Курсовая работа: Сварка левой половины корпуса редуктора мотоблока
Рис. 2. Схема сварки в атмосфере аргона: 1 – присадочный пруток или проволока; 2 – сопло; 3 – токоподводящий мундштук; 4 – корпус горелки; 5 – наплавляющийся вольфрамовый электрод; 6 – рукоять горелки; 7 атмосфера защитного газа; 8 – сварочная дуга; 9 – ванна расплавленного металла; 10 – кассета с проволокой; 11 – механизм подачи; 12 – плавящийся металлический электрод (сварочная проволока)
В соответствии с необходимостью применения высоких плотностей тока сварку плавящимся электродом ведут с использованием сварочной проволоки малого диаметра (0,6-3,0 мм) и большой скорости подачи ее в дугу. Такой режим сварки обеспечивается только механизированной подачей проволоки в зону сварки. Сварку выполняют на постоянном токе обратной полярности. В данном случае электрические свойства дуги в значительной степени определяются наличием ионизированных атомов металла анода в столбе дуги, поступающих туда в результате испарения электрода. Поэтому дуга обратной полярности при применении плавящегося электрода горит устойчиво и обеспечивает нормальное формирование шва, в то же время ей соответствуют повышенная скорость расплавления проволоки и производительность процесса сварки.
По сравнению с другими способами сварка в атмосфере защитных газов имеет следующие преимущества:
1) высокую степень защиты расправленного металла от воздействия воздуха; 2) отсутствие на поверхности шва при применении аргона окислов и шлаковых включений; 3) возможность ведения процесса во всех пространственных положения; 4) возможность визуального наблюдения за процессом формирования шва и его регулирования; 5) более высокую производительность процесса, чем при ручной дуговой сварке; 6) низкую стоимость сварки в углекислом газе.
Технология изготовления
005 Заготовительная
010 Комплектовочная
Оборудование: сл. верстак (код 5201).
Скомплектовать сборочную единицу согласно комплектовочной карты.
015 Контрольная
Оборудование: контр. пост (код 1204).
Проверить внешним осмотром детали на отсутствие механических повреждений и коррозии, отсутствие на деталях грязи, масла.
020 Сверлильная
025 Сварочная
Оборудование: св. пост ЭДС (код 3202);
ист. св. тока ВД-303;
горелка РТА-150.
Режимы сварки: сварочный ток 120-160 А;
положение шва – нижнее.
Диаметр электрода ø 1,6 мм.
Св. проволока – Св08Г2С.
Защитный газ – Аргон. Расход 6-7 л/мин.
1. Установить половину корпуса на стапель.
Приспособление и инструмент: 4.0868-06003.
2. Собрать втулки 2 и 3 с корпусом согласно эскиза и закрепить прижимами.
3. Приварить втулки с корпусом согласно эскиза, выдерживая катет 4±1.
Приспособление и инструмент: Шт.циркуль (ШЦI-125).
4. Снять половинку корпуса со стапеля.
5. Произвести контроль сварных швов внешним осмотром в соответствии с ОСТ 2.423-89. Трещины, прожоги, свищи не допускаются.
030 Сварочная
Оборудование: св. пост ЭДС (код 3202);
ист. св. тока ВД-303;
горелка РТА-150.
Режимы сварки: сварочный ток 120-160 А;
положение шва – нижнее.
Диаметр электрода ø 1,6 мм.
Св. проволока – Св08Г2С.
Защитный газ – Аргон. Расход 6-7 л/мин.
1. Собрать в приспособлении ось качалки поз. 1 с кронштейном поз. 2.
2. Сварить электрозаклепочным швом детали поз. 1 и 2, выдерживая размеры, указанные на эскизе.
3. Снять подузел с приспособления.
4. Отбить шлаковую корку.
5. Произвести контроль внешним осмотром сварного соединения в соответствии с ОСТ 2.423-89.
035 Сварочная
Оборудование: св. пост ЭДС (код 3202);
ист. св. тока ВД-303;
горелка РТА-150.
Режимы сварки: сварочный ток 120-160 А;
положение шва – нижнее.
Диаметр электрода ø 1,6 мм.
Св. проволока – Св08Г2С.
Защитный газ – Аргон. Расход 6-7 л/мин.
1. Установить половину корпуса 5 на стапель.
2. Установить деталь 1 на половине корпуса. Закрепить.
3. Приварить угольник 1 к половине корпуса 5 в четырех местах в соответствии с эскизом.
4. Установить кронштейн качалки 4.
5. Приварить деталь 4 с двух сторон к угольнику 1 согласно эскиза.
6. Установить детали 2 к угольнику 1.
7. Приварить детали 2 к угольнику согласно эскиза.
8. Отбить шлаковую корку.
9. Произвести контроль сварных швов внешним осмотром в соответствии с ОСТ 2.423-89.
040 Сварочная
Оборудование: св. пост ЭДС (код 3202);
ист. св. тока ВД-303;
горелка РТА-150.
Режимы сварки: сварочный ток 120-160 А;
положение шва – нижнее.
Диаметр электрода ø 1,6 мм.
Св. проволока – Св08Г2С.
Защитный газ – Аргон. Расход 6-7 л/мин.
1. Установить половину корпуса в приспособление.
2. Проверить собираемость втулки с фиксатором приспособления и оси качалки с оправкой приспособления.
3. Рихтовать втулку и ось качалки при необходимости.
4. Установить дет. 1 на половине корпуса, установить фиксатор приспособления во втулку.
5. Прихватить деталь 1 в трех точках последовательно а, б, в.
6. Приварить деталь 1 в соответствии с эскизом, выдерживая катет 4+1.
7. Проверить собираемость втулки с фиксатором приспособления.
8. Произвести контроль сварных швов внешним осмотром в соответствии с ОСТ 2.423-89. Трещины, прожоги, свищи не допускаются.
9. Отбить шлаковую корку.
040 Сверлильная
045 Слесарная
Оборудование: Магнитная плита 7208-0019
Шлиф. маш. 7887-4002
Головка шлиф. ГЦ8х10х3
Борфреза сф.-кон. d=12,5 мм
1. Установить деталь на магнитную плиту.
2. Зачистить сварные швы от грубых наплывов и околошовную зону от брызг металла, сбить окалину.
050 Слесарная
Оборудование: Магнитная плита 7208-0019
Шлиф. маш. 7887-4002
Головка шлиф. ГЦ8х10х3
Шлиф. шкурка Л230х280
Борфреза сф.-кон. d=12,5 мм
Набор надфилей
Брусок БК8 13х13х150
1. Установить сборочную единицу на верстак.
2. Зачистить заусенцы, притупить острые кромки кругом.
3. Проверить внешним осмотром отсутствие механических повреждений и зачистить забоины, риски и другие незначительные дефекты, не нарушая геометрии сб. единицы.
055 Моечная
1. Промыть деталь в антикоррозийном растворе МЛ-51 по ТТо-328.
2. Обдуть детали сухим сжатым воздухом.
060 Контрольная
Оборудование: контр. пост (код 1204).
1. Внешним осмотром проверить соответствие шероховатости обработанных поверхностей эскизу, отсутствие забоин, вмятин, царапин, и острых кромок.
2. Проверить выполнение всех сварных швов, отсутствие трещин, подрезов и других дефектов сварки.
3. Проверить соответствие комплектации.
4. Внешний вид сварных швов и качество зачистки поверхностей околошовной зоны принимать по контрольному образцу.
5. Контролировать размеры.
065 Малярная
1. Произвести покрытие наружных поверхностей узла эмалью ПФ-133 синяя согласно 005.45.0100Д по технологии п. 135.
Выбор сварочной проволоки
Для сварки в качестве присадочной проволоки применяем Св.08Г2С, поставляемой по ГОСТ 2246-70. Она рекомендуется для сварки углеродистых и среднелегированных сталей, главным требованием к сварным швам и соединениям которых являются равнопрочность и высокая пластичность. Поэтому выбираем сварочную проволоку, которая содержит элементы раскислители, такие как Mn и Si.
Mn – как раскислитель обладает низкой раскислительной способностью. При воздействии с элементами металла превращается в нерастворимые соединение МnО. Марганец повышает прочность и твердость. При содержании более 1% сталь становится склонной к закалке, сварка ее затрудняется.
Si – обладает высокой раскисляющей способностью. При окислении образует соединение SiO2, которое нерастворимо, легко удаляется в шлак. Увеличивает прочность и вязкость. При содержании более 1,2% свариваемость стали ухудшается.
При взаимодействии в расплаве с Мn повышает раскисляющую способность Si.
Введение Мn и Si способствует повышению прочностных и пластических свойств соединения, т.е. оказывают легирующее воздействие.
Химический состав проволоки Св 08Г2С
| С | Mn | Si | Cr | Ni | S | P |
| 0,5-0,11 | 1,8-2,1 | 0,7-0,95 | ≤0,2 | ≤0,25 | ≤0,03 | ≤0,03 |
Свойства металла шва выполненного проволокой Св 08Г2С
|
|
|
KCU, Дж/см2 | |
| 20° | -20° | ||
| 510 | 22 | 120 | 50 |
, МПа
, %Из сравнения механических свойств основного металла и металла шва выполненного проволокой Св 08Г2С видно, что прочность сварного шва будет близка к прочности основного металла.
Сварочную проволоку проверяют на чистоту поверхностей от окислов, смазки и загрязнений, расслоений и закатов. При соответствии свойств проволоки сертификату и требованиям стандартов, имеющиеся загрязнения (кроме окислов) могут быть очищены механическим или химическим способами. За последние годы увеличивается поставка проволоки с покрытием из меди. Оно исключает образование ржавчины и способствует получению качественных сварных швов.
Инертные газы (аргон, гелий и их смеси) целесообразно применять для сварки металлов (например, алюминия, магния, титана) и сплавов, склонных при нагреве к энергичному взаимодействию с кислородом, азотом, водородом; инертные газы с добавками кислорода или углекислого газа – для сварки легированных сталей и сплавов; азот – для сварки металлов и сплавов, не взаимодействующих с этим газом; углекислый газ – для сварки углеродистых и легированных сталей, а также других металлов и сплавов, не имеющих большого химического сродства к кислороду.
Сварка в среде аргона
Аргон – инертный газ без цвета, запаха, тяжелее воздуха примерно на 38%. Плотность аргона 0,001783 г/см3, а по отношению к воздуху 1,38. В воздухе аргона содержится ничтожное количество – 0,935%. С большинством элементов он не образует химических соединений и нерастворим в жидких и твердых металлах. Аргон получают из воздуха, переохлажденного до низких отрицательных температур, путем избирательного испарения при температурах выше – 185,5° С.
Согласно ГОСТ 10157-73 выпускают три марки аргона различной чистоты: А – 99,99%, Б – 99,96% и В – 99,90% чистого аргона, остальное – примеси кислорода и азота. Поставляется и хранится аргон в сжатом газообразном состоянии в стальных баллонах под давлением 15 МПа.
Степень чистоты аргона для сварки является существенным фактором. Чистый аргон марки А предназначен для защиты шва при сварке титановых сплавов, циркония, молибдена и других активных металлов и их сплавов, а также особо ответственных изделий из сталей; марки Б – для сварки плавящимся и неплавящимся электродом алюминиевых и магниевых сплавов; марки В – для сварки изделий из чистого алюминия, нержавеющих сталей и жаропрочных сплавов; аргон технический предназначен в основном для плазменной резки.
Защитные газы (углекислый газ, аргон и др.) при наличии сертификатов завода-изготовителя подвергают контролю только в том случае, если в сварных швах, выполненных с их использованием, обнаруживают недопустимые дефекты. Тогда проверяют газы на наличие или отсутствие вредных примесей и влаги. Последнюю, проверяют по температуре точки росы.
Расчет расхода сварочных материалов
Расход газа:
Н2 = Q2 Ln + Qдоп , где:
Q2 – удельная норма расхода газа на 1 м шва;
Ln – длина шва;
Qдоп – дополнительный расход газа на продувку газовых конструкций настройку оборудования :
Qдоп = q2 – t п.з., где:
q2 – оптимальный расход газа, 10 п/м шва.
t п.з. – подготовительно-заключительное время.
Числовые значения представлены в технологическом листе 2 курсового проекта для каждой операции.
Расчет расхода сварочной проволоки :
Нпр = Мn + (0,07-0,15 мк) [г/м], где:
Mn – масса наплавленного металла:
Mn = p Fn 10-3 , где:
Fn – площадь поперечного сечения шва мм2
Р – плотность металла шва, 7,5а/мм3
Для сварки корпуса редуктора используется сварочный полуавтомат типа ПДПГ-300, предназначенный для дуговой сварки плавящимся электродом в среде защитных газов стали толщиной от 1,5 мм.
Устройство полуавтомата представляет собой установку (см. рис. 3), состоящую из выпрямителя поз. 1, блока управления поз. 2, подающего устройства с кассетой поз. 3, сварочной горелки поз. 4, соединительных проводов поз. 5 и поз. 6, кабеля поз. 7.
Управление полуавтоматом осуществляется с пульта управления, расположенного на подающем механизме.
Газовая аппаратура полуавтомата состоит из редуктора-расходометра, снабженного подогревателем газа и газового клапана. Редуктор-расходомер закрепляется на баллоне с газом и служит для снижения давления газа и регулирования его расхода.
Сварка осуществляется проволокой марки СВ08Г2С по ГОСТ 2246-70.
Рис. 3. Общий вид полуавтомата ПДГ-312
Технические характеристики полуавтомата ПДГ-312У3
| Наименование параметра | Норма |
| Номинальное напряжение питающей сети, В | 380 (+5%; -10%) |
| Номинальная частота, Гц | 50 ± 1 |
| Потребляемая мощность, кВА, не более (с ВДГ-303) | 21 |
| Номинальный сварочный ток при ПВ = 60% и длительности цикла 10 мин., А | 315 |
| Пределы регулирования сварочного тока, А (с ВДГ-303) | 50-315 |
| Диаметр электродной проволоки, мм | 0,8-2,0 |
| Скорость подачи электродной проволоки, м/ч | 75-960 |
| Расход защитного газа, л/ч | 500-960 |
Расчет параметров режима сварки
Сварку в защитных газах выполняют на постоянном токе. Сила тока зависит от диаметра и состава электрода, скорости подачи электродной проволоки, полярности, вылета электрода, состава газа.
Рис. 4. Зависимость силы сварочного тока от скорости подачи электродной проволоки при сварке в углекислом газе
Для стабильного процесса сварки такой проволокой необходимо обеспечить постоянный вылет электрода. Сварку проволокой диаметром 1.6мм можно выполнять при нормальном и повышенном вылете. Увеличение вылета позволяет повысить коэффициент расплавления электрода и изменить глубину провара. При сварке корпуса вылет выбирается в пределах 18-20 мм. Увеличение приводит к повышению разбрызгивания и нарушению стабильности процесса, а уменьшение - к разбрызгиванию и подгоранию наконечника.
Влияние химического состава основного металла низкоуглеродистых и низколегированыхсталей на сопротивляемость образованию горячих трещин выражается эквивалентом углерода Сэкв. Для этого рекомендован ряд эмпирических формул. Для приближенной оценки свариваемости стали воспользуемся формулой Хренова-Богрянского :
Химический состав стали 20
| C | Si | Mn | Ni | S | P | Cr | Cu | As |
| 0.17 - 0.24 | 0.15 - 0.17 | 0.35 - 0.65 | до 0.25 | до 0.04 | до 0.035 | до 0.25 | до 0.25 | до 0.08 |
плохо свариваемая сталь.
Расчёт режимов сварки производим в следующей последовательности:
Конструктивные элементы сварного шва
Т1 – тавровое соединение, односторонний шов.
Форма подготовленных кромок: без скоса кромок.
b = 0
S = 4 мм
S1 ³ 0,8 S
Форма поперечного сечения:
Размеры конструктивных элементов шва:
k = 4 мм
Предельные отклонения: +0,5…+1,0
Определяем силу сварочного тока
Iсв = 300 (dэл -1)
при dэл = 1,6
Iсв = 180А, принимаем Iсв = 160 А.
Определим напряжение на дуге
Uд = 8 dэл + 16 , Uд = 30 B
Определим скорость сварки:
;
Определяем скорость подачи электродной проволоки:
Определяем длину шва:
Расчет норм времени на сварочные операции
Расчет технической нормы времени полуавтоматической сварки в среде защитных газов
Нормируемые затраты рабочего времени делятся на подготовительно-заключительное время, основное время, вспомогательное время, время обслуживания рабочего места, время перерывов на отдых и естественные надобности.
Сумма затрат основного и вспомогательного времени, а также времени на обслуживание рабочего места, на отдых и естественные надобности, называется нормой штучного времени, которая определяется по формуле:
, где
То – основное время;
Тв – вспомогательное время;
Тобс – время обслуживания рабочего места;
Тотд – время на отдых и естественные надобности.
Сумма основного и вспомогательного времени представляет собой оперативное время:
.
1. Подготовительно-заключительное время слагается из следующих элементов рабочего времени: получение производственного задания, указаний и инструктажа; ознакомление с работой, настройка полуавтомата, сдача работы.
Настройка полуавтомата включает установку величины сварочного тока, скорости сварки, скорости подачи электродной проволоки, оптимального расхода защитного газа, подготовку приспособлений.
| Элементы работы | Время на партию, в мин |
| Получение производственного задания, указания и инструктажа | 5,0 |
| Ознакомление с работой | 3,0 |
| Установка величины сварочного тока при питании дуги от сварочных преобразователей и трансформаторов с отдельной реактивной катушки | 2,5 |
| Установка скорости подачи электродной проволоки | 0,1 |
| Установка оптимального расхода защитного газа | 2,0 |
| Продувка газовых шлангов горелки | 0,8 |
| Включение и регулировка давления воды в шлангах | 1,0 |
| Сдача работы | 2,0 |
| ИТОГО | 16,4 |
2. Основное время при полуавтоматической сварке в среде защитных газов – это время чистого горения дуги. Основное время на 1 пог. м шва при однослойной сварке рассчитывается по формуле:
, где
F – площадь поперечного сечения шва (10 мм2);
g плотность наплавленного металла (7,8 г/см3);
I – величина сварочного тока (120 А);
aн коэффициент наплавки (15 г/А ч).
Скорость сварки определяется по формуле:
;
Скорость подачи электродной проволоки:
,
где Fэ – площадь поперечного сечения электродной проволоки в мм2.
Тогда,
3. Вспомогательное время при полуавтоматической сварке разделяется на две группы:
1) зависящее от длины шва;
2) связанное с изделием и работой оборудования.
Вспомогательное время, зависящее от длины шва, охватывает следующие элементы рабочего времени: очистку и осмотр кромок, очистку шва от шлака, промер и осмотр шва и т.д.
| Наименование элементов работы | Норма времени на 1 пог.м шва в мин | Примечание |
| Очистка и осмотр свариваемых кромок без разделки кромок | 0,30 | Зачистка кромок вручную стальной щеткой |
| Осмотр шва от шлака, промер и осмотр шва наружных поверхностей стыковых и угловых швов | 0,40 | Норма времени дана на очистку, промер и осмотр последнего слоя шва |
| Переход сварщика к началу шва с полуавтоматом, газоэлектрической горелкой с подтягиванием проводов | 0,15 | Время дано на один переход |
| ИТОГО | 0,85 |
Вспомогательное время, связанное с изделием и работой оборудования, охватывает следующие элементы рабочего времени: установку свариваемого изделия на стеллаж, стенд, ролико-опору, в приспособление, поворот и уборку изделий после сварки, переходы электросварщика, подготовку, установку и регулировку оборудования и приспособлений для работы, включение и отключение оборудования в процессе работы.
| 1. Время на установку, повороты и снятие изделий вручную – 0,7 мин |
| 2. Время на установку, повороты и снятие изделия – 3,0 мин. |
| 3. Время на установку в начале шва головки полуавтомата и газоэлектрической горелки – 0,1 мин. |
| 4. Время на включение и отключение установки – 5 мин. |
| 5. Время на перемещение сварщика – 0,3 мин. |
| ИТОГО 9,1 мин. |
Всего норма вспомогательного времени составит 9,95 мин.
4. Время обслуживания рабочего места затрачивается на: раскладку и уборку инструмента, включения и выключения источника питания дуги, регулировку режимов сварки, установку кассеты с электродной проволокой в автомат, уборку электродной проволоки после окончания работы, смену кассет, баллонов с газом в процессе работы; подналадку оборудования, уход за ним и уборку рабочего места.
| На обслуживание рабочего места | 6 мин. |
| На естественные надобности | 2 мин. |
| На отдых | 4 мин. |
| ИТОГО | 12 мин. |
Следовательно,
Общее количество затрат времени:
Данное изделие контролируется внешним осмотром.
Внешним осмотром невооруженным глазом или с помощью лупы (с 10-ти кратным увеличением) выявляют, прежде всего, дефекты швов в виде трещин, подрезов, пор, свищей, прожогов, наплывов, непроваров в нижней части швов. Многие из этих дефектов, как правило, недопустимы и подлежат исправлению. При осмотре выявляют также дефекты формы швов, распределение чешуек и общий характер распределения металла в усилении шва.
Сварные швы часто сравнивают по внешнему виду со специальными эталонами. Геометрические параметры швов измеряют с помощью шаблонов или измерительных инструментов.
Тщательный внешний осмотр – обычно весьма простая операция, тем не менее, может служить высокоэффективным средством предупреждения и обнаружения дефектов. Только после проведения внешнего осмотра и исправления недопустимых дефектов сварные соединения подвергают контролю другими физическими методами для выявления внутренних дефектов.
Проектирование технологической оснастки
Технологическая оснастка является приспособлением для сборки и сварки элементов конструкции. Сборка сварных конструкций заключается в размещении элементов конструкции в порядке, укладки при сборке в технологии и предварительном закреплении между собой отдельных элементов конструкции. От качества сборки зависит и качество сварных работ.
В качестве технологической оснастки используем сварочный пост, предназначенный для сборки и сварки нескольких исполнений корпуса редуктора.
Основными требованиями, предъявленными к данному сварному соединению, являются:
1) уменьшение короблений при приварке втулок, т.к. невыполнение этого условия приводит к разнотолщинности расточки под подшипник. Для устранения этого применяется фиксация и пневмоприжим втулок в сварочном стапеле;
2) уменьшение коробления при приварке угольника;
3) герметичность сварных соединений (отсутствие сквозных дефектов нарушающих герметичность);
4) соответствие геометрических размеров швов заданным значением по конструкторской документации.
Меры уменьшения угловых деформаций:
фиксация в стапеле;
последовательность выполнения прерывистых швов;
правильных подбор режимов сварки.
Список используемой литературы
1. Акулов А.И., Бельчук Г.А., Демянцевич В.П. «Технология и оборудование сварки плавлением». М., «Машиностроение», 1977.
2. Браткова О.Н. «Источники питания сварочной дуги». М., «Высшая школа», 1982.
3. Гитлевич А.Д., Животинский Л.А., Жмакин Д.Ф. «Техническое нормирование технологических процессов в сварочных цехах». М., 1962.
4. Гитлевич А.Д., Этингоф Л.А. «Механизация и автоматизация сварочного производства». М., «Машиностроение», 1979.
5. Котвицкий А.Д. «Сварка в среде защитных газов». М., «Высшая школа», 1974.
6. Николаев О.И. «Машиностроительные стали». Справочник. М., «Машинстроение», 1981.
7. «Сварка в машиностроении». Справочник под ред. Н.А. Ольшанского. Том 1-4. М., «Машиностроение», 1978.
8. «Справочник сварщика». Под ред. В.В. Степанова. М., «Машиностроение», 1967.
9. «Оборудование для дуговой сварки: Справочное пособие». Под ред. В.В. Смирнова. Л.: Энергоатомиздат, 1986.
