Производство и монтаж сварных конструкций

 

Шов У6- угловое соединение, двухстороннее, со скосом одной кромки (рисунок 14).

 

 

 

 

               а                                                 б

а - поперечное сечение шва; б - конструктивные элементы сварного шва

Рисунок 14- Форма поперечного сечения  шва У6 и его конструктивных элементов

Шов Т1- тавровое соединение, одностороннее, со скосом  одной кромки (рисунок 14).

 

 

 

 

                  а                                                           б

а - поперечное сечение шва; б - конструктивные элементы сварного шва

Рисунок 14- Форма поперечного сечения  шва Т1и его конструктивные элементы

Шов Н1 - нахлесточные соединение, одностороннее, без скоса кромок (рисунок15).

 

 

                    

                      а                                                             б

а - поперечное сечение шва; б - конструктивные элементы сварного шва

Рисунок15- Форма поперечного сечения  шва.

 

После определения  вариантов сварных соединений, приступаем к непосредственному расчету параметров.

- Применяется  постоянный ток обратной полярности.

- Диаметр  электрода - d_э = 1,6 мм

 

- Сила  тока:

I_св = (100÷200) d_э = (100÷200)*1,6 = (160÷320)А                    (5.1)

 

Принимается I_св = 240 А

- Напряжение  дуги:

U_д = 15+(4÷10) d_э = 15+(4÷10)*1,6 = (21,4 ÷31)В  (5.2)

 

Принимается U_д = 26 В

- Вылет  электрода:

L_min = 5+5d_э = 5+5*1,6 = 13(мм)  (5.3) L_max = 10+10d_э = 10+10*1,6 = 26(мм)  (5.4)

 

Вылет это расстояние от конца токоподводящего  наконечника до изделия.

Оптимальный вылет принимается как средние  между максимальным и минимальным вылетом, так образом L = 20 мм.

- Расход  углекислого газа:

Qco₂ = 1,125 = 1,125* = 17,4 л/мин  (5.5)

 

- Плотность  тока:

j = = = 119,43119 А/мм²  (5.6)

- Коэффициент  потерь на угар и разбрызгивание:

 

Ψ = 4,72+0,176j-0,000448j² = 19 %                                   (5.7)

- Коэффициент  наплавки:

 

α_н = 11,6(1- Ψ/100) =  9,396 г/А*ч  (5.8)

 

- Расстояние  от сопла до изделия:

 

L_min = 4+17* d_э/3 = 4+17*1,6/3 = 17 (мм)  (5.9)

 

L_max = 6+26* d_э/3 = 6+26*1,6/3 = 19,925 (мм)                    (5.10)

 

Оптимальное расстояние находиться как средние  между максимальным и минимальным  и составляет L = 4221 мм.

- Эффективная  мощность:

 

q_эф = 0,24*I*U*η = 0,24*240*26*0,75 = 1123 кал/сек          (5.11)

 

где η – эффективный КПД процесса(0,75-для полуавтоматической сварки)

- Скорость  подачи проволоки:

 

                 υ_п.п = = 4*9,396* 240/3,14*2,56*7,85=143 (м/ч) (5.12)

 

      - Общая площадь поперечного сечения наплавленного металла:

 

Fн=К²/2, (мм)                                              (5.13)

 

Fн=5*5/2=12,5 (мм)

 

       - Количество проходов:

n= Fн/ Fмах,                                              (5.17)

 

        где Fмах - максимальная площадь сечения шва за один проход, Fмах=32 мм² ( площадь шва от однопроходной сварки в среде углекислого газа с катетом 4мм)

      Fн - общая площадь поперечного сечения наплавленного металла;

 

n=12,5/32=0,4,

      при катете 5 мм количество проходов n=1.

      при катете 6 мм количество проходов n=1.

      при катете 8 мм количество проходов n=1.

- Скорость  сварки:

=                                                    (5.18)

 

== 8,98 9 м/ч.

- Глубина  проплавления:

Нпр=0,0165* ₌0.0165* 0,54(см)          (5.13)

  Полученные данные сводятся в  таблицу: 

 

Таблица 5.1

      Параметры режима постановки прихваток в среде СО₂

К, мм	dэ, мм	Полярность, Род тока	Количество проходов	Iсв, А	Uд, В	Lвыл.э.,мм	Qco2,л/мин	αн, г/А*ч	υп.п, м/ч	, м/ч
5	1,6	Обратная, постоянный	1	240	26	20	17,4	9,396	143	9
6	1,6	Обратная, постоянный	1	240	26	20	17,4	9,396	143	9
8	1,6	Обратная, постоянный	1	240	26	20	17,4	9,396	143	9

 

 

5.2 Расчет режима полуавтоматической  сварки в среде углекислого  газа для стыковых, угловых и  нахлесточных соединений

 

 Сварка производиться в среде защитных газов, а именно в среде углекислого газа, сварочной проволокой Св08Г2С, полуавтоматом фирмы Telmig (технические характеристики смотреть в приложении А).

Производиться сварка соединений: угловых, тавровых, стыковых, нахлесточных соединений, примеры которых изображены на рисунках 18-22.

Шов С8-стыковое соединение, одностороннее, со скосом одной кромки (рисунок18).

 

 

 

а - поперечное сечение шва; б - конструктивные элементы сварного шва

Рисунок 18- Форма поперечного сечения шва С8 и его конструктивных элементов

 

Шов У6- угловое соединение, двухстороннее, со скосом одной кромки (рисунок 19).

 

 

 

 

               а                                                 б

а - поперечное сечение шва; б - конструктивные элементы сварного шва

Рисунок 19- Форма поперечного сечения шва У6 и его конструктивных элементов

Шов Т1- тавровое соединение, одностороннее, со скосом  одной кромки (рисунок 20).

 

 

 

 

                  а                                                           б

а - поперечное сечение шва; б - конструктивные элементы сварного шва

Рисунок 20- Форма поперечного сечения шва Т1и его конструктивные элементы

 

Шов Н1 - нахлесточные соединение, одностороннее, без скоса кромок (рисунок 21).

 

 

                    

                      а                                                             б

а - поперечное сечение шва; б - конструктивные элементы сварного шва

Рисунок 21- Форма поперечного сечения шва.

 

После определения  вариантов сварных  соединений, приступаем к непосредственному расчету параметров.

    

- Применяется  постоянный ток обратной полярности.

- Диаметр  электрода - d_э = 2 мм

- Сила  тока:

I_св = (100÷200) d_э = (100÷200)*2 = (200÷400)А             (5.14)

 

Принимается I_св = 300 А

 

- Напряжение  дуги:

U_д = 15+(4÷10) d_э = 15+(4÷10)*2 = (23 ÷35)В          (5.15)

Принимается U_д = 28,5 29 В

 

- Вылет  электрода:

 

L_min = 5+5d_э = 5+5*2 = 15(мм)                           (5.16)

L_max = 10+10d_э = 10+10*2 = 30(мм)                       (5.17)

 

Вылет это расстояние от конца токоподводящего  наконечника до изделия.

Оптимальный вылет принимается как средние  между максимальным и минимальным вылетом, так образом L = 22,5 23 мм

 

- Расход  углекислого газа:

 

Qco₂ = 1,125 = 1,125* = 19, 5 л/мин (5.18)

 

- Плотность  тока:

j = = = 95, 596 А/мм² (5.19)

 

- Коэффициент  потерь на угар и разбрызгивание:

 

Ψ = 4,72+0,176j-0,000448j² = 25,7 26% (5.20)

 

- Коэффициент  наплавки:

α_н = 11,6(1- Ψ/100) = 8,584 г/А*ч (5.21)

 

- Расстояние от сопла до изделия:

 

L_min = 4+17* d_э/3 = 4+17*2/3 = 19 (мм)             (5.22)

 

L_max = 6+26* d_э/3 = 6+26*2/3 = 28 (мм)             (5.23)

 

Оптимальное расстояние находиться как средние  между максимальным и минимальным  и составляет L = 23,5 мм

 

- Эффективная  мощность:

 

q_эф = 0,24*I*U*η = 0,24*300*29*0,75 = 1566 кал/сек (5.24)

 

где η – эффективный КПД процесса

- Скорость  подачи проволоки:

 

υ_п.п = = 4*8,584*300/3,14*4*7,85=104 (м/ч) (5.25)

 

- Общая площадь поперечного  сечения наплавленного металла:

 

Fн=К²/2, (мм)                                              (5.25)

 

Fн=5*5/2=12,5 (мм)

 

       - Количество проходов:

 

n= Fн/ Fмах,                                              (5.26)

 

        где Fмах - максимальная площадь сечения шва за один проход, Fмах=32 мм² ( площадь шва от однопроходной сварки в среде углекислого газа с катетом 4мм)

        Fн - общая площадь поперечного сечения наплавленного металла;

 

n=12,5/32=0,4,

 

      при катете 5 мм количество проходов n=1.

      при катете 8 мм количество проходов n=1.

      при катете 10 мм количество проходов n=3.

при катете 14 мм количество проходов n=3.

при катете 20 мм количество проходов n=6.

Стыковые  соединения варить до 4 проходов включительно, если не указано иное количество проходов в технологической карте.

Нестандартные №22 количество проходов n=8.

Нестандартный №23 количество проходов n=5.

Нестандартный №27 количество проходов n=10.

Остальные нестандартные швы варят по аналогии с номерами 22,23,27.

- Скорость  сварки:

=                                                    (5.27)

 

== 10,25 10 м/ч.

 

- Глубина  проплавления:

 

Нпр=0,0165* ₌0.0165* 0,656(см)          (5.28)

 

 

 

 

 

Таблица 5.2

      Параметры режима полуавтоматической сварки в среде СО₂

К, мм	dэ, мм	Полярность, род тока	Количество проходов	Iсв, А	Uд В	Lвыл.элмм	Qco2,л/мин	αн, г/А*ч	υп.п, м/ч	, м/ч
5	2	Обратная, постоянный	1	300	29	23	19,5	8,584	104	10
8	2	Обратная, постоянный	1	300	29	23	19,5	8,584	104	10
10	2	Обратная, постоянный	3	300	29	23	19,5	8,584	104	10
14	2	Обратная, постоянный	3	300	29	23	19,5	8,584	104	10
20	2	Обратная, постоянный	6	300	29	23	19,5	8,584	104	10
Нестандартные №22-27	2	Обратная, постоянный	8-10	300	29	23	19,5	8,584	104	10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6 Нормирование технологического процесса

 

Нормирование  – это процесс определения  технически обоснованной нормы времени, необходимой для выполнения конкретной технологической операции. Получаемая в результате норма времени используется для многих целей: правильного распределения и кооперирования труда, расчета количества рабочих мест, оценки эффективности труда, расчета его оплаты и организации его материального стимулирования. В машиностроении используют три метода определения нормы времени:

1. По типовым нормам;
2. Экспериментальный;
3. Аналитический расчетный.

Некоторая сложность процесса нормирования заключается  в трех основных элементах:

1 –  Недостаточное знание тех переходов  (отдельных действий), из которых  складывается данная технологическая  операция;

2 –  Распыленность сведений об уже  разработанных нормативах времени  на отдельные переходы технологических  операций;

3 –  Бытующая еще путаница в структуре  технической нормы.

Первое  осложнение преодолевается просто: углубленным  изучением технологического процесса данного производства по литературным источникам, и, особенно, путем более рационального использования времени, отведенного на практику.

Преодолеть  второе осложнение позволит тот справочный материал, который приводится в данном указании.

И, наконец, о третьем осложнении внесем ясность.

При нормировании в конечном итоге должно быть определено так называемое штучно-калькуляционное время. Т_шт.к – это время, необходимое для выполнения конкретной технологической операции по обработке единицы продукции (детали, подузла, узла, конструкции).

Штучно-калькуляционное  время складывается из шести отдельных  отрезков времени (переходов):

 

Т_шт.кал.= Т_о + Т_ви + Т_вL + Т_обс. + Т_отд + Т_п.з (6.1)

 

где Т_о - основное время ("чистое" время горения дуги при сварке, время выполнения реза при термической или механической резке,  время рабочего цикла любой машины), мин;

Т_ви - вспомогательное время, связанное с изделием (его установка, крепление, поворот, кантовка, съем и т.д.), мин;

Т_вL - вспомогательное время, связанное с длиной обрабатываемого участка (длина швa, реза, т.д.), мин;

Т_обс - время на обслуживание рабочего места (настройка на режим и пр.), мин;

Т_отд - время отдыха рабочего, мин;

Т_п.з - подготовительно-заключительное время, необходимое для получения задания, изучения чертежей, получения и сдачи инструмента и др. переходов, мин.