Технология сварки изделия «Дуга передка»

Сварка плавящимся электродом в среде защитных газов нашла широкое применение в промышленности. По сравнению с другими способами , сварка в защитных газах обладает рядом преимуществ: высокое качество сварных соединений на разнообразных металлах и сплавах различной толщины; возможность сварки в различных пространственных положениях; возможность визуального наблюдения за образованием шва; отсутствие операций по засыпке флюса и уборке флюса и удалению шлака; высокая производительность и легкость механизации и автоматизации; низкая стоимость при использовании активных защитных газов. К недостаткам способа по сравнению со сваркой под флюсом относится необходимость применения защитных мер против световой и тепловой радиации дуги. В качестве защитных газов применяют инертные (аргон и гелий) и активные (углекислый газ, водород, кислород и азот) газы, а также их смеси (Ar+He, Ar+CO₂, СO₂+O₂, Ar+O₂ и др.). При сварке в защитных газах плавящимся электродом дуга горит между электродной проволокой, подаваемой с  катушки и деталью. Таким образом, присадочный металл является одновременно и электродом, дуга горит открыто, и за сварочной ванной можно наблюдать. Процесс сварки отличается большой производительностью поскольку способ подвода тока обеспечивает большую токовую нагрузку на электрод (около100А/мм²), благодаря чему повышается производительность расплавления.

Анализируя все преимущества и  недостатки перечисленных выше видов  сварки по производительности, качеству сварного шва, наглядности протекания сварочных процессов в сварочной  ванне, возможности механизации,  экономической эффективности, отсутствие операций по удалению шлака и возможности сварки в различных пространственных положениях выбираем метод сварки плавящимся электродом в среде защитных газов.

Технологическими преимуществами названного вида сварки являются относительная  простота процесса сварки, возможность полуавтоматической и автоматической сварки швов, находящихся в различных пространственных положениях, что позволяет механизировать сварку в различных пространственных положениях, в том числе неповоротных стыков труб. Небольшой объем шлаков, участвующих в процессе сварки в СО₂, позволяет в ряде случаев получить швы высокого качества.

3.6 Защитная среда

 Для сварки низкоуглеродистых  сталей применять дорогие и  дефицитные газы экономически  нецелесообразно.     

 При сварке низкоуглеродистых сталей для защиты расплавленного электродного металла и металла сварочной ванны используют углекислый газ. Также в качестве защитных газов находят применения смеси углекислого газа с кислородом (до 30%). Добавки кислорода, увеличивая окисляющее действие газовой среды на расплавленный металл, позволяют уменьшать концентрацию легирующих элементов в металле шва. Это иногда необходимо при сварке низколегированных сталей.  Кроме того, несколько уменьшается разбрызгивание расплавленного металла, повышается его жидкотекучесть. Связывая водород, кислород уменьшает его влияние на образование пор. Недостаток сварки в среде 100% углекислого газа - большое разбрызгивание, сварочные брызги засоряют газовое сопло, прилипая к торцу наконечника, вызывают его приплавление к сварочной проволоке.

В качестве защитной среды при сварке изделия выбираем смесь  углекислого  газа с кислородом.

3.7. Выбор сварочной проволоки. 

При выборе сварочной проволоки  руководствуются химическим составом материала проволоки. Т. е. по химическому составу сварочная проволока должна, на сколько это возможно, соответствовать химическому составу основного материала.

Сварочная проволока, предназначенная  для сварки низкоуглеродистых сталей, регламентируется ГОСТ 2246-70.

Рассмотрим сварочные проволоки марки Св-08Г2С и Св-08ГС определенные ГОСТом как сварочные материалы для сварки низкоуглеродистых сталей.

Таблица 1. Химический состав сварочной проволоки Св08ГС.

С углерод	Si кремний	Mn марганец	Cr хром	Ni никель	S сера	Р фосфор
<0,1	0,4…0,7	0,8…1,1	<0,1	<0,25	<0,025	<0,03

Таблица 2. Химический состав сварочной проволоки Св08Г2С.

С углерод	Si кремний	Mn марганец	Cr хром	Ni никель	S сера	Р фосфор
0,05…0,11	0,7…0,95	1,8…2,1	<0,2	<0,25	<0,025	<0,03

Сравнивая химические составы, находим, что химический состав проволоки Св08Г2С имеет больший процент содержания легирующих элементов кремния и марганца. Названные элементы способствуют раскислению металла шва. Раскисление шва, в свою очередь защищает металл от кислорода и водорода. Также, по техническим условиям по применению, проволока  Св08Г2С применяется для сварки сталей с содержанием углерода 0,21…0,25% в среде углекислого газа, обеспечивает необходимые механические свойства металла шва и высокую стойкость его против образования пор и кристаллизационных трещин.

3.8 Выбор электротехнического сварочного  оборудования.

Сварочная установка для механизированной сварки состоит из источника питания, сварочного аппарата и механизмов относительного перемещения сварочной аппаратуры и изделия.

Рассмотрим несколько видов сварочного оборудования на предмет применения их в проектируемом технологическом процессе.

Полуавтомат сварочный типа ПДГ-312. Полуавтоматы этой серии предназначены  для сварки низкоуглеродистых и  низколегированных сталей плавящимся электродом в среде углекислого газа, во всех пространственных положениях, кроме потолочного. Полуавтомат ПДГ-312 должен быть использован в умеренном и холодном климате.

Таблица 3. Технические характеристики полуавтомата ПДГ-312.

Наименование параметра	Значение параметра
Номинальный сварочный ток, А Диаметр электродной проволоки, мм. Скорость подачи электродной проволоки, м/ч. Напряжение питающей сети, В Пределы регулирования сварочного тока, А	315 1,0…1,4 75…960 380 40…400

 

Полуавтомат сварочный типа ПШ-112. Полуавтомат универсальный, предназначен для сварки самозащитной порошковой проволокой, а также может быть переоборудован для сварки в среде углекислого газа сплошной проволокой. Отличительной особенностью рассматриваемого полуавтомата является наличие программного устройства в блоке управления, которое обеспечивает программирование линейной зависимости сварочного тока при изменении технологических данных (марки электродной проволоки, ее диаметра, режима сварки и т. д.).

Таблица 4. Технические характеристики полуавтомата ПШ-112.

Наименование параметра	Значение параметра
Номинальный сварочный ток, А Диаметр электродной проволоки, мм. Скорость подачи электродной проволоки, м/ч. Напряжение питающей сети, В Пределы регулирования сварочного тока, А	500 1,6…3,2 75…750 380 60…550

Полуавтомат сварочный «Дуга 315». Аппарат предназначен для сварки изделий из алюминия и его сплавов толщиной 2…14мм., низкоуглеродистых и среднеуглеродистых сталей толщиной 0,8…1,6мм. в среде защитного газа плавящимся электродом в любых положениях, кроме потолочного.

Таблица 5. Технические характеристики полуавтомата «Дуга 315».

Наименование параметра	Значение параметра
Номинальный сварочный ток, А Диаметр электродной проволоки, мм. Скорость подачи электродной проволоки, м/ч. Напряжение питающей сети, В Пределы регулирования сварочного тока, А	315 0,6…2,0 120…960 380 50…410

 

Рассматривая представленные характеристики полуавтоматов, делаем вывод. У полуавтомата ПШ-112 минимальный диаметр электродной проволоки 1,6мм. Диаметр электродной проволоки необходимый для сварки каркаса двери составляет 1,2мм. Т. е полуавтомат ПШ-112 не подходит по диаметру электродной проволоки.

Сварочный полуавтомат «Дуга 315»  является универсальным, а значит более дорогим. Также диапазон толщины свариваемых недостаточен.

На основании проведенного сравнительного анализа выбираем полуавтомат ПДГ-312.

Следующий этап выбора сварочного оборудования – это выбор источника питания.

Источник питания сварочной дуги должен, с одной стороны, обладать свойствами, обеспечивающими необходимые технологические требования, предъявляемые к конкретному сварочному процессу, а с другой стороны, как и каждое электротехническое устройство, обеспечивать номинальные электрические параметры (ток, напряжение, мощность и т. д.) в заданных условиях эксплуатации (температура, влажность, давление и т. д.), а также отвечать современной эстетике.

Для сварочного аппарата ПДГ-312, в качестве источника питания применим сварочный выпрямитель.

Выпрямитель сварочный ВД-502-2-У3. Данный выпрямитель предназначен для ручной дуговой сварки. Крутопадающая внешняя  характеристика выпрямителя обеспечивается изменением магнитного состояния дросселя насыщения, включенного между трансформатором и выпрямительным блоком. Увеличение тока намагничивания приводит к увеличению сварочного тока нужной степени, и наоборот. Выпрямитель снабжен стабилизатором напряжения, который обеспечивает постоянное значение выходного напряжения при колебаниях сети.

Таблица 6. Технические характеристики выпрямителя ВД-502-2У2.

Наименование параметра	Значение параметра
Номинальный сварочный ток, А Диапазон регулирования сварочного тока, А Напряжение, В:                      холостого хода                      номинальное рабочее Потребляемая мощность, кВ А	500 50…500   80 40 42

 

Выпрямитель ВДУ-506. Рассматриваемый  выпрямитель предназначен для ручной однопостовой дуговой сварки, автоматической сварки под флюсом и механизированной сварки в среде защитного газа в различных пространственных положениях. Выпрямитель обеспечивает плавное дистанционное регулирование сварочного тока, выходного напряжения и его стабилизацию при колебаниях напряжения в сети. Также выпрямитель имеет современную аварийную защиту, как от коротких кратковременных замыканиях, так и от различных перегрузок, а также снабжен емкостным фильтром для снижения уровня радиопомех.

Анализируя представленные характеристики выпрямителей, принимаем к применению в проектируемом технологическом  процессе выпрямитель ВДУ-506.

Таблица 7. Технические характеристики выпрямителя ВДУ-506.

Наименование параметра

Значение параметра

Номинальный сварочный ток, А Диапазон регулирования сварочного тока, А                      для падающей характеристики                      для жесткой характеристики Напряжение, В:                      холостого хода                      номинальное рабочее для падающей                      характеристики                     номинальное рабочее для жесткой                     характеристики Диапазон регулирования рабочего напряжения, В                      для падающей характеристики                      для жесткой характеристики Потребляемая мощность, кВ А

500   50…500 60…500   80   46   50   22…46 18…50 40

 

3.9 Приспособление.

Для изготовления сварных конструкций высокого качества требуется правильная сборка деталей свариваемого изделия, т. е. их правильная взаимная установка и закрепление.

Процесс сборки сварного изделия состоит  из ряда последовательных операций. Прежде всего, требуется подать детали, из которых собирается изделие, к месту сборки. Затем необходимо установить эти детали в сборочном приспособлении. В этом положении детали должны быть закреплены, после чего их сваривают. В нашем случае подача и установка деталей изделия в стенде производится вручную (детали имеют небольшой вес). Для зажима деталей в приспособлении выбираем механические прижимы. Механические  прижимы выбраны по причине того, что детали изделия имеют достаточно большую жесткость, а при изготовлении их полученные размеры имеют большой допуск. Положение детали в приспособлении задано установочными элементами и чтобы зажать деталь должным усилием потребуются незначительные усилия. Поэтому способ зажима деталей выбран механическим.

3.10 Контроль качества сварного соединения

Под техническим контролем понимается проверка соответствия объекта установленным нормам техническим требованиям.

Основным назначением технического контроля на промышленном предприятии  является недопущение брака и  систематическая проверка технических  и технологических элементов производства, конструкторских и технологических параметров изделия, направленная на обеспечение точного соответствия этих элементов и параметров установленным стандартам и техническим условиям выпускаемой предприятием продукции.

Объектами технического контроля являются предметы труда (продукция основного и вспомогательного производства в виде изделий, материалов, технической документации), средства труда (оборудование промышленных предприятий)  и трудовые процессы.

Объектами контроля, применительно к данному дипломному проекту, является техническая документация, материалы, процесс сборки и сварки и законченная продукция.

Контрольные операции, выполняемые  ручным способом,  связанны со значительными  затратами времени, часто не обеспечивают требуемой точности измерений. Поэтому  в сварочном производстве широко применяются автоматизированные и механизированные способы контроля.

Виды технического контроля классифицируются по ряду направлений.

По участию в производственном процессе контроль делится на: входной, операционный и приемочный.

По степени охвата объектов контролем  различают контроль: сплошной и выборочный.