Технологическая часть по электродуговой сварке

1.1. Технологическая последовательность выполнения операций

 

Поворотная стойка для разборки и сборки двигателей предназначена для вывешивания, разборки и сборки, либо для проведения текущего ремонта двигателя грузовых автомобилей и тракторов. Он позволяет сократить количество времени, приходящееся на перемещение двигателя при его ремонте, качественно улучшить труд ремонтных рабочих и соответственно снизить трудоемкость работ и время простоя автомобиля и трактора в текущем ремонте.

Двигатель может вращаться на 360° в любом направлении. Для фиксации необходимого положения (всего предусмотрено 2 положений для фиксации) предусмотрено специальное приспособление. Для того, чтобы зафиксировать нужное положение, необходимо совместить отверстие в раме и отверстие на валу и вставить специальный шплинт. Для облегчения вращения предусмотрена установка подшипников качения. Подшипники закрытого типа, поэтому не требуют смазки в процессе работы. Рама не монтируется к полу, а фиксируется с помощью упорных винтов, поэтому не требует материальных затрат на установку. Сама конструкция обеспечивает удобный доступ ко всем частям двигателя, что обеспечивает быстрый и качественный ремонт двигателя автомобиля с минимальными затратами труда и времени.

В данной работе описывается технологический процесс изготовление поворотной стойки для стенда из стали марки Ст3сп

Поворотная стойка состоят из следующих элементов: профильная труба 25х25х3мм, L= 250х250х3мм- 2шт, профильная труба 25х25х3мм, L=300х300, сталь листовая 300х300х3мм

Подготовка металла под сварку.

Для получения заготовок подлежащих сборки не обходимо выполнить ряд операций.

После получения металла со склада на заготовленном участке он подвергается первоначальной обработке: зачистке, проверке и вырезке заготовок из тяжелых и громоздких кусков листового и профильного проката для облегчения транспортировки заготовок и дальнейших операций по изготовлению деталей. Нарезанные заготовки подвергаются предварительной правке и последующей зачистке поверхности от загрязнений, ржавчины и окалины.

Вырезка заготовок осуществляется на отрезных станках и УШМ.

Разметка представляет собой нанесение на металл конфигурации заготовки. Разметка осуществляется с припуском. Припуск- это разность между размером заготовки и чистовым размером детали. Припуск снимается при последующей обработке. Для разметки применяются разметочные столы необходимых размеров.

Разметка осуществляется с помощью инструментов: стальной метр, стальная рулетка, металлическая линейка, чертилка, кернер, угольник.

Сборка поворотной стойки производится на прихватки .

Сварочные швы зачищаются с помощь УШМ.

При измерительном контроле применяют следующие инструменты:

· измерительные лупы;

· угольники поверочные 90⁰ лекальные;

· угломеры с нониусом;

· штангенциркули, штангенрейсмасы и штангенглубиномеры;

· щупы;

· микрометры;

· измерители стенок труб;

· калибры;

· металлический измеритель длины (рулетки, стальные измерительные линейки);

· шаблоны: специальные, радиусные, резьбовые и др.

 

1.2. Используемые материалы

 

Материал для изготовления поворотной стойки - сталь Ст3сп. Сталь – это сплав железа с углеродом где углерода находится до 2,14%. Сталь Ст3сп углеродистая обыкновенного качества (Приложение, таблица 1,таблица 2).

Сварка поворотной стойки выполняется электродами марки МР-3 диаметром 3мм. Электрод – это металлический стержень, на который нанесена обмазка. Область применения: электрод предназначен для сварки металлических конструкций, которые имеют высокие требования безопасности. Используются такие электроды на строительных площадках и на заводах, специализирующихся на ручной сборке и сварке.

Выбор режима предусматривает определение значений параметров, при которых обеспечивается устойчивое горение дуги получение швов заданных размеров, формы и свойств. Диаметр электродов выбирают в зависимости от толщины металла, катета шва, положения шва в пространстве (Приложение, таблица 3).

Э46 – МР – 3 – 3,0 – УД ГОСТ 9466-75, ГОСТ 9467-75,

Е 431 (3) - Р26

 

Э46- тип электрода

МР-3- марка

3.0- диаметр

У- для конструкционных сталей

Д-толщина покрытия, толстая

Е431(3)-индекс характеристик

Р- рутиловое

2- кроме вертикального сверху вниз

6- постоянный ток обратной полярности

 

1.3. Применяемый инструмент, оборудование и приспособления

 

Для сварки стенда использовался сварочный инвертор РЕСАНТА САИ 220А (Приложение, рисунок 1, таблица 4)

Переменный ток от потребительской сети, частотой 50 Гц, поступает на выпрямитель. Выпрямленный ток сглаживается фильтром, затем полученный постоянный ток преобразуется инвертором с помощью специальных транзисторов с очень большой частотой коммутаций в переменный, но уже высокой частоты 20-50 кГц. Затем переменное напряжение высокой частоты понижается до 70-90 В, а сила тока соответственно повышается до необходимых для сварки 60-220 А.

Высокая частота является основным техническим решением, которое позволяет добиться колоссальных преимущество сварочного инвертора, если сравнивать с другими источниками питания сварочной дуги.

Сила сварочного тока обычно устанавливается в зависимости от выбранного диаметра электрода. При сварке швов в нижнем положении шва для электрода диаметром 3 мм сила тока может быть определена по соотношению I_cв= (25-30)d_э, I_cв = 80А.

В инверторном сварочном аппарате сила сварочного тока нужной величины достигается путем преобразования высокочастотных токов, а не путем преобразования ЭДС в катушке индукции как это происходит в трансформаторных аппаратах. Предварительные преобразования электрических токов позволяют использовать трансформатор с очень малыми габаритами.

К примеру, чтобы получить в инверторе сварочный ток 160А достаточно трансформатора вес, которого 250 г, а на обычных сварочных аппаратах необходим медный трансформатор с весом 18 кг.

 

 

К инструментам сварщика относятся:

1. Щиток или маска применяется для защиты глаз и кожи лица сварщика от вредного влияния инфракрасного излечения и брызг расплавленного металла(Приложение, рисунок 3).

2. Сварочные провода, по которым ток от силовой сети подводится сварочному аппарату. Кабели изготовляют многожильными (гибкими) по установленным нормативам для электротехнических установок согласно ПУЭ.

3. Электродержатели присоединяются к гибкому кабелю марки ПРГД. Токопроводящий провод соединяется с изделием через специальные зажимы. В сварочном поворотном приспособлении должны быть предусмотрены специальные клеммы. Закрепление провода должно быть надежным.

Так же сварщик пользуется некоторыми измерительными инструментами: линейка, угольником и УШС.

Универсальный шаблон сварщика УШС-3 предназначается для контроля измеряемых параметров труб и трубопроводов, контроля состояния стыковых соединений торцов труб и трубопроводов, а также визуального контроля качества сварного шва при проведении сварочных работ. УШС - 3 применяют перед проведением сварочных работ, для контроля сварочных электродов и элементов разделки кромок под сварной шов.

Штангенциркуль- это универсальный измерительный инструмент, который предназначается для высокоточного измерения наружных и внутренних линейных размеров, а в некоторых случаях - глубин отверстий.

 

2. Техника безопасности и правила охраны труда

 

Напряжение, при котором выполняют сварку, может быть опасным для человека. Чтобы избежать поражения электрическим током при сварочных работах, необходимо соблюдать следующие правила техники безопасности.

Корпуса сварочных машин, аппаратов и рубильников надо надежно заземлять.

Сварочный кабель, электрододержатель и ручку рубильника изолировать.

Не работать в дождливую погоду в открытых местах, а также в сырой одежде и обуви.

Для защиты глаз и лица от световых и тепловых лучей сварочной дуги закрывать лицо специальным щитком или шлемом с темными стеклами, уменьшающими вредное воздействие тепловых и световых лучей; светофильтры выбирают по таблицам.

Для предохранения темного стекла в щитке от брызг металла и случайных ударов с наружной стороны необходимо вставлять обычное бесцветное стекло и менять его по мере потери прозрачности.

Длина проводов между питающей сетью и передвижным сварочным агрегатом для ручной дуговой сварки не должна превышать 15м.

Во избежание механических повреждений провода рекомендуется помещать в резиновый шланг.

Внутри замкнутых резервуаров и других листовых металлоконструкций работы по электросварке можно выполнять только в диэлектрических галошах и на резиновом коврике или на подстилке из изолирующих материалов.

При сварке необходимо обеспечить для предотвращения даже случайной возможности поражения током – как самого сварщика, так и окружающих (напарника и т.д.)

Для этого:

-Регулярно проверяйте исправность изоляции кабелей, электрододержателей и надежность всех контактов до начала работ сварочные защитные перчатки

-Отключайте сварочное оборудование во время простоя, перемещения, обеденного перерыва и т.д.

Все замеченные неисправности устраняйте строго после полного обесточивания аппарата

Пользуйтесь спецодеждой – крагами из искростойких материалов, обувью из кожи и войлока, спецовкой из рекомендованных материалов, при необходимости – каской.

Не работайте под дождем (или снегом), даже если ваш аппарат «так умеет». Сварка при повышенной влажности – не только на улице в непогоду, но и внутри бойлерных, градирен, подвалов и т.д. - требует специальных навыков и большого опыта, иначе можно и электротравму получить, и оборудование серьезно испортить (Приложение, рисунок 2)

 

3. Подсчет объемов работы и потребности материалов

 

Расход электродов для ручной дуговой сварки определяется по формуле:

Gэл = λ · Gн · (1 + ψ /10²) · (1 + Кп/10²), где

Gэл – вес расходуемых электродов (г);

Gн – вес наплавленного металла шва (г);

λ – коэффициент, учитывающий потери электродов на огарки; λ = 1,1 - 1,25;

ψ – коэффициент, учитывающий потери на разбрызгивание, окисление, испарение; ψ = 7 - 15%;

Кп – коэффициент веса покрытия; Кп = 2%.

Вес наплавленного металла шва определяется по формуле:

Gн = Sсеч · Lшва · ρ_ст

Sсеч – площадь поперечного сечения шва (см²);

Lшва – длина шва (см);

ρ_ст = 7,85 г/см³ – плотность низкоуглеродистой стали.

1.Шов Т3- ∆7 мм.

Lшва = 104см.

Так как шов Т3 - двусторонний,

то Sсеч = 0,245 см²

Gн = 0,245 см² · 104см · 7,85 г/см³ = 200,018г.

Gэл = 200,018 · 1,15г · 1,02 = 230,22г.

2.Шов Т3- ∆7 мм.

Sсеч- 0,245см²

Lшва = 58см.

Gн = 0,245см² · 58см · 7,85 г/см³ = 111,54г.

Gэл = 111,54 · 1,15 г · 1,02 = 130.83г.

Общий вес наплавленного металла

Gн = 230.22 +130.83=361,05г.

Вес затраченных электродов

Gэл = 200.018+111.54=311.558г.

Расчет затрат времени на сварку поворотной стойки для стенда.

Общее время на сварку составляет:

Tобщ = Tп + Tо+ Tв + Tд + Tз , где

Tп – подготовительное время (на подготовку оборудования и ознакомление с заданием);

Tо – основное время (время горения дуги);

Tв – вспомогательное время (на смену электродов, очистку кромок и швов и т.д.);

Tд – дополнительное время (на обслуживание рабочего места);

Tз – заключительное время (на сдачу работы).

При укрупненном нормировании общее время Tобщ определяют через основное время Tо и коэффициент Куч по формуле:

Tобщ = Tо / Куч,

где Куч – коэффициент, учитывающий организацию труда;

Куч = 0,25…0,4.

Tо = Gн / Кнапл · Iсв;

Так как: для сварки поворотной стойки для стенда Iсв = 80 А,

для электродов МР-3→ Кн = 8,5 г /Ач;

Основное время

Tо = 361,05/ (8,5 · 80) = 0,53 ч ( 32 мин);

Общее время на сварку поворотной стойки для стенда.

Tобщ = 0,53 / 0,25 = 2,12 ч ( 127,2мин).

 

 

ИСПОЛЬЗУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

 

1. Галушкин В.Н. Технология производства сварных конструкций: учебник для нач.проф.образования - М.: Издательский центр «Академия», 2010.-192с.

2. Куликов О.Н. Охрана труда при производстве сварочных работ: пособие для нач. проф. Образования - 4-е изд., стер. – М.: ИРПО; Изд. центр «Академия», 2007.-176 с: ил.

3. Милютин В.С., Р.Ф.Катаев Источники питания и оборудование для электрической сварки плавлением: учебник для студ. учреждений сред. проф. образования - М.: Издательский центр «Академия», 2013.-368с.

4. Овчинников В.В. Технология электросварочных и газосварочных работ : учебник для нач.проф.образования - М.: Издательский центр «Академия», 2010.-272с.

5. Овчинников В.В. Контроль качества сварных соединений: учебник для студ.учреждений сред.проф.образования - М.: Издательский центр «Академия», 2009.-208с.

6. Овчинников В.В. Технология ручной дуговой и плазменной сварки и резки металлов : учебник для нач.проф.образования - М.: Издательский центр «Академия», 2010.-240с.