Курсовая работа: Балка рукояті екскаватора ЕКГ-8И
Електрозварювальник повинен виконувати ручне дугове зварювання в усіх просторових положеннях зварного шву вузлів і конструкцій із вуглецевих сталей, механізоване зварювання скалдних середньої складності вузлів і конструкцій з вуглецевих сталей.
Зварювальник повинен знати побудову використовуємих електрозварювальних машин (напівавтоматів, автоматів, джерел живлення); властивості і призначення зварювальних матеріалів; вибір зварювальних матеріалів, вимоги,що пред2являються до зварного шву; основні види контролю зварних швів; причини виникнення внутрішніх напруг і деформацій у зварних з”єднаннях і міри їх попередження; встановлення режимів зварювання за заданими параметрами.
3. ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ПРОЦЕС ВИГОТОВЛЕННЯ ОБЕЧАЙКИ ХВОСТОВОЇ
3.1 Критичний аналіз снуючого на підприємстві технологічного процесу
Існуючий на підприємств технологічний процес виготовлення обечайки хвостової має ряд істотних недоліків, серед яких можна відмітити наступне:
1. Весь процес збирання і зварювання виконується на стендовій плиті без використання яких-небудь пристроїв, зокрема для плити верхньої і нижньо конструкції обечайки хвостової.
2. Зварювальні роботи виконуються в основному за допомогою механізованого зварювання в середовищі вуглекислого газу.
Не чітко додержуються послідовност виконання збирально-зварювальних робіт, а самі робочі місця розташован хаотично, що приводить до появи зустрічних 3.4.Оцінка зварюємості матеріалу конструкції та вибір способу зварювання.
Сталь марки СТ3пс3 низьковуглецевою сталлю звичайної якості категорія 3, напівспокійної, т обто розкислена марганцем і кремнієм.
Сталь 10ХСНД – низьколегована конструкційна сталь, досить недорога і має високі міцності хакректеристики.
Зварюваємість – це здібність сталей давати якісне зварне з”єднання. Зварюваємість може бути неоднаковою для різних видів зварювання. Дуже цінною властивістю металу є добра зварюваємість для декількох різних видів зварювання таких як дугове, газове і контактне. До таких матеріалів належать низьковуглецева і низьколегована сталь, технічно чистий алюміній і ін.
Істотним показником зварюємост вуглецевих низько- і середньолигованих сталей є їх стійкість до утворення твержих крихких зон з мартенситною структурою та холодних гартівних тріщин.
Орієнтовано можна оцінювати зварюємість подібних сталей за їх хімічним складом. При цьому загальний вплив останнього на схильність до тріщиноутворення вмісту вуглецю – Се.
Розрахуємо Се для сталі СТ3пс3:
що означає задовільну зварюємість без спеціальних засобів. Процентне співвідношення елементів в складі стал наведено у табл.1.
Розрахуємо Се для сталі 10ХСНД:
Процентне співвідношення хімічних елементів у складі сталі 10ХСНД наведено у табл.3.
За розрахованим еквівалентом вмісту вуглецю видно що ця сталь теж добре зварюється.
Для зварювання цих сталей будемо застосовувати дугові способи зварювання у середовищі захисних газів. Зварювання будемо вести в середовищі СО2 дротом Св-08Г2с.
Цей спосіб зварювання є досить продуктивним і недорогим. Крім того вуглецевий газ є нетоксичним і негорючим. Вуглекислий газ також забезпечує надійний захист зварювальної ванни від водню азоту повітря. Механізоване зварювання поліпшує умови праці робітників.
3.5 Характеристика обгрунтування зварювальних матеріалів
При виконанні усіх зварювальних робіт використовується механізоване зварювання в середовищі захисного газу.У якост захисного газу будемо використовувати вуглецевий газ 1-го сорта, склад якого наведений в табл.20.
Таблиця 20
Склад двуокісі вуглецю (за ГОСТ8050-85)
|
Об”ємна доля (СО2), % не менш |
99,5 |
| Об”ємна доля СО | Нема |
| Масова концентрація мінеральних масел і механічних домішок, мг/кг, не більш | 0,1 |
| Масова доля води, % не більш | Нема |
|
Масова концентрація водяної пари при температурі 200С і тиску 101,3 кПа, г/см3 |
0,181 |
Вуглецевий газ є нетоксичним і невзривонебезпечним. Застосування вуглецевого газу забезпечує надійний захист зони зварювання від взаємодії з воднем і попереджує азотування металу шву. Його теплофізичн характеристики добре впливають на стабільність горіння дуги. Достоїнством зварювання в СО2 є низька вартість цього газу, а також можливість слідкування за процесом зварювання і при необхідності корегування режимів зварювання.
Особливість зварювання в СО2 полягає в застосуванні електродного дроту з підвищеним вмістом елементів розкислювачів. Для зварювання низьковуглецевих сталей широко використовують кремне-маргенцевий зварювальний дріт. У якості присадкового дроту будемо використовувати зварювальний дріт марки Св-08Г2С. Цей дріт вміщує підвищену кількість марганцю і кремнію. Ці елементи забезпечують добре розкислення зварного шву, що істотно впливає на його механічних характеристиках.
Також цей дріт забезпечує отримання викокої стійкості зварного шву проти кристалізаційних тріщин і пор. Хімічний склад присадкового дроту Св-08Г2С наведений в табл.21.
Таблиця 21.
| Марка зварювального дроту | C,% | Si,% | Mn | r,% | Ni,% | S,% | P,% |
| Св-08Г2С | 0.05-0.11 | 0.7-0.95 | 1.8-2.1 | 0,2 | ≤0.25 | ≤0,025 | ≤0,030 |
Таким чином при використанні такого сполучення захисного газу і зварювального дроту, зварений шов утворюється доброї якості і є рівноцінним основному металу.
Таблиця 22.
Механічні властивості зварного шву.
|
sт, МПа |
sв, МПа |
d, % | j, % |
| 400 | 540 | 20 | 48 |
Механічні властивості металу залежать від його структури, яка визначається хімічним складом металу шву, при зварюванні сталі Ст3пс3 цим дротом хімічний склад шву є наступним.
Таблиця 23.
Хімічний склад металу шву, %
| Метал | C | Si | Mn |
| Основний метал, Ст3пс3 | 0,14-0,22 | 0,5-0,30 | 0,40-0,045 |
|
Метал шву при зварюванні в середовищі СО2 |
0,10-0,16 | 0,20-0,47 | 0,57-0,79 |
Хімічний склад металу шву незначно відрізняється від складу основного металу. Ця різниця зводиться до зниження вмісту в металі шву вуглецю для запобігання утворення структур-включень при підвищених швидкостях охолодження. Можливе зниження міцності металу шву, визване зменшенням в ньому вмісту вуглецю, компенсується лигуванням металу марганцем і кремнієм.
3.6 Розробка маршрутної технології збирання та зварювання
Розрахунок і вибір режимів зварювання.
Надходячи з заготівельної дільниц цеху заготовкиповинні бути виправлені, очищені, з обробленими кромками, т обто відповідати усім вимогам, що до них висуваються.
На першому робочому місці проводять збирання-зварювання основи плити з іншими елементами (ребрами і полкою).
На іншому робочому на плиту встановлюються нижня полка і два ребра.
На третьому робочому місц виконується збирання повздовжнього замикаючого стика обечайки.
На четвертому робочому місці виконується зварювання поздовжнього шву.
На пятому робочому місці виконується збирання зварювання окантовки.
На шостому робочому місц виконується збирання-зварювання обечайки хвостової.
Розраховуємо режими зварювання.
Режим зварювання для шву Т4.
Приймаємо Uд=27-31В.
Fн=
n=19; Fні=40,9 мм2.
Витрати дроту:
Не=Ge*Eш=6,4*0,498=3,19 кг;
Ge=Rр*mн=1,05*6,105=6,4:
mн=ф*Fн*10-3=7,85*777,75*10-3=6,105 (кгс/мм);
Витрати захисного газу:
Норма витрати захисного газу Н2(л);
H2=Q2Eш+Qдоп=144,5*0,498+1,1=73,07(л).
Q2=g2+t0=22*6,56=144,5;
t0=
g2=22л/хв;
Qдоп=tп.з.* g2=0,05*22=1,1;
Витрати електричної енергії:
Витрати електроенергії на 1 кг наплавленого металу:
Qe=
Ru – коефіцієнт, що враховує час горіння дуги в загальному часі на зварювання Ru=0,55-0,70.
Таблиця 24.
Режими зварювання.
| Товщина зварюваємих деталей, мм | Тип зварного з”єеднання | Зварювальний струм А | Напруга дуги,В | Швидкість подачі дроту м/год | Швидкість зварювання, м/год | Діаметр дроту, мм | Витрати захисного газу, л/хв |
| 20 і 36 | Т1-D6 | 400 | 34 | 300 | 30 | 1,6 | 22 |
| 36 і 25 | Т3-D15 | 400 | 34 | 300 | 30 | 1,6 | 22 |
| 36 і 36 | Т7 | 400 | 34 | 300 | 30 | 1,6 | 22 |
| 36 і 36 | Т4 | 230 | 26-30 | 186,9 | 9,134 | 1,6 | 22 |
| 30 і 30 | С16 | 350-500 | 35-39 | 580 | 12—18 | 1,6 | 15-20 |
| 36 і 30 | У4 | 390 | 35 | 413,7 | 10,2 | 1,6 | 22 |
| 20 і 36 | Т3-D8 | 350-380 | 36-38 | 400-450 | 26-30 | 1,6 | 20-23 |
| 4 і 4 | Н1-D4 | 220-260 | 23-25 | 768,5 | 27-30 | 1,6 | 22 |
| 36 і 30 | У6 | 220 | 23 | 768,5 | 27 | 1,6 | 22 |
| 30 і 36 | Т1-D4 | 400 | 34 | 300 | 30 | 1,6 | 22 |
С16 – автоматичне двосторонн зварювання
1 шов 1 проход 380-420А, 36-38В, Vсв=12-14 м/ч;
2 проход 350-400А, 35-38В, Vсв=16-18 м/ч;
2 шов ,3 проход 480-500А, 37-39В, Vсв=14-16 м/ч;
4 проход 350-400А, 36-38В, Vсв=15-18 м/ч.
3.7 Обгрунтування вибір зварювального обладнання
Зварювальне обладнання повинно відповідати наступним вимогам:
- бути найновішої сучасної конструкції;
- забезпечувати необхідну за технологією продуктивність;
- забезпечувати надійність та безвідказність у роботі, бути за можливістю максимально автоматизованим.
Усім цим вимогам відповідають напівавтомат ПДГ-515 та випрямляч ВДУ-506.
Параметри напівавтомата наведені в табл.25.
Таблиця 25.
| Параметри | ПДГ-515 |
| Номінальний зварювальний струм, А | 500 |
| Тривалість роботи (ПВ), % | 60 |
| Меж регулювання зварювального струму, А | 60-500 |
| Меж регулювання робочої напруги, В | 22-46 |
| Діаметр електродного дроту, мм | 1,2-2,0 |
| Швидкість подавання електродного дроту, м/год | 120-960 |
| Маса подаючого пристрою, кг | 12,0 |
| Тип охолодження зварювального паль ника | Природнє |
|
Витрати захисного газу (СО2), л/год |
1200 |
| Тип джерела зварювального струму | ВДУ-506 |
| Первинна потужність, кВ*А | 40,0 |
| Маса джерела зварювального струму, кг | 310 |
| Ступінь захисту джерела зварювального струму | ІР22 |
| ККД джерела зварювального струму, % | 79 |
До основи напівавтоматів нової сер ПДГ-515, ПДГ-516 покладені наступні знову розроблені уніфіковані вузли; електронний блок керування зварювальним процесом БУСП-1, зварювальні пальники нової серії ГДПГ-201, ГДПГ-304, ГДПГ-502, редукторний привод подавання електродного дроту і серійно випускаємі гальмуючі пристрої і касети для електродного дроту.
