Анализ технологичности конструкции
Под технологичностью конструкции понимается выбор таких форм и размеров деталей и узлов, изделия и материалов, которые отвечают служебным назначениям изделия, обеспечивают изготовить изделия при минимальных затратах материалов труда и времени, и отвечают требованиям технической этики, степени механизации работ при сборки и сварки.
Конструкция считается технологичной, если выполняются следующие
требования:
Хорошая свариваемость металла;
Обеспечение удобства подхода при сборке и сварке;
Удобство контроля мест соединений;
Возможность использования передовых видов сварки способов сварки;
Возможность использования оптимальных режимов сварки;
Возможность снижения веса изделия;
Уменьшения отходов металла;
Использование взаимозаменяемых узлов и деталей;
Унифицированные толщины материалов и геометрических размеров швов;
Невысокая масса наплавленного металла.
Технологичность конструкции рассчитываем по формуле:
KT=
*100%=
*100=2,3
(1)
Где: Qн – масса наплавленного металла;
Qмск – масса конструкции в кг
Отношение веса наплавленного металла (Qн) к весу конструкции (Qмск) должно находится в пределах kт=0,9/4% Если kт находится в указанных пределах, то конструкция технологична.
Вывод: конструкция технологична.
1.4 Характеристика металла и его свариваемость
Для сварки конструкции я выбираю сталь марки 20Х13Н4Г9
Химический состав :таблица1
Таблица1 – Химический состав стали
Mn, % |
Ni, % |
Cr, % |
С, % |
Si, % |
P, % |
S, % |
от 8 до 10 |
от 3.7 до 4.7 |
от 12 до 14 |
от 0.15 до 0.3 |
до 0.8 |
до 0.05 |
до 0.025 |
Механические свойства: таблица 2
Таблица2 – Механические свойства стали
-
Механические свойства
sв
sT
d5
y
KCU
МПа
МПа
%
%
кДж / м2
Лист тонкий, ГОСТ 4986-79
590
18-35
Таблица3- Физические свойства
Плотность ρ, кг/м3 |
7850 |
Характеристика металла и его свариваемость
Специфика свариваемости стали 20Х13Н4Г9
Сталь относится к аустенитно- мартенситному классу. После сварки мартенсит в участках околошовной зоны обладает высокой твёрдостью и хрупкостью, а также, повышенной чувствительностью к дефектам. Поэтому, в процессе сваривания мартенситных сталей с содержание хрома 13%, рекомендуется применять те способы сварки, при которых гарантируется низкое содержание водорода. Также можно применять аустенитные присадочные материалы.
Для исключения остаточных термических напряжений необходимо
использовать предварительный подогрев соединяемых деталей и их последующий нагрев.
Склонность мартенсита к разрушению зависит от содержания углерода. И в зависимости от его количества, при сварке применяют следующие технологические приёмы:
2. При содержании углерода свыше 0,1% и менее 0,2%, свариваемые детали предварительно нагревают до 200-250°C и управляют процессом охлаждения сварного соединения. Например, с помощью асбестового укрытия. Последующий нагрев допускается не выполнять.
Температуру предварительного подогрева и последующего нагрева определяют, исходя из нескольких показателей. Это и сложность конструкции и толщина свариваемых деталей и другие факторы. При термообработке применяют отпуск при температурах 660-760°C. Часто показатели пластичности сварного соединения оказываются низкими, тогда, при сварке металлов, выполняют двойной отпуск. Первый - при температурах 720-760°C, второй - при 660-680°C.
Если свойства стали не позволяют провести высокотемпературный отпуск, то, можно выполнять отпуск низкотемпературный, при температуре 300°C. Такой отпуск способствует умеренному увеличению вязкости и пластичности мартенситных сталей. Кроме того, низкотемпературный отпуск положительно влияет на равномерное распределение водорода в составе стали, и внутренних остаточных напряжений.
В сталях, содержащих 13% хрома, можно уменьшить его негативное влияние путём добавления никеля в пределах 4-6%. Легирование никелем способствует растворению водорода, понижая, таким образом,
2. Технологическая часть.
2.1Выбор и обоснование выбора методов заготовки деталей изделий
2.1.1Технологический процесс заготовки деталей изделий из проката начинается с подбора металла по размерам и маркам стали и включает следующие операции: правку металла, разметку, резку, обработку кромок, гибку, очистку. Металл, поступающий с металлургических заводов, заготовки после резки и других заготовительных операций, требует правки. Вследствие неравномерного остывания, после прокатки металл деформируется, получает дополнительную деформацию при вырезке деталей. Правка деформированного металла осуществляется путем создания местной пластической деформации и может производится в холодном стоянии или при предварительном подогреве.
2.1.2Разметка – это процесс нанесения на металл в натуральную величину контура детали. В процессе разметки необходимые указания по обработке наносят на металл с использованием мерительного и специального инструмента: металлических рулеток, линеек, чертилок, угольников, молотков и др. Качество разметки во многом зависит от точности мерительного инструмента.
2.1.3Резка металла может быть заготовительная и как операция изготовления деталей без последующей механической обработки. Она является наиболее трудоемкой и сложной операцией. На вырезание деталей затрачивается 30…50% времени необходимого для их полного изготовления. Вырезание деталей или заготовок в зависимости от вида изделия, для которого вырезают деталь, материала и размеров деталей производят различными способами: механическим, термическим и др.
2.1.4Механическая резка осуществляется ножницами, пилами, на прессах. Листовой металл режут на пресс-ножницах, гильотинных, дисковых и виброножницах.
2.1.5Гибка, формообразование заготовок и деталей может производиться по кривой или под углом в горячем или холодном состоянии на двух, трех или четырех валковых вальцах, прессах и т.д. При холодной гибке пластическую деформацию металла ограничивают радиусом гибки, равным или более двадцати пяти толщин металла. Обычно на практике металл вальцуют в холодном состоянии толщиной до 50мм.
2.1.6Очистка листовой стали, поверхностей цветных металлов, деталей от загрязнений является трудоемкой операцией. Существуют следующие способы очистки металла: ручным инструментом, механическими щетками, абразивными кругами, пескоструйный способ, дробеметный и дробеструйный способы, химический и др.
2.1.7Эти методы заготовки позволят получить детали требуемой конфигурации и формы с конструктивными размерами требуемой точности.
2.1.8 Вышеприведенные методы заготовки позволят деталям выполнить свое служебное назначение на определенный срок и даже более длительный срок, если будут соблюдены все технические условия изготовления и своевременно будет производится ремонт в процессе эксплуатации.
2.1.9Экономически выбирают ресурсосберегающее оборудование для заготовительных операций, то есть то оборудование, которое позволит свести к минимуму отходы материала, требующегося на изготовление изделия.
Штамповка наиболее целесообразна в массовом и крупносерийном производстве. Увеличение выпуска продукции на базовом предприятии будет способствовать более эффективному использованию такого вида изготовления заготовок.
2.2 Выбор и обоснование выбора оборудования для заготовкидеталей и транспортировки
2.2.1Правка металла осуществляется на гибочных вальцах или прессах. После правки неровностей на поверхности не должны превышать зазора 1.5мм между листом и стальной линейкой 1м. Правка листовой стали заключается в том. Что деформированный лист закладывается в зазор между верхними и нижними цилиндрическими вальцами, расположенными в шахматном порядке. При движении лист многократно изгибается, в нем появляются упругопластические пластические деформации, которые растягивают лист и устраняют его неровности.
2.2.2Ниже приводится перечень и описание наиболее характерного для изготовления узлов заготовительного оборудования.
2.2.3Для резки используют гильотинные ножницы. Ими режут материал размером до 3000мм и толщиной до 32мм. Угол створа ножей является важным установочным параметром. Точность резки на гильотинных ножницах зависит от толщины материала, состояние кромок ножей и размеров отрезаемых заготовок.
2.2.4Гильотинные ножницы позволяют выполнить не только прямой рез, но и осуществлять скос кромок. Резка заготовок с прямолинейными кромками производится на гильотинных ножницах модели Н3225.
Таблица 4Техническая характеристика гильотинных ножниц модели Н3225
Параметр |
Значение |
Наибольшая
толщина листа при |
32 |
Ход ножа, мм |
105 |
Число ходов ножа в минуту |
22 |
Мощность электродвигателя, кВт |
45 |
Габаритные размеры, мм |
2570Ч1570Ч600 |
МПа,
мм
2.2.5Основанием для выбора гибочного пресса является размер детали и радиус гиба. Гибка осуществляется на правильно-гибочном прессе Н1332Б (см. таблицу 5).
Таблица 5 – Техническая характеристика правильногибочного пресса модель Н1332Б
Параметр |
Значение |
Номинальное усилие, кН |
1600 |
Ход ползуна, мм |
100 |
Габаритные размеры, мм |
3370Ч1650Ч1480 |
2.2.6Очистка поверхности от загрязнений, ржавчины и т.п. осуществляется металлическими щетками. Для удаления заусенцев, снятие усиления шва и удаления окалины на небольших поверхностях используется очистка абразивными кругами.
2.2.7Стяжки (См.рисунок 2) применяют для сближения кромок свариваемых деталей до заданных размеров. Наибольшее распространение нашли винтовые стяжки.
С
тяжка
с болтом и приваренными угольниками
для сварки крупных конструкций из
листового проката.
Рисунок 2 - Стяжки
Стяжное приспособление с приваренными временными угольниками для сборки труб. Оно применяется ограниченно и только на трубах из углеродистых сталей.
Стяжка винтовая для сборки конструкций и деталей из листового, полосового и профильного проката.
2.2.8Распорки и домкраты служат для фиксации изнутри изделий с замкнутым профилем, для выравнивания кромок цилиндрических изделий, для удаления
вмятина др. При сварке цилиндрических изделий распорки применяют в сочетании со стяжными кольцами. Если диаметр обечаек невелик, применяют распорные кольца, а при больших диаметрах - винтовые распоры или домкраты. Усилия в распорках и домкратах создаются механическим, гидравлическим или пневматическим приводами.
Приспособления для сборки угловой магнит:(рисунок 3)Магнит для сварки под углом Archimedes 91869 - используется для предварительной фиксации элементов металлоконструкций и соединения их под различными углами при
монтажно-сварочных работах.для приварки фланцев к патрубкам)
Рисунок 3- Магнит для сварки
2.3 Выбор и обоснование сварочных материалов
2.3.1Для сварки стали применяются электроды с содержанием никеля. Никель нужен для того чтобы снизить содержание водорода в металле шва. Все стали относящиеся к нержавеющим, свариваются на прямом токе обратной полярности. С применением электрода с основным покрытием. Поэтому я выбираю электроды маркиЦЛ-11 и типаЭ10Х25Н13Г2 предназначены для сварки изделий из коррозионно-стойких хромоникелевых сталей марок 12Х18Н10Т, 12Х18Н9Т, 08Х18Н12Т, 08Х18Н12Б, 20х13н4г9 и им подобных, когда к металлу шва предъявляют жесткие требования стойкости к межкристаллитной коррозии.
2.3.2Сварка во всех пространственных положениях шва постоянным током обратной полярности.
Временное сопротивление sв, Мпа |
Предел текучести sт, МПа |
Относительное удлинение d5, % |
Ударная вязкость aн, Дж/см2 |
660 |
420 |
34 |
120 |
Таблица-6
2.3.3Cварочная проволока: Св-04Х19Н9, Св-06Х19Н9Т или
Св07Х19Н10Б ГОСТ2246-70
Характеристика электродов
Покрытие - основное
Коэффициент наплавки - 11,0 г/А• ч.
Производительность наплавки (для диаметра 4,0 мм) - 1,5 кг/ч.
Расход электродов на 1 кг наплавленного металла - 1,7 кг.
Таблица 7 - Химический состав наплавленного метала:
Mn, % |
Ni, % |
Cr, % |
С, % |
Si, % |
P, % |
S, % |
от 8 до 10 |
от 3.7 до 4.7 |
от 12 до 14 |
от 0.15 до 0.3 |
до 0.8 |
до 0.05 |
до 0.025 |
Таблица-8 Физические свойства
|
2.4Расчет режима сварки угловыхи стыковых швов
2.4.1. Расчет режима сварки швов стыкового соединений С8
Швы стыковых соединений могут выполнятся с разделкой и без разделки кромок по ГОСТ 5264-80.
Диаметр электрода при сварке швов стыковых соединений выбирают в зависимости от толщины свариваемых деталей.
При выборе диаметра электрода следует руководствоваться данными таблицы 9.
Таблица 9 - Рекомендуемые диаметры электродов при сварке стыковых швов в нижнем положении, мм
Толщина свариваемых деталей |
Рекомендуемый диаметр электрода |
4-5 |
4,0 |
При определении числа проходов следует учитывать, что сечение первого прохода не должно превышать 30-35 мм2 и может быть определено по формуле:
F1 = (6 – 8) · dэл, мм2, (1)
F1 = 8 · 4=32 мм2,
где F1 – площадь поперечного сечения первого прохода, мм2;
Fс – площадь поперечного сечения последующих проходов, мм2;
dэл – диаметр электрода, мм.
Для определения числа проходов и массы наплавленного металла требуется знать площадь сечения швов.
Площадь сечения швов представляет собой сумму площадей элементарных геометрических фигур, их составляющих.
Тогда площадь сечения одностороннего стыкового шва выполненного без зазора можно определить по формул:
а при наличии зазора в соединении – по формуле:
(F1 + F2) = 0,75 е · g + S · в, мм2, (2)
(F1 + F2) = 0,75· 10 · 1,5+ 4 · 1=15.25 мм2
где е – ширина шва, мм; g – высота усиления шва, мм; S – толщина свариваемого металла, мм; в – величина зазора в стыке, мм.
Рисунок.1. Геометрические элементы площади сечения стыкового шва:
где S – толщина металла, мм; h – глубина проплавления, мм; c – величина притупления, мм; e – ширина шва, мм; e1 – ширина подварки корня шва, мм; в – величина зазора, мм; g – высота усиления шва, мм; g1 – высота усиления подварки корня шва, мм; α – угол разделки кромок.
Глубина проплавления определяется по формуле:
h = (S - c), мм. (4)
h = (4-0,5) =7 мм
Площадь сечения геометрических фигур (F1 + F2) определяют по формуле 4, F3 – по формуле 3, а площадь прямоугольных треугольников F4 определяют по формуле:
F4 = h · x/2, мм2 , (5)
F4 = 3,5*1,19=4,165 мм2 ,
где x = h · tgα/2;
F4 = (h2 ·tgα/2) /2, мм2, (6)
F4 = (3,52 ·1.19) /2=7,289мм2,
Подставляя значения элементарных площадей в формулу (5), получим:
Fн = 0,75 · е · g +в · S + 0,75 e1 · g1 + h2 · tgα/2, мм2 (8)
Fн = 0,75 · 10 · 1.5+1· 4 + 3,52*1,19=29.9 мм2
.
При X–образной разделке площадь наплавленного металла подсчитывают отдельно для каждой стороны разделки.
Зная общую площадь поперечного сечения наплавленного металла (Fн), а также площадь поперечного сечения первого (F1) и каждого из последующих проходов шва (Fс), находят общее число проходов «n» по формуле:
Полученное число округляют до ближайшего целого.
Расчет сварочного тока при ручной дуговой сварке производится по диаметру электрода и допускаемой плотности тока по формуле:
Iсв = Fэл· j = (π · dэл2 / 4) · j , А, (9)
Iсв = Fэл· j = (3.14· 42/ 4) · 14=176А
где π – 3,14;
j – допустимая плотность тока, А/мм2;
Fэл– площадь поперечного сечения электрода, мм2;
dэл – диаметр электрода, мм.
Сварочный ток определяется для сварки первого прохода и последующих проходов только при сварке многопроходных швов.
Допустимая плотность тока зависит от диаметра электрода и вида покрытия: чем больше диаметр электрода, тем меньше допустимая плотность тока, так как ухудшаются условия охлаждения (см. таблицу 10).
Таблица 10 - Допустимая плотность тока в электроде при ручной дуговой сварке
Вид покрытия |
Диаметр стержня электрода, мм |
||||
2 |
3 |
4 |
5 |
6 и более |
|
основное |
15,0-20,0 |
13-18,5 |
10-14,5 |
9-12,5 |
8,5-12,0 |
Напряжение на дуге при ручной дуговой сварке изменяется в пределах 20-36 В и при проектировании технологических процессов ручной дуговой сварки не регламентируется.
Поэтому напряжение на дуге выбираю 30 В.
Скорость перемещения дуги (скорость сварки) следует определять по формуле:
Vсв = Lн· Iсв/ γ · Fн · 100, м/ч, (10)
Vсв = 10· 176/ 7,8 · 29,9 · 100=11м/ч,
где Lн – коэффициент наплавки, г/А час; (см. табл. 3)
γ – плотность наплавленного металла за данный проход, г/см3 (7,8 г/см3 – для стали);
Iсв– сила сварочного тока, А;
Fн – площадь поперечного сечения наплавленного металла, мм2.
Скорость перемещения дуги (скорость сварки) определяют для первого прохода и последующих проходов только при сварке многопроходных швов. Результаты расчета режима сварки стыкового шва следует занести в таблицу 11.
Таблица 11 - Режимы сварки стыкового шва и его размеры
Сварка |
Режимы сварки |
|||
dэл, мм |
Iсв, А |
Uд, В |
Vсв, м/ч |
|
Первого прохода |
4 |
176 |
30 |
11 |
2.4.2Угловое соединение У7∆5
Таблица 12- Допустимая плотность тока в электроде при ручной дуговой сварке
Вид покрытия |
Диаметр стержня электрода, мм |
||||
2 |
3 |
4 |
5 |
6 и более |
|
Основное |
15,0-20,0 |
13,0-18,5 |
10,0-14,5 |
9,0-12,5 |
8,5-12,0 |
Аналогично рассчитываются следующие соединения
Расчетные данные приведены в таблице
Расчет режима сварки угловых швов
При сварке угловых швов диаметр электрода выбирается в зависимости от катета шва.
Примерное соотношение между диаметром электрода и катетом шва при сварке угловых швов приведено в табл. 13.
Таблица 13 - Рекомендации по выбору диаметра электрода при сварке угловых швов
Катет шва, К, мм |
2 |
3 |
4 |
5 |
6-8 |
9-12 |
12-20 |
Рекомендуемый диаметр электрода, dэл, мм |
1,6-2 |
2,5-3 |
3-4 |
4,0 |
4-5 |
5,0 |
5,0 |
При ручной дуговой сварке за один проход могут свариваться швы катетом не более 8 мм.
При больших катетах швов сварка производится за два и более проходов Максимальное сечение металла, наплавленного за один проход, не должно превышать 30 – 40 мм2 (Fmax = 30÷40 мм2).
Площадь поперечного сечения углового шва, которую необходимо знать при определении числа проходов, рассчитывают по формуле:
Fн = Kу·К2 / 2 мм2 ,
Fn=1.35*52/2мм2=17(14)
где Fн – площадь поперечного сечения наплавленного металла, мм2;
К – катет шва, мм;
Ку – коэффициент увеличения, который учитывает выпуклость шва и зазоры.
Для наиболее часто встречающихся угловых швов с катетом 2 – 20 мм, коэффициент Ку выбирают по табл. 14.
Таблица 14 - Рекомендации по выбору коэффициента увеличения, учитывающий выпуклость шва и зазоры
Катет шва, К, мм |
2 |
3-4 |
4-5 |
6-8 |
9-12 |
12-20 |
Коэффициент увеличения (Ку) |
1,8 |
1,5 |
1,35 |
1,25 |
1,15 |
1,10 |
Определив примерную площадь сечения углового шва и зная максимально возможную площадь сечения, получаемую за один проход, находят число проходов «n» по формуле:
n = Fn/ (30-40).
N=17/40=0.425 1проход (15)
Полученное дробное число округляют до ближайшего целого.
Силу сварочного тока определяют по формуле:
Iсв = (π · d2эл /4) · j,
Iсв=(3,14*52/4)*10=282 (16)
где π – 3,14;
dэл – диаметр электрода, мм;
j – допустимая плотность тока, А/мм2.
Плотность тока выбирается в пределах, рекомендуемых табл. 12.
Напряжение на дуге при ручной дуговой сварке изменяется в пределах 20 – 38 В. Следует принять какое - то конкретное.
Скорость сварки определяют по формуле:
Vсв = Lн · Iсв / γ · Fн ·100, м/ч,
Vсв=10*196/7,8*17*100=6 (17)
где Lн – коэффициент наплавки, г/А час;
γ – плотность наплавленного металла, г/см3 (7,8 г/см3 – для стали);
Fн – площадь поперечного сечения наплавленного металла углового шва, см2;
Iсв – сила сварочного тока, А.
Значения коэффициентов наплавки для различных марок электродов приведены в табл. 15.
Таблица 15 - Коэффициенты наплавки для различных марок электродов
Марка электрода |
Ток и полярность |
Напряжение на дуге, В |
Коэффициент наплавки, г/А·ч |
УОНИИ 13/45 |
Постоянный прямой полярности |
20 – 25 |
8,0 |
УОНИИ 13/55 |
22 – 26 |
7,0 – 8,0 |
|
ЦМ – 7 |
27 – 30 |
10,0 |
|
АНО – 4С |
Переменный |
32 - 34 |
8,0 – 8,3 |
Результаты расчетов режима сварки угловых швов следует занести в
таблица. 16.
Таблица 16 - Режимы сварки угловых швов
Угловое соединение 7 ∆ 5
Сварка |
Режимы сварки |
|||
dэл, мм |
Iсв, А |
Uд, В |
Vсв, м/ч |
|
Первого прохода |
5 |
196 |
25 |
7 |
Аналогично рассчитываются следующего единенияТ3;Т6;Т8;У6;катет4
Таблица:17,18,19,20
Тавровое соединение 3 ∆4 Таблица-17
Сварка |
Режимы сварки |
|||
dэл, мм |
Iсв, А |
Uд, В |
Vсв, м/ч |
|
Первого прохода |
4 |
182 |
25 |
9 |
Тавровое соединение 6 ∆4 Таблица-18
Сварка |
Режимы сварки |
|||
dэл, мм |
Iсв, А |
Uд, В |
Vсв, м/ч |
|
Первого прохода |
4 |
182 |
25 |
9 |
Тавровое соединение 8 катет 6 Таблица-19
Сварка |
Режимы сварки |
|||
dэл, мм |
Iсв, А |
Uд, В |
Vсв, м/ч |
|
Первого прохода |
5 |
282 |
25 |
6 |
Угловое соединение 6 катет4 Таблица-20
Сварка |
Режимы сварки |
|||
dэл, мм |
Iсв, А |
Uд, В |
Vсв, м/ч |
|
Первого прохода |
4 |
182 |
25 |
9 |
2.5 Выбор сварочного оборудования
2.5.1Согласно расчетных данных выбираю сварочное оборудование Инвертор (рисунок 4)
Рисунок 4 – Инвертор inforce 250s
Технические характеричтики:
Максимальный ток 250
Минимальный ток 20
Напряжение холостого хода 80
Диаметр электроднойпроволки 1.6-6
Пв на максимальном токе % 60
Напряжение,в 140-250
Степень защиты ips21s
Габариты 167х295х352
Вес кг 6,21кг
2.5.1.1Принцип работы
Инвертор - частотный преобразователь
Принцип работы частотного преобразователя или как его часто называют - инвертора: переменное напряжение промышленной сети выпрямляется блоком выпрямительных диодов и фильтруется батареей конденсаторов большой емкости для минимизации пульсаций полученного напряжения. Это напряжение подается на мостовую схему, включающую шесть управляемых IGBT или MOSFET транзисторов с диодами включенными анти параллельно
для защиты транзисторов от пробоя напряжением обратной полярности, возникающем при работе с обмотками двигателя. Кроме того, в схему иногда включают цепь "слива" энергии - транзистор с резистором большой мощности рассеивания. Эту схему используют в режиме торможения, чтобы гасить генерируемое напряжение двигателем и обезопасить конденсаторы от перезарядки и выхода из строя
2.6 Разработка процесса сборки и сварки
2.6.1Специфика стали
2.6.1.1Сталь относится к аустенитно- мартенситному классу. После сварки мартенсит в участках околошовной зоны обладает высокой твёрдостью и хрупкостью, а также, повышенной чувствительностью к дефектам.поэтому сталь склонна к образованию горячих трещинДля предотвращения образования горячих трещин для сварки стали 20х13н4г9 нужен предварительный, сопутствующий подогрев и высокотемпературный отпуск: нагрев до температуры 700 С и быстрое охлаждение. Что способствует исчезновению остаточных напряжений.
2.6.2Заготовительные операции
2.6.2.1Весь металлопрокат поступающий в цех очистить от загрязнений и провести входной контроль.
Заготовить детали согласно размеров чертежа:
Патрубки поз.1 (ø89х4,е=125),отрезать на труборезном станке
Крышку поз.2 Ǿ91 / Ǿ498 вырезать кислородно флюсовой резкой с последующей зачисткой контур;
Сборка и сварка крышки
Изготовление обечайки поз.1
Отрубить на гильотинных ножницах лист 4х153х1583х мм на обечайку поз.3 с последующей вальцовкой на трёх валковых вальцах в кольцо Ǿ500 мм, стык стянуть стяжкам . выполнить три прихватки
Пристыковать выводные планки по торцам к стыку,прихватить.
Зачистить околошовную зону на расстоянии 20 мм от места стыка механическим путём .
Произвести сварку стыка по ГОСТ 5264-80-С8
рисунок
Отбить шлак ,швы зачистить
Контроль качества :внешний осмотр и измерение.
Узел II =поз1.+поз.4+поз5.-сборка штуцера Г
Собрать на сборочной плите штуцер Г из патрубка поз(труба 89х6) и кольца поз.(кольцо 1-80-10) на прихватках. Выверить угол 900 между деталями с помощью угольника
Зачистить прилегающую зону на расстоянии 20 мм от места стыка шлифовальным кругом
Произвести
сварку стыка по замкнутой ГОСТ
16037-80-У7-Р-
5
Отбить шлак ,швы зачистить
Проконтролировать швы :внешний осмотр и измерение
Узел IV=поз.3+поз.2+поз.211+Узел II –сборка верхней крышки
Собрать обечайку поз.5 (Ø 500 S=4) с фланцем поз.11 на прихватках на сборочной плите
Зачистить прилегающую зону на расстоянии 20 мм от места стыка шлифовальным кругом
Сварку вести по схеме
С двух сторон по ГОСТ 5264-80-Т6 и ГОСТ 5264-80-У6
Контроль качества сварных швов : внешний осмотр и рентгеновское просвечивание 25%
Собрать крышку поз.7 с штуцером Г,предварительно накинув фланец поз.5 ,выверить угол 900 между этими деталями с помощью угольника . прихватить .
Обварить стык с двух сторон по замкнутой ГОСТ 5264-80-Т3- 4
Рисунок
Отбить шлак ,швы зачистить металлической щёткой
Проконтролировать швы :внешний осмотр и измерение
Вставить крышку поз.2(в сборе со штуцером Г) в обечайку поз.3(собраную с фланцем поз.11),отступив на 4 мм от торца .Выдержать перпеньдикулярность между ними слесарным угольником . Выполнить прихватки через 200-250 мм
Обварить стык посекторно с двух сторон по ГОСТ 5264-80-Т8 в поворотном положении шва
Шлак отбить ,швы зачистить металлической щёткой
Контроль швов :внешний осмотр и рентгеновское просвечивание 25%
Зачистить прилегающую зону на расстоянии 20 мм от места стыка шлифовальным кругом
Сварку провести по секторно с поворотом с двух сторон не стандартным швом
Шлак отбить ,швы зачистить
Контроль швов пооперационный : внешний осмотр и рентгеновское просвечивание 25%
Внутри корпуса штуцера А завести насадки поз.3 и поз.2
УзелVIII=УзелVII+УзелIV+ поз.10;(24шт)+поз.12(24шт)+поз13(24шт)общая сборка
Шлак отбить ,швы зачистить
Проконтролировать швы : внешний осмотр и измерение ,
Гидравлическим испытанием
2.7 Мероприятия по уменьшению сварочных напряжений и деформаций
2.7.1Мероприятия по уменьшению сварочных напряжений по борьбе с деформациями можно разделить на три группы :
Конструктивные
Технологические проводимые в процессе сварки
Технологически проводимые после сварки
Главная цель конструктивных и технологических мероприятий,выполняемых в процессе сварки, состоит в том, чтобы не допустить искривление продольной и поперечной оси конструкции чтобы избежать выпучивания и волнистости листов от потери устойчивости
К числу конструктивных мероприятий относят следующие :
2.7.2Сечение швов не должно быть больше, чем требуется из условий прочности
2.7.3Швы необходимо располагать как можно ближе к осям, проходящим через центр тяжести изделия или на самих осях
Центр тяжести поперечных сечений двух параллельных швов должен совпадать с центром тяжести поперечного сечения свариваемой конструкции
Количество швов в конструкции следует проектировать как можно меньше для уменьшения усадочных усилий действующих в ней;
Припуски деталей на усадку должны быть установлены правильно, чтобы после сварки размеры конструкции соответствовали запроектированным ;
Для организации угловой деформации то есть выхода деталей из плоскостей соединений, необходимо уменьшить угол раскроя V-образных швов или применять Х-образных при больших толщинах свариваемого металла
Предусматривать в кондукторах зажимы для правильной установки деталей при сборке
2.7.4В конструкции коробчатого сечения, имеющих замкнутый контур сварных швов с целью ограничения возможных выпучин или выгнутостей в листовых деталях от потери устойчивости , необходимо предусмотреть ограничения в виде распорок ,рёбер жёсткости
2.7.5К технологическим мероприятиям по уменьшению деформаций , проводимых в процессе сварки, относят следующие : правильный выбор сварки .режим сварки должен быть таким ,для этого следует увеличить скорость сварки , чтобы удельная энергия нагрева была меньше
2.7.6Наложение швов вести в таком порядке, при котором деформирование предыдущего шва ликвидируется обратной деформацией после наложения последующего шва
При обратно ступенчатом методе сварки деформация меньше, так как внутренние усилие, порождаемое усадкой ,на участках шва действует на сравнительно небольшую область металла и на соседних участках они направлены в противоположные стороны;
Проковка швов в процессе сварки уменьшает деформацию ;
Предварительный нагрев всего свариваемого изделия приводит к понижению остаточных напряжений и уменьшению деформаций
2.8)Контроль качества
2.8.1 ВХОДНОЙ КОНТРОЛЬ
В комплекс операций предупредительного контроля входят следующие:
2.8.1.1. Контроль технической (проектно-сметной) документации. При этом контролируется комплектность документации, технологичность принятых проектных решений, наличие достаточных указаний по производству сварочных работ (включая ссылки на нормативные документы), правильность подсчета сметной стоимости работ.
2.8.1.2 Контроль технологической документации. Проверяются своевременный заказ на разработку проектов производства работ (ППР), включая сварочные работы (ППСР), состав и комплектность ППР и ППСР, составление технологических карт на сборочно-сварочные работы, наличие всех нормативных документов (ГОСТов, ОСТов, ТУ, СНиП, СН, ВСН и др.), необходимых для выполнения работ, а также различных норм и нормативов (норм расхода материалов, норм времени и расценок и т.д.).
2.8.1.3 Контроль качества основных материалов (в сварочном производстве это преимущественно металлоконструкции, металлический прокат и трубы). При этом осуществляется проверка наличия сертификатов и паспортов, соответствия их требованиям нормативной и технической документации, а в необходимых случаях производятся необходимые пробы и испытания (например, трубы высокого давления и листовой прокат - на расслоение металла, листовой металл - на ударную вязкость при отрицательнойтемпературе - хладноломкость и др.). Проводится также контроль за складированием металлопроката и труб - по маркам, плавкам, типоразмерам.
2.8.1.4. Контроль качества сварочных материалов, в том числе проверка их приемки и хранения, наличия сертификатов и паспортов, их соответствия требованиям проекта и нормативных документов, а также проведения необходимых технологических испытаний, просушки, прокалки и доставки на рабочие места.
2.8.1.5. Контроль квалификации сборщиков и сварщиков, а в необходимых случаях - и инженерно-технических работников. При этом контролируется соответствие квалификации сварщика выполняемым им работам, своевременное проведение аттестации и переаттестации сварщиков и наличие непросроченных удостоверений на право допуска к ответственным сварочным работам, качество контрольных образцов, сваренных сварщиком перед началом работ.
Кроме того, необходимо производить проверку инженерно-технических работников, слесарей-сборщиков и сварщиков на знание ими требований нормативных документов к производству сборочно-сварочных работ.
2.8.1.6. Контроль сварочного оборудования, его исправности, комплектности, наличие исправных приборов для контроля за режимом сварки, соблюдение графика планово-предупредительных ремонтов.
2.8.1.7. Контроль сборочно-сварочной оснастки инструмента и приспособлений (исправность и комплектность).
2.8.18. Контроль применяемого впервые технологического процесса сварки (сварочного оборудования). Смысл этой контрольной операции - не выпускать на производство не отработанную технологию (оборудование).
2.8.1.9. Проверка средств контроля. При этом контролируется наличие приборов, аппаратов и инструментов, необходимых для осуществления контрольных операций, их техническое состояние, соблюдение сроков регистрации и проверки.
2.8.1.10. Контроль подготовки рабочих мест к производству сварочных операций, выполнение требований технологической документации и правил охраны труда и техники безопасности.
2.8.1.11. Контроль подготовки исполнительской (сдаточной) документации - наличие бланков актов, журналов, заключений о качестве, умение ответственных лиц оформлять эти документы.
2.8.1.12. Контроль готовности объекта к производству сварочных работ, наличие достаточного фронта работ, необходимых материалов, конструкций, оборудования и т.д.
2.8.2. ТЕКУЩИЙ (ПООПЕРАЦИОННЫЙ) КОНТРОЛЬ
В состав текущего контроля, который осуществляется в процессе производства сборочно-сварочных работ, входят;
2.8.2.1 Контроль подготовки деталей к сборке (наличие нужной разделки кромок, очистки, обезжиривания, перпендикулярности торцов и т.д.).
2.8.2.2 Контроль сборки (проверка зазоров, смещения кромок, соосности, правильности установки подкладных колец и электроприхваток и т.д.).
2.8.2.3. Контроль режимов технологического процесса сварки, включая предварительный и сопутствующий подогрев, очистку слоев при многослойной сварке, соблюдение специальных приемов сварки (обратная ступенчатость, мягкие прослойки), заварку кратеров.
2.8.2.4. Промежуточный визуальный контроль, например, при многослойной сварке.
2.8.2.5. Промежуточный неразрушающий контроль сварного шва, например, просвечивание корневого шва при сварке трубопроводов высокого давления.
2.8.2.6. Контроль и испытание образцов-свидетелей.
2.8.2.7. Контроль режимов в процессе термообработки сварных соединений.
2.8. Контроль работы сварочного оборудования, в том числе соблюдение графика планово-предупредительных осмотров и ремонтов.
2.8.2.9. Контроль за ведением исполнительской документации. Нетрудно заметить, что операции, указанные в пп. 3.5; 3.6 и 3.7, не являются обязательными для всех организаций и предприятий. Например, на заводах металлоконструкций практически не применяется промежуточный неразрушающий контроль и термическая обработка сварных соединений.
2.8.3. ПРИЕМОЧНЫЙ КОНТРОЛЬ
Приемочный контроль законченного сварного соединения (сварной конструкции) включает:
2.8.3.1. Визуальный контроль (контроль внешним осмотром), при котором выявляются поверхностные дефекты сварного соединения (конструкции) или нарушения технологии, не являющиеся прямыми дефектами (например, шов не полностью очищен от шлака).
2.8.3.2. Контроль основных геометрических размеров как конструкции в целом, так и сварного шва (ширина, высота валика усиления).
2.8.4.3. Неразрушающий контроль сварных соединений и конструкций, включающий в себя большое количество методов и способов, основными из которых являются следующие.
2.8.3.4. Контроль сварных соединений на плотность керосином (керосиновая проба).
2.8.3.5. Контроль сварных соединений на плотность вакуумным методом (вакуумной тележкой).
2.8.3.6. Контроль проникающим излучением (рентгено- и гамма-графия).
2.8.3.7. Ультразвуковой контроль.
2.8.3.8. Магнитная дефектоскопия.
2.8.3.9. Капиллярные методы контроля, в том числе люминесцентная и цветная дефектоскопии.
2.8.3.10 Контроль твердости металла сварного шва и околошовной зоны (при термообработке).
2.8.3.11 Контроль плотности при помощи галоидных или гелиевых телеискателей.
2.8.3.12 Контроль плотности акустическимтелеискателем.
2.8.3.13. Гидравлическое или пневматическое испытание трубопроводов, сосудов, резервуаров, аппаратов на прочность и плотность.
2.8.3.14. Контроль с разрушением сварного соединения.
2.8.3.15. Механические испытания.
2.8.3.16. Металлографические испытания.
2.8.3.17. Специальные испытания, в том числе на межкристаллитную коррозию, на наличие ферритной фазы в аустените.
2.8.3.18. Контроль исполнительской документации, необходимость в перечисленных видах контроля, объем и периодичность выполнения контрольных операций зависят от вида сварных конструкций, их назначения и категории. Практически все виды контроля применяют при сварочных работах на трубопроводах I и II категорий, подведомственных Госгортехнадзору СССР. В значительно меньшем объеме осуществляется контроль при монтаже металлических конструкций каркасов промышленных зданий. Объем и методы контроля устанавливают нормативной и проектной документацией.
2.8.3.19 Визуально измерительный контроль: подвергаются все сварные соединения и наплавка под сварку для выявления трещин, наплывов и подрезов, пор и шлаковых включений, переломов осей соединяемых элементов, незаплавленных кратеров, западаний между валиками, несоответствий формы и размеров шва требованиям «Основных положений по сварке» и чертежей. Перед осмотром швы очищают от шлака и брызг. Внешний осмотр производят невооруженным глазом, а в сомнительных местах — с помощью лупы четырех-семикратного увеличения. Контроль внешним осмотром сварных соединений, подвергающихся термообработке, производят до и после ее проведения, так как при нагревании и последующем охлаждении могут раскрыться незамеченные до проведения термообработки дефекты. При внешнем осмотре сварных соединений пользуются нормальным и специальным мерительным инструментом (шаблонами, линейками и др.)
осмотр готовых изделий
внешним осмотром невооружённым глазом или с помощью лупы выявляют прежде всего дефекты швов в виде трещин ,подрезов пор ,свищей ,прожогов, наплывов ,не проваров в нижней части швов . многие из этих дефектов ,как правило не допустимы и подлежат исправлению .при осмотре выявляют также дефекты формы швов распределения чешуек и общий характер распределения металла в усилении шва
2.8.4Оборудование для ультразвуковой дефектоскопии
2.8.4.1Ультразвуковой дефектоскоп УД2301 используется для проведения неразрушающего контроля качества различных материалов, конструкций и изделий из металлов, композиционных материалов, стекла и пластика. Дефектоскоп позволяет обнаруживать различные внутренние дефекты, нарушения однородности изделий и конструкций, измерять толщины стенок с односторонним доступом к объектам контроля, проводить контроль качества сварных соединений.
Помимо контроля внутренних дефектов, прибор позволяет измерять с большой точностью толщину изделий, показать сигнал в виде В-сканов и проводить полный документальный контроль сохраняя результаты измерений в собственную память до 32 гигабайт.
2.8.4.2 Корпус прибора небольшого размера позволяет проводить измерения в ограниченном пространстве либо в труднодоступных участках. Заметно расширяет удобство работы с дефектоскопом четкий цветной дисплей, обладающий высоким разрешением 320*480 точек. Причем, нажатием одной кнопки можно изменить ориентацию дисплея на 90 градусов, получив 4 варианта ориентации на выбор для удобства настройки под себя и левше и правше.
2.8.4.3 Прибор производится в легком, прочном и эргономичном корпусе из ударопрочного пластика. Наружная поверхность корпуса защищена специальными резиновыми бамперами - бросить прибором об стену мы, конечно, не советуем, но в повседневном использовании это сильно увеличивает ударостойкость и надежность дефектоскопа.
Дефектоскоп УД2301 работает от аккумуляторов или батареек стандартного размера АА, что позволяет пользоваться прибором без риска остаться с разряженными батарейками в самый ответственный момент - в крайнем случае их можно купить в любом магазине, либо заблаговременно запастись нужным количеством аккумуляторов.
Дефектоскоп оснащен всеми функциями, которые должны быть в современном цифровом ультразвуковом дефектоскопе общего назначения: от дефектоскопии крупногабаритного литья до толщинометрии тонких изделий. Представители нашей компании с удовольствием помогут Вам выбрать вариант комплектации и проконсультируют по любым иным вопросам связанным с прибором. Мы готовы обучить Вас работе с дефектоскопом. Изготовитель готов разработать методики контроля изделий Вашей компании с использованием дефектоскопа, изготовить специализированные образцы и преобразователи.