Разработка технологического процесса сборки и сварки колонны

Обновлено: 19.05.2024

Режимом сварки называют совокупность характеристик сварочного процесса, обеспечивающих получение сварных соединений заданных размеров, формы и качества.

Для ручной дуговой сварки диаметр электрода определяется в зависимости от толщины металла. Толщина металла 6 мм, следовательно диаметр электрода равен 5

Сила сварочного тока I_св , А определяется по формуле:

где k - коэффициент пропорциональности, зависящий от диаметра электрода и его типа, А/ мм;

d - диаметр электрода, мм.

I_св = 45 х 5 = 225A

Напряжение на дуге при ручной сварке изменяется в пределах от 22 до 25 В.

Скорость перемещения дуги задается сварщиком и зависит от множества параметров. Характеристики режима ручной дуговой сварки заносим в таблицу 14.

Диаметр электрода, мм

Напряжение на дуге, В

Определим сварочный ток из уравнения
Расчет сварочного тока, А, при сварке проволокой сплошного сечения производится по Определим сварочный ток из уравнения

Зная, что напряжение на дуге меняется в пределах 32—40 В, принимаем = 36В.
Определяем коэффициент формы провара = 1.5, по графику
Зная определяем ширину шва

Где – коэффициент формы провара

h - толщина металла

Зная, что коэффициент формы валика = e/q = (5 8), находим выпуклость q; принимаем = 5, тогда

Где - коэффициент формы валика

Определяем площадь сечения наплавленного металла

Где q – выпуклость шва

Определяем коэффициент наплавки по уравнению:

Где А,В – коэффициенты, для флюса ОСЦ-45 = 2.2 и 0.032

Действительный коэффициент наплавки находим из уравнения

находим по графику,

2.6 Выбор и описание сварочного оборудования

Для ручной дуговой сварки выбираю многопостовой выпрямитель ВДМ-1001, который рассчитан на 7 постов и к данному источнику питания выбираю балластный реостат РБ-301.

Основными элементами многопостового выпрямителя ВДМ-1001, являются трехфазный трансформатор, выпрямительный блок, шинопровод с балластными сопротивлениями.

Первичная обмотка трехфазного трансформатора включаются по схеме треугольник имеет отвод в каждой фазе, которые предназначены для стабилизации выходного напряжения сети в диапазоне ±5 процентов от V_ном.

Вторичная обмотка имеет две секции, которые включены по схеме "звезда", а их ЭДС сдвинута на угол π. Нейтраль первой секции этойобмотки образует отрицательный вывод, а нейтраль второй - положительный вывод.

Выпрямитель ВДМ-1001 имеет быстродействующую защиту соответственно от кратковременной и длительной перегрузки. Выходное напряжение выпрямителя поступает на сварочный пост через шинопровод на балластное сопротивление.

Характеристики ВДМ-1001 сведены в таблицу 16.

Номинальный сварочный ток поста, А

Диапазон регулирования сварочного тока поста, А

Число сварочных постов

Тип балластного сопротивления

Потребляемая мощность, кВ х А

Габаритные размеры, мм.

Технические характеристики балластного реостатаотражены в таблице 17.

Номинальный режим работы,

Регулировка сопротивления, ОМ

Габаритные размеры, мм

Пределы регулирования сварочного тока, А

Диаметр проволоки, мм

Сварочный полуавтомат состоит из сварочной горелки, механизма подачи сварочной проволоки, блока управления, сварочного выпрямителя, газового редуктора, комплекта проводов и шлангов.

2.7 Описание механизированного сборочно-сварочного приспособления

Железобетонный стенд представляет собой сборную конструкцию, состоящую из железобетонных балок прямоугольного сечения длиной 4 м. каждая и уложенных на них отдельных железобетонных плит размерами в плане 1х2 или 2х4 м. Плиты и балки соединены между собой закладными металлическими деталями, свариваемыми при монтаже стенда.

Верхняя рабочая поверхность стендов, используемая при сборке конструкции с толщенной листов настила до 8 мм, облицовывается металлическими листами толщиной 8 мм.

Для возможности установки на стенд и закрепления к нему элементов другой оснастки (например, железобетонных постелей) между отдельными плитами имеются пазы шириной 50 мм, в которые закладывают прижимные приспособления с анкерными болтами или клиньями.

Размеры железобетонного стенда выбирают в зависимости от потребностей производства и габаритов сборочно-сварочного цеха.

Технические характеристики железобетонного стенда приведены в таблице 23

2.8 Основные положения на сборку и сварку

Перед сборкой под сварку кромки деталей и прилегающие к ним участки шириной 20-30 мм, должны зачищаться от ржавчины, окалины, краски, масла и других загрязнений, а при необходимости просушивать от влаги.

Зачистка производится пневматическими шлифовальными машинами, снабженные стальной щеткой или абразивным и кругом. В тех местах, где машину применять нельзя, производится в ручную " щетками". Размер зачистки указан на рисунках 2, 3.

Закрепление деталей при сборке конструкции под сварку должно выполняться при помощи электроприхваток. Длина прихваток для деталей толщиной 5мм должна быть 15. 20мм, расстояние между электроприхватками 150. 250мм. По концам стыкуемых листов следует ставить по 2-3 усиленные прихватки длиной 50. 70мм при расстоянии между ними 100. 150 мм.

Прихватки должны зачищаться от шлака и брызг и тщательно проверяться внешним осмотром. Не допускается на прихватке наличия пор, трещин, подрезов металла и других дефектов. Некачественно выполненные прихватки подлежат обязательному удалению.

Перед сваркой необходимо нанести контрольные линии на расстоянии 100 мм от оси шва. «Гребенки» при сборке располагать под углом 45 градусов к оси шва со стороны, обратной выполнению первого прохода. Приварка «гребенок» и постановка прихваток должна производится теми же сварочными материалами, что и сварка конструкции. Удаление временных креплений необходимо производить следующим образом:

2. запилить пневмоинструментом место установки крепления заподлицо.

3. Удаление временных креплений ударом категорически запрещается.

Сварные металлоконструкции уложить на постель согласно чертежа, состыковать между собой, выдержав зазор под сварку. Зазоры под сварку должны соответствовать требованиям, предъявляемыми нормативными документами.

Зазоры, превышающие допустимые должны быть исправлены согласно технологическим требованиям по сварке.

Сварочные материалы, поступающие на сварку, должны быть проверены на годность ОТК.

2.9 Технологический процесс

Технологический процесс сборки и сварки колонны выполнен в табличной форме.

Разработка технологического процесса изготовления сборки и сварки опорной колонны

Здравствуйте уважаемая комиссия.
Я Слесарев В.М.
Вашему вниманию представляется выпускная
квалификационная работа – дипломный проект
Тема дипломного проекта :
Разработка технологического
процесса изготовления сборки и
сварки опорной колонны.

1. Объектом разработки является технология изготовления
металлоконструкции.
2. Предметом разработки является процесс сборки и сварки
коробчатой балки для мостовых кранов.
3 Целью дипломного проекта является разработка
технологического процесса изготовления коробчатой балка для
мостовых кранов под флюсом.
Задачи: (для достижения цели)
1 - Проанализировать базовый вариант изготовления коробчатой
балки.
2 – Подобрать и обосновать проектируемый способ сварки
металлоконструкции.
3 – Произвести необходимые расчёты режима сварки.
4 – Выбрать и обосновать сварочное, сборочное оборудование.
5 – Разработать технологию сборки и сварки коробчатой балки.
6 – Рассмотреть контроль качества сварной конструкции.

4. Колонны состоят из трех основных частей: стержня, являющегося основным несущим элементом колонны; оголовка, служащего опорой

КОЛОННЫ СОСТОЯТ ИЗ ТРЕХ ОСНОВНЫХ
ЧАСТЕЙ:
СТЕРЖНЯ, ЯВЛЯЮЩЕГОСЯ
ОСНОВНЫМ НЕСУЩИМ ЭЛЕМЕНТОМ КОЛОННЫ;
ОГОЛОВКА, СЛУЖАЩЕГО ОПОРОЙ ДЛЯ
ВЫШЕЛЕЖАЩИХ КОНСТРУКЦИЙ И ЗАКРЕПЛЕНИЯ
ИХ НА КОЛОННЕ; БАЗЫ, РАСПРЕДЕЛЯЮЩЕЙ
СОСРЕДОТОЧЕННУЮ НАГРУЗКУ ОТ КОЛОННЫ ПО
ПОВЕРХНОСТИ ФУНДАМЕНТА, ОБЕСПЕЧИВАЮЩЕЙ
КРЕПЛЕНИЕ С ПОМОЩЬЮ АНКЕРНЫХ БОЛТОВ.

Характеристика изделия
Изделие изготавливается из стали ВСт3сп ГОСТ 330-94. –
Конструкционная углеродистая обыкновенного качества.
Ст - Сталь обыкновенного качества;
В – группа стали спокойная.
Цифра после - Ст – условный номер марки в зависимости от
химического состава стали;
сп – спокойная (степень раскисления)

Свариваемость стали
Во избежание дефектов сварных швов предварительно определяем
свариваемость стали на холодные и горячие трещины.
Определяем по углероду эквивалентному.
При подсчёте углерод эквивалентный Cэ Свариваемость хорошая
,практически без ограничений.

Выбор способа сварки
Опорная колонна относится к ответственным сварным
конструкциям, она будет использоваться в строительстве.
Проведем анализ способов сварки, с целью выбора наиболее
подходящего способа:
Ручная дуговая сварка по всем параметрам подходит для данной
конструкции.
Полуавтоматическая сварка в среде защитных газов очень
распространенный процесс, поэтому подходит в данном СЛУЧАИ
Электрошлаковая сварка не подходит в силу конструктивных
особенностей нашего изделия и расположения швов.
Контактная сварка не подходит, так как ее применяют для сварки
листовых конструкций.
Газовую сварку в основном применяют для сварки деталей с малой
толщиной стенок.
Иные способы сварки: лазерная сварка, сварка в
вакууме, импульсная сварка не рассматриваем в силу малой их
распространенности, сложности и высокой стоимости
оборудования

Обоснование выбора вида, метода, способа сварки
Сварка
в
защитных
газах
(С02),
имеет
ряд
неоспоримых
преимуществ перед другими способами:
• Высокая производительности по сравнению РДС
• Выбор способа сварки зависит от типа производства и количества и
особенностей изготовления выпускаемой продукции.
• Тип нашего производства - единичный, то есть номенклатура выпускаемой продукции
неустойчива и продукция выпускается в небольших количествах.
Конструкция состоит из нескольких сварных швов средней протяженности.
Поэтому с целью повышении производительности наиболее рационально применять не ручную
дуговую сварку , а полуавтоматическую сварку в активных защитных газах.
• Простота оборудования;
• Невысокая стоимость сварочных материалов;
• Отсутствие высоких требований по квалификации сварщика;
• Высокое качество сварных соединений разнообразных металлов и их сплавов разной толщины.
• Возможность сварки в различных пространственных положениях;отсутствие операции по засыпке и
уборке флюса и удалению шлака;
• Возможность наблюдения за образованием шва и простота механизации и автоматизации процесса.
К недостаткам данного способа сварки относиться необходимость в принятие защитных мер против
световой и тепловой радиации дуги, возможность нарушения газовой защиты при сдувании струи и в
некоторых случаях затруднения, возникающие при осуществлении водяного охлаждения горелок.

Выбор сварочных материалов
1.Сварочная проволока св08г2с
2.В качестве защитной атмосферы сварочной ванны при сварке
от проникновения кислорода и азота воздуха применяется
сварочная углекислота (углекислый газ 〖СО〗_2) по ГОСТ 8050-76
с содержанием не менее 99,5%

10. Режимы сварки

РЕЖИМЫ СВАРКИ
• Iсв (сила сварочного тока, А), Uд( напряжение дуги,В) ,
Vсв( скорость сварки. см/с) , Vп.пр.( скорость подачи
сварочной проволоки, см/с), расход защитного газа,
л/мин.
• -диаметр сварочной проволоки 1,6 мм;
• - напряжение на дуге 32 В;
• - сила сварочного тока 300А;
• -скорость сварки 28 м/час;
• - расход углекислого газа 18 л/мин.

Сварочный аппарат COMPACT 4100SYN
Данные серии сварочных полуавтоматов предназначены для работы в
автосервисах, для монтажных и ремонтных работ, для мелкосерийного и
серийного производства металлоконструкций. Все аппараты данных серий
могут работать на открытом воздухе. Для защиты зоны сварки от воздуха
применяется СО2 или смеси газов.
Аппараты серии COMPACT могут
использоваться для сварки металлоконструкций сложного сечения (толщина
5-6 мм), рассчитаны на длительный режим работы (1,5-2 рабочие смены).

• При использовании специальных роликов и комплектующих к
горелке применяются и для сварки алюминиевых сплавов.
Преимущества источника питания:
• Настраиваемый тормозной шпиндель исключает провисание
проволоки.
• Система быстрого тормоза QBS на двигателе
подающего механизма для постоянного и повторяющегося
зажигания дуги

• описание сборки и сварки.
. Подготовка поверхности к сварке.
Перед сборкой под сварку опорной колонны нужно проверить
на наличие загрязнений поверхности соединяемых элементов. При
загрязнении
поверхностей нефтепродуктами нужно их удалить
(очистить) ветошью. Предварительная зачистка до металлического
блеска стыков соединяемых элементов на ширину не менее 20мм в
обе стороны от стыка не требуется, т.к. Ст3Сп обладает отличной
свариваемостью и на качестве сварных швов незначительные
загрязнения поверхности не окажет серьезного влияния.

2. Сборка под сварку элементов опорной колонны. Разметка соединяемых
элементов производится на стадии механической обработки ребра, основания,
подставки на обрабатывающем центре с ЧПУ. Сборку выполняем на прихватках,
без выполнения каких либо специальных приспособлений.
стойку
Устанавливаем
на подставку и выполняем прихватку в четырех точках по всему
периметру основания с шагом 90 градусов . Длина прихватки 20-25 мм. Затем
устанавливаем последовательно четыре ребра и прихватываем каждый стык в
двух точках прихватками 20-25 мм. Осматриваем прихватки на наличие трещин,
пор, непроваров. При обнаружении дефектов, дефектную прихватку удалить
абразивной машинкой и выполнить вновь, с повторным осмотром. Сборку
(прихватку) основания и трубы-стойки выполняем аналогично.

3. Сварка опорной колонны.
• Устанавливаем собранную на прихватках опорную колонну
вертикально. Выполняем сварку кольцевого шва стойки с
подставкой в 1 проход с катетом углового шва 12 мм. Затем в
шахматном порядке, «крест-накрест»,
швы ребер с подставкой. Затем
выполняем угловые
поворачиваем опорную
колонну на 180 градусов и выполняем сварку ребер с
основанием и стойкой по вышеприведенному алгоритму.

16. Контроль

КОНТРОЛЬ
• Чтобы обеспечить высокое качество и надежность сварных соединений, необходимо выполнить
предварительный контроль, пооперационный контроль, контроль готовых сварных соединений.
• При предварительном контроле следует проверить:
• - сварочные материалы (электроды, сварочную, проволоку, флюсы и газы) и материал для
дефектоскопии;
• -сварочное оборудование, сборочно-сварочные приспособления, контрольно-измерительные приборы,
инструмент, аппаратуру и приборы для проведения дефектоскопии.
• Обязательно должна быть проверена квалификация сварщиков, контролеров и инженерно-технических
работников, занимающихся вопросами контроля сварных швов.
• Пооперационный контроль включает: контроль подготовки деталей под сварку, режимов сварки и
правильности наложения швов;
• - контроль в процессе сварки за состоянием оборудования, за качеством и соответствием присадочных
материалов и контрольно-измерительных приборов.
• Контроль готовых сварных соединений выполняют после выполнения термической обработки (если
она предусмотрена требованиями технологического процесса).

В нашем случае, мы проводим 100 %-ный визуальный
контроль невооруженным глазом. При наличии в сварном
слое трещин, сколов, свищей и прожогов, опорная колонна
бракуется и отправляется на исправление (вырезка,
вырубка дефектов и повторная заварка).
В сварных швах не допускаются трещины, подрезы,
несоответствие
чешуйчатость.
катета
шва,
грубая
волнистость
и

18. Описание планировки участка.

ОПИСАНИЕ ПЛАНИРОВКИ УЧАСТКА.
Предприятия
производства
единичного
и
характеризуются
мелкосерийного
непостоянными
по
интенсивности и направлению технологическими маршрутами
перемещения грузов внутри цеха.
• При разработке планировки сварочного участка по сварке
опорных колонн необходимо учитывать габаритные размеры
изготавливаемой конструкции. Так,
длина нашей колонны
составляет 3030 мм. Из условий годовой программы выпуска (100
опорных колонн), мы принимаем
сварки в среде углекислого газа.
1 пост
полуавтоматической

Разработка технологического процесса сборки и сварки колонны. курсовой. 1. Общая часть 1 Описание конструкции

Важной научно-технической проблемой есть создание экономичных, надежных и долговечных сварных конструкций, которые смогли бы работать на земле, под водой и в космосе, при большой разнице температур, в агрессивной среде и при интенсивном облучении. Больше половины валового национального продукта промышленно развитых стран создается при помощи сварки и родственных технологий. В сварочном производстве занято около 5 млн человек, большинство которых (70%-80%) выполняют электродуговые процессы.

Сварка плавлением является основой сварочного производства.

Техника и технология этого процесса постоянно совершенствуется. Аппаратура для дуговой сварки занимает первое место на рынке сварочного оборудования. Возрастает производство аппаратуры для сварки порошковой и сплошной проволокой при уменьшении доли оборудования для ручной дуговой сварки покрытыми электродами. В промышленно развитых странах доля металла, наплавленного ручной дуговой сваркой, сократилась почти в 3 раза и составляет 20-30%, в других странах такое понижение менее интенсивно.

Благодаря развитию электронной техники и приборостроения, образовалась ультразвуковая, диффузионная, прессовая и других виды сварки. Обеспечение соединений высокого качества в сложных условиях требует совершенствования техники и средств подготовки к ремонтной сварки.

Актуальной остается проблема сварки новых материалов на основе железа, меди, никеля, алюминия, титана и др. Решение в улучшении свариваемости перспективных сплавов алюминия и титана нашли в Институте электросварки им. Е.О.Патона. Создано новые технологии, которые дают возможность получения сварных соединений толщиной 1,5-1000 мм. Чтобы получить неразъемные соединения из разнородных материалов (сталь — титан, медь — алюминий, сталь — алюминий и др.) преимущественными будут такие процессы: магнитно-импульсная сварка, сварка взрывом, диффузионная сварка, пайка, склеивание, механические соединения.

В производство внедрены новые технологии для сварки полимеров и композитов на их основе, сварка труб из термопластов, которые используются при сооружении газо- и водопроводов, а также других коммуникаций. Перспективными являются соединения этих материалов при помощи ультразвуковой сварки, сварки трением и токами высокой частотности.

В значительной степени увеличились возможности подводной сварки и резки, которые используются на глубинах нескольких десятков метров. В этом случае используют сварку плавкими и неплавкими электродами, лазерное излучение. Проводится разработка новых механизированных способов сварки и резки, а также оборудования, которые можно было бы использовать на километровой глубине для прокладывания газо- и нефтепроводов по дну океанов.

1. Общая часть

1.1.Описание конструкции

Колонна – высокая вертикальная опора, которая является промежуточным элементом при передачи нагрузок от балок и ферм непосредственно к фундаментам или другим элементам. При больших нагрузках применяются швеллерные и трубчатые профили, а при низких нагрузках применяют трубчатые профили из стали с толщиной b=1-6 (мм).

Нижняя часть колонн имеет опорную плиту, передающую на грузку на фундамент.

Сварные колонны применяются в опорах промышленных зданий, в машиностроении, в столбах линий электропередач, в строении башен и другое.

Центрально – сжатая колонна воспринимает продольную силу, приложенную по оси центра тяжести колонны, и вызывает в ней сжатие по всей длине площади поперечного сечения.

1.2 Характеристика основного металла

Сталь марки С255 – одна из наиболее популярных и востребованных в строительной отрасли, поскольку наделена отличными прочностными характеристиками и не имеет ограничений в свариваемости. На объекты она поставляется в виде проката для последующего использования в составе всевозможных металлоконструкций.

Mn– марганец, его вводят в сталь для раскисления, то есть для устранения вредных примесей закиси железа. Он повышает прочность, мало влияет на пластичность.

Si– кремний раскисляет сталь. Он структурно не обнаруживается, так как полностью растворяется в феррите, кроме той части кремния, которая в виде окиси кремния не успела всплыть в шлак и осталась в стали. Кремний повышает предел прочности и вязкость.

Cr– хром усиливает закаливаемость, в небольших количествах увеличивает ударную вязкость.

Ni– никель увеличивает пластические и прочностные свойства стали, измельчает зерна, не ухудшая свариваемость.

P– фосфор, растворяясь в феррите, повышает температуру перехода в хрупкое состояние и приводит к появлению холодных трещин.

S– сера делает сталь хрупкой, приводит к образованию горячих трещин.

Cu– медь повышает коррозионную стойкость, пластичность.

Al– Влияет на предел прочности.

Механические свойства стали в таблице 2.

По данным таблицы 2 видим, что сталь является достаточно прочной и обладает высокими показателями текучести , демонстрирует повышенную вязкость ударного типа.

2 Технологическая часть

2.1. Изменение технологического процесса

2.2 Выбор и обоснование способов сварки

Для постановки прихваток при сборке конструкции, выбираю ручную дуговую сварку, так как для данного вида работ применение этого способа считаю наиболее целесообразным.

Сущность данного процесса заключается в том, что металл плавится за счет тепла электрической дуги, горящей между электродом и изделием. Защита расплавленного металла от окружающей среды производится за счет обмазки электрода.

Преимуществом этого способа является его простота в обращении, отличительной особенностью является универсальность и маневренность. Основной недостаток – низкая производительность от 15 до 20%.

Коэффициент плавления 8.5 – 9.5 г/А час

Коэффициент наплавки 8.5 – 9.5 г/А час

Коэффициент потерь 7 – 8 г/А час

Для приварки деталей к трубе выбираю механизированную сварку в среде СО2. Сущность способа заключается в том, что металл плавится за счет тепла электрической дуги, горящей между автоматически подающейся проволокой и изделием. Защита расплавленного металла от окружающей среды производится защитным газом, который подается к месту сварки рабочим давлением от 10 до 15 МПа. Защитные газы обеспечивают высокое качество сварных соединений. Сварка может производиться во всех пространственных положениях и применима практически к любому сплаву, из которого созданы сварные конструкции.

Преимущества способа – производительность больше, чем при ручной сварке.

Недостаток – выгорание легирующих элементов в результате диссоциации газа СО2 на газ СО и атомарный кислород, который способствует выгоранию.

Коэффициент плавления 12 – 15 г/А час

Коэффициент наплавки 10 – 12 г/А час

Коэффициент потерь 12 – 15 г/А час
2.3 Выбор и обоснование рода тока и полярности

Для ручной дуговой сварки покрытыми электродами, считаю целесообразным применить постоянный ток обратной полярности, так как при этом токе швы получаются плотными, беспористые, герметичные и по структуре соответствуют спокойной стали.

Для механизированной сварки выбираю постоянный ток обратной полярности, так как при этом формирование сварного шва наилучшее, дуга горит стабильно. При прямой полярности процесс сварки характеризуется наименьшим разбрызгиванием даже при сварке значительно малыми токами.

Хотя коэффициент плавления электродной проволоки при сварке обратной полярности в 1,5 – 1,8 раза меньше, чем при сварке на прямой полярности. Это преимущество в большинстве случаев не удается использовать, так как при сварке на прямой полярности ширина шва значительно меньше, а высота выпуклости значительно больше, чем при сварке на обратной полярности. Кроме того сварка на прямой полярности характеризуется увеличением окислением элементов и повышением склонности сварного шва к образованию пор.

2.4 Выбор и обоснование сварочных материалов

Для ручной дуговой сварки при постановке прихваток выбираю электроды типа Э50 марки УОНИ 13\55 по ГОСТ 9467-75.

Электроды данного типа относятся к электродам с фтористо-кальциевым покрытием и состоят из карбонатов кальция и магния, плавикового шпата и ферросплавов. Электроды с таким покрытием называют также низководородистыми, так как наплавленный металл содержит водорода меньше, чем при других покрытиях.

Наплавленный металл по составу соответствует спокойной стали, отличается чистотой, малым содержанием кислорода, азота и водорода; понижено содержание серы и фосфора, повышено - марганца (0,5 – 1,5%) и кремния (0,3-0,6%). Металл устойчив против старения, имеет высокие показатели механических свойств, в том числе и ударной вязкости, и нередко по механическим свойствам превосходит основной металл. Электроды с таким покрытием рекомендуются для наиболее ответственных конструкций из среднеуглеродистых и низколегированных и конструкционных сталей с временным сопротивлением разрыву до 500 МПа, когда к металлу предъявляются повышенные требования по пластичности и ударной вязкости.

Данные электроды чувствительны к наличию окалины, ржавчины, масла на кромках основного металла и в этих случаях дают поры, как и при отсыревании электродов. Свойства наплавленного металла можно менять в широких пределах, меняя количество ферросплавов в покрытии.

Механические свойства сварного соединения характеризуются высокой прочностью и вязкостью, ударная вязкость для УОНИ 13/55 составляет 25-30 кГм/см 2 .

Качество сварки электродами указанной марки высокое, показатели механических свойств сварного шва и наплавленного металла получаются часто выше показателей основного металла.

Химический состав покрытия электродов типа Э50 марки УОНИ 13/55 представлен в таблице 3.

Таблица 3 – Химический состав покрытия электрода

Э50 А-УОНИ 13/55-40-УД2 , ГОСТ 9467-75.

Э 50 А – тип электрода;

Э – электроды для дуговой сварки;

А – улучшенного качества;

УОНИ 13/55 – марка электрода;

4,0 – диаметр электрода;

У – электроды для сварки углеродистых и низколегированных сталей;

Д2 – толстым покрытием второй группы;

432 (5) – группа индексов, указывающая на характеристики наплавленного металла и металла шва;

43 – временное сопротивление разрывов

2 – относительное удлинение > 22%

5 – имеет ударную вязкость не менее 34.3 Дж/см при t-40 градусов;

Б – основное покрытие;

1 – для сварки во всех пространственных положениях;

0 – на постоянном токе обратной полярности.

Род тока и полярность

Временное сопротивление при натяжении, МПа

Ударная вязкость, Дж/см

Постоянный, обратной полярности

Сварку электродами с этим покрытием осуществляют на постоянном токе обратной полярности. Вследствие малой склонности металла шва к образованию кристаллизационных и холодных трещин электроды с этим покрытием используют для сварки больших сечений, тугоплавкий флюс.

Для механизированной сварки в среде СО2 выбираю сварочную проволоку марки СВ – 08Г2С по ГОСТ 2246 – 70, так как она более похожа по химическому составу и механическим свойствам для стали марки Д32 и защитный газ ( углекислый газ ) первого сорта, то есть сварочный, где содержание СО2=99.5 процентов по ГОСТ 8050-85.

Химический состав сварочной проволоки СВ-08Г2С показаны в таблицы 8

Двуокись углерода часто получают при воздействии серной кислоты на мел, но так же ее можно получать при обжиге известняка (40% СО2),сжигании кокса и антрацита в специальных топках (до 18% CО2), из газов брожения пищевых продуктов и других производствах.

В зависимости от способа получения себестоимость может изменятся в пределах ( в 3-5 раз ).

Обычно газ поступает в баллонах в жидком состоянии. В стандартный баллон с водяной емкостью 40 л заливается 25 кг жидкой углекислоты. При испарении 1л жидкого СО2 при О°с и давления 760мм рт.ст. получается 506:8 л газа.. Газ занимает 67,5% всего объема баллона при нормальном давлении, так как плотность у СО2 в 1,5 раза больше, чем у воздуха , он просто выталкивает воздух из пространства.

Проектирование«Колонна» с разработкой участка сборки и технологии изготовления

1. Тема:Проектирование«Колона» с разработкой участка сборки и технологии изготовления.

2. Список литературы

Куркин С.А. , Николаев Г.А. Сварные конструкции – М: Высшая школа,
1991
Виноградов В.С. Оборудование и технология дуговой автоматической и
механизированной сварки: Учеб.для проф. учеб. заведений. - 4-е изд.,
стереотип. - М.: Высш. шк.; Изд. Центр«Академия», 2001. - 319 с.: ил.
Овчинников В.В. Оборудование, механизация и автоматизация сварочных
процессов: практикум: учеб.пособие для студ. учреждений сред. проф.
образования. - М.: Издательский центр «Академия», 2010.
Потапьевский А.Г. Сварка в защитных газах плавящимся электродом М.:
Машиностроение, 2004.
Прох Л.Ц. и др. Справочник по сварочному оборудованию - 2-е издание,
переработанное и дополненное. - К.: Техника, 2007.
Сварка и резка материалов: Учеб. Пособие для нач. проф. образования /
М.Д. Банов, Ю.В. Казаков, М.Г. Козулин и др.; Под ред. Ю.В. Казакова. - 4е изд., испр. - М.: Издательский центр «Академия», 2004
Юхин Н.А. Механизированная дуговая сварка плавящимся электродом в
защитных газах (MIG/MAG) под ред. О.И. Стеклова изд. «СОУЭЛО» - М.:
2002.

3. Содержание

1.ОБЩАЯ ЧАСТЬ
1.1.Характеристика заданной сварной конструкции
1.2.Обоснование выбора марки стали для колонны
1.3.Технические условия на прокат
1.4.Технические условия на сборку колонны
1.5.Технические условия на сварку колонны
1.6.Технические условия на сварочные материалы
1.7.Технические условия на контроль и приемку колонны
2.ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
2.1.Выбор методов получения заготовки
2.2.Выбор способа сборки колонны
2.3.Выбор способа сварки колонны и его техническо-экономическое обоснование
2.4.Последовательность сборочно-сварочных операций
2.5.Выбор сварочных материалов
2.6.Выбор рода тока и полярности
2.7.Выбор и расчет режимов сварки
2.8.Выбор сборочно-сварочного оборудования
2.9Выбор сварочного оборудования (электрического)
2.10Выбор методов контроля заданной сварной конструкции
3.ОРГАНИЗАЦИОННАЯ ЧАСТЬ
3.1.Определение норм времени на сборочно-сварочные работы
3.2.Определение расхода проката
3.3.Определение расхода сварочных материалов
3.4Техника безопасности, противопожарные мероприятия и промышленная санитария

Актуальность темы заключается в том, что конструкция «Колонна» является типовой (очень часто использующейся в
производстве), поэтому проектирование технологического процесса изготовления подобной конструкции осуществляется,
как правило, на каждом металлоконструкционном предприятии.
Проблема исследования заключается в том, что нельзя спроектировать технологический процесс сварочной конструкции
«Колонна» однозначно. Маршруты сборки-сварки могут быть разными. Важно выбрать из массы альтернативных
вариантов самый оптимальный технологический процесс, с учетом имеющегося технологического потенциала и
возможностей снижения технологической себестоимости изготовления сварочной конструкции.
Цель исследования: ознакомиться с существующим технологическим процессом производства конструкции «Колонна»,
оценить его эффективность с технологической и экономической точек зрения и, при необходимости, внести коррективы в
маршрут сборки и сварки, чтобы улучшить технико-экономические показатели работы предприяконстт исследования:
проблема повышения эффективности сварочного производства за счет технологических инноваций.
Предмет исследования: технологический процесс изготовления сварной конструкции типа «Колонны».
Гипотеза исследования: эффективность сварочного производства повысится, если будет спроектирован технологический
процесс изготовления сварной конструкции типа «Колонны», адекватный имеющемуся технологическому потенциалу
предприятия и современному состоянию науки «Сварочное производство».
Задачи исследования:
Описать конструкцию типа «Колонны», ее служебное назначение и условия ее работы в сборочной единицконструк
Произвести анализ технологичности конструкции, обосновать выбор способа сварки и сварочных материалов.
Сделать технологический расчет режимов сварки аналитическим методом, составить схему базирования детали.
Составить технологический процесс изготовления конструкции и выполнить расчет норм времени на операции.
Методы исследования:
анализ геометрической формы конструкции, ее технологичности;
изучение ее служебного назначения и условий работы;
расчеты режимов сварки и норм времени на операции;
расчет прочности сварных соединений конструкции.
Практическая значимость исследования: заключается в том, что спроектированный технологический процесс изготовления
конструкции типа «Колонны» может быть реализован на любом сварочном предприятии, так как он обеспечивает
достижение качества изготовления конструкции при невысокой технологической себестоимости.
Структура работы: соответствует логике исследования и включает в себя введение, теоретическую часть, конструкторскую
часть, заключение, список источников и литературы, графическую часть и 2 приложения (ОК и МК).

5. Чертеж колонны

6. Характеристика заданной сварной конструкции

Характеристика заданной сварной
конструкции
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.

7. Обоснование выбора марки стали для колонны

В данном случае выбрана 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. Она является хорошо свариваемой
сталью, так как количество углерода не превышает 0.25%
Химический состав в % материала Ст3пс
ГОСТ 380 - 2005
C
Si
Mn
Ni
S
P
Cr
N
Cu
As
0.14-
0.05-
0.4
До 0.3
До
До
До 0.3
До
До 0.3
До
0.22
0.15
-0.65
0.05
0.04
0.08
0.08

8. Технические условия на прокат, заготовки и детали

9. Технические условия на сборку

К сборке металлоконструкций должны допускаться только те
элементы и детали, которые отвечают требованиям
настоящего стандарта и приняты отделом технического
контроля предприятия-изготовителя.
Сборка конструкций может производиться только из
выправленных деталей, очищенных от грязи, масла,
ржавчины, заусенцев, влаги.
Сборку металлоконструкций следует выполнять по разметке
и в приспособлениях (кондукторах, стапелях и стендах).
Методы сборки элементов под сварку должны обеспечивать
правильное взаимное расположение сопрягаемых элементов и
свободный доступ к выполнению сварочных работ в
последовательности, предусмотренной нормативнотехнологической документацией.
Не допускается разрушение прихваток на сборочных
единицах изделия при транспортировке и кантовании.

10. Технические условия на сварку

Металлоконструкции в зависимости от размеров и
конструкции могут быть изготовлены с применением всех
видов промышленной сварки.
Сварку металлоконструкций следует производить в
соответствии с требованиями разработанной и
контролируемой нормативно-технической документацией,
которая должна обеспечивать требуемые геометрические
размеры швов и механические свойства сварных соединений.
Прихватку и сварку металлоконструкций должны выполнять
электросварщики, прошедшие аттестацию на право
выполнения сварочных работ в соответствии с требованиями
«Правил аттестации сварщиков и специалистов сварочного
производства»
Каждому сварщику должно быть выдано личное клеймо с
регистрацией его в журнале ОТК

11. Технические условия на сварочные материалы

12. Технические условия на контроль и приемку готовой сварной конструкции

Все поставляемые конструкции должны быть приняты
службой технического контроля изготовителя.
При приемке следует устанавливать соответствие всех
параметров конструкций требованиям:
- настоящего стандарта;
- стандартов или технических условий на конкретные
конструкции;
- проектной документации,
Метод контроля, ГОСТ
Тип контролируемых
швов
Объем
контроля
Примечания
Визуальный и
измерительный
Все
100 %
Результаты контроля швов
типов 1-5 по таблице 2 должны
быть оформлены протоколом

13. Маршрутная карта

№ Наименование .
Оборудование, приспособления и инструменты.
1
Первичная обработка металлав.
Дробеструйный аппарат, пескоструй
2
Разметка либо наметка.
Рулетка; циркуль разметочный кернер
штангенциркуль; молоток
3
Резка.
Мультиплаз-15000, шиток,
4
Правка деталей и заготовок
Вальцы
5
Подготовка кромок
Строгальныхстанках
6
Сборка
полуавтомат BlueWeld/Megamig (Vegamig)
Digital 460, комплект оборудования рабочего
места сварщика, кондуктор
7
Сварка
полуавтомат BlueWeld/Megamig (Vegamig)
Digital 460, комплект оборудования рабочего
места сварщика, кондуктор
8
Контроль качества
Визуально-измерительный контроль качества

14. Технологическая карта

ФИО сварщика
Клеймо
Вид сварки–УП
Основной материал–Ст.3пс
Наименование НД (шифр) –
СП 70.13330-2012,
РД 34 15.132-96
L*H*S=12455 КОЛ-ВО-1
L*H*S=700*400*40 КОЛ-ВО-1
L*H*S=385*253*20 КОЛ-ВО-1
L*H*S=110*110*12 КОЛ-ВО-3
L*H*S=464*262*20 КОЛ-ВО-1
L*H*S=546*141*12 КОЛ-ВО-14
L*H*S=400*350*20 КОЛ-ВО-1
L*H*S=546*141*10 КОЛ-ВО-4
L*H*S=521*121*20 КОЛ-ВО-2
L*H*S=546*141*20 КОЛ-ВО-2
L*H*S=565*181*20 КОЛ-ВО-1
L*H*S=396*300*10 КОЛ-ВО-1
Типоразмер, мм:
Тип шва – СШ,УШ
Тип соединения (по НД) –ГОСТ
5264-80 СШ
ГОСТ 5264-80 уш
L*H*S=565*181*12 КОЛ-ВО-1
L*H*S=210*154*25 КОЛ-ВО-2
L*H*S=350*50*16 КОЛ-ВО-4
L*H*S=310*141*16 КОЛ-ВО-1
L*H*S=224*181*12 КОЛ-ВО-1
L*H*S=297*236*10 КОЛ-ВО-1
L*H*S=283*233*10 КОЛ-ВО-1
L*H*S=345*240*10 КОЛ-ВО-1
L*H*S=240*230*10 КОЛ-ВО-1
L*H*S=310*181*16 КОЛ-ВО-1
Положение при сварке– Н
Способ сборки – на прихватках
Вид соединения –ос, п
Требования к прихватке– 2…3 мм участками по 60 мм через
Сварочные материалы – углекислый газ и сварочная проволока каждые 500 мм
Св-08ГА
Сварочное оборудование – полуавтомат BlueWeld/Megamig
(Vegamig) Digital 460

15. Оборудование сварочное

16. Определение норм времени на сборочно-сварочные работы

Определение норм времени на сборочносварочные работы
Продолжительность времени сборки узлов под сварку
зависит от характера и конструктивной сложности узла,
его веса и размеров, количество собираемых деталей, а
также применяемых при сборке приспособлений
инструменты.
τ=1958/(15*200)*1*1=0,7ч
Полное время сварки
τn=1,5*τO=1,5*0.7=1,05ч

17. Определение расхода проката

18. Определение расхода сварочных материалов

тпр = FH* у *10_3
тпр= 43*7,8*10-3=0,3354
F1=20*1+0,25(2-2)^2*1+1,5*7*2=43
Масса наплавленного металла
Мпр = тпр * 1ш
Мпр=0,34*4,8=1,632кг
Расход сварочной проволоки
Mпр=m(1+кп)=1632 (1+0,2)=1958,4гр
расход углекислого газа:11-16 литров в минуту
Расход сварочной проволоки равен 1958,4гр

19. Техника безопасности, противопожарные мероприятия и промышленная санитария

Читайте также: