1.5 Расчёт площади отделения

Для расчёта площади отделения , используем формулу:

, (1.10)

где f - площадь, занимаемая оборудованием,

f = 25,3 ;

– коэффициент плотности оборудования,

= 3,5.

.

Принимаем площадь отделения по ремонту электрооборудования = 100 м²;

принимаем высоту согласно СНИПа, Н = 4,2 м;

принимаем длину здания 10 м;

принимаем ширину здания 10 м;

объем помещения составляет:

, (1.11)

где – высота помещения.

1.6 Описание технологического процесса

Общие указания

Технологический процесс сварки и наплавки

Самыми распространенными способами ремонта автомобилей являются сварка и наплавка. Это объясняется сравнительно простой технологией и доступностью оборудования, большой производительностью и малой стоимостью, ВОЗМОЖНОСТБЮ ремонтировать детали из любых металлов и сплавов. Сваркой ремонтируют трещины, обломы и т. д. Наплавкой восстанавливают изношенные поверхности. При ремонте автомобилей чаще всего применяют электродуговую, газовую, электроконтактную сварку и сварку в среде защитных газов. Обычно применяют наплавку под слоем флюса, в среде углекислого газа и вибродуговую (импульсную).

При сварке и наплавке нагреваются как присадочный, так и основной металл до температуры плавления, что изменяет качество металла. Под действием кислорода воздуха металл окисляется и легирующие элементы выгорают. Это уменьшает прочность металла. В то же время из воздуха проникает азот, что уменьшает пластичность металла. Влияние внешней среды уменьшают флюсами, которые, расплавляясь, образовывают защитный слой шлака. Для этой же цели применяют защитные газы.

Влажный воздух, защитный газ и флюс содержат воду. При высокой температуре вода разлагается и возникающий при этом водород проникает в металл, повышая пористость металла и увеличивая внутренние напряжения. Поэтому газы, электроды и флюсы предварительно просушивают.

При сварке углерод восстанавливает окиси железа, превращаясь в углекислый и угарный газы. Они, в свою очередь, вызывают сильное разбрызгивание металла, увеличивая потери металла. Для уменьшения разбрызгивания применяют электроды из малоуглеродистой стали, во флюсы добавляют восстанавливающие  компоненты   и  детали  тщательно  очищают  от  ржавчины.

 Жидкий металл образовывает сварочную ванну, которую окружает холодный металл. Между ними находится переходная зона, которая называется зоной термического влияния. Здесь происходят структурные и качественные изменения свойств основного металла, обычно в сторону ухудшения. Эти изменения существенно влияют на качество сварки.

Размеры зоны термического влияния зависят от способа и режима сварки. При газовой сварке она достигает ширины] 25...30 мм, а при электродуговой — 2...6 мм. При увеличении силы тока (мощности) сварочной горелки зона термического влияния расширяется. При увеличении скорости сварки зона уменьшается. И физико-химические свойства металла влияют на размер зоны. Поэтому при сварке некоторых деталей применяют предварительный подогрев, термообработку и др.

Технологический процесс газовой сварки

При газовой сварке теплота выделяется от сгорания газа в струе кислорода. В качестве горючих газов применяют обычно ацетилен, пламя которого в струе кислорода достигает температуры 3200 °С, или смесь природных газов (пропан-бутан) с температурой горения до 2050 °С. По сравнению с электродуговой сваркой температура газового пламени значительно ниже, что уменьшает производительность газовой сварки. При ремонте автомобилей газовое пламя применяют для сварки кузовов, кабин и оперения, а также для сварки чугуна и алюминия, пайки твердыми  припоями,  резки   металла   и  местного  нагрева.

Кислород транспортируется в стальных баллонах под давлением 15 МПа (150 кгс/см2); в ацетиленовых баллонах давление 1,6 МПа.

Внимание! Про соприкосновении с маслом кислород может взорваться. Ацетилен взрывоопасен в смеси с воздухом или кислородом.

Вентили кислородных и ацетиленовых баллонов имеют разное устройство во избежание ошибочной установки кислородного редуктора  на  ацетиленовый баллон.   Кислородный  баллон окрашен в голубой цвет, ацетиленовый — в белый, а баллон для сжиженного газа окрашен в красный цвет. Кислород потребляют из баллона до давления 0,05...0,1 МПа. Остаточное давление позволяет заводу, заполняющему баллон, при необходимости проверить, какой газ в нем находился раньше.

При высоком давлении ацетилен взрывоопасен. Для безопасного хранения ацетилена баллоны заполняют пористым веществом (пемза, активированный уголь), которое пропитывается ацетоном. Ацетилен хорошо растворяется в ацетоне и становится безопасным. С уменьшением давления ацетилен выделяется из ацетона и выходит через редуктор в горелку. Для уменьшения потерь ацетона баллоны ставят в вертикальное положение. Ацетилен потребляют из баллона до остаточного давления 0,1 МПа при температуре 15 °С и до 0,2 МПа при температуре 25 °С.

На авторемонтных предприятиях ацетилен получают с помощью газогенераторных станций. Имеются и малые передвижные газогенераторы. Исходным веществом для получения ацетилена является карбид кальция СаСг, который, реагируя с водой, дает ацетилен и гашеную известь.

Для снижения давления газа в баллоне до рабочего применяют редукторы. Перед установкой редуктора вентиль баллона продувают. Для этого вентиль отворачивают на четверть оборота на несколько секунд.

 Штуцеры прокладки и резьбы должны быть абсолютно чистыми. Один манометр редуктора показывает давление в баллоне, другой — рабочее давление. Последнее должно быть особенно точным при сварке тонкого листового материала. К редукторам крепятся при помощи хомутиков или мягкой вязальной проволоки резиновые шланги длиной не менее 5 и не более 20 м. В кислородных шлангах допускается давление до 1,5 МПа. Они изготовляются с двумя тканевыми прослойками и снаружи имеют синюю окраску. В шлангах для горючих газов допустимое давление составляет 0,6 МПа. Они имеют одну тканевую прослойку и снаружи окрашиваются в красный цвет.

Рабочим инструментом газовой сварки является горелка инжекторного типа ( 116), которая комплектуется набором сменных наконечников. Данные горелок и их режимы приведены в табл. 9. Через трубку 2 и жиклер 3 поступает в горелку кислород под рабочим давлением. Кислород выходит из жиклера 3 с большой скоростью, создавая этим в трубке / разрежение. Ацетилен поступает в инжектор 4 смесительной камеры 5. Здесь создается горючая смесь, которая выходит через трубку 6 и мундштук 7 и горит пламенем.

Технологический процесс дуговой сварки

При дуговой сварке металл плавится под действием теплоты сварочной дуги. Расплавленный металл переносится с электрода в сварочную ванну каплями со скоростью 20...30 капель в секунду. С конца расплавленного электрода попадает в ванну 90... 95 % металла, остальное испаряется и разбрызгивается.

Источник дуговой сварки должен обеспечить легкое зажигание дуги и постоянное ее горение. Для этого нужно напряжение 25...40 В. Напряжение связано с длиной дуги. Источник тока дуговой сварки работает в трех режимах: на холостом ходу (цепь тока разорвана), на рабочем режиме, когда сила сварочного тока может быть разной величины, и на режиме короткого замыкания. При укорачивании дуги напряжение .должно снижаться, а при коротком замыкании доходить почти до нуля. В случае увеличения силы тока напряжение должно уменьшаться. Этим требованиям отвечает источник тока с падающей характеристикой.

Для дуговой сварки применяют переменный или постоянный ток. Более экономично варить переменным током. Дуга постоянного тока более стабильна и позволяет в зависимости от подключения варить прямой или обратной полярностью. Анод нагревается больше ( 121). Толстый металл сваривают током прямой полярности: деталь соединяется с «плюсом». Тонкий металл или чугун варят током обратной полярности: деталь соединяется с «минусом».

Свариваемые детали очищают и обезжиривают. Деформированные детали выправляют. При восстановлении резьбы изношенную   резьбу   предварительно   срезают.   Остающиеся   отверстия затыкают асбестовыми или медными пробками. От сварочных брызг поверхности защищают листовым асбестом. Поверхность очищают на ширине 15...20 мм от шва и при толщине металла более 5 мм кромки разделывают V-образно. Концы трещины рекомендуется засверлить, чтобы избежать ее увеличения.

Сварочный электрод состоит из плавящейся проволоки и ее покрытия. Химический состав электродной проволоки должен быть сходен с материалом свариваемого металла. Промышленно производятся электродные проволоки различного состава, марки которых приводятся в справочниках. Так, например, по стандарту для стали имеется 75 марок сварочной и 30 марок наплавочной проволоки, 14 марок алюминиевой проволоки. При ремонте автомобилей чаще всего применяют сварочные проволоки Св-08, Св-08ГА, Св-10Г2 и др. Число выражает среднее содержание углерода в сотых долях процента. У легированной проволоки за числом следует буква, обозначающая легирующий элемент.

Покрытия электродов бывают тонкие и толстые. Тонкое покрытие (0,10...0,25 мм) состоит обычно из 80 % мела и 20 % жидкого стекла. Оно предназначено для ионизации воздуха, чтобы дуга горела стабильно. Обычно применяют электроды с толстым покрытием (0,5...1,5 мм), так как они образуют более качественный шов. В состав покрытия входят следующие вещества:

связывающие (обычно жидкое стекло), которые связывают компоненты между собой и с проволокой;

ионизирующие (мел, мрамор и др.), которые стабилизируют горение дуги;

газообразующие (древесная мука, крахмал и др.), которые оттесняют воздух от сварочной ванны, препятствуя образованию окислов;

шлакообразующие (доломит, гранит, кварцевый песок и др.), которые расплавляясь, образуют на сварочной ванне слой шлака для защиты расплавленного металла от внешней среды;

раскисляющие (ферромарганец, ферросилиций и др.), которые восстанавливают возникающие окислы из расплавленного металла;

легирующие (феррохром, ферротитан и др.), которые улучшают качество шва.

Технологический процесс наплавки

Наплавкой наваривают дополнительный металл на поверхность детали. Обычно при этом применяют расплавляющиеся электроды. Непдавящимися  электродами  наплавляют твердые  сплавы.

Наплавленные поверхности очищают до металлического блеска, обезжиривают и просушивают. Если овальность шеек или отверстий превышает 0,5 мм, то восстанавливают их правильную геометрическую конфигурацию. С малоизношенных поверхностей снимают слой металла глубиной до 1 мм, чтобы переходная зона с худшими свойствами после последующей обработки под размер осталась под наружным слоем. Наплавляемые резьбы предварительно обтачивают, так как между нитками резьбы может быть грязь или ржавчина, которые при наплавке образуют газы, создающие в шве поры. Отверстия и пазы на наплавляемых поверхностях закрывают пробками из меди, графита, асбеста или огнеупорной глины.

Ручная дуговая наплавка. Электроды выбирают в зависимости от материала детали и необходимой твердости и износостойкости наплавляемого слоя.

Малоуглеродистые стали, которые в дальнейшем термически не обрабатываются, наплавляют сварочными электродами. Среднеуглеродистые или низколегированные стали (30, 35, 45, ЗОХ, 40Х) и малоуглеродистые цементированные стали наплавляют специальными наплавочными электродами ОЗН-250, ОЗН-300, ОЗН-350 и ОЗН-400. Число выражает твердость наплавленного слоя по шкале Бринеля (НВ). Хорошие результаты дает наплавка порошковой проволокой. Оболочкой этого электрода является тонкостенная трубочка из малоуглеродистой стали. Назначение порошка то же самое, что и толстое покрытие электрода. При ремонте деталей автомобиля наплавкой рекомендуется применять порошковую проволоку ПП-АН122. Твердость наплавленного слоя в этом случае достигает HRC 50...56.

При наплавке применяют постоянный ток обратной полярности («минус» на изделии) напряжением 18...28 В. Во избежание выгорания легирующих элементов и возникновения пористости наплавляют возможно короткой дугой. Диаметр электродной проволоки выбирают в зависимости от толщины наплавляемого слоя. Сила тока зависит от толщины электрода и равна приближенно силе тока при сварке. При наплавке перекрывают соседний валик на 30...50 %. Электрод держат наклонно под углом 15... 20° к направлению движения. Конец электрода колеблется поперек направления наплавки так, чтобы возник наплавленный слой шириной в 2,5 раза больше диаметра электрода. Толщина слоя составляет примерно 70 % от диаметра электрода. Оборудование для наплавки то же самое, что и при сварке.

Производительность ручной наплавки мала и качество зависит от умения и добросовестности сварщика. Большую производительность и высокое качество обеспечивают механизированные способы наплавки. В этом случае механизированы как подача электродной проволоки, так и перемещение детали и проволоки друг относительно друга.

Наплавка под флюсом ( 126). На токарный станок устанавливают редуктор или уменьшают частоту вращения шпинделя станка до 0,25...2 об/мин заменой шкивов. Наплавочная головка крепится на суппорте вместо резцедержателя. Электрод плавится под слоем расплавленного флюса, что препятствует разбрызгиванию металла и значительно уменьшает потери на излучение. Качество наплавленного металла высокое, так как кислород и азот воздуха не имеют доступа к расплавленному металлу и металл затвердевает под коркой шлака так медленно, что газы и шлак успевают выходить из сварочной ванны.