Разработать технологический процесс изготовления типовой сварной конструкции.

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 3Следующая ⇒

Вариант 5

1) Определить назначение конструкции

2) Охарактеризовать марку стали

3) Рассмотреть способ сварки

4) Рассчитать режимы сварки

5) Определить последовательность сборки –сварки конструкции

6) Предложить сварочные материалы и сварочное оборудование

7) Заполнить технологическую карту сварной конструкции

Материал Ст0 Толщина металла - 5 мм Тавровое соединение Т3 Fн= 23 мм² K=4мм

1) Лестница предназначена для более быстрого и удобного перемещения из одного уровня (этажа) на другой.

2) Марка стали - Ст0

Стандарт - ГОСТ 380

Буквами «Ст» обозначают углеродистые стали обыкновенного качества, цифра 0 - указывает условный номер марки стали.

Углеродистая сталь обыкновенного качества «Ст0 » применяется для второстепенных элементов конструкции и неответственных деталей: настилы, арматуры, подкладки, шайбы, перила, кожухи, обшивки и др.

Массовая доля основных химических элементов, %
C - углерода	Mn - марганца	Si - кремния
Не более 0,23	–	–

Таблица 1 – Химический состав стали

Технологические свойства
Ковка	Температура ковки, °С: начала 1300, конца 700.
Свариваемость	Сваривается без ограничений. Способы сварки: ручная дуговая сварка, автоматическая дуговая сварка, электрошлаковая сварка, контактная сварка.
Обрабатываемость резанием	В горячекатаном состоянии при HB 103-107 и σ_в =460МПа: K_{v твердый сплав} = 2,1 K_{v быстрорежущая сталь} = 1,65
Флокеночувств.	Не чувствительна
Склонность к отпускной хрупкости	Не склонна

Таблица 2 – Технологические свойства стали

3) Способы сварки: ручная дуговая сварка, автоматическая дуговая сварка, электрошлаковая сварка, контактная сварка, полуавтоматическая в защитных газах.

4) Расчет режимов сварки для угловых швов.

1. Определяем расчетную глубину проплавления по формуле:

hр=(0,4…1,1)×К (1), [2, стр.8]

hр=(0,4…1,1)×К=0,8 × 4= 3,2 мм

2. Рассчитываем диаметр электродной проволоки:

dэл=∜h±0,05h_Р (2), [2, стр.8]

dэл=∜h±0,05h_Р=∜3,2±0,05 × 3,2 мм

3. Рассчитываем скорость сварки по формуле:

Vсв = K_V × (h_р^1,61 /e ^3.36 ) (3), [2, стр.8]

Vсв = K_V × (h_р^1,61 /e ^3.36 )= 1080 × (3,2^1,61 /5,6 ^3.36 ) = 12.906 м/ч

где, K_V – коэффициент, учитывающий диаметр проволоки

е=К√2) (4), [2, стр.8]

е= К√2 = 4×1,4 = 5,6мм

dэл	0,8	1,0	1,2	1,4	1,6	2,0
K_v	1030	1065	1080	1100	1120	1150
K_i	335	385	430	440	460	480

Таблица 3 – Значение коэффициентов K_v и K_i

1. Определяем силу сварочного тока по формуле:

Iсв =К_i×(h_p^1,31/e^1,07) 05h_Р (5), [2, стр.8]

Iсв =К_i×(h_p^1,31/e^1,07)= 430 ×(3,2^1,31/5,6^1,07) = 312А

где К_i – коэффициент сварочного тока.

2. Определяем ограничения по току по формуле:

Iсв_max=180×d_эл^1,5 (6), [2, стр.8]

Iсв_max=180×d_эл^1,5= 180×1,2^1,5=324 А

3. Определяем напряжение сварочной дуги по формуле:

Uсв=14+0,05× Iсв 05h_Р (7), [2, стр.8]

Uсв=14+0,05× Iсв= 14+0,05× 312 =29,6 В

4. Определяем ограничения по напряжению по формуле:

Uсв_max=7×∜Iсв (8), [2, стр.8]

Uсв_max= 7×∜Iсв = 7×∜312 = 29,41 В

5. Рассчитываем скорость подачи электродной проволоки по формуле:

Vэл =0,53×(Iсв/d_эл²) +6,94×10^-4×(Iсв²/ dэл³ ) (9), [2, стр.8]

Vэл =0,53×(Iсв/d_эл²) +6,94×10^-4×(Iсв²/ dэл³ ) = 0,53×(312 /1,2²) +6,94×10^-4×(312 ²/ 1,2³ ) =92,35 м/ч

6. Рассчитываем расход защитного газа по формуле:

q_зг= 3.3×10^-3×Iсв ^0,75 (10), [2, стр.8]

q_зг= 3.3×10^-3×Iсв ^0,75= 3.3×10^-3×312^0,75 = 0,24л/с=14,4 л/мин

5) Установить и зафиксировать основные длинные детали и к ним поочередно приваривать перпендикулярно направленные поперечные соединительные детали.

6) Сварочная проволока и защитный газ

7) Технологическая карта сварной конструкции

Объект (наименование детали)	Лестница
Марка материала	Ст0
Толщина металла	5 мм
Способ сварки по ГОСТ	Полуавтоматический ГОСТ 14771-76
Тип шва	Угловой
Тип соединения	Тавровое
Положение при сварке	Горизонтальное, вертикальное
Сварочные материалы (марка)	Проволока Ст0 и защитный газ СО₂
Диаметр электрода (проволоки)	1,2 мм
Сварочное оборудование	Выпрямитель Kemppi 323R
Способ сборки под сварку	Прехваткой
Требования к сборке	Точность при сборке

Таблица 4 – Технологическая карта

Конструктивные элементы соединения, размеры

Эскиз сварного шва

Параметры шва

Условное обозначение на чертеже

Т1 ГОСТ 14771-76 катет 4 мм

Таблица 5 – Эскиз контрольного сварного соединения

Способ сварки	Диаметр эл-да (эл.пр.), мм	Сила тока (А)	Напря- жение, В	Скорость сварки, м/ч	Род и полярность тока	Скорость подачи эл.пр., м/ч	Расход газа
полуавтоматический	1,2	312	29,6	12.906	Прямой ток обратной полярности	92,35	14,4

Таблица 6 – Технологические параметры сварки.

Технология сборки-сварки: Установить и зафиксировать основные длинные детали и к ним поочередно приваривать перпендикулярно направленные поперечные соединительные детали. Предварительно зачистить все детали от влаги и ржавчины.

5 Классификация электросварочного оборудования для ручной, п\а и автоматической сварки.

Все используемые для сварки аппараты включают в себя определенный единый набор составляющих. Роль основы играет источник питания, то есть трансформатор, выпрямитель или инвертор. Он преобразовывает сетевой ток в сварочный, придавая ему необходимые вольтамперные характеристики. Источник питания находится в металлическом заземленном корпусе, на котором иногда предусмотрены ручки для переноски либо крепежи плечевых ремней. Наиболее массивные установки имеют колеса.

На задней части корпуса находятся штекерные разъемы или провода, позволяющие подключить сварочное оборудование к источнику электричества. На передней панели обычно предусмотрены тумблер выключения, регулятор силы тока, штекерные разъемы положительной и отрицательной полярности.

К источнику тока от данного вида сварочного оборудования идут два кабеля. На конце одного из них расположена клемма заземления (обычно типа «крокодил»), которая зацепляется на обрабатываемое изделие и имеет положительный заряд. Второй кабель может быть с электрододержателем или горелкой – все зависит от вида используемого сварочного оборудования.

Иногда аппарат оснащают встроенным устройством, подающим проволоку, а также механизмами водяного или воздушного охлаждения. Либо подающее устройство может выводиться на наружную поверхность корпуса, а также быть автономным.

Ключевым показателем для любого вида сварочного оборудования считается продолжительность включения (ПВ) при различных значениях тока. Разные компании-производители используют свои подходы для замера этого значения. Согласно европейскому стандарту EN 60974-1, его расчет основан на длительности работы при +40 °C до остановки, связанной с перегревом аппарата. Для вычисления ПВ оценивают отношение этого времени к рабочему циклу в 10 минут.

Методика итальянской компании «Telwin» отталкивается от более реалистичных условий (t = +20 °C, работа с перерывами). Для получения ПВ важно представлять количество электродов, с которым можно успеть поработать за данный отрезок времени. Безусловно, при подобном расчете получается более высокий показатель, а значит, перед покупкой аппарата необходимо уточнить, как именно проводилось вычисление. Однако на практике мастера редко на полной мощности жгут сразу несколько электродов, не делая при этом перерыва. То есть аппарат с «европейским» ПВ в 10–20 % будет работать до отключения столько же времени, что и при установленных итальянским производителем 60–80 %. Однако первым, что оценивают в оборудовании профессионалы, является диапазон изменения сварочного тока. Данное значение косвенным образом указывает на мощность оборудования выбранного вида. Чем она выше, тем больший диаметр можно выбрать для электрода, и тем выше будет ПВ при работе тонкими электродами, но при равной силе тока. Чтобы использовать трансформатор в быту, обычно берут электрод на 3 мм, настраивая мощность в 150 А. Если говорить об инверторах, то им требуется еще меньший показатель, но даже при нем они отлично справляются с «четверкой».

На коробке с электродами можно найти необходимую мощность тока для работы с трансформаторами, выпрямителями. Нужно понимать, что инвертор при таких значениях начинает резать металл.

Помимо всего перечисленного, к основным параметрам относится ток холостого хода. Данный показатель обычно колеблется от 60 до 85 В для разных видов сварочного оборудования, помните: чем он выше, тем проще зажечь дугу.

Некоторые виды сварочного оборудования могут работать вместе с аппаратами, предназначенными для сварки аргоном. Встречаются и модели, функционирующие в полуавтоматическом режиме (сварка проволокой). Они мало подходят для бытовых нужд, ведь в домашних условиях такая техника нужна редко, а ее цена достаточно велика. Подобные функции весьма полезны профессионалам, постоянно работающим с различными видами металлов и тонкими листами.

Виды сварочного оборудования:

- Трансформатор считается самым традиционным видом электрического сварочного оборудования, имея чуть ли не самую простую конструкцию. Главной составляющей такого типа сварочников является понижающий трансформатор. Он преобразует напряжение электросети до того значения, которое требуется для сварки. Для изменения силы тока могут использоваться различные подходы, самый известный из которых представляет собой изменение расстояния от одной обмотки до второй.

Трансформаторы выделяются на фоне других видов сварочного оборудования своей способностью выдавать переменный ток на выходе. Данная особенность приводит к тому, что металл сильно разбрызгивается, снижается качество шва. Если вы хотите работать с цветными металлами, повысить качество горения дуги, то аппарат придется дополнить тяжелыми и громоздкими составляющими. Отметим, что сам трансформатор тоже объемен и немало весит. Чтобы использовать его при выполнении серьезной работы, сварщику необходим большой опыт, также требуются специальные электроды, предназначенные для переменного тока.

Данный прибор может похвастаться высоким КПД в 90 %, но нужно понимать, что определенная доля энергии тратится на нагрев. Охладить систему весом в несколько десятков и даже сотен килограммов позволяют вентиляторы разной мощности. Сегодня данный вид сварочных аппаратов используют реже, однако он не выходит из употребления за счет своей доступной цены, надежности и большого срока службы. Трансформаторы применяют при работе с низколегированными сталями.

- Выпрямители – это усовершенствованный вариант аппаратов-трансформаторов. В полученных с их помощью сварочных швах практически отсутствуют дефекты, обычно появляющиеся при работе с переменным током. Помимо понижающего трансформатора, в конструкцию данного оборудования входит диодный блок – это и есть сам выпрямитель, а также элементы регулирования, запуска и защиты. В данном случае переменный ток меняет напряжение, преобразуется в постоянный. Таким образом, дуга получается ровная, устойчивая, за счет чего сокращается доля разбрызгиваемого металла, получается более качественный шов. Выпрямители позволяют пользоваться любыми электродами.

Кроме того, такое оборудование подходит для обработки низколегированных «черных» сталей, цветных металлов, нержавейки, чугуна. Однако для каждого типа металла должны быть соответствующие электроды.

Постоянный ток обладает полярностью, о чем не стоит забывать во время подключения электродов. Дело в том, что для некоторых сварочных работ, например, сварки алюминия, используется обратная полярность.

Среди недостатков данного вида сварочного оборудования стоит назвать немалую массу, серьезную «просадку» напряжения в электросети при работе. Кроме того, с таким устройством может работать только опытный сварщик. Зато выпрямители отличаются невысокой ценой, надежностью и способностью обеспечивать неплохое качество шва.

Рисунок 9 – Сварочный выпрямитель ВС-300б.

- Полуавтоматическая техника для сварки в среде инертных или активных газов более сложна, чем два предыдущих вида, но при этом более удобна. Ее активно используют во время кузовного ремонта автомобилей, в быту.

В ее конструкцию входят такие элементы:

1) трансформатор;

2) выпрямитель;

3) привод для подачи проволоки;

4) газовый баллон;

5) рукав с горелкой.

Для сваривания используется плавящаяся в электрической дуге проволока, находящаяся во время работы в среде защитного газа. Ток обычно регулируется ступенчато, кроме того, может варьироваться скорость подачи проволоки. Соотношение этих параметров для сварочного оборудования выбирают в зависимости от требуемого вида сварки.

Рисунок 10 – Полуавтоматическая сварка.

- Автоматическая сварка – высокотехнологичный процесс, который характеризуется самостоятельным образованием и поддержанием дуги. Мы расскажем об особенностях работы оборудования, их видах, и главных отличиях от автоматической сварки.

Автоматическая сварка – высшая степень механизации электродуговой сварки. Сварка автомат характеризуется самостоятельным образованием и поддержанием дуги. Система управления контролирует скорость и дозировку подачи расходных материалов, а также направление движения дуги. В этом состоит главное отличие от полуавтоматической технологии. Благодаря полному контролю сварочного процесса автоматическая сварка получила наибольшее распространение на предприятиях, специализирующихся на массовом производстве.

По своей сути сварка-автомат – это сочетание электромеханического оборудования с электронным управлением, среди которых важнейшей деталью является сварочная головка. С ее помощью происходит подача расходных материалов в область соединения, производится дуговая сварка, резка или напыление, осуществляется контроль над сварочным процессом и своевременностью его остановки.

Рисунок 11 – Подвесной сварочный аппарат.

- Инверторы называют импульсными аппаратами. Сегодня данный вид оборудования используется сварщиками чаще всего, поскольку обладает небольшим весом, а также общедоступен. Еще 10 лет назад инверторы были дорогими и не могли похвастаться высокой надежностью, тогда как сегодня от этих минусов удалось избавиться. Инверторная методика позволяет добиться уменьшения размеров трансформатора, улучшения качества дуги, повышения КПД, сокращения доли разбрызгиваемого металла.

Конструкция сварочного инвертора включает в себя силовой трансформатор, необходимый для снижения сетевого напряжения до нужной величины, блок электросхем и дроссель-стабилизатор для минимизации пульсаций тока.

Напряжение питающей сети подается в инверторе на выпрямитель, далее блок схем превращает постоянный ток в переменный с высокой частотой. Переменный ток подается на сварочный трансформатор высокой частоты, отличающийся меньшим весом и компактностью, чем у сетевого преобразователя. Напряжение на выходе сварочного трансформатора еще раз выпрямляется и подается на дугу.

Рисунок 12 – Сварочный инвертор.

Оборудование для сварки делят на разновидности также в зависимости от технологии использования. По такой классификации оборудование делится на::

- Аргонодуговые аппараты.

- Оборудование для плазменной резки.

- Ручное дуговое оборудование. Ручное оборудование является самым простым, но используется оно и при выполнении обычных бытовых задач и при осуществлении сложных ремонтов. Преимуществами такого вида аппаратов является возможность работы в разных плоскостях, при разной интенсивности, а также в разных атмосферных условиях. К данной категории относятся сварочные трансформаторы и генераторы, а также инверторы и выпрямители.

- Для полуавтоматической сварки – аппараты с отдельным механизмом подачи проволоки.

- Для автоматической сварки.

- Для контактной сварки.

- Для электрошлаковой сварки – аппараты рельсового типа.

- Для газовой сварки.

Дата добавления: 2021-11-30; просмотров: 32; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 123 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!