Опис пристосувань для складання та зварювання

Складання та зварювання ферми виконуємо на плиті, яка є базовою деталлю СРПЗ - збірно-розбірне пристосування зварювального виробництва. СРПЗ забезпечує складання виробів з точністю 0,3-0,8 мм. Комплект СРПЗ (рисунок 2.2) складається з декілька груп деталей. Підставою служать базові деталі - плити. На базові деталі встановлюють при необхідності додаткові опорно-корпусні деталі, на яких закріплюють фіксуючі деталі - струбцини, гвинтові притискачі

(рисунок 2.3).

В залежності від габаритних розмірів, конструкції ферми її складання виконують на загальній плиті СРПЗ, яка складається з окремих плит. Загальний розмір СРПЗ для зварювання ферми становить 3000 × 15000 мм.

Рисунок 2.2 - Складально-розбірне пристосування для зварювання

а) Струбцина

б) Гвинтовий притискач

Рисунок 2.3 - Фіксуючі деталі плити

2.3 Нормування складальних операцій

Склад робіт:

- Складання плити, установка опорів, притискачів;

- розмічування місць установки деталей, нанесення рисок;

- подача деталей на пристосування;

- установка деталей у послідовності згідно з кресленням, фіксація;

- проставлення прихваток;

кантування конструкції під складання.

Склад ланки:

4 розряд – 1 людина

3 розряд – 1 людина

Норма часу на складання ферми – 4,1л/год.

2.4 Вибір та обґрунтування способу зварювання. Особливості зварювання ферми

Для виготовлення ферми обираємо зварювання плавким електродом у суміші захисних газів (CO₂ (80%)+O₂ (20%)) в напівавтоматичному режимі, оскільки при зварюванні у середовищі захисних газів плавким електродом отримуємо більш велику продуктивність.

Основою суміші активних газів є вуглекислий газ, як додатковий компонент в основному використовується кисень.

Кисень сприяє збільшенню ступені окислення захисного газу і підвищенню температури і рідко текучості металу ванни. При його введенні необхідно застосовувати дріт з підвищеним вмістом розкислювачів.

При зварюванні у вуглекислому газі підвищується розбризкування розплавленого металу. Бризки приварюються до основного металу, і потрібне трудомістке зачищення. Домішка кисню до вуглекислого газу сприяє зменшенню розбризкування і зниженню приварюємості бризок до конструкції, підвищує стабільність горіння дуги, покращує формування шва, зменшує висоту посилення. Шви мають плавний перехід до основного металу у порівняні з швами, які виконані у вуглекислому газі без кисню.

Кисень зв'язує водень і зменшує його вплив на утворення пор, а також знижує поверхневе натягнення зварювальної ванни.

При збільшенні часу перебування ванни в рідкому стані відбувається повніше видалення неметалевих включень та краща дегазація металу ванни.

При оптимальному складі суміші (СO₂ (80%)+ O₂ (20%)) виходить рівний гладкий шов, забезпечується глибоке проплавлення, збільшується густина шва.

Зварювання у суміші можливе у всіх просторових положеннях.

2.5 Вибір зварювальних матеріалів

Для напівавтоматичного зварювання ферми обрані наступні зварювальні матеріали: зварювальний дріт Св-08Г2СО згідно

ГОСТ 2246-70 (див. табл. 2.1), захисна суміш

(СО₂ (80%) + О₂ (20%)): вуглекислий газ зварювальний ГОСТ 8050 - 85, кисень першого ґатунку ГОСТ 5583 – 78 (див.табл.2.2).

При зварюванні у С0₂ газ відтісняє від плавильної зони оточуюче повітря та захищає розплавлений метал тільки від азотування. За рахунок СО₂ та О₂, який виділяється у високотемпературній зоні зварювання при дисоціації вуглекислого газу, метал активно окислюється.

Безперервний вихід активних розкислювачів у процесі зварювання та кристалізації в атмосферу та шлак призводить до помітного зменшення їх у металі шву, тому при зварюванні у вуглекислому газі низьковуглецевої сталі дротом Св-08Г2СО через протікання реакції окислення вуглецю в кристалізаційній частині ванни шви виходять пористі.

Для запобігання пароутворення за рахунок розчиненого водню виявляється корисною добавка у вуглекислий газ від 5 до 15 відсотків кисню. Кисень, з'єднуючись з воднем, розчиненим у зварювальній ванні, так само як і при зварюванні сталі у інертних газах, утворює нерозчинний в рідкому металі гідроксил (ОН) або водяну пару (Н₂О).

Для подавления реакції утворення окислу вуглецю при зварюванні у СО₂ використовують зварювальний дріт Св-08Г2СО. Дріт обміднений, що сприяє покращенню контакту з струмопідводячим мундштуком, що забезпечує більш стабільне горіння дуги та немає необхідності у додатковому зачищенні перед зварюванням. У випадку використання дроту Св-08Г2СО за ГОСТ 2246-70 наплавлений метал виходить добре розкислений при достатньому вмісті кремнію та марганцю, та з високими пластичними та міцнісними властивостями.

Таблиця 2.1 - Хімічний склад зварювального дроту, згідно

ГОСТ 2246-70

Марка дроту	C, %	Si, %	Мn, %	Cr, %	Ni, %	S, %	P, %
Св-08Г2СО	0,05-0,1	0,7-0,95	1,8-2,1	0,20	0,25	0,025	0,03

Таблиця 2.2 - Характеристика газів

Газ	ГОСТ	Вміст чистого газу по об'єму, у відсотках	Спосіб транспортування до робочого місця	Призначення
Вуглекислий газ зварювальний	ГОСТ 8050-85	99,5	По газопроводу чи в баллонах в рідкому стані під тиском 20МПа	Зварювання вуглецевих, низьколегованих та нержавіючих сталей
Кисень 1-го гатунку	ГОСТ 5583-78	99,7	По газопроводу під тиском 15МПа чи в балонах	Як домішка до аргону та вуглекислого газу

2.6 Розрахунок та вибір режимів зварювання

До основних параметрів режиму напівавтоматичного зварювання у середовищі захисних газів відносяться:

- діаметр зварювального дроту, d_е;

- сила зварювального струму, І_зв;

- напруга на дузі, U_д;

- швидкість зварювання, V_зв;

- швидкість подачі зварювального дроту, V_под;

- питомі витрати захисного газу;

- виліт дроту.

Діаметр зварювального дроту обираємо в залежності від катету шва для кутових швів. Для зварювання ферми обираємо зварювальний дріт Св-08Г2СО, при катеті шву 8 мм діаметром de=1,4мм.

Силу зварювального струму визначаємо за формулою:

(2.2)

де d_е - диаметр дроту, мм

Напругу на дузі визначаємо за формулою:

(2.3)

Швидкість зварювання визначаємо за формулою:

де - коефіцієнт наплавлення, 16,8 г/А×год;

F_H - площа поперечного перерізу наплавленого металу, см²;

γ - питома вага наплавленого металу, 7,8 г/см³.

Визначаємо площу поперечного перерізу наплавленого металу для кутових швів Н1 (див. рис.2.4) та Т1 (див. рис.2.5) за формулою:

де е = k√2 - ширина шва, мм;

к - катет шву, мм;

- посилення шву, мм.

Швидкість подачі зварювального дроту визначаємо за формулою:

Питомі витрати захисного газу залежать від діаметру зварю­вального дроту та впливають на якість захисту зварювальної ванни від попадання азоту з повітря.

При діаметрі зварювального дроту 1,4мм та вильоті електроду 14 - 16мм витрати складають q = 16л/хв.

Таблиця 2.3 - Режими напівавтоматичного зварювання у середовищі

захисних газів

Форма кромок	Катет шву, мм	Діаметр дроту, мм	Зварювальний струм, А	Напруга на дузі, В	Швидкість зварювання, м/год	Швидкість подачі дроту, м/год	Виліт електроду, мм	Витрати газу, л/хв
Н1	6,0	1,4					14-16
Т1 Т3

2.7 Вибір роду струму, системи та джерел живлення

зварювальної дуги і зварювального устаткування

Зварювання в суміші захисних газів проводять на постійному струмі зворотньої полярності. Це обумовлюється тим, що при прямій полярності процес зварювання характеризується великою кількістю розбризкування навіть при зварюванні на дуже малих струмах. Це призводить до зменшення глибини провару. Хоча коефіцієнт плавлення електродного дроту при зварюванні на зворотній полярності в 1,5-1,8 разів менше, ніж при зварюванні на прямій полярності, цю якість в більшості випадків не можна використати,так як при зварюванні на прямій полярності ширина шва значно менша, а висота підсилення більша, чим при зварюванні на зворотній полярності. Крім того, зварювання на прямій полярності виражається підвищеним окисленням елементів та збільшена ймовірність виникнення пор.

Зварювання у суміші вуглекислого газу з киснем виконується обладнанням, що серійно випускається для зварювання у вуглекислому газі.

У якості зварювального обладнання обираємо напівавтомат

ПДГ-401. Напівавтомат складається з випрямляча ВДГ-401 і механізму подачі закритого типу, призначений для дугового зварювання плавким електродом виробів з маловуглецевої і низьколегованої сталей повздовжніми та преривчастими швами в середовищі вуглекислого газу на постійному струмі. Напівавтомат потужний, з широким діапазоном регулювання зварювальних параметрів.

Механізм подачі - закритого типу, який являє собою зручну в експлуатації валізу, в середині якої знаходиться привід редукційний, касета та тормозне пристрій, електромагнітний клапан і клапан керування зварювальним процесом.

Випрямляч ВДГ-401 має наступні переваги:

- плавно-ступеневе регулювання зварювальної напруги;

- жорстку зовнішню характеристику;

- дистанційне регулювання зварювального струму за допомогою пульта;

- надійність роботи та простоту в обслуговуванні.

Рисунок 2.6 - Вольт-амперна характеристика випрямляча

ВДГ-401 У 3.1

Зварювальний пост складається з електричної і механічної частин та газової магістралі. В електричну частину поста входять: джерело живлення, пульт керування і ланцюг зварювального струму. В механічну частину поста входять: механізм подачі зварювального дроту, газоелектричний пальник (див.табл.2.4) і пристрої для розміщення і закріплення деталей.

Газова магістраль включає балон з газом, шланги для подачі газу і наступні газові прилади: підігрівач, осушувач, редуктор, витратомір (ротаметр), газоелектричний клапан, змішувач.

Змішувач, призначений для змішування газів і автоматичного підтримання постійного складу суміші.

Редуктор служить для отримання високого тиску газу, виходячого з балону, до робочого і автоматичного підтримання заданого тиску.

Витратоміри служать для виміру витрат газу. Витратомір регулятор без блокування зварювального струму дозволяє виміряти і регулювати витрати газу. Він складається із корпусу, у якому закріплені два штуцери для входу і виходу газу. Перед штуцером для входу газу розміщена діафрагма з отвором, який регулює витрати газу.

Газоелектричні клапани призначені для економічної витрати газу. Вони працюють за принципом втягування сердечника в катушку при подаванні на неї напруги.

Таблиця 2.4 - Технічні характеристики пальника MB40KD

Параметри	Значення
Номінальний зварювальний струм, А
Охолодження	природне
Діаметр електродного дроту, мм	1,0-2,4
Стандартна довжина пальника, м	3-5
Маса, гр.
Вид розйому для пальника	Євро або втичний

Застосування напівавтомату забезпечує:

-розширення технологічних можливостей за рахунок можливості роботи від випрямляча при механізованому зварюванні, як і на жорсткій так і комбінованій характеристиці (див.рис.2.6);

-підвищення якості зварювання за рахунок чіткості встановленого режиму;

-можливість як місцевого, так і дистанційного керування зварювальних параметрів;

-високу оперативність пусконалаштовуючих робіт і контроль при експлуатації за рахунок наявності необхідної індикації роботи основних приладів;

-підвищену мобільність зварювання за рахунок зниження ваго-габаритних показників.

Таблиця 2.5 - Технічні характеристики ПДГ- 401

Параметри	Значеня
Напруга в мережі, В	3×380
Частота живлячої мережі, Гц
Номінальний зварювальний струм (ПВ,%), А	400 (60)
Межа регулювання зварювального струму, А	80 - 500
Кількість ступенів регулювання струму, шт
Номінальна робоча напруга, В
Потужність, кВ
Напруга холостого ходу, В	45-75
Діаметр електродного дроту, мм	1,2; 1,4; 1,6
Межа швидкості подачі електродного дроту, м /год	40 – 950
Габаритні розміри, мм - джерело живлення - механізм подачі - джерело живлення - механізм подачі	750×605×950 290×390×310

2.8 Нормування зварювальних операцій

Склад робіт:

- отримання завдання, матеріалів, інструментів і пристосувань;

- ознайомлення з технологією зварювання, отримання інструкцій і нарядів;

- ввімкнення зварювальних машин і встановлення режимів зварювання;

- зачищення кромок та прихваток перед зварюванням;

- зварювання швів;

- зміна касет і мундштуків;

- видалення шлаку проміжних та останнього слоїв зварювання, зачищення від бризок;

- перехід в процесі роботи з перенесенням кабелю або шлангів в межах робочої зони;

- кантування та переміщення в ручну легких зварювальних конструкцій;

- примірювання і клеймування виробів;

- здача роботи;

- спостереження за робочим місцем.

Норма часу на зварювання 1 м кутових швів катетом 6мм –0,08л/год. Загальна норма часу на зварювання усіх кутовидх швів складає 0,88л/год

Склад ланки:

Електрозварювальник на напівавтоматах 4 розряду - 1 чол.

2.9 Розрахунок зварювальних матеріалів та електроенергії на зварювання

До основних зварювальних матеріалів відносять: зварювальний дріт, захисний газ (суміш вуглекислого газу з киснем).

Витрати зварювального дроту визначаємо за формулою:

(2.10)

де К_р - коефіцієнт, що враховує витрати дроту на вигар та розб-

ризкування: К_р=1,1;

G_н - вага наплавленого металу, г

(2.11)

де F_н - площа поперечного перерізу наплавленого металу, см²;

- довжина шва, м;

γ - питома вага наплавленого металу, γ = 7,8 г/см.

Для з’єднання Т1 та Н1 катетом 6мм:

Витрати захисного газу розраховуємо за формулою

(2.12)

де - питомі витрати вуглекислого газу, 16л/хв;

t₀ - час горіння дуги, хв.

Для з’єднання Т1, Т3 та Н1:

З них: СО₂ = 676 л; О₂ = 169 л

Витрати електроенергії розраховуємо за формулою:

де - напруга на дузі, В;

η - коефіцієнт корисної дії джерела живлення;

К _и - коефіцієнт, що враховує час горіння дуги; К_и = 0,69;

G_н - вага наплавленого металу, кг.

Для з’єднання Т1 та Н1 з катетом 6мм:

Дата добавления: 2015-07-16