![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Часть 3. Сварочное производство
Варианты №№ 1-4 Ручная дуговая сварка. Разработайте процесс ручной электродуговой сварки цилиндрической части резервуара (рис. 3.1). Производство мелкосерийное. Укажите тип соединения, форму разделки кромок под сварку и дайте эскиз сечения шва с указанием его размеров. Подберите тип, марку и диаметр электрода. Определите режим сварки. По размерам шва подсчитайте массу наплавленного металла. Определите расход электродов с учетом их потерь, расход электроэнергии и время сварки изделия.
Рис. 3.1. Эскиз резервуара.
Таблица 3.1-Исходные данные к вариантам №1 – 4
Варианты № 5 – 8 Автоматическая сварка под флюсом
Разработайте процесс автоматической сварки под слоем флюса плиты (рис. 3.2). Производство крупносерийное. Укажите тип соединения, форму разделки кромок под сварку и дайте эскиз сечения шва с указанием его размеров. Выберите марку и диаметр проволоки и флюса. Подберите режим сварки. По размерам шва подсчитайте массу наплавленного металла. Определите расход электродной проволоки и флюса с учетом потерь, расход электроэнергии и время сварки. трубы Рис. 3.2 Эскиз сварной плиты
Таблица 3.2-Исходные данные к вариантам № 5 – 8
Варианты 9 – 12 Сварка в среде защитных газов.
Разработайте процесс полуавтоматической сварки в среде углекислого газа сосуда (рис. 3.3). Укажите тип соединения, форму разделки кромок под сварку. Дайте эскиз сечения шва с указанием его размеров. Выберите марку и диаметр электродной проволоки. Подберите режим сварки. Укажите вылет электрода, род и полярность тока. По размерам шва подсчитайте массу наплавленного металла. Определите расход электродной проволоки с учетом потерь, расход защитного газа и электроэнергии, а также время сварки изделия.
Рис. 3.3 Эскиз сварного сосуда
Таблица 3.3-Исходные данные к вариантам № 9 – 12
Варианты № 13 – 16 Электроконтактная сварка
Разработайте процесс точечной сварки балки (рис. 3.4). Шаг точек t = 5dт. Производство крупносерийное. Укажите подготовку заготовок под сварку. По толщине свариваемых заготовок выберите тип машины и укажите ее технические данные. Рассчитайте площадь контактной поверхности электрода. По значениям плотности тока j (А/мм2) и давления p (МН/м2) определите сварочный ток и усилие, приложенное на электродах). Определите время сварки изделия. Начертите и опишите цикл точечной сварки.
Рис. 3.4. Эскиз сварной балки. Таблица 3.4-Исходные данные к вариантам №13 – 16
Варианты №17 – 20 Газовая сварка.
Разработайте процесс газовой сварки трубы (рис. 3.5). Производство мелкосерийное. Назначьте характер пламени газовой горелки, тип горелки и ее мощность. Выберите марку и диаметр присадочной проволоки, флюс и его состав (если он необходим). Укажите способ сварки (правый или левый). По размерам шва определите массу наплавленного металла. Установите расход присадочной проволоки с учетом потерь кислорода, ацетилена, карбида кальция и время сварки изделия.
Рис. 3.5.Эскиз сварной трубы Таблица 3.5-Исходные данные к вариантам №17 – 20
Методические указания к разделу «Сварочное производство» (к третьему разделу задания) Общие указания: Разработку процесса дуговой сварки изделия (варианты задания №№1 -12 начинать с указания типа соединения и формы разделки кромок. Форма разделки кромок установлена ГОСТом, номер которого указывают на чертеже. Например: на рисунке заготовки задания указано АфС17(ГОСТ8713-70), что означает: Аф - автоматическая сварка под слоем флюса, на флюсовой подушке; С17 - условное обозначение шва сварного соединения. В этом же ГОСТе приведены поперечные сечения сварных швов с указанием геометрических размеров для заданных толщин металла. Для выполнения сварного шва определяют режим сварки, обеспечивающий высокое качество и производительность. При ручной дуговой сварке (варианты задания №№ 1 - 4) основные параметры режима сварки: диаметр электрода dэ (мм), сварочный ток Iсв(А), напряжение на дуге Uд(В) и скорость сварки Vсв(м/ч). Определение режима начинают с выбора диаметра электрода, его типа и марки. Диаметр электрода выбирают в зависимости от толщины S (мм) свариваемого металла, а его тип и марку - от химического состава свариваемого металла. Значение сварочного тока Iсв (А) определяют по формуле 3.1:
Iсв= k·dэ, 3.1 где dэ- диаметр электрода, мм; k- коэффициент, равный при сварке низкоуглеродистой стали 40-50 А/мм, а при сварке высоколегированных сталей 35-40 А/мм. Напряжение дуги Uд(В) в среднем составляет 25-28 В. Скорость сварки Vсв(м/ч)вычисляют по формуле 3.2:
Vсв =(α н· Iсв) / (γ ·Fн·100), 3.2 где α н- коэффициент наплавки, изменяющийся в зависимости от марки электрода в пределах 7-14 г/А · ч; γ - плотность металла, г/см3; Fн - площадь поперечного сечения наплавленного металла шва (см2), представляющая сумму площадей элементарных геометрических фигур, составляющих сечение шва. Массу наплавленного металла Gн(г) рассчитывают по формуле:
Gн= Fн· L·γ, 3.3 где L- длина сварных швов на изделии, см. Расход толстопокрытых электродов с учетом потерь приближенно можно принимать равным 1, 6-1, 8 от массы наплавленного металла Время tсвизделия устанавливается по формуле:
tсв = Gн / (α н· Iсв). 3.4 Количество электроэнергии:
W= Iсв· Uд· tсв· 10-3 3.5 При автоматической сварке под слоем флюса (варианты 5-8) в режим входят: диаметр электродной проволоки dэ(мм), сварочный ток Iсв (А), напряжение на дуге Uд(В), скорость подачи электродной проволоки Vп.п. (м/ч) и скорость сварки Vсв(м/ч). Они назначаются в зависимости от толщины свариваемого металла по справочнику (табл.9)
Таблица 3.6- Режимы автоматической односторонней сварки стыковых соединений на флюсовой подушке для низкоуглеродистых сталей
При сварке аустенитных сталей типа 12Х18Н9Т в отличие от низкоуглеродистых сталей величину тока следует уменьшить на 10-30%. Марку электродной проволоки и флюса назначают в зависимости от химического состава свариваемого металла. Далее определяют массу наплавленного металла Gн (г) и расход электродной проволоки с учетом потерь на угар и разбрызгивание, которые составляют для сварки под флюсом от 2 до 5% от массы наплавленного металла. Расход флюса принимают равным массе наплавленного металла. Коэффициент наплавки α н (Г/А · ч) выбирается в зависимости от Iсв (А) и dэ (мм) и составляет 14-16 Г/А · ч. Vсв (м/ч), tсв(ч) и W (кВт · ч) рассчитывают по той же методике, что и для дуговой сварки. При сварке в среде защитных газов плавящимся электродом (варианты 9- 12) основные параметры технологического процесса: сварочный ток Iсв (А), напряжение на дуге Uд(В), скорость сварки Vсв(м/ч), диаметр электродной проволоки dэ(мм), вылет электрода (мм), расход газа, род тока и полярность выбирают по справочнику (табл.7). Марку электродной проволоки выбирают в зависимости от химического состава свариваемого материала и вида защитного газа. При сварке в среде углекислого газа для предупреждения образования пор рекомендуется применять электродную проволоку с повышенным содержанием раскислителей (Si и Mn). Для сварки высоколегированных сталей и цветных металлов рекомендуется использовать инертные защитные газы (аргон или гелий). Затем устанавливают род и полярность тока.
Таблица 3.7- Режимы полуавтоматической сварки стыковых швов в углекислом газе для низкоуглеродистых и нержавеющих сталей.
Массу наплавленного металла Gн(кг), время tсв и скорость сварки Vсв (м/ч) определяют по той же методике, что и при ручной дуговой сварке. Коэффициент α н(Г/А · ч) можно принять равным при сварке в углекислом газе 18-20 г/А · ч. при определении расхода электродной проволоки следует учитывать потери металла на угар и разбрызгивание, которые составляют 5- 10% от массы наплавленного металла. Расход защитного газа устанавливают по справочнику. Зная минутный расход защитного газа и время сварки, можно легко подсчитать общее количество газа, идущего на сварку изделия. При контактной точечной сварке (варианты 13-16) тип машины выбирают в зависимости от толщины свариваемых заготовок (мм) и их химического состава. После выбора типа машины необходимо указать ее техническую характеристику. В режим точечной сварки входят: плотность тока I (А/мм2), давление Р (Н/мм2), длительность протекания тока tсв(с). Для расчета основных технологических параметров при точечной сварке необходимо определить диаметр контактной поверхности электрода, который зависит от толщины свариваемых заготовок: dт= 2S+3, мм; где S- толщина более тонкой заготовки, мм. Затем рассчитываем и площадь контактной поверхности:
Fэл = π · d2т/4, мм2 3.6 Сварочный ток Iсв, (А) и усилие Р(Н), приложенное на электродах, для точечной сварки подсчитывают как произведение площади контактной поверхности Fэл(мм2) на плотность тока I (А/мм2) и удельное давлениеРуд (Н/мм2): Iсв =I · F эл. и Р= Руд · F эл. 3.7
При этом необходимо учитывать, какие режимы наиболее целесообразно применять – жесткие или мягкие. Мягкие режимы характеризуются большой продолжительностью времени сварки, плавным нагревом. Эти режимы применяются для сварки углеродистых и низколегированных сталей и сталей, склонных к закалке. Диапазон значений параметров мягких режимов: I= 80-160 А/мм2, Pуд = 15-40Н/мм2, tсв =0, 5-3 с. Жесткие режимы характеризуются уменьшением времени сварки, малой зоной термического влияния и повышенной производительностью. Эти режимы применяются в основном для сварки нержавеющих сталей типа 12Х18Н9Т, алюминия, меди и медных сплавов. Параметры жестких режимов: I= 160-360А/мм2, Pуд= 40-150Н/м2, tсв=0, 001-0, 01 с. время сварки tсв(с) изделия определяется по формуле tсв= n · t1, где n– число точек на изделии, t1– время сварки одной точки, с. При газовой сварке (варианты 17-20) прежде всего необходимо определить тип соединения и форму разделку кромок, указать, в зависимости от химического состава свариваемого металла, характер пламени. При сварке низкоуглеродистых и низколегированных сталей и меди используется нормальное пламя β = О2/С2Н2=1, 1-1, 2*(1). Затем устанавливается в зависимости от толщины свариваемого металла способ сварки: при толщине металла до 5 мм – левый, при большей толщине – правый. Расход ацетилена (мощность пламени) определяют по формулам: при сварке низкоуглеродистых и низколегированных сталей левым способом Qа=(100-120)·S, л/ч; правым способом Qа=(150-200)· S, л/ч. Расход кислорода Qк(л/ч) рассчитывают по формуле *(1). По мощности пламени устанавливают номер наконечника газовой горелки. Марку присадочной проволоки d (мм) рассчитывают по формулам: при левом способе d= (S/2)+1, при правом d= S/2, где S – толщина металла, мм. Массу наплавленного металла Gн(г) подсчитывают по той же методике, что и для ручной дуговой сварки. Расход присадочной проволоки Gпр(г) с учетом потерь металла на угар и разбрызгивание определяют по формуле:
Gпр=1, 15 Gн 3.8 Для приближенных расчетов можно пользоваться следующими формулами: расход ацетилена Qа=8 S, л/м шва; расход кислорода Qк=9, 5S, л/м шва; расход проволоки Gпр=10Sг/м шва. Время сварки tсв = к·S·L, мин, где к – коэффициент, зависящий от типа сварного соединения, вида шва и свариваемого металла, S – толщина металла, мм; L-, длина шва, м. При сварке стыковых соединений из низкоуглеродистых и низколегированных сталей левым способом к=5, правым – к=4, при сварке стыковых соединений из меди левым способом к=4, правым – к=3, 5.
|