Технология изготовления коробчатой балки

 

                                    Вибір зварювального автомата

Виходячи з умов зварювання, визначаємо вимоги до технічних характеристик автомата, а потім указуємо конкретну марку автомата.

Вихідні дані свідчать про те, що зварювання виконується в закритому приміщенні. По кліматичному виконанню й категорії розміщення повинен мати групу С.

При серійному виробництві можна вибрати універсальний автомат, хоча не виключається вибір і спеціального, якщо останній випускається.

Балка в процесі зварювання залишається нерухомою, що вимагає пересувного автомата. Т.я. довжина з'єднань 4, 5, 6 ,7 становить 6 м, то можливий вибір автомата з довжиною кабелю 10 м, а з'єднань 1, 2, 3 не перевищує 2 м,то довжина кабелю 5 м. 

Зварювання з'єднань 4, 5, 6, 7 пропонується виконувати із зовнішньої сторони балки в  добре провітрюваному приміщенні. З'єднання 1, 2, 3 виконуємо із внутрішньої сторони балки в тих же умовах.

Не обов'язковий вибір автомата із програмувальним режимом зварювання, тому що шов виконується безперервними швами постійного перерізу по всій довжині.

Для зварювання застосовується суцільний дріт марки Св – 08Г2С, що володіє достатньою твердістю. Тому можна вибрати автомат з однією парою роликів, що подають.

Отже, можна вибрати для з'єднань 1, 2, 3 автомат з номінальним струмом 400А и діапазоном діаметрів електродного дроту 1,4 - 4мм, для з'єднань 4, 5, 6, 7 - автомат з номінальним струмом 800А, і діапазоном діаметрів електродної поволоки 1.2 - 3мм.

Всім перерахованим вимогам задовільняють дані автомати:

1. АДГ - 400
2. АДФ – 1000

Виберемо автомат для зварювання в СО₂:

 

АДГ - 400 призначений для зварювання стикових і кутових з'єднань. Автомат має напрямні, які дозволяють виконувати прямолінійні шви до 2м. Щоб уникнути зміни швидкості зварювання від проковзування ведучих коліс напрямні посточені зубчастою рейкою зчепленої із провідним зубчастим колесом зварювального трактора.Особливістю автомата є наявність оригінального пристрою для випрямлення дроту, що забезпечує ступінь випрямлення, при якій можна відмовитися від ненадійних у роботі й швидкозношуючихся, а також складних у виготовленні струмопровідних мундштуків занурених в розділку.

Виберемо автомат для автоматичного зварювання під флюсом:

      АДФ-1000 зварювальний трактор застосовується в складі автомата для  дугового зварювання електродом, що плавиться, АДФ-1000 призначений для зварювання й наплавлення виробів з низьковуглецевих сталей під флюсом. Трактор являє собою самохідний пристрій, у якому подача зварювального дроту, переміщення й захист дуги відбувається автоматично по певній програмі. Трактор робить зварювання з'єднань встик з обробленням і без оброблення крайок, кутових швів похилим електродом, а так само напусткових швів.

          Шви можуть бути прямолінійними й кільцевими. У процесі роботи трактор пересувається по виробу або по покладеній на ньому напрямній лінійці. Зварювальний трактор комплектується джерелом ВДУ-1000. Зварювальний трактор має : 1. Плавне регулювання швидкості подачі електродного дроту (зварювального струму); 2. Плавне регулювання швидкості переміщення візка (швидкості зварювання); 3. Дистанційне включення й плавне регулювання зварювальної напруги; 4. Регулювання положення зварювальної головки:

- навколо вертикальної осі несучої колонки на кут 90 з фіксацією положення;

- навколо своєї поздовжньої осі на кут 45 з фіксацією положення;

- по вертикалі й горизонталі на 50 мм від середнього положення за допомогою двох гвинтових супортів; 5. Переміщення зварювальної головки в зборі із блоком керування, бункером і касетою уздовж несучої колонки з фіксацією положення; 6. Можливість зчеплення й розчіплювання коліс із приводом за допомогою зубчастої муфти; 7. Змінні провідні ролики й вкладиші в струмопроводі; 8. Конструкція бункера, що дозволяє візуально контролювати рівень  флюсу в бункері; 9. Систему відсмоктування залишків флюсу в бункер після зварювання.

 

Автомат	АДГ-400	АДФ-1000
Номінальна напруга, В	380	380
Номінальний зварювальний струм при ПВ=100%, А	400	1000
Межі регулювання варильного струму, А	200-500	250-1000
Діаметр електродного дроту, мм	1.2-4.0	3-6
Швидкість подачі електродного дроту, м/год	40-600	20-180
Швидкість зварювання, м/год	12-120	15-190
Маса трактора без електродного дроту, кг	60	145
Джерело живлення	ВДУ-400	ВДУ-1000

 

2.8 Розрахунок технологічної собівартості

1.) Розрахунок технологогічної собівартості автоматичного зварювання у вуглекислому газі (СО₂):

Технологічна собівартість при зварюванні включає в себе:

С_т= З_з.м.+ З_т.е.+ З_з.о.+ З_з.п.,

З_з.м.- витрати на зварювальний матеріал;

З_т.е. - витрати на технологічну елоктроенергію;

З_з.о.- витрати на зварювальне обладнання;

З_з.п.- витрати на зарплату основних працівників та ін.

 

 

 

 

 

 

1. Розраховуємо основний час зварювання:

t_з.в.= Lд.ш /V_зв = 1/36=0.027 год (100с)

L_д.ш – довжина шва = 1м;

V_зв – швидкість зварювання.

2. Розраховуємо витрати на зварювальні матеріали:

• Зварювальний дріт:

М_ед=К_вд(1+ψр)·L_д.ш·ρ·n·F_но·Vед·tзв=1,02· (1+0,1) ·1000·7,8·10^-3·1·17·           ·10^-4·85·100=126г=0,126 кг

К_вд – коефіцієнт витрат дроту = 1,02…1,03;

ψ_р – коефіцієнт втрат на розбризкування = 0,01…0,15;

F_но – площа наплавленого металу = 17 мм²;

ρ = 7,8·10^-3г/мм3

    З_е.д.=М_ед·Ц_е._д.= 0,126 ·14= 1.764 грн,

де  Ц_е.д. – ціна за 1 кг електродного дроту = 14 грн.

• Витрати на газ:

Q_зг=q_зг· t_зв =0,26·100=26 л,

З_з._г=Q_зг ·Ц_ег=26·1,5=39 грн,

де  Ц_з.г. – ціна  за 1 л захисного газу = 1,50 грн;

q_зг – витрати захисного газу.

3. Витрати на технологічну електроенергію:

W_т.е=(U_зв·I_зв·t_зв)/ŋ_u+P_х· (t_зв/К_и–t_зв)=(30,2·324·100) · 10^-3/0,75+ +0,35(100/0,55-100)=1306 Вт=1,3кВт,

де – P_х  потужність холостого ходу джерела живлення = 0,35…0,50;

 ŋ_u - ККД джерела живлення;

К_и – коефіцієнт використання зварювального обладнання = 0,6…0,75

З_т.е= W_т.е ·Ц_ее=1,3·0,44=0,57 грн,

де – Ц_е.е ціна за 1 кВт електроенергії =0,44 грн;

4. Витрати на зварювальне обладнання:

З_з.о= (К_р +НА)/Ф_д · t_зв/К_и ·Ц_зв=(0,15+0,24)/1820 ·0.027/0,55·6000=0,063 грн,

де – Ц_з._о. – ціна за обладнання = 6000 грн;

 К_р – коефіцієнт витрат на ремонт = 0.15…0.2;

 НА – норма амортизаційних відчислень = 0.24…0.34);

 Ф_д – дійсний річний фонд роботи обладнання = 1820год;

5. Витрати на заробітну плату працівників:

З_з.п=К_д· t_зв /К_и· Ч_гт =1,1·0.027/0,55·20=1,08 грн,

де – Ч_гт – година тарифікація = 20 грн /год;

 К_д – коефіцієнт доплат = 1,1…1,3;

 

С_т= З_з._м.+ З_т._е.+ З_з._о.+ З_з.п. = 40.764+0,57 +0,063+1,08= 42,47 грн.

 

 

2.) Розрахунок технологогічної собівартості автоматичного зварювання під флюсом (АФ):

Технологічна собівартість при зварюванні включає в себе:

Ст= З_з.м.+ З_т.е.+ З_з.о.+ З_з._п.,

З_з.м.- витрати на зварювальний матеріал;

З_т.е. - витрати на технологічну елоктроенергію;

З_з.о.- витрати на зварювальне обладнання;

З_з.п.- витрати на зарплату основних робочих і др.

1. Розраховуємо основний час зварювання:

t_з.в.= L_д.ш /V_зв = 1/19.4=0.051 год (185с)

L_д.ш – довжина шва = 1м;

V_зв – швидкість зварювання.

2. Розраховуємо витрати на зварювальні матеріали:

• Зварювальний дріт:

М_ед=К_вд(1+ψр) ·L_д.ш·ρ·n·F_но·V_ед·t_зв=1,02· (1+0,1) ·1000·7,8·10^-3·1·72·10^-4 ·35,05·164= 0,128 кг

К_вд – коефіцієнт витрат дроту = 1,02…1,03;

ψ_р – коефіцієнт втрат на розбризкування = 0,01…0,15;

F_но – площа наплавленого металу =17мм²;

ρ = 7,8·10^-3 г/мм3

    З_е.д.=М_ед·Ц_е.д.= 0,128·14= 1,792 грн,

де  Ц_е.д. – ціна за 1 кг електродного дроту = 14 грн.

 

• Витрати на зварювальний флюс:

М_ф = К_ф·М_ед =1.2·0,128 =0,153 кг,

З_з.ф=М_ф ·Ц_ф=0,153·12=1,83 грн,

де - Ц_ф ціна за 1 кг флюсу = 12 грн.

3. Витрати на технологічну електроенергію:

W_т.е=(U_зв·I_зв·t_зв)/ŋ_u+P_x· (t_зв/К_и–t_зв)=(36,63·731,85·0.051) · 10^-3/0,8 +0,35(0.051/0,50-0.051)=1,749 кВт,

де – P_x  потужність холостого ходу джерела живлення = 0,35…0,50;

 ŋ_u- ККД джерела живлення;

К_и – коефіцієнт використання зварювального обладнання = 0,50…0,65

З_т.е= W_т.е ·Ц_ее=1,749·0,44=0,76 грн,

де – Ц_ее ціна за 1 кВт електроенергії =0,44 грн;

4. Затрати на зварювальне обладнання:

З_з.о=(К_р+НА)/Ф_д·t_зв/К_и·Ц_зв=(0,15+0,24)/1820·0.051/0,50·20000=0,43 грн

де – Ц_з.о. – ціна за обладнання = 20000 грн;

 К_р – коефіцієнт витрат на ремонт = 0.15…0.2;

 НА – норма амортизаційних відчислень = 0.24…0.34);

 Ф_д – дійсний річний фонд роботи обладнання = 1820год;

 

5. Витрати на заробітну плату працівників:

З_з.п=К_д· t_зв /К_и· Ч_гт =1.1·0.051/0.50·20=2,24 грн,

де – Ч_гт – година тарифікація = 20 грн /год;

 К_д – коефіцієнт доплат = 1,1…1,3;

 

С_т= З_з.м.+ З_т.е.+ З_з.о.+ З_з.п. =3.622+0,43+0,38+2,24=6.67грн.

2.9 Прийняття кінцевого рішення

Зробивши розрахунок технологічної собівартості кожного способу зварювання, можна однозначно зупинити свій вибір способу зварювання на автоматичному зварюванні під флюсом. При розрахунках собівартості вийшло, що автоматичне зварювання під флюсом у 6,3 рази дешевше, ніж автоматичне зварювання у вуглекислому газі. Також АФ має в 2,5 рази більшу продуктивність у порівнянні зі зварюванням в СО_2.

Перевага автоматичного зварювання під флюсом:

• Якісне формування шва (чиста, гладка, блискуча поверхня шва);
• Відсутність розбризкування і набризкування електродного металу;
• Непотрібне використання світлофільтрів, щитків або масок, оскільки дуга закрита;
• Висока продуктивність;
• Менша кількість шкідливих аерозолів у порівнянні з автоматичним зварюванням у вуглекислому газі.

Перевага автоматичного зварювання у вуглекислому газі:

• Простота у навчанні зварника;
• Низька вартість захисного газу.

 

Отже, кінцевий вибір – це автоматичне зварювання під флюсом (АФ) !

 

 

2.10 Нормування зварювальної операції

Автоматичне зварювання під флюсом (АФ).

1. Розрахуємо загальний час зварювання:

    Т_зв.= t_з.в. ·L_ш=0.051·34=1.73 год (6242с)

 

2. Розраховуємо загальні витрати на зварювальні матеріали:

Зварювальний дріт:

    З_е.д.заг= З_е.д. · L_ш = 1.792·34= 60,92 грн,

Витрати на зварювальний флюс:

    З_з.ф.заг = З_з.ф. · Lш=1.83·34=62,22 грн,

 

3. Загальні витрати на технологічну електроенергію:

    З_т.е.заг= З_т.е. · L_ш=0,76·34=25,84 грн,

4. Загальні витрати на зварювальне обладнання:

  З_з.о.заг = З_з.о. · L_ш=0,43·34 =14.62 грн ,

5. Загальні витрати на заробітну плату працівників:

    З_з.п.заг= З_з.п. · L_ш=2,24·34=76.16грн,

Отже, загальна технологічна собівартість при зварюванні буде такою:

С_т.заг = З_з.м.заг+ З_т.е.заг+ З_з.о.заг+ З_з.п.заг,

С_{т заг} =123.14+25,84+14.62+76.16= 239,76 грн.

 

 

2.11 Висновки

В даній курсовій роботі ми ознайомилися з розробкою технологій зварювання плавленням. Виконали поставлені задачі даної курсової роботи:

• Виконали конструкторсько – технологічний аналіз виробу та визначили, що вид зварного з’єднання – таврове з’єднання, вид шва – кутовий шов.
• Розрахували зварюваність основного металу і визначили, що метал до холодних та до гарячих тріщин не схильний.
• Вибрали спосіб зварювання – автоматичне зварювання під флюсом (АФ). Для нього підібрали флюс – АН–47 та дріт – Св–10ГС.
• Вибрали тип підготовки кромок із ГОСТу 8718–79,  тип шва – Т₁.
• Виконали розрахунок режимів зварювання і отриманні дані занесли до технологічної карти.
• Вибрали зварювальне обладнання, для АФ зварювальний автомат АДФ–1000 та випрямляч ВДУ–1000.
• Виконали розрахунок технологічної собівартості.
• Ухвалили кінцеве рішення – краще за все використати автоматичне зварювання під флюсом (АФ).