Теплофизические свойства материалов

Металл	Теплопровод-ность, Вт/(м.К)	Объемная теплоём-кость, мДж/(м3.К)	Температуро-проводность, см2/с
Низкоуглеродистые и низколегированные стали	38–42	5,04–5,25	0,075–0,09
Коррозионностойкие аустенитные стали	25–34	4,74–4,83	0,053–0,07
Алюминий	273	2,2	1,0
Медь	370–378	3,86–3,99	0,95–0,96
Латунь	118	2,2	1,0
Титан	17	2,85	0,06

Таблица 3

Допустимые скорости охлаждения

Марка стали	Допустимые скорости охлаждения, оС/c	Марка стали	Допустимые скорости охлаждения, оС/c
Ст2	6–18	10ХСНД	0,8–15
Ст3	1,2–12	15ХСНД	1,8–9,0
35Л	2,4–5,0	40Х*	4,0–14,0
45*	2,0–4,0	12МК	2–100
09Г2	1,0–15	30ХМА	0,1–10
10Г2Б	0,1–70	35ХМ*	1,0–5,0
14Г2	1,0–12	20ХГСА*	1,6–70
117	1,0–12	30ХГСА	1,6–6,0
14ХГС	0,8–2,6	Х5М	0,8–8,0
14ХГС	0,8–2,6	12Х13	Не огран.
12ХТН	1,2–52	Ст1	18–100
20ХН	3,5–40
18	1,8–24

* Сталь сваривается с предварительным подогревом.

Таблица 4

Средние значения коэффициента использования материала (К_и.м.) при изготовлении деталей сварных конструкций.

Сортамент	Ки.м.
Листовой металл	0,88–0,92
Широкополосный, полосовой и угловой металл	0,92–0,94
Трубы, круглый и квадратный металл	0,95–0,97
Швеллеры, тавровой и двутавровый металл	0,94–0,96
Прочие виды проката	0,96–0,98

Таблица 5

Оптимальный интервал скоростей охлаждения металла в околошовной зоне (по м. Х. Шоршорову)

Тип стали	Оптимальный интервал, оС/с
Ст1	18,0–100,0
Ст2	6,0–18,0
Ст3кп	1,2–12,0
БСт3	1,4–15,0
35	0,12–7,0
40	2,4–5,0
45	2,0–4,0
09Г2	1,0–15,0
16ГС	1,0–12,0
17ГС	10,0–30,0
10Г2СД	1,0–15,0
14ХГС	0,8–2,6
14ХГ2	1,2–5,5
10ХСНД	0,8–15,0
15ХСНД	1,8–9,0
10Г2Б	0,1–70,0
40Х*	4,0–14,0
23Г	2,5–70,0
25Г2Л	Не более 8,0
30Г2Л	Не более 6,0
12МХ	2,0–100,0
30ХМА	0,1–10,0
14Г2	1,0–12,0
35ХМ	1,0–5,0
20ХГС	1,9–12,0
20ХГСА	1,6–70,0
17Г1С	1,0–12,0
25ХГСА	0,007–1,3
30ХГСА*	1,6–6,0
35ХГСА*	1,5–7,0
40ХГСА*	Не более 0,5
12ХН4МД	Не ограничена
Х5М	0,8–8,0
Х5ВА	0,8–15,0
10Х13	Не ограничена
12ХТН	1,2–52,0
20ХН	3,5–40,0
18	1,8–24,0

* При предварительном подогреве.

5.7. Выбор способа сварки /4, 6, 8, 13, 14/. Способ сварки выбирают из условия обеспечения качества изделия (требуемая точность, герметичность и другие характеристики). Из равноценных по данному признаку способов останавливаются на тех, которые характеризуются наименьшими затратами и лучшими санитарно-гигиеническими условиями. При выборе способа сварки рекомендуется использовать /40, 41, 42, 43 и др./, а также лекционный материал по соответствующим курсам.

По принятому способу сварки производят выбор оборудования, источников питания сварочной дуги, материалов для сварки, защитного газа и т. д., указывают марку оборудования или материала и приводят все необходимые характеристики. Затем уточняют способ подготовки поверх-ности деталей под сварку (механическая зачистка, обезжиривание, травление и др.). Технологические режимы таких подготовительных операций в полном объеме в проекте не рассматриваются.

Наиболее широко применяются в промышленности и строительстве следующее способы сварки:

• автоматическая под слоем флюса;

• автоматическая и полуавтоматическая в защитной газовой среде (наиболее часто – в среде углекислого газа),

• контактная,

• электрошлаковая,

• ручная штучным электродом.

Для сварки сталей и сплавов с особым свойствами, цветных металлов и сплавов, а также изделий малых толщин могут успешно использоваться специальные виды сварки, например ультразвуковая, электронным лучом, плазменно-дуговая и др., для которых разработано специальное оборудова-ние.

Выбор способа сварки определяется, в основном, следующими факторами:

• геометрией свариваемых заготовок, например: толщиной металла, протяженностью швов и их конфигурацией; положением швов в пространстве. При тонком металле применяется контактная сварка, при коротких швах – ручная и полуавтоматическая сварка и т. п.;

• типом сварного соединения – стыковое, угловое, тавровое, нахлесточное и др.;

• химическим составом свариваемого металла;

• требованиями к швам: прочность, плотность, выносливость, коррозионная стойкость, жаропрочность и жаростойкость, хладостойкость и др.;

• типом производства – единичное, серийное, массовое;

• производительностью способа, коэффициентом наплавки.

При возможности применения для сварки данной конструкции нескольких способов сварки решение о выборе одного из них применяется на основе технико-экономического анализа, осуществляемого по методике, рекомендованной кафедрой «Экономика и организация производства».

5.8. Выбор сварочного оборудования производят по /4, 6, 8, 13, 14, 17, 20/.

5.8.1. Оборудование для дуговой сварки в защитных газах. Сварочные держатели – сменный инструмент, от конструкции которого во многом зависит работоспособность сварочного аппарата в целом. Держатели разделяются на два класса: для ручной и полуавтоматической сварки, могут быть выполненными с воздушным и водяным охлаждением (при сварке на средних и больших токах), для непрерывной подачи проволоки при сварке плавящимся электродом и с неподвижным закреплением электрода при сварке неплавящимся электродом.

Шланговые полуавтоматы – разновидность сварочных аппаратов, в которых подача электродной проволоки механизирована, а перемещение сварочной горелки вдоль швов осуществляется вручную. В зависимости от того, где размещен механизм подачи проволоки, различают полуавтоматы тянущего и толкающего действия.

Аппараты для дуговой автоматической сварки обеспечивают комплекс следующих операций: зажигание дуги, подачу электрода в зону дуги, регулирование параметров дуги, передвижение дуги вдоль свариваемых кромок, защиту дуги и сварочной ванны, направление электрода по шву, прекращение процесса сварки и заварку кратера.

Автоматы выполняются в следующих модификациях: переносные, подвесные, самоходные.

Установки для дуговой сварки в защитных газах содержат сварочное, механическое и вспомогательное оборудование и выпускаются для сварки прямых и кольцевых (поворотных и неповоротных) швов.

5.8.2. Оборудование для сварки и наплавки под флюсом. Оборудование рабочего места для ручной дуговой сварки, конструкции электродо-держателей, шаблоны, щитки и т. д. приведены в /4, 14/.

Шланговые полуавтоматы /4, 8/.

Аппараты для автоматической сварки и наплавки /4, 8, 13, 14, 17/.

Специализированные установки и станки, используемые для сварки прямолинейных швов и круговых швов и наплавки тел вращения, многопозиционные установки для сварки круговых швов, установки для сварки швов сложной формы и наплавки сложных кромок и поверхностей, поточные и автоматические сборочно-сварочные линии описаны в /4, 6, 7/.

5.8.3. Оборудование для электрошлаковой сварки. По способу перемещения аппараты для электрошлаковой сварки подразделяются на самоходные и подвесные, по виду электрода – установки с проволочным электродом, пластинчатым электродом, плавящимся мундштуком.

Технические характеристики аппаратов и специализированных установок для электрошлаковой сварки приведены в /4, 6/.

5.8.4. Оборудование для контактной сварки. В настоящее время выпускается широкая номенклатура оборудования для контактной сварки, которое классифицируется по группам:

• вид сварки – точечная, рельефная, шовная, стыковая;

• характер установки – стационарные, передвижные;

• тип привода – с рычажным, пружинным, электромеханическим, пневматическим, пневмогидравлическим;

• вид питания – однофазное переменного тока, трехфазное с выпрямлением во вторичном контуре, трехфазное низкочастотное с запасением энергии во вторичном контуре, трехфазное низкочастотное с запасением энергии в магнитном поле или конденсаторе;

• назначение – универсальное, специализированное /4, 11/.

5.8.5. Оборудование для сварки холодной, ультразвуковой, диффузионной, микроплазменной, электронным лучом, трением. Технические характеристики оборудования приведены в /4/.

5.8.6. Оборудование для газовой сварки, наплавки и пайки. Технические характеристики оборудования для газовой сварки, наплавки и пайки приведены в /4/.

5.9. Источники питания для дуговой сварки рассматриваются в /4, 13, 14, 17/. В современном сварочном производстве применяются следующие источники питания сварочной дуги:

• переменным током – трансформаторы;

• постоянным током – выпрямители (генераторы, моторгенераторы).

• инверторные источники питания.

К вспомогательным устройствам источников питания относятся:

• осцилляторы;

• импульсные стабилизаторы горения дуги переменного тока;

• устройства для плавного снижения сварочного тока в конце сварки.

Кроме перечисленного, промышленностью выпускаются:

• сварочные многопостовые системы;

• специализированные источники питания.

5.10. Выбор сварочных материалов производят по /1, 2, 11, 13, 18/. Сварочные материалы подразделяются на присадочные, защитные, покрытые электроды для ручной сварки и наплавки, неплавящиеся электроды, а также электроды контактных машин и материалы для газопламенной обработки металлов.

К присадочным материалам относятся сварочные и наплавочные проволоки, прутки и ленты.

К защитным материалам – флюсы, газы.

Выбор сварочных материалов определяется в основном требованиями к химическому составу металла шва. При этом необходимо учитывать металлургические процессы, происходящие при сварке – взаимодействие жидкого металла с газами и шлаками (дегазация, окисление, раскисление), переход легирующих элементов в состав металла шва и др.

Сведения о сварочных материалах излагаются в следующих источниках:

5.10.1. Сварочные и наплавочные проволоки, прутки и ленты, неплавящиеся электроды /2/.

5.10.2. Покрытые электроды для ручной сварки и наплавки /2/.

5.10.3. Материалы для газопламенной обработки металлов /2/.

5.10.4. Материалы электродов для контактной сварки /2/.

5.10.5. Флюсы для сварки и наплавки:

• конструкционных низкоуглеродистых и низколегированных сталей;

• электрошлаковой сварки;

• сварки конструкционных средне-, высокоуглеродистых и легированных сталей;

• сварки теплоустойчивых сталей;

• сварки высокохромистых мартенситных, мартенситно-ферритных сталей;

• сварки аустенитных сталей и сплавов.

5.10.6. Защитные газы. Дуговая сварка в среде защитного газа может быть осуществлена несколькими способами:

• в инертных газах: аргоне (Ar), гелии (Не);

• в активных газах: азоте (N₂), водороде (H₂), углекислом газе (CO₂); смеси углекислого газа и кислорода (CO₂ + O₂).

• в смеси инертного и активного газов:

Ar + N₂; Ar + CO₂;

Ar + H₂; Ar + CO₂ + O₂;

Ar + O₂.

5.11. Расчет (подбор) режимов сварки приводится в /7–9, 10, 13, 18/.

Режимом сварки называется совокупность основных контролируемых параметров, определяющих условия сварки.

В параметры режима сварки входят:

для ручной дуговой сварки – сила сварочного тока в зависимости от диаметра электрода;

для автоматической сварки под флюсом:

• диаметр сварочной проволоки Д_э, мм;

• сила сварочного тока I_св, А;

• род тока (переменный, постоянный);

• полярность (прямая, обратная);

• напряжение на дуге U_д, В;

• скорость сварки, V_св, м/ч;

• скорость подачи проволоки, V_{п. пр}, м/ч_.;

• вылет электрода l, мм;

для полуавтоматической сварки в среде углекислого газа:

• сила сварочного тока I_св, А;

• напряжение на дуге U_д, В;

• скорость подачи проволоки, V_{п. пр.}, м/ч;

• расход газа Ц, м³/ч;

• вылет электрода l, мм.

С режимами сварки связаны следующие параметры сварного соединения и процесса сварки:

• геометрия (полномерность) шва;

• состав металла шва;

• структура и свойства металла околошовной зоны (зоны термического влияния);

• производительность процесса.

Расчет режима сварки является многофакторной задачей, как правило, не имеющей однозначного решения. Для расчета и подбора режимов сварки необходимо пользоваться рекомендациями, изложенными в специальной литературе (по автоматической сварке под флюсом и полуавтоматической сварке в среде углекислого газа /7–9/).

Следует иметь в виду, что рассчитанный либо подобранный по рекомендациям режим сварки обязательно проверяют и корректируют в производственных условиях. Режим сварки должен отвечать всем требо-ванииям со стороны геометрии соединения (коэффициенты формы провара, усиления шва и др.), состава металла шва, структуры и свойств металла в околошовной зоне термического влияния, производительности сварки.

Каждый из параметров режима сварки обосновывают подробными расчетами, анализом и сопоставлением современного производственного и справочного материала.

В настоящее время известны и применяются несколько методик расчета режимов сварки. Рассмотрим методику расчета для дуговой сварки, наиболее часто используемую в производстве.

Для сталей, чувствительных к термическому циклу сварки, параметры режимов рассчитывают из рекомендуемого диапазона оптимальных погонных энергий, полученных при анализе свариваемости по условию предотвращения нежелательных структур закалки. При этом устанавливают вид и режим термообработки (предварительная, сопутствующая, последующая и т. д.). В случае, когда по нормам точности изделия появляются большие деформации, последние подлежат проверке по расчетным методикам и данным работ /32, 38, 44/. При этом корректируется величина погонной энергии либо намечаются другие мероприятия по уменьшению деформаций (обратный прогиб, жесткое крепление в приспособлении и др.).

Далее определяют величину сварочного тока (по паспортным данным выбранных электродов или по допускаемой плотности тока для сварочной проволоки), напряжение дуги, значение эффективного коэффициента полезного действия дуги, а затем по этим данным и оптимальному диапазону погонных энергий определяют диапазон скоростей сварки. Затем, исходя из принятого коэффициента наплавки, плотности наплавляемого металла, сварочного тока и скорости сварки находят площадь поперечного сечения шва, наплавляемого за один проход. В полном объеме данная методика приведена в /9/.

Для сталей и металлов, мало чувствительных к термическому циклу сварки и имеющих большой интервал оптимальных погонных энергий с точки зрения предотвращения трещин, режимы рассчитывают по условию получения оптимальных размеров и формы шва, используя методику, изложенную в /40, 45 и др./.

В общем случае расчетному и иному обоснованию подлежат сила тока, напряжение, диаметр и марка электрода, марка покрытия, флюса, род и расход защитного газа, количество и сечение слоев, скорость подачи проволоки, скорость сварки, последовательность сварки. Полученные данные заносят в таблицу (табл. 6).

Если осуществляется выбор контактной сварки или специальных методов получения неразъемных соединений, то расчет параметров режимов находят по методикам, изложенным в соответствующих курсах. В случае отсутствия таких методик необходимо использовать справочные данные и результаты опубликованных научных исследований.

5.12. Проектирование нестандартизированного (специального) оборудо-вания /3, 5, 6, 7, 9, 10/.

В качестве исходных данных для проектирования принимаются чертеж изделия и детали, технические условия на производство и приемку (ТУ), программа выпуска изделий. При проектировании необходимо использовать новейшие разработки в области механизации и автоматизации, а также учитывать специфические требования, связанные с производством сварных конструкций, которые в основном сводятся к следующему:

• быстрое, точное и надежное фиксирование деталей и приспособ-лений;

• легкое освобождение деталей после сварки, учитывая возникновение остаточных сварочных деформаций;

• применение быстродействующих пневматических, гидравлических, электромагнитных, вакуумных и других видов прижимов;

• обеспечение необходимой точности с учетом допусков на изготовление деталей, прокат профилей и деформаций после сварки;

Таблица 6

Обоснование выбора способа сварки

показатели	способы сварки
	ручная дуговая	в СО2		автоматическая под флюсом
		механизир.	автоматич.
ТЕХНИЧЕСКИЕ
Возможность применения оборудования	+	+	+	+
Его примерная стоимость относительно ручной дуговой сварки (РДС), которая принята за 1	1	1,5	2,5	3
Качество сварного соеди-нения	Хорошее	Хорошее	Хорошее	Хорошее
Оснастка для сборки и сварки (относ. РДС)	1	1,2	1,5	1,6
Сварочные материалы (стоимость, затраты на подготовку, содержание, хранение)	УОНИ 13/55 (1)	Св08Г2С (0,7)	То же	Св08 (0,68)
Примерные режимы сварки (ток, А)	160	220	350	600
Производительность способа, кг/ч	4	8	10	16
ЭКОНОМИЧЕСКИЕ
Приведенные затраты на погонный метр шва (в долях относ. РДС)	1	1,23	1,4	1,6
САНИТАРНО- ГИГИЕНИЧЕСКИЕ
Выделение газа, вредных веществ, затраты на вентиляцию, содерж. поме-щений (в долях от РДС)	Максимум выделения (1)	Меньше выделения (0,4)		Выделяется пыль, окись марганца и кремния (0,8)

• достаточная жесткость, необходимая для восприятия усилий, возникающих вследствие сварочной усадки (определяется расчетом);

• принудительные предварительные выгибы деталей и повороты перед сваркой с целью получения прямолинейности после сварки;

• наличие свободного пространства, необходимого для постановки прихваток и обслуживания;

• наличие рабочих скоростей, поворотов и перемещений деталей и сварочных горелок;

• обеспечение точности направления электрода по шву без ручной корректировки в процессе сварки;

• автоматическое зажигание дуги, вход и выход электрода, обеспечивающие качественные начало и конец шва.

Наиболее прогрессивным решением организации и оснащения сборочно-сварочных операций при производстве сварных конструкций являются механизированные и автоматические линии, охватывающие все технологические операции изготовления или какую-либо их часть.

Чаще всего в сварочном производстве используются линии с последовательным расположением рабочих мест. В большинстве случаев эти линии имеют сквозной транспорт. В случае невозможности синхронизации операций линии разветвляют на несколько параллельных ветвей.

5.13. Обеспечение заданной точности при изготовлении сварных конструкций /3, 5, 8, 10/.

В подавляющем большинстве случаев возникающие при сварке деформации и перемещения отрицательно влияют как на технологический процесс изготовления, так и на работоспособность конструкции при эксплуатации.

Для уменьшения деформаций и перемещений на стадии разработки проекта сварной конструкции рекомендуется:

• назначение минимальных по расчету размеров угловых швов;

• назначение способов сварки, обеспечивающих минимальные тепловложения за один проход;

• симметричное, по отношению к центру тяжести сечения, расположение сварных швов;

• расположение поперечных швов по разные стороны от центра тяжести сечения;

• в сложных конструкциях объемного типа предпочтение отдавать таким конструктивным решениям, которые позволяют вначале осуществить сборку конструкций на прихватках, а затем сварку. При этом большая жесткость первоначально собранного элемента, как правило, обеспечивает меньшие деформации;

• в некоторых случаях использовать такие конструктивные решения, которые позволяли бы отдельным элементам конструкции беспрепятственно сокращаться в процессе сварки, не вызывая искажения ее формы в целом;

• в конструкциях с тонкостенными элементами сварные швы размещать вблизи ребер или на жестких каркасах.

Перечисленные мероприятия необходимо учитывать при анализе технологичности принятой конструкции.

На стадии разработки технологии и при изготовлении сварной конструкции следует:

• соблюдать рациональную последовательность сборочно-сварочных операций. В частности, необходимо выбирать такую последовательность присоединения элементов друг к другу, чтобы остаточные искажения были минимальными. Эффективным может оказаться расчленение конструкции на отдельные узлы, которые могут быть изготовлены с минимальными отклонениями, а затем соединены вместе;

• выбирать экономичные режимы и способы сварки, обеспечивающие снижение тепловложений;

• закреплять детали в жестких приспособлениях (это мероприятие эффективно лишь в отношении временных перемещений в процессе сварки и мало отражается на остаточных деформациях);

• применять предварительные, обратные выгибы, раскатку краев обечаек для уменьшения деформации корсетности;

• назначать размеры заготовок с учетом сварочных деформаций;

• уменьшать площадь пластической деформации (активной зоны) путем искусственного охлаждения свариваемых элементов в процессе сварки (поливать водой, обдувать воздухом, применять водоохлаждаемые зажимы и подкладки);

• создавать напряжение растяжения в зоне сварного соединения путем изгиба или растяжения деталей в приспособлении, так как сварка по растянутому металлу уменьшает усадочную силу;

• непосредственно после сварки путем проковки или вытяжки соединения создавать пластические деформации удлинения металла.

В отдельных случаях при недостаточной эффективности перечисленных мер после окончания сварки применяют механическую или термическую правку либо правку с помощью высокого отпуска в зажимных приспособлениях.

5.14. Обоснование и назначение способов и объемов контроля качества /6, 10, 22, 64/.

Сварные конструкции, как правило, контролируют на всех этапах изготовления. При проверке деталей и вспомогательных материалов устанавливают их соответствие чертежу и техническим условиям.

Во время сборки проверяют расположение деталей друг относительно друга, величину зазоров, расположение и размер прихваток, отсутствие трещин, прожогов и других дефектов. Качество сборки изделия проверяют главным образом внешним осмотром и измерениями.

Контроль технологического процесса производят в соответствии с ГОСТ 5442-79. При этом особое внимание обращают на контроль параметров режимов сварки.

Качество готового изделия контролируется различными методами в зависимости от степени ответственности конструкции, требований технических условий, трудоемкости контрольных операций и т. д.

Визуально-измерительному контролю подвергаются все готовые изделия. При данном способе широко используют эталоны, универсальные шаблоны, лупы и т.д.

Для конструкций ответственного назначения применяют неразрушаю-щие методы контроля, основанные на применении ультразвука, магнитного поля, рентгено- и гамма-лучей, электромагнитные методы (для ферро-магнитных материалов), флюоресцирующие суспензии, окрашивающие вещества и др.

При создании герметичных конструкций исключительно важное значение имеет плотность получаемых соединений. Поэтому здесь применяют методы, основанные на регистрации течи снаружи и внутри изделия (испытания избыточным давлением, гидроиспытания и др.). В особых случаях применяют различного рода электронные течеискатели /37, 22/.

Способы и объемы контроля качества назначаются в соответствии с требованиями, установленными в технических условиях. Необходимо иметь в виду, что функция контроля качества пассивна. Это разделение продукции на годную и негодную. Поэтому от контроля качества необходимо переходить к системе управления качеством, которая устанавливает, обеспечивает и поддерживает необходимый уровень качества продукции путем систематического контроля качества и целенаправленного действия на условия и факторы, влияющие на качество. При этом расширяются основные предупредительные функции.

Организация контроля заключается в последовательном выполнении:

• контроля документации на стадии проекта;

• проверки подготовки производства, точности заготовки, сборки, подготовки и хранения исходных материалов, паспортизации и квалификации сварщиков, режимов сварки, аппаратуры и др.;

• контроля качества сварки – рациональное использование разрушаю-щих и неразрушающих методов контроля.

Высокое качество соединений зависит прежде всего от уровня и состояния технологического процесса производства. Обнаружение дефектов служит сигналом не только к отбраковке продукции, но и к оперативной корректировке технологии (обратная связь).

5.15. Выбор средств межоперационного транспорта /3, 5, 6, 8, 9, 34/.

Назначение межоперационного транспорта – это передача изделий с одного рабочего места на другое в соответствии с технологическим процессом. В качестве транспортных средств используются универсальные и специальные устройства, которые, в свою очередь, можно разделить на две группы: периодического и непрерывного действия.

К универсальным грузоподъемным машинам и транспортным средствам относятся электротали, электрокраны (мостовые, подвесные, козловые, полукозловые, консольные). Краны могут быть передвижными и стационарными.

Для внутрицеховых перевозок широко применяются самоходные транспортные средства: аккумуляторные электротележки, тягачи с прице-пами, электропогрузчики.

Для перемещения тяжелых грузов (более 5 тонн) между пролетами применяются рельсовые самоходные тележки с электроприводами.

К специальным транспортным средствам относятся: четырехкрюковой мостовой кран, портальные тележки, специальные грузозахватные приспособления – эксцентриковые, электромагнитные, пневматические и др.

В поточно-механизированных линиях применяются конвейеры с гибким тяговым органм и без него: пластинчатые, тележечные, цепные, катковые, подвесные, роликовые, карусельные, шланговые, шаговобалочные, а также подъемные и поворотные столы, кантователи, перегружатели и др.

5.16. Планировка участка (цеха, рабочего места) /6, 8, 9, 57/.

В планировку участка входит разработка следующих вопросов:

• определение схемы производственного потока с продольным направлением, с поперечным направлением, со смешанным направлением;

• определение ширины пролета;

• определение длины и высоты пролета;

• расстановка оборудования: заготовительного, сборочного, сварочного, сборочно-сварочного, источников питания и др.;

• определение размеров и размещение межоперационных складских мест;

• определение и размещение средств межоперационного транспорта и зоны их обслуживания;

• проектирование и размещение (разводка) газов; сжатого воздуха и воды для обеспечения технологического процесса сборки, сварки и отделки;

• определение размеров и расположения площадей для размещения радиационных и других методов контроля в соответствии с требованиями защиты работающих от излучения.

При проектировании плана участка следует использовать по возможности типовые компоновочные схемы, предусмотреть возможность свободной и безопасной транспортировки грузов и оборудования, оснастить рабочие места подъемно-транспортным оборудованием, соблюдать существующие положения по охране труда, промышленной санитарии, противопожарной безопасности.

Планировка обычно вычерчивается в масштабе 1:50 и дополняется поперечным сечением пролета цеха для подсчета и выбора его высоты по нормам технологического проектирования.

5.17. Оформление технологической документации.

Технологическая документация описывает маршрутный технологический процесс, разработка которого осуществляется согласно ГОСТ 3.1109-82. При этом детально прорабатывается вся логическая последовательность технологических операций, составляются необходимые эскизы, чертежи, выписываются характеристики применяемого оборудования и т. д.

Все виды техпроцессов описываются на определенных документах. В зависимости от назначения технологические документы подразделяют на основные и вспомогательные. К основным документам, применяемым в курсовом проекте, относят документы общего назначения (ГОСТ 3.1103-81):

• титульный лист (ТЛ, ГОСТ 3.1105-84), предназначенный для оформления комплектов технологических документаций и являющийся первым листом;

• карта эскизов (КЭ, ГОСТ 3.1105-84) – графический документ, содержащий эскизы, схемы, таблицы, предназначенные для выполнения технологических операций и переходов, включая контроль.

К документам специального назначения относят:

• маршрутную карту (МК, ГОСТ 3.1118-82) – документ, предназначен-ный для маршрутного или маршрутно-операционного описания техноло-гического процесса, или указания полного состава технологических операций при определенном описании изготовления, включая контроль перемещения по всем операциям в технологической последовательности с указанием данных об оборудовании, оснастке, материальных и трудовых затратах;

• карту технологического процесса (КТП, ГОСТ 3.1407-86) – документ, предназначенный для операционного описания технологического процесса по всем операциям одного вида обработки, сборки, с указанием переходов, технологических режимов и данных о средствах технологического оснащения, материальных и трудовых затратах;

• операционную карту (ОК, ГОСТ 3.1407-85) – документ, имеющий такое же назначение, как и КТП, и применяемый при описании единичных техпроцессов;

• комплектовочную карту (КК, ГОСТ 3.1123-84) – документ, предназначенный для указания данных о деталях, сборочных единицах, материалах, входящих в комплект изделия. Применяется при разработке техпроцессов сборки;

• карту технических условий (КТУ, ГОСТ 3.1102-81) – документ, предназначенный для описания технических условий на изделие и технологические операции;

• операционную карту технического контроля (ОКТК, ГОСТ 3.1502‑86) – документ, предназначенный для операционного описания контроля качества изделия с указанием данных о средствах контроля, приборах, оборудовании, материальных и трудовых затратах.

При заполнении карт техпроцесса необходимо указывать, каким стандартам, нормам и ТУ соответствует оборудование, аппаратура, оснастка, материалы, а также проводимые работы. Перечень основных понятий, стандартов и ТУ представлен в табл. 7, 8.

Пример описания технологического процесса приведен в прил. 4 и в методическом пособии /46/. Здесь же показана соответствующая расшифровка надписей, приведенных в информационных блоках по ГОСТ 3.1103-82.

Таблица 7

Стандарты, нормали, технические условия (российские)

№ п/п	Номер	Наименование
Общие положения
1	19521-74	Сварка металлов. Классификация
2	2601-84	Сварка металлов. Термины и определения основных понятий
3	2312-72	ЕСКД. Условные изображения и обозначения швов сварных соединений
4	3.1121-84	ЕСТД. Правила оформления документа на типовые технологические процессы сварки
5	3.1121-86	ЕСТД. Правила оформления документов на сварку
6	2410-68	ЕСКД Правила оформления чертежей металлических конструкций
7	31402-84	ЕСТД. Формы и правила оформления документов на технологические процессы раскроя материалов
8	123003-86	ССБТ. Работы электросварочные. Общие требования безопасности
9	5272-68	Коррозия металлов. Термины
10	3.1102-81	ЕСТД. Стадии разработки и виды документов
11	3.1118-82	ЕСТД. Формы и правила оформления маршрутных карт
12	2313-82	ЕСКД. Условные изображения и обозначения швов неразъёмных соединений
13	11969-79	Сварка плавлением. Основные положения и их обозначения
14	12169-82	Заготовки стальные, вырезаемые кислородной резкой
15	14776-79	Дуговая сварка. Соединения точечные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры
16	11969-79	Сварка плавлением. Основные положения и их обозначения
17	5264-80	Соединения сварные. Ручная дуговая сварка. Основные типы, конструктивные элементы и размеры
18	11534-75	Ручная дуговая сварка. Соединения сварные под острыми и тупыми углами
19	8713-79	Соединения сварные. Сварка под флюсом. Основные типы, конструктивные элементы и размеры

Продолжение табл. 7

№ п/п	Номер	Наименование
20	15164-78	Электрошлаковая сварка. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры
21	14771-76	Дуговая сварка в защитном газе. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры
22	2601-84	Сварка металлов. Термины и определения основных понятий
23	14792-80	Детали, заготовки, вырезаемой кислородной и плазменно-дуговой резкой. Точность, качество поверхности реза
Оборудование, аппаратура, оснастка
24	21094-75	Оборудование сварочное механическое. Общие технические условия
25	19140-84	Вращатели сварочные горизонтальные двух стоечные. Типы, основные параметры и размеры
26	19141-84	Вращатели сварочные вертикальные. Типы, основные параметры и размеры
27	19142-84	Кантователи сварочные двух стоечные с подъёмными центрами. Основные параметры и размеры
28	19143-84	Вращатели сварочные. Универсальные. Типы, основные параметры и размеры
29	ОСТ21169-86	Роликоопоры и секции сварочных роликовых вращателей. Типы, основные параметры и размеры
30	17883-72	Сборочно-разборочные приспособления
31	13821-77Е	Выпрямители однопостовые с крутопадающими внешними характеристиками для дуговой сварки. Общие технические условия
32	95-77Е	Трансформаторы однофазные однопостовые для ручной дуговой сварки. Общие технические условия
33	7012-77Е	Трансформаторы однофазные однопостовые для автоматической электродуговой сварки под флюсом. Общие технические условия
34	8213-75Е	Автоматы для дуговой сварки плавящимся электродом. Общие технические условия
35	18130-79Е	Полуавтоматы для электродуговой сварки плавящимся электродом. Общие технические условия
36	17913/-72 17934-72 18047-72	ГОСТ 31.211.41-83 ГОСТ 31.211.42-83 Межотраслевой каталог К31.212.40-83
37	5614-74	Машины для термической резки металлов
38	297-80Е	Машины контактные. Общие технические условия
Основной материал
39	380-88		Сталь углеродистая общего назначения. Марки и технические требования
40	1050-88		Сталь углеродистая качественная конструкционная
41	16523-89		Сталь листовая углеродистая качественная и обыкновенного качества общего назначения
42	4543-71		Сталь легированная конструкционная. Марки и технические требования

Продолжение табл. 7

№ п/п	Номер	Наименование
43	5157-83	Сталь прокатная. Профили разных назначений. Сортамент
44	8239-89	Сталь горячекатаная. Балки двутавровые. Сортамент
45	8240-89	Сталь горячекатаная. Швеллеры. Сортамент
46	8509-86	Сталь прокатная угловая равнополочная. Сортамент
47	8510-86	Сталь прокатная угловая неравно полочная. Сортамент
48	19903-74	Сталь листовая горячекатаная. Сортамент
49	119771-74	Уголки стальные гнутые равнополочные. Сортамент
50	19772-74	Уголки стальные гнутые неравно полочные. Сортамент
51	8278-83	Швеллеры стальные гнутые равнополочные. Сортамент
52	11474-76	Профили гнутые стальные. Технические условия
53	25577-83	Профили стальные замкнутые сварные квадратные и прямоугольные общего назначения. Технические условия
54	4784-74	Алюминий и сплавы алюминиевые деформируемые. Марки
Сварочные материалы
55	2246-70	Проволока стальная сварочная. Технические условия
56	10543-82	Проволока стальная наплавочная. Технические условия
57	9466-75	Электроды покрытые металлические для ручной дуговой сварки сталей и наплавки. Классификация, размеры и общие техничес-кие требования
58	9087-81	Флюсы сварочные плавленые. Технические условия
Газы
59	5583-78	Кислород газообразный технический и медицинский
60	9293-74	Технические условия
61	9293-74	Азот газообразный и жидкий. Технические условия
62	10157-79	Аргон газообразный и жидкий. Технические условия
63	8050-85	Двуокись углерода газообразная и жидкая. Технические условия
Контроль качества продукции
64	16504-81	Система государственных испытаний продукции. Испытания и контроля качества продукции. Основные термины и определения
65	3242-79	Соединения сварные. Методы контроля качества
66	14.317-75	ЕСТПП. Правила разработки процессов контроля
67	18353-79	Контроль неразрушающий. Классификация видов и методов
68	18442-80	Контроль качества продукции. Неразрушающий контроль. Капиллярные методы. Общие требования
69	14782-86	Контроль неразрушающий. Швы сварные. Методы ультразвуковые
70	14782-86	Контроль неразрушающий. Классификация дефектности стыковых сварных швов по результатам ультразвукового контроля
71	23055-78	Контроль неразрушающий. Сварка металлов плавлением. Классификация сварных соединений по результатам радиографического контроля
72	7512-82	Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Радиографический метод

Продолжение табл. 7

№ п/п	Номер	Наименование
73	20415-82	Контроль неразрушающий. Методы акустические
74	20426-82	Контроль неразрушающий. Радиационные методы дефектоскопии. Область применения
75	6996-66	Сварные соединения. Методы определения Механических свойств
76	7122-81	Швы сварные и металл наплавленный. Методы отбора проб для определения химического состава
77	25113-86	Аппараты рентгеновские. Общие технические условия

Титульный лист, маршрутная карта относятся к документам, текст которых разбит на графы и выполняется в порядке, соответствующем обозначению в заголовке каждой графы.

При необходимости технологический процесс иллюстрируется эскизом детали или узла изделия, который выполняется либо в виде чертежа, либо аккуратно от руки без соблюдения масштаба на карте эскиза.

Часто при оформлении технологической документации на заготовительные операции, сборку, сварку и т. д. применяется система автоматизированного проектирования технологического процесса (САПР ТП). Она относится к классу информационно-логических диалоговых систем. Целью ее создания является освобождение технолога от рутинных стадий в проектировании технологии, связанных с поиском данных в нормативно-справочной документации, внесением ее на различные бланки-кальки вручную тушью с последующим редактированием.

При использовании САПР ТП технолог выбирает по технологическому коду из созданного архива техпроцессов аналогичный и производит распечатку в необходимом количестве экземпляров с последующей выдачей их в цех, минуя значительное количество этапов, которые проходит документация при обычной системе технологической подготовки. Это сокращает время технологической подготовки, объем технологического процесса, количество привлекаемых к разработке технологов. Более подробно специфика применения САПР описывается в /36/.

5.18. Проектирование специальной оснастки и приспособлений.

В процессе разработки технологического процесса в случае необходимости технолог оформляет заявку на специальную технологическую оснастку и приспособления.

Сборочная и сборочно-сварочная оснастка проектируется на основе конструктивных схем, составляемых по системе базирования.

На первом этапе составляются и согласовываются с руководителем конструктивная схема и черновой эскиз приспособления. При этом приводится конструктивное взаиморасположение элементов оснастки (корпуса, поддерживающих и фиксирующих баз, упоров подвижных и неподвижных, зажимных устройств и т. д.).

На втором этапе соответственно форме изделия и его деталям и их размерам, с учетом требуемых норм точности, производительности и других факторов, по литературным данным и заводским материалам выбираются конкретные конструктивные типы элементов оснастки. Рекомендуется по возможности шире использовать нормативные узлы (фиксаторы, опорные базы, зажимы, рычаги, пневмоприводы и т. д.). Полезно также использовать чертежи аналогичных узлов и приспособлений, не обязательно сборочно-сварочных. Производится расчет или конструктивно обоснованный выбор основных размеров несущих сечений элементов оснастки. Уточняются общие размеры узлов и всего приспособления. Вычерчиваются с соблюдением ЕСКД общие виды оснастки. Чертежи должны быть достаточно подробны для дальнейшей деталировки. На них проставляют все базовые размеры, номинальные размеры всех несущих деталей (диаметр и длина пневмоцилиндров, размеры и параметры механических систем, рычажных устройств и т. д.), а также поля допусков на базовые размеры приспособ-лений. На всех проекциях приспособления штрих-пунктиром вычерчивается наложенное на него изделие (узел). Проставляются габаритные размеры приспособления.

В спецификации приводятся основные детали приспособления, сварные узлы при этом даются как одна деталь. В чертежах должны быть приведены исчерпывающие данные о сварных соединениях в приспособлении в соответствии с ЕСКД.

При проектировании рекомендуется использовать литературу /47, 48 и др./.