Разработка технологического процесса сварной металлоконструкции стрела трубоукладчика ТЛГ-10

Поэтому конструкция достаточно технологична.4. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА4.1 Входной контроль основных и сварочных материаловКонтроль сварочных материалов так же, как и основного материала включает: проверку наличия сертификата; проверку сохранности упаковки и наличия на ней этикеток; внешний осмотр; пробную сварку с испытанием полученных сварных соединений (проверка технологических свойств сварочных материалов). Для полуавтоматической сварки металлоконструкций в сварочной смеси из малоуглеродистых и низколегированных сталей следует применять:смесь сварочную М 21 с содержанием 80%Ar+20%СО2 по ГОСТ 8050-76сварочную проволоку по ГОСТ 2246-70, марок СВ-08Г2С или аналогичную импортного производства имеющую аттестацию установленного порядка.При поступлении на предприятие сварочных материалов проверяется:наличие сертификата, полнота приведенных в них данных и соответствия этих данных ГОСТам.наличие маркировки, этикеток или бирок на упаковках и полнота указанных на них данных.сохранность упаковок и самих материалов.При обнаружении порчи упаковки или самих материалов, вопрос о возможности их использования решает руководство сварочных работ совместно с ОПК.Сварочная проволока, поставляется в кассетах, на упаковке которой указаны марки, номера плавки и диаметр проволоки.Сварочные материалы следует хранить и транспортировать в условиях, исключающих их механическое повреждение и переувлажнение. Хранение сварочной проволоки должно осуществляется в сухих отапливаемых помещениях при температуре не ниже + 150 С и относительной влажности воздуха 55%, на стеллажах.Сварочная проволока перед выдачей на производственный участок осматривается. На поверхности проволоки не должно быть окалины, ржавчины, следов смазки, задиров, вмятин и других дефектов и повреждений.Контроль сварочно-технологических свойств сварочных материалов осуществляется путем сварки контрольных (допускных) стыков. Сварку допускных стыков производит аттестованный сварщик в присутствии руководителя сварочных работ. Контроль качества допускных стыков осуществляется в следующем порядке:визуально-измерительный контроль;рентгенографический контроль;механические испытания.4.2 Заготовительные операцииПри выборе заготовительного технологического процесса необходимо ориентироваться на наиболее совершенные высокопроизводительные методы заготовительных операций. Следует выбирать такой метод раскроя металла, который обеспечивал бы получение наименьших отходов.Операция 005 Заготовка:1. ГазорезательнаяВоздушно-плазменная резка. В качестве плазмообразующего газа используется сжатый воздух. Преимущества воздушно-плазменной резки по сравнению с механизированной кислородной и плазменной в инертных газах следующие; простота процесса резки, применение недорогого плазмообразующего газа – воздуха, высокая чистота реза, пониженная степень деформации, меньшая ширина реза, более устойчивый процесс, чем при резке в водородосодержащих смесях.Область применения – для раскроя углеродистых, низколегированных и легированных сталей, а также цветных металлов толщиной до 80 мм. При этом скорость резки возрастает в 2-3 раза по сравнению с газокислородной резкой.2. КромкострогальнаяКромки свариваемых элементов обрабатывают для получения заданной геометрической формы и обеспечения операционных допусков путем удаления слоя металла. Особенности:Фаскосниматель имеет автоматическую подачу, что обеспечивает одинаковую ширину фаски по всей длине обрабатываемой деталиЕсли обрабатываемая заготовка или конструкция имеют большие размеры (например, стальной лист), фаскосниматель крепится прямо на нее, без помощи дополнительных приспособлений. Оператору необходимо лишь направить фаскосниматель от начала и снять его в конце заготовкиЕсли необходимо снятие фаски с двух сторон листа, после прохода фаскоснимателя по верхней части детали, достаточно просто перевернуть его и запустить его в обратном направленииРисунок 4.2 - Кромкоскалывающая машина для обработки кромокна листовой стали CHP-12 INVCHP-12 INV - это перевернутая версия самой универсальной машины CHP-12. Она универсальна, гибка, легко транспортируется на собственной тележке и готова сделать скосы на нижней части плиты. Эта машина выполняет фаску за 2,6 м/мин для получения конических сварных швов 12 мм в плитах толщиной до 40 мм и 40Кг/мм2 твердостью.4.3 Сборочные операцииСборочные операции – это совокупность операций, выполняемых с целью обеспечения правильного взаимного расположения, установки и закрепления деталей сборочного узла согласно чертежу. В условиях единичного производства целесообразно применять сборку по разметке.Сборку следует производить в сборочно – сварочных кондукторах или других приспособлениях, которые позволяют обеспечивать высокую точность сборки и скорость. Собранный узел должен обеспечивать доступность сварных соединений для выполнения прихваток и сварных швов, также должен обладать жесткостью и прочностью, необходимой как при извлечении его из сборочного приспособления и транспортировке к месту сварки, так и для уменьшения временных сварочных деформаций.Возможны следующие схемы технологического процесса сборки и сварки:1. Сборка узла или конструкции с последующей сваркой.2. Последовательная сборка и сварка.3. Сборка и сварка узлов, затем сборка и сварка конструкции из узлов.4. Сборка и сварка узлов с последующей сваркой конструкции из узлов и наращиванием отдельных элементов.Для изготовления металлоконструкции использую (комбинированную) 2-ю и 3-ю схемы технологического процесса сборки и сварки - сборка и сварка узла 1 с последующим наращиванием отдельных элементов.Для достижения необходимой точности размеров сборку произвожу по первому способу.В связи с возможностью больших деформаций при сборке и сварке металлоконструкции (из-за малой жесткости узла ), на сборочно-сварочной плите с помощью универсальных прижимов и оснастки.4.4 Расчет режимов сваркиДиаметр электродной проволоки рассчитываем по формуле, мм:, Общую площадь наплавленного металла определяют по формулегде е-ширина шва, мм;g - высота усиления, мм;- площадь разделки, .Коэффициент Kd выбираем в зависимости от способа сварки и рода тока по таблице 4.2.Таблица 4.2 - Значение коэффициента Kdпри дуговой сварке под флюсомРод токаЗначение коэффициента Kdдля сваркиавтоматической механизированнойПеременный0,036…0,160 0,036…0,080Переменный0,040…0,173 0,040…0,086Принимаем диаметр электродной проволокиdЭ.П =1.6 мм.Скорость сварки рассчитываем соответственно при переменном и постоянном токе обратной полярности, мм/с:,, Принимаем VC= 6 мм/с.Скорость подачи электродной проволоки определяется по зависимости, мм/с:, мм/сСварочный ток определяем соответственно для переменного и постоянного тока обратной полярности, А:,А.Расчетный сварочный ток не должен выходить за пределы ограничений IС≤(180…190)∙dЭ.П для угловых швов и IС≤230∙dЭ.П – для стыковых.240≤368 Условие выполненоНапряжение на сварочной дуге определяется по формулам и ,В Вылет электрода Значение коэффициента αр зависит от режима сварки - коэффициент расплавления, г/Ач ψ – коэффициент потерь на угар и разбрызгивание, %ψ = 0 (при сварке под флюсом);Основные параметры сварки на принятом режиме:- Погонная энергия сваркиqn=, Дж/см где ηэ – эффективный КПД нагрева изделия дугой.ηэ=0,85 (для сварки под флюсом);qn=, Дж/см Коэффициент формы проплавления определяют по формулегде ;;Глубину проплавления определяют по формуле;;Проверка: Ширину шва определяют по формулеПроверка: Скорость подачи электродной проволоки определяют по формулегде - эффективное падение напряжения в активном пятне, В,; - площадь электрода, ,; - сопротивление вылета электрода, Ом,где - удельное электросопротивление электродного металла, ;; - плотность электродного металла, - изменение энтальпии, .Площадь сечения (шов без разделки) определяют по формулеВысота шва (шов без разделки) определяют по формулеН=6,2+2,3=8,5ммКоэффициент остроты шва определяют по формулегде и - глубина проплавления и ширина шва, смПлощадь проплавления основного металла определяют по формулеДоля участия основного металла в шве определяют по формулеПринимаем следующие режимы для сварки продольных балок рамы под флюсом1) диаметр электродной проволоки dЭ.П=1,6 мм.2) скорость сварки VC= 6мм/с.3) скорость подачи электродной проволоки VЭ.П=90 мм/с.4) сварочный ток IC=240 А.5) напряжение на сварочной дуге UC=27 В.4.5 Основные мероприятия по снижению величины сварочных напряжений и деформацииПри сборке конструкций применять по возможности сборочные приспособления, обеспечивающие свободное перемещение свариваемых конструкций от усадки швов. Следует строго соблюдать размеры притуплений, зазоров и соосность элементов.Выполнять необходимую последовательность сварки швов; чередование слоев двухстороннего шва: чередование сварки поясных швов балок, строго выполнять последовательность и порядок сварки швов, указанные в типовой технологии или проекте производства сварочных работ.Не допускать превышения величины тепловложения в шов (увеличения силы сварочного тока по сравнению с рекомендуемой для электродов применяемого типа и диаметра).Использовать жесткое закрепление деталей перед сваркой для уменьшения их деформаций (если это предусмотрено технологической запиской или иструкцией) с помощью прихваток или приспособлений; использовать вибрацию конструкций в процессе сварки для уменьшения деформаций и напряжений.Для исправления поводок используем метод правки. Различают три метода правки: механическую, термическую и термомеханическую. Механическая правка основана на образовании пластических удлинений в зоне сварных соединений, вследствие чего устраняются деформации. Термическую правку производят путем местного нагрева тех зон, усадка которых устраняет остаточные сварочные деформации. Таким образом может быть устранена серповидность листа или остаточная деформация изгиба сварного тавра. Иногда применяют комбинированный термомеханический метод для ликвидации выпучины в тонколистовой стали.4.6 Визуальный и измерительный контроль сварных соединенийДля проведения контроля качества наплавленной упрочненной поверхности бил, используется визуально - измерительный осмотр.Это один из методов неразрушающего контроля оптического вида. Он основан на получении первичной информации о контролируемом объекте при визуальном наблюдении или с помощью оптических приборов и средств измерений. Это органолептический контроль, т.е. воспринимаемый органами чувств (органами зрения) ГОСТ 23479-79 «Контроль неразрушающий. Методы оптического вида» устанавливает требования к методам контроля оптического вида.Измерения производятся с использованием приборов и инструментов:лупы измерительные для выявления трещин и в последствии устранения их, сетка микротрещин допускается;штангенциркули для контроля толщины наплавленного слоя;линейки измерительные металлические для контроля габаритных размеров наплавленного слоя (ГОСТ 427-75);Визуально-измерительный контроль является достаточно простым методом, тем не менее, может служить высокоэффективным средством для предупреждения и обнаружения дефектов. Только после проведения визуального контроля и исправления недопустимых дефектов сварные соединения подвергают контролю другими физическими методами для выявления внутренних и поверхностных дефектов.При выявлении дефектов такие как, микротрещины для данного изделия допускаются, более глубокие необходимо устранить. Устранение трещин различного расположения, размера и характера осуществляется посредством их полной вырубки и последующего заваривания. Для того, чтобы трещина не распространялась дальше по шву в процессе вырубки, ее концы подвергают засверливанию. 4.7 Ультразвуковой контроль сварных соединенийДля выявления внутренних дефектов (пор, трещин, шлаковых включений), наплавленный и обработанный шнека подвергают ультразвуковому контролю, с применением переносных или стационарных дефектоскопов.Ультразвуковой контроль основан на пропускании через металл волн с частотой выше слышимости человеческого уха (16 кГц), с поперечными или продольными колебаниями. Ввод ультразвука в деталь осуществляется прямыми и наклонными (призматическими) искателями, под определённым углом (обычно 30-50 °С).С целью повышения чувствительности и качества ультразвукового контроля, пространство между излучающей плоскостью и поверхностью исследуемого металла заполняют контактной средой (машинное масло, водные растворы).Ультразвуковые волны, введенные в металл, встретившись с дефектом либо разделом двух фаз, отражаются под углом равным углу падения.Часть волн после отражения попадает на искатель и фиксируется дефектоскопом.Для контроля качества сварных соединений конструкции используется визуально-измерительный контроль. Так как конструкция ответственная, то после прохождения данного вида контроля производят контроль ультразвуковым волнам при помощи УД2-70. Таблица 4.1 - Техническая характеристика УД2-70 Частота ультразвукавых колебаний,МГцМаксимальная условная чуствительность,дБ.Отношение сигнал\шум, дБДопускаемое отклонение от номин.значен.Частоты,МГцМаксимаьная глубина прозву-чивания при работе прямым искателем.ммНоминальное значения и доуск. откл. угла ввода УЗК,град.Источник питанияМасса дифнктоскопа0,4-1053-89102,5±0,25500065±2Сеть220В3ЗАКЛЮЧЕНИЕВ ходе выполнения работы был рассмотрен сварной узел «Стрела трубоукладчика ТЛГ-10» трубоукладчика ТЛГ-10. Рассмотрены основные свойства материала из которого изготовлено изделие, дана оценка свариваемости. Выбрано необходимое оборудование для изготовления. На основе справочных данных были выбраны параметры сварки. В результате внедрения современного оборудования повысилось качество выпускаемого изделия, уменьшилось время на его выпуск и затраты. Рассмотрены методы контроля сварных швов изделия и выбраны оптимальные.Список литературы1. Строительные конструкции / Под ред. д.т.н., проф. Байкова В.Н. и д.т.н., проф. Попова Г.И. – М: Высшая школа, 1986.- 544 с.2. Николаев Г.А., Винокуров В.А. Сварные конструкции. Расчёт и проектирование / Под ред. Николаева Г.А. – М: Высшая школа, 1990.- 446 с.3. Марочник сталей и сплавов / Под ред. Сорокина В.Г. – М.: Машиностроение, 1989. - 612 с.4. Синяговский И.С. Сопротивление материалов. – М.: Колос, 1968.- 456 с.5. Панарин Н.Я., Тарасенко И.И. Сопротивление материалов. – Ленинград: государственное издательство литературы по строительству, архитектуре и строительным материалам, 1962.- 528 с.6. Руденко Н.Ф., Александров М.П., Лысяков А.Г. Курсовое проектирование грузоподъёмных машин. – М.: Машиностроение, 1966.- 252 с.7. Дыховичный А.И. Строительная механика. – М.: Высшая школа, 1966.- 328 с.8. Васильев К.В. Плазменно-дуговая резка. – М.: Машиностроение, 1974.- 111 с.9. Чвертко А.И., Патон В.Е., Тимченко В.А. Оборудование для механизированной дуговой сварки и наплавки. – М.: Машиностроение, 1981.- 465 с.10. Справочник по сварочным работам / Под ред. Хромченко Ф.А. – М.: НПО ОБТ, 2002. -188 с.11. Колганов Л.А. Сварочное производство. – Ростов-на-Дону: Феникс, 2002.- 504 с.12. Ежова, Э.В. Безопасность жизнедеятельности. [Текст]/ Э.В. Ежова. – Москва, 1999. – 124 с. ПриложениеТехнические характеристики фаскоснимателя CHP-12 INVМощность двигателя, л/с3Количество оборотов в минуту, об/мин1400Макс. Скос глубины с материалами 40 кг в один единый прогон, мм12Минимальная толщина листа, мм6Максимальная толщина листа, мм40Длина снятия фаски за минуту, м2,6Минимальная ширина плиты, мм55Вес машины, кг65