1.3.2. Технологические операции сварочного производства

Технологический процесс является материальной базой любого производства. Разработке рационального технологического процесса предшествует проектирование средств механизации и автоматизации процессов, машин-автоматов, поточных линий, технологических комплексов.

Разработке технологического процесса сопутствует расчленение его на операции. Операцией называют законченную часть технологического процесса, которая реализуется функциональным устройством, механизмом, модулем, обеспечивающим взаимодействие рабочих органов или среды с объемом переработки.

Операции технологического процесса подразделяют на основные и вспомогательные. Основные операции выполняются механизмами и функциональными устройствами с использованием перерабатывающей среды или соответствующего инструмента (операции механической обработки, термической резки, сборки, сварки, термообработки и т.д.). К вспомогательным операциям относят загрузку, транспортирование, ориентацию объекта в пространстве и времени, установку и съем изделия после сварки и т.п., которые выполняются соответствующими устройствами Изделие называется технологичным, если оно отвечает такому качеству отдельных его составляющих (материалов, деталей, сборки, сварки и т.д.) и изделия в целом, при котором обеспечивается возможность его изготовления с наименьшими трудозатратами на всех стадиях производства. ГОСТ 3.1406-74 устанавливает правила оформления технологической документации на операционные карты дуговой, электрошлаковой, электронно-лучевой, контактной и шовной, стыковой контактной сварки и газовой сварки, ГОСТ 3.1419-74 устанавливает правила на карты типового технологического процесса этих способов сварки.

Операции сварочного производства подразделяют на шесть групп: I - заготовительные; II - сборочные; III - сварочные; IV -отделочные; V - вспомогательные; VI - контрольные.

К заготовительным операциям относятся резка (термическая и механическая), строгание, штамповка, зачистка кромок, правка и гибка, отбортовка, подготовка кромок, механическая обработка.

Отделочные работы охватывают зачистку швов, удаление металлических брызг и грата, очистку изделий перед грунтовкой, термообработку и механообработку готовых изделий, если они производят­ся в сварочном цехе, окраску и упаковку.

К вспомогательным работам относятся крановые, транспортно-подъемные и перегрузочные операции, наладочные работы по оборудо­ванию, комплектовка деталей, изготовление кассет, намотка прово­локи, сушка флюса и т. д.

1.4. Основные проблемы и пути механизации и автоматизации производства сварных конструкций

Дальнейшее совершенствование технической вооруженности производства, механизации и автоматизации производственных процессов является основой повышения эффективности промышленного производства, производительности труда и качества продукции.

В сварочных цехах крупных машиностроительных заводов собственно сварочные работы по своей трудоемкости составляют не более 20-30 % от общего объема сборочно-сварочных работ, а остальные 70-80 % приходятся на долю сборочных и других операций.

Поэтому развитие сварочной техники характеризуется массовым переходом от локальной механизации отдельных сварочных операций и комплексной механизации и автоматизации сварочного производства к созданию комплексного сварочного оборудований (КСО).

Повышение производительности труда возможно только в результате комплексной механизации и автоматизации всех технологических процессов изготовления сварных конструкций, включая заготовительные, сборочные, отделочные, транспортные и вспомогательные работы. Наивысшие технико-экономические показатели при создании комплексно-механизированных и автоматизированных сварочных производств возможны при выполнении следующих основных условий:

• концентрация производства однотипных сварных конструкций и углубление специализации предприятий, цехов, участков;

• повышение технологичности сварных конструкций (снижение металлоемкости, уменьшение сечений, объема и протяженности сварных швов и др.);

• повышение точности обработки металла, заготовок и деталей для сварных конструкций.

Система комплексной автоматизации (СКА) сварочного производства решает задачи автоматизации процессов сварки, подготовительных, сборочных, термических, контрольных, транспортных и других операций, автоматизации технологической подготовки производства и управления производством.

Комплексная механизация и автоматизация достигается с применением механизированных, комплексно-механизированных, автоматизированных автоматических и комплексно-автоматических линий.

Непрерывная связь отдельных операций, последовательное расположение рабочих мест в технологическом процессе, применение механизированного транспорта для передачи изделий в ходе их изготовления приводят к созданию поточного производства, при котором обеспечивается строго согласованное выполнение всех операций технологического процесса по времени, с заранее рассчитанным темпом.

Непременным условием работы поточных линий является синхронизация технологических операций. Обязательными операциями, выполняемыми на этих линиях, являются основные технологические операции сварочного производства: сборочные, сварочные, вспомогательные, кантовочные, контрольные, загрузочные, разгрузочные и др.

К дополнительным операциям относятся: механообработка, штамповка, подгибка, гибка, резка, галтовка, правка и др.

На поточных линиях, как правило, трудоемкость изготовления изделий и себестоимость ниже, чем при серийной организации производства, короче производственный цикл и лучшее качество выпускаемой продукции.

Поточные методы производства позволяют изготовлять изделия в больших количествах при высокой экономической эффективности.

В качестве примеров наиболее показательных образцов комплексной механизации сварочного производства можно назвать такие механизированные поточные линии:

1. Линия производства прямошовных труб диаметром 529-820 мм. Линия расчленена на отдельные агрегаты (станы) и оснащена транспортной системой с гибкими связями всех технологических операций. Производительность линии (для труб диаметром 820 мм) составляет около 800 тыс. труб в год.

2. Линия производства спиральношовных труб диаметром 1020-2020 мм. На линии операции формовки и сварки труб совмещены во времени и пространстве и выполняются в одном комплексном сборочно-сварочном агрегате. Годовая производительность стана 1020 составляет около 75 тыс. т в год.

3. Комплексно-механизированные линии сборки и сварки кабин грузовых автомобилей, тракторов.

4. Автоматическая линия изготовления автомобильных колес.

5. Поточная линия изготовления сварных крупногабаритных резервуаров с использованием метода рулонирования листовых конструкций.

6. Линия изготовления крупнопрофильных сварных балок высотой более 600 мм и длиной до 12 м. Производительность линии-5 балок/ч и др.

Следует отметить, что такие линии часто не охватывают заготовительные и отделочные операции. Поэтому значение уровня комплексной механизации у них несколько ниже, чем у линий производства труб и балок.

Наиболее совершенной формой непрерывно-поточной работы являются автоматические поточные линии. На таких линиях автоматизируются не только технологические операции, но и такие вспомогательные работы, как установочные (установка, закрепление и съем детали, ее перемещение к сварочной головке и др.); транспортные (перемещение детали с операции на операцию); обслуживание (подача флюса, защитных газов, уборка шлака, отходов и т.п.); управляющие (пуск и остановка агрегата, установки, регулирование режима сварки, механизмов и всей автоматической линии).

Автоматизация коренным образом меняет характер организации производственного процесса, приводит к созданию автоматических линий, где методы регулирования могут осуществляться с помощью ЭВМ. Автоматические сборочно-сварочные линии обеспечивают наивысший уровень механизации. Характерной особенностью этих линий является автоматизация процессов управления.

В качестве примеров таких автоматических сборочно-сварочных линий можно привести следующие:

1. Трубосварочные станы для производства труб диаметром от 6 до 529 мм методом контактной сварки сопротивлением. Все процессы на линии (формовка, сварка, снятие грата, калибровка, разрезка и др.) автоматизированы. Скорость сварки в зависимости от толщины стенки изменяется в пределах от 20 до 60 м/мин.

2. Поточные линии для индукционной сварки труб, сварки токами высокой радиочастоты сварки плоскосвариваемых труб.

3. Линия для изготовления стальных отопительных радиаторов. Производительность автоматической линии - 500 000 радиаторов в год.