3 Описание существующего технологического процесса изготовления колонны

Производство колонны осуществляется в цеху и включает в себя:

• правка листового металла;

• термическая резка металла;

• механическая резка металла;

• правка деталей на гидропрессах;

• гибка;

• сборка-сварка узлов;

• общая сборка-сварки конструкции;

• ультразвуковой контроль.

Поступивший металл проверяют на:

• соответствие условиям заказа по количеству, сортаменту и маркам.

• соответствие характеристик металла, приведенных в сертификате завода-поставщика, требованиям ГОСТов.

• отсутствие отклонений в размерах поперечного сечения.

Также производится химический анализ для подтверждения химического состава металла. Внешний осмотр производится на определение отсутствия дефектов (расслоений, трещин, раковин и газовых пор) и загрязнений. Загрязненный металл должен быть очищен.

Листовой и сортовой прокат со склада металла с помощью мостового крана транспортируются к рабочему месту правки.

3.1 Правка поступившего материала

Листы с помощью мостового крана укладываются на подающий рольганг. После этого включается листоправильная машина. Листы по рольгангу подаются в листоправильную машину. После правки листы проверяются на качество, при удовлетворительном заключении они передаются на следующее рабочее место. При необходимости листы проходят повторную правку. Правятся уже вырезанные детали на гидропрессах и газопламенным методом.

Правка производится на листоправильной машине марки W43G- 32× 2000.

1. Макс. толщина обрабатываемого листа (мм) - 32

2. Макс. ширина обрабатываемого листа - 2000

3. Мин. толщина обрабатываемого листа - 8

4. Макс. предел текучести обрабатываемого материала (МПа) - 360

5. Расстояние между рабочими валками (мм) - 300

6. Диаметр рабочих валков (мм) - 260

7. Количество рабочих валков - 9

8. Скорость правки (м/мин) - 7

9. Мощность главного двигателя (кВт) - 110

10. Общие габариты (Д×Ш×В, мм) – 11000-2900-5900

После правки листы идут на резку.

3.2 Резка металла

При изготовлении деталей для данной конструкции применяются два способа резки: термический — для вырезки фигурных деталей и отверстий в прямолинейных деталях; механический - для вырезки деталей с прямолинейным контуром.

Портальная установка газовой резки с ЧПУ НСВ:

Идеальное оборудование, которое подходит как для небольших, так и для средних предприятий. Переносной аппарат газовой резки типа CNC широко применяется в таких отраслях промышленности, как судостроение, машиностроение, нефтехимической, авиационно-космической промышленностях. 

Технологические возможности газо-резательной машины. Данная модель газо-резательной машины с ЧПУ относится к современному газорезательному оборудованию с числовым программным управлением. Она предназначена для выполнения автоматизированной резки. Она обеспечивает высокую точность реза, высокий коэффициент использования материала и высокую производительность. Машины оснащены простым и удобным пультом управления для диалога «человек-машина». Благодаря применению новейших электронных и компьютерных технологий при относительно низких капиталовложениях в оборудование газорезательные машины с ЧПУ находят самое широкое применение на различных производствах.

Технические характеристики портальной мини-установки газовой резки с ЧПУ.

1. Входное напряжение 220В 2. Частота 50 Гц 3. Потребляемая мощность 180 Вт 4. Эффективная площадь обработки Х – 1200 мм, У – 2000 мм 5. Точность позиционирования 0,3 мм 6 Скорость резки 75-3000 мм/мин 7. Толщина разрезаемого листа (для газопламенной резки) 6 – 150 мм 8. Программное обеспечение FastCAM 9. Способ ввода данных с собственной клавиатуры или с флэшкарты 10. Вес траверсы 9 кг 11. Вес машины 26 кг 12. Вес рамы 79 кг 13. Общий вес машины 114 кг 14. Размер экрана 5,7 дюйма (145 мм)

3.3 Правка деталей

Правка производится на гидропрессах. Гидропресс состоит из станины, установленной на неподвижной опоре, пуансона и стола для укладки детали.

Легкие детали укладываются вручную, крупногабаритные - с помощью крана.

Порядок выполнения правки:

1. проверяется исправность оборудования;

2. устанавливается пуансон на необходимую высоту;

3. деталь укладывается на стол;

4. включается машины;

5. опускается пуансон и деталь правится;

6. пуансон поднимается;

7. деталь снимается.

После правки каждая деталь проходит контроль качества. Проверяется отклонение от геометрических форм и размеров. Если деталь недостаточно выправлена, то она проходит повторную правку гидропрессом.

3.4 Гибка деталей

Гибка деталей из листовой стали производится в холодном состоянии на кромкогибочном прессе.

Все листовые детали перед гибкой должны быть тщательно зачищены от заусенцев.

Листовая сталь на стол для гибки укладывается вручную при малогабаритных деталях, при крупногабаритных рабочее место обслуживается кран-балкой.

Последовательность операций:

1. проверяется исправность машины;

2. устанавливается необходимое усилие на прессе;

3. деталь укладывается на стол;

4. включается машина;

5. опускается пуансон до получения необходимого радиуса гиба;

6. поднимается пуансон;

7. деталь снимается.

После окончания операции производится контроль качества детали, замеряется угол загиба.

После окончания всех заготовительных работ производится контроль качества деталей: проверяются геометрические размеры, качество обработки кромок и т.д. При соответствии всех норм и параметров преступают к поузловой сборке-сварке, которая производится на отдельных рабочих местах для каждого узла.

3.5 Сверление отверстий

Центры окружностей переносят с чертежа на металл по разметке. Сверление по разметке производят в два этапа: предварительное сверление, затем окончательное сверление. После этого отводят обратно сверло, удаляют стружку, проверяют совпадение окружности надсверленного отверстия с разметочной окружностью. Канавки направляют сверло в намеченное кернером место. После исправления смещения продолжают сверление до конца. Сверление производят с помощью сверлильная установка DAITO DNF 750.

3.6 Сварка колонн

Низкоуглеродистые стали содержат до 0,25 % углерода и  имеют хорошую свариваемость. При  выборе типа и марки электрода  для сварки низкоуглеродистых сталей руководствуются следующими требованиями:

• обеспечение равнопрочности сварного соединения с основным металлом;

• отсутствие в швах дефектов;

• получение требуемого химического состава металла шва;

• обеспечение стойкости сварных соединений в условиях вибрационных и ударных нагрузок, при повышенных или пониженных температурах.

Ручная дуговая сварка.

Так как материалом для изготовления колонны выбрана  сталь марки С245 выбрана марка электрода МР-3.

Электрод МР-3 c рутиловым  покрытием, предназначен для сварки ответственных конструкций из углеродистых  и низколегированных конструкционных сталей. Основу покрытия таких электродов составляют рутиловый концентрат (природный диоксид титана). 

Рутиловые электроды обладают целым рядом преимуществ по сравнению с другими видами электродов, а именно обеспечивают стабильное и мощное горение дуги при сварке переменным током, малые потери металла на разбрызгивание, легкую отделимость шлаковой корки, отличное формирование шва. Электроды мало чувствительны к образованию пор при изменении длины дуги, при сварке влажного и ржавого металла и по окисленной поверхности.

Данный тип  электрода используется для ручной дуговой сварки на переменном и постоянном токе в различных пространственных положениях ответственных конструкций из углеродистых и низколегированных сталей.

Сварочные электроды Э46 марка МР-3

Диаметр электрода, мм	Величина тока IСВ при положениях сварки, А
	нижнее и нижнее в лодочку	вертикальное снизу вверх и  горизонтальное на вертикальной плоскости	потолочное
2,5 3,0 4,0 5,0	60 – 100 70 – 130 100 – 200 150 - 290	60 – 90 70 – 120 100 – 180 150 - 260	60 – 80 70 – 110 100 – 160 150 - 230

Для прихваток и монтажных швов используют электроды типа 350А ГОСТ 9467-75.

3.7 Дефекты сварных швов и контроль качества

Система проверки складывается из проверки качества материалов, состояния оборудования, приспособлений и инструмента, квалификации работников, пооперационного контроля, приемки-сдачи качества выполненных работ.

Во время сборки конструкции проверяется соблюдение проектных размеров, правильность размещения всех деталей, наличие зазора между собранными деталями, расстояния между группами монтажных отверстий. После окончания сборки и после устранения исполнителями выявленных недостатков конструкция отправляется на окончательную сварку.

Основными видами дефектов при сварке пакета змеевиков могут быть:

• непровары - неполное заполнение электродным металлом расчетного сечения шва и при нерасплавлении основного металла с металлом шва. Непровар уменьшает рабочее сечение шва, создает концентрацию напряжений в шве и снижает его работоспособность;

• трещины - образующиеся трещины увеличиваются в размерах, при этом тем быстрее, чем больше величина сварочных напряжений и нагрузка на соединение в процессе эксплуатации. Причинами образования трещин могут быть избыток серы и фосфора в основном металле, сосредоточенность на небольшом участке сварного изделия нескольких швов, быстрый отвод тепла из зоны сварки, тепловые напряжения в металле, пониженная пластичность металла шва и околошовной зоны;

• шлаковые включения - образуются в результате попадания в жидкий металл частиц окалины, окислов, флюса и шлака, не успевших всплыть на поверхность при его затвердевании. Шлаковые включения ослабляют рабочее сечение сварного соединения, поэтому снижают его прочность;

• газовые поры — образуются в металле шва из-за насыщения металла газами, не успевшими полностью выделится в атмосферу из-за быстрого остывания поверхности металла. Пористость уменьшает рабочее сечение шва, снижает его прочность и способствует образованию трещин;

• наплывы - образуются в результате натекания расплавленного присадочного металла на кромки нерасплавленного основного металла;

• подрезы — углубления в основном металле или в металле шва. Подрезы уменьшают рабочую толщину металла и как концентраторы напряжений снижают прочность сварного соединения, особенно при динамических и знакопеременных нагрузках.

После сварки при окончательной сдаче-приемке производится контроль качества сварных швов. 100% швов конструкции подвергаются внешнему осмотру и измерению. При внешнем осмотре сварных швов выявляются трещины, подрезы, большие поры, видимые шлаковые включения, некачественная заварка кратеров, плохой внешний вид швов и другие дефекты. Ответственные швы 10% готовых изделий от количества выпускаемой продукции подвергаются ультразвуковой дефектоскопии.

Швы, признанные дефектными, могут быть допущены к исправлению, если общая длина дефектных участков не превышает 25% от длины шва.

3.8 Покраска

Все стальные конструкции, законченные изготовлением и принятые отделом технического контроля, перед отгрузкой должны быть окрашены для предохранения металла от коррозии.

Качество защиты металлоконструкций лакокрасочными материалами в значительной степени зависит от качества подготовки поверхности металла перед окраской. Перед окраской поверхность металла обязательно зачищается, так как при любых методах окраски оставшиеся дефекты в дальнейшем являются основной причиной преждевременной коррозии металла. Используется аппарат окрасочный безвоздушного распыления ASP 150.