Курсовая работа: Разработка технологического процесса изготовления сварной конструкции – сварная двутавровая балка

При сварке двутавровой балки из марки стали 15ХСНД предлагается использовать сварочную смесь, которая обладает рядом преимуществ: повышает стабильность процесса сварки, снижает потери электродного металла на разбрызгивание; уменьшение времени на зачистку швов и околошовной зоны от налипших брызг; уменьшение выгорания легирующих элементов; уменьшение зоны термического влияния.

2.4 Определение параметров сварных швов и режимов сварки

Режим сварки - совокупность параметров процесса, обусловливающих получение сварных соединений заданных размеров, формы и качества. При всех дуговых способах сварки такими параметрами являются: диаметр электрода, сила сварочного тока, напряжение на дуге, скорость перемещения электрода вдоль шва, род тока и полярность. При механизированных способах сварки добавляют еще один параметр-скорость подачи сварочной проволоки, а при сварке в защитных газах - удельный расход газа, который зависит от положения шва в пространстве, скорости сварки, типа соединения и толщины свариваемого металла.

Стабильный процесс сварки с хорошими техническими характеристиками можно получить только в определенном диапазоне сил тока, который зависит от диаметра и состава электрода и рода защитного газа. Регулируют силу тока изменением скорости подачи электродной проволоки. Сила тока определяет глубину провара и производительность процесса. Весь расчет режимов является ориентировочным и на практике требует уточнения.

Основные параметры режимов механизированных процессов дуговой сварки следующие:

dэ - диаметр электродной проволоки, мм;

lэ - вылет электродной проволоки, мм;

Vп.п - скорость подачи электродной проволоки, м/c ;

Iсв - сила тока, A;

Uд -напряжение дуги, B;

Vсв - скорость сварки, м/c;

удельный расход защитного газа, л/ч.

Полуавтоматическую сварку в смеси защитных газов необходимо выполнять короткой дугой на постоянном токе обратной полярности. Расстояние от сопла горелки до изделия не должно превышать 22 мм. Угловые соединения сваривают с таким же наклоном в направлении сварки и наклоном поперек шва под углом 40-50є к горизонтали, смещая электрод на 1 - 1,15 мм от угла на горизонтальную полку.

Расчет параметров режимов производится в следующем порядке: определятся толщина свариваемого металла по чертежам; в зависимости от толщины свариваемого металла, выбирается диаметр электродной проволоки.

Таблица 12 - Зависимость диаметра электродной проволоки от толщины свариваемого металла

Определяется площадь наплавки как сумма площадей элементарных геометрических фигур, составляющих сечение шва, ГОСТ14771-76

Рисунок 3 - Конструктивные элементы таврового шва Т6

При определении числа проходов следует учитывать, что сечение первого прохода не должно превышать 30-35 мм² и может быть определено по формуле:

F1= 6 ^.2 = 12 мм²

последующие проходы - по формуле:

Fс= 8 ^.2 = 16 мм²

где F1 - площадь поперечного сечения первого прохода, мм²;

Fс - площадь поперечного сечения последующих проходов, мм²;

dэл - диаметр сварочной проволоки, мм.

Для определения числа проходов и массы наплавленного металла требуется знать площадь сечения швов.

Расчет площади наплавленного металла для Т6:

FH= =16,4 мм²

Диаметр электродной проволоки 2,0 мм.

Вылет электрода определяется по формуле, мм:

lэ = 10 · dэ = 10 · 2 = 20 мм

Сила сварочного тока, А:

где i - плотность тока, А/мм (диапазон плотностей сварочного тока от 100 до 200А/мм.), оптимальное значение 100-140А/мм.;

Fэ - площадь поперечного сечения электродной проволоки, мм.

(8)

Рисунок 11 - Площадь поперечного сечения сварочной проволоки

F= 3,14 • 2²/4 = 3,14мм²

Iсв = i •Fэ = 100 · 3,14 = 314 А

Большое значение плотности тока соответствует меньшим диаметрам электродной проволоки. Устойчивое горение дуги при сварке плавящимся электродом в углекислом газе достигается при плотности тока свыше 100А/мм. Так как определение основного параметра режима сварки основывается на интерполировании широкого диапазона рекомендованных плотностей тока, то Iсв необходимо уточнять по таблице 8.

Таблица 13 - Диапазоны сварочных токов основных процессов сварки проволокой Св-10Г2

Напряжение на дуге принимается в интервале 16-34В.

Скорость подачи электродной проволоки, м/ч:

где Vп.п - скорость подачи проволоки, м/ч;

бр - коэффициент расплавления электродной проволоки, г/Ач;

Iсв - сварочный ток, А;

dэ - диаметр электродной проволоки, мм;

г - плотность металла электродной проволоки г/смі (г=0,0078г/ммі).

Коэффициент расплавления, г/Ач:

б_р = [8,3 + 0,22•314/ 2] 3,6·10-1 = 15,4 г/Ач

Коэффициент наплавки, г/Ач:

где ш - потеря электродного металла вследствие окисления, испарения и разбрызгивания, % (ш = 7-15%, принимают обычно ш = 10%).

Потери электродного металла возрастают с увеличением напряжения на дуге:

бн = бр(1 - ш / 100) = 15,4 (1-10/100) = 17,1г/Ач

Скорость сварки, м/ч:

== 5,06 м/ч

где Vсв - скорость сварки, м/ч;

б н - коэффициент наплавки, г/Ач;

Iсв - сварочный ток, А;

Fн - площадь поперечного сечения, ммІ;

- плотность наплавленного металла, г/смі;

0,9 - коэффициент, учитывающий потери на угар и разбрызгивание.

Параметры режима сварки сведены в таблицу 9.

Таблица 14 - Параметры режима полуавтоматической сварки в среде защитных газов

2.5 Оборудование, приспособления и инструменты при выполнении заготовительных операций

Выбор методов получения заготовки имеет целью установление рациональных способов и последовательности рабочих операций по изготовлению деталей, входящих в заданную сварную конструкцию - двутавровую балку.

После поступления основных материалов в заготовительном отделении цеха металлы подвергаются предварительной обработке. Операциями такой первичной обработки являются: правка материалов, вырезка заготовок, производимая для дальнейших операций по изготовлению деталей.

Перед подачей материала в заготовительный цех целесообразно произвести очистку его от загрязнений и предварительную правку на складе металлов. Дробеструйная камера предназначена для струйной очистки и обработки дробью металлических и неметаллических изделий без риска для оператора, после обработки деталей в дробеструйной камере их поверхность становится очищенной от загрязнений.

Заготовительные операции предусматривают изготовление заготовок и готовых деталей для сварных узлов различными способами. Резка механическая и рубка выполняются на листовых и комбинированных ножницах. Резка заготовок термическим способом осуществляется плазменным способом (плазменная резка.) Пробивку отверстий, гибку деталей и вырубку уступов производят на механических прессах в специальных штампах; гибку -- в штампах или гибочных станках. Зачистку заусенцев, окалины, ржавчины делают в галтовочных барабанах, дробеструйной очисткой, или вручную. В случае необходимости проходят различные виды механической обработки - точение, строгание, сверление, фрезерование, когда это требуется по чертежу.

Правку проката производят в холодном состоянии на листоправильных и сортоправильных вальцах и прессах, в зависимости от сортамента металла, подлежащего обработке. После черновой обработки - правки и в некоторых случаях резки весь прокат, поступающий в заготовительное производство, проходит ряд операций: разметка либо наметка; резка; зачистка; правка, подготовка кромок; очистка; контроль.

Разметка представляет собой нанесение на металл конфигурации изготавливаемых деталей в натуральную величину. Основной целью этой операции служит обеспечение точных, в соответствии с чертежами, размеров вырезаемых из металла деталей. В качестве оборудования используются разметочные плиты и столы. Средствами для разметки служат разного рода мерительные и чертежные инструменты.

Непосредственно после разметки следует рабочая операция резки металла. Резка металла на механических станках отличается большой производительностью наряду с высоким качеством получаемого реза. Для прямолинейной механической резки листового металла наибольшее распространение получили гильотинные ножницы и ножницы для продольной и поперечной резки (пресс - ножницы), которые обрабатывают листовой, полосовой и широкополосный материал толщиной 10-13 мм. Для прямолинейной поперечной резки различных сортаментов профильного металла обычно применяют станки двух типов: пресс - ножницы и ножницы с закрытым зевом.

В целях получения гладких, без заусенцев поверхностей контура деталей, а также для удаления с поверхности кромок окалины и шлаков, кромки зачищают. Эту операцию в большинстве случаев выполняют наждачными кругами. Для этого используют либо шлифовальные машины, либо наждачные станки.

Выпрямление деталей и заготовок из листового либо широкополосного материала, искривленных в процессе вырезки их газовым пламенем или на механических ножницах, производят на листоправильных и сортоправильных вальцах, на прессах или вручную на плите с применением нагрева. Заготовки часто подвергаются правке (рихтовке) на гидравлических прессах или механических.

Отверстия в металле после предварительной разметки или наметки, либо по упору обрабатывают одним из следующих способов: сверлением отверстий на переносных сверлильных станках с магнитной подушкой или с помощью вертикально-сверлильных станков.

PRIMA это революционные гидравлические гильотинные ножницы производства Warcom, конкурирующие с оборудованием лучших мировых производителей. Это самый лучший продукт для самых требовательных клиентов, поскольку в нем используются следующие технические решения: 3-осное ЧПУ для автоматического управления углом наклона, зазором между лезвиями и задним упором, прочная конструкция с держателем верхнего лезвия, приводящим их в движение по всей длине, подъемным устройством заднего упора, плоский стол с шариковой передачей.. Технические характеристики гидравлических гильотинных ножниц PRIMA 30 представлены в таблице 15.

Таблица 15 - Технические характеристики гидравлических гильотинных ножниц PRIMA 30