1.5 Анализ технического задания

В данном дипломном проекте требуется произвести сборку секторного отвода. Чертеж приведен на листе графического исполнения 1.

Проанализировав техническое задание, свойств материала рассчитав массу изделия можно сделать следующие выводы:

- так как производство массовое, то необходимо стремиться к тому, чтобы основное время было меньше или сопоставимо с подготовительным временем, что достигается применением средств механизации, автоматизации.

- применение плазменной сварки даёт возможность полной автоматизации процесса и значительно увеличивает производительность.

- для обработки данного изделия, необходимо: средства механизации для перемещения оборудования и заготовок, устройство вращения для сварки кольцевых швов.

- толщина материала 14 мм, то необходимо применять подкладки или сварку проводить с двух сторон. Применение подкладок помешает дальнейшему монтажу.

- потребуется контроль за дефектами в сварном шве.

- для осуществления автоматизации процесса сварки, необходимо разработать алгоритм функционирования комплекса с целью дальнейшего программного обеспечения.

2. РАСЧЕТ РЕЖИМОВ СВАРКИ, ВЫБОР ОСНОВНОГО И

ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

2.1 Расчет режимов процесса сварки

Для определения мощности ПС данного материала можно воспользоваться следующими формулами (расчет производился в компьютерной программе «MathCAD»):

Для расчёта скорости сварки

(1)

(2)

(3)

(4)

Для определения теплофизической модели источника и КПД

(5)

(6)

Для определения КПД

(7)

(8)

(9)

Для определения мощности установки

(10)

(11)

(12)

(13)

(14)

(15)

(16)

Для расчета необходимы теплофизические данные свариваемого материала. При плазменной обработке коэффициент поглощения А равен 0,9.

Сварка осуществляется по механизму глубокого проплавления на глубину 10 мм. Диаметр пятна d_п и плотность мощности задается. В процессе сварки реализуется распределённый источник нагрева.

Результаты расчета приведены в таблице 2.1.

Результаты расчета технологического

режима процесса сварки Таблица 2.1

Параметры	Значения
Скорость сварки(Vсв,м/с)	0,008
Время сварки (tсв., с)	0,335
Тепловое КПД (η, %)	86
Мощность плазматрона (Р, кВт)	2,4

2.2 Выбор основного оборудования

Основываясь на полученные энергетические данные расчета режима сварки ( Р_у = 4,5 кВт), выбираем плазменную установку– «Tetrix 400 Plasma» с горелкой PTW 400 c диапазоном регулировки Uраб от 10 до 30 вольт и I = 5-400 ампер (табл. 2.2, рис.2.1). Диаметр сопла 2 мм, значение рассчитанной нами мощности ( Р_у = 4,5 кВт) входит в диапазон мощностей данной установки (1- 12 кВт).

Tetrix 400 Plasma

Рис.2.1.

Технические характеристики плазменной

установки Tetrix 400 Plasma Таблица 2.2

Технические характеристики	Тип плазменной установки
	Tetrix 400 Plasma
Номинальный сварочный ток, А	400 (ПВ=100%)
Пределы регулирования сварочного тока, А	5-400
Номинальное рабочее напряжение, В	10-30
Номинальное напряжение холостого хода, В	100
Плазмообразующий и защитный газ	Ar,He,CO2
Расход, л/ч
-плазмообразующего газа	50-260
-охлаждающей воды	500-1500
Управление и регулировка	Синергетическое управление
Сеть, В	380
Габариты (ДxШxВ), мм.	890x500x1040
Масса, кг	137

Основные преимущества плазменной установки Tetrix 400 Plasma:

1. инверторный источник питания для плазменной сварки;

2. передвижной с водяным охлаждением;

3. синергетическое управление;

4. точная настройка расхода газов на ротаметре;

5. 256 программ и 16 программируемых операций

6. цифровая индикация сварочного напряжения, тока и других параметров сварки;

7. регулируемый параметр: Скорость подачи проволоки (0,1 – 9,9 м/мин), ступенчатая подача проволоки, 2-тактный, 4-тактный режимы, обратный ход проволоки;

8. стабилизация расстояния между плазмотроном и свариваемой заготовкой в процессе сварки – автоматическая (система позиционирования и слежения по стыку GMD) (рис.2.2) [2].

Система позиционирования и слежения по стыку

Рис.2.2

Т.к. заготовки изготовлены из стали 09Г2С, то нет необходимости в применении защитного газа. В качестве плазмообразующего газа целесообразно использовать углекислый газ. Подача плазмообразующего газа производится из газового баллона емкостью 40 л. Объём рабочего газа в баллоне 5600 л.

При расходе газа 2,5 л/мин, при заданном рабочем объеме газа в баллоне и при соблюдении нормы по давлению остаточного газа 5-6 атм., необходимо производить замену баллона каждые 30 часов работы.