невидимых лучей сварочной дуги, которые вызывают хронические заболевания глаз.

Защитные светофильтры имеют разную плотность. Самое темное стекло имеет маркировку ЭС--500 и используется для сварки током до 500 А, среднее ЭС-300 предназначено для сварки током до 300 А, более светлое стекло ЭС-100 предназначено для сварки током до 100 А или менее. Снаружи светофильтр защищен от разливов расплавленного металла обычным прозрачным стеклом, которое необходимо заменять 2-3 раза в месяц на новое.

Электрододержатели должны быть легкими, удобными в обращении, не стеснять движений и не утомлять руки сварщика. Они изготавливаются трех типов: на ток до 125 А и для проводов сечением 25 мм2; на ток до 315 А и для проводов сечением 50 мм2, на ток до 500 А и для проводов сечением 70 мм2. Электрододержатель должен выдерживать не менее 8000 циклов установки электрода. Его конструкция должна обеспечивать замену электрода не более чем за 4 секунды. Электрододержатели, рассчитанные на ток до 500 А и выше, оснащены защитным экраном для защиты рук от тепла сварочной дуги и металлических брызг. Также используются электрододержатели, оснащенные устройством для отключения сварочного тока во время замены электрода, что обеспечивает повышенную безопасность при эксплуатации.

Токоведущие части электрододержателей должны быть надежно изолированы от случайного контакта со свариваемым изделием или руками сварщика. Сопротивление изоляции должно составлять не менее 5 Мом.

Изоляция рукоятки должна выдерживать испытательное напряжение 1500 В при частоте 50 Гц без разрушения в течение 1 минуты.

Огнетушащее устройство состоит из латунного стержня, установленного на рукоятке. При вращении подвижной части рукоятки стержень отвинчивается от контактной втулки, что размыкает цепь подачи сварочного тока. Провод, находящийся под напряжением, пропускается через рукоятку, но провод, находящийся под напряжением при сварочном токе более 600 А, должен быть подсоединен к электрододержателю в обход рукоятки.

Сварочный пост должен быть оборудован специальной настольно-сварной стойкой или подставкой для установки или подвешивания электрододержателя во время кратковременного простоя, чтобы избежать образования электрической дуги в результате случайного контакта электрододержателя с поверхностью металлического стола. Поверхность основания или подставки, на которой установлен или подвешен электрододержатель, должна быть изготовлена из электроизоляционного материала.

Во время сварки брызги расплавленного металла прилипают к электрододержателю, что приводит к его утяжелению и перегреву. Кроме того, при попадании брызг на выступы электрододержателя затруднена установка электрода и извлечение заглушки. Это повышает утомляемость сварщика и иногда приводит к ожогам при замене электрода. Чтобы избежать попадания расплавленного металла на электрододержатель, рекомендуется несколько раз в течение смены смазывать его металлоломом.

Средства индивидуальной защиты. Электросварщикам предоставляется специальная защитная одежда, специальная обувь и средства индивидуальной защиты в зависимости от характера работы в соответствии с действующими отраслевыми стандартами. Электросварщики должны носить средства индивидуальной защиты, а именно:

- электросварщики ручной дуговой сварки - брезентовый костюм, диэлектрические перчатки (дежурные), защитный щиток (маска), кожаные ботинки, брезентовые рукавицы;

- электросварщикам-полуавтоматам и автоматам - хлопчатобумажный костюм (далее по тексту "хлопчатобумажный"), диэлектрические галоши, защитные очки, тканевые перчатки, перчаточный комбенизон.

При работе на открытом воздухе и в неотапливаемых помещениях в холодное время года сварщики должны быть обеспечены одеждой с утепленными уплотнениями, в зависимости от климатических зон, и защитой от контакта с мокрой, холодной землей, снежными покровами, наколенниками из огнеупорных материалов с эластичным слоем.

При выполнении сварки сидя, на коленях или лежа, в условиях, когда повышается риск поражения электрическим током без автоматического отключения напряжения холостого хода, а также в особо опасных помещениях, сварщики должны быть обеспечены диэлектрическими перчатками и ковриками в дополнение к спецодежде.

Для удаления сварочной пыли и газов должна быть установлена система вытяжной вентиляции, удаляющая вредные газы и пыль непосредственно из места их образования.

В случае временного или аварийного отключения от общей вентиляции или местного отсоса во время сварки, в помещениях для нанесения покрытий и на открытых площадках, где концентрация газов не превышает предельно допустимых значений и где концентрация пыли в воздухе высока, следует использовать SB-1 "лепесток" или "Астра-2". использованный. для защиты органов слуха следует использовать респираторы с защитой от пыли.. Для защиты органов слуха следует использовать наушники с шумоподавлением и затычки для ушей.

Чтобы прикрепить проволоку к изделию, используетс...