приспособление для сборки–сварки изделия "Вал запора заднего борта" (стр. 2 из 4)
Наиболее применима полуавтоматическая сварка в среде СО2. Сущность полуавтоматической сварки в среде защитных газов состоит в том, что защита сварочной ванны от вредных воздействий окружающей среды происходит за счет подачи углекислого газа в зону сварки. Преимущество данного вида способа сварки : хорошая защита зоны сварки от воздействия кислорода и азота воздуха, хорошие механические качества сварного шва; высокая производительность достигающая при ручной сварке 50…60 м/ч; а при автоматической 200 м/ч; отсутствие необходимости применения флюсов и последующей очистки шва от шлаков ; возможность наблюдения за процессом формирования сварного шва; малая зона термического влияния; возможность полной автоматизации сварки. Особенности: высокая производительность, небольшой расход сварочных материалов, возможность сварки в любых пространственных положениях.
Так как для изготовления конструкции выбрана полуавтоматическая сварка в СО2 , то в качестве сварочных материалов применяют сварочную проволоку и защитный газ. Для сварки необходимо выбрать проволоку из следующих марок Св08ГА, Св08Г2С ГОСТ 2246–70 со следующим химическим составом. Рассмотрим их химический состав.
Таблица 2– Химический состав сварочной проволоки Св08Г2С
| С % | Si % | Mn% | Cr % | Ni % | Mo% | S% | Р% |
| 0,11 | 0,37 | 1,8 | 0,20 | 0,25 | 0,3 | 0,25 | 0,09 |
Таблица 3– Химический состав сварочной проволоки Св08ГА
| С % | Si % | Mn% | Cr % | Ni % | S% | Р% |
| 0,10 | 0,03 | 0,8–1,1 | 0,15 | 0,25 | 0,25 | 0,03 |
Св08ГА – проволока легированная Мn и c пониженным содержанием S и Р, для сварки низколегированных и низкоуглеродистых сталей.
Для сварки необходимо применение сварочной проволоки марки Св08Г2С проволока содержащая 2% Мn и легированная Si. Применяется для сварки низкоуглеродистых и низколегированных сталей в среде СО2. При сварке проволокой Св08Г2С сварной шов получается максимально приближенным по химическому составу к основному металлу. Поэтому выбираем Св08Г2С.
Углекислый газ СО2 выпускают по ГОСТ 8050–76 трех марок. Для сварки используют сварочный газ чистотой не менее 99,5%. Хранят и транспортируют его в жидком виде в стальных баллонах емкостью 40 литров под давлением 6–7 МПа. Баллон окрашивают в черный цвет. Углекислый газ относиться к окислительным. Поэтому его в основном используют для сварки низкоуглеродистых и низколегированных сталей. Назначение его состоит в защите расплавленного металла от азота воздуха.
Углекислота в нормальных условиях представляет собой бесцветный газ с едва ощутимым запахом. При повышенном давлении и низкой температуре углекислота переходит в жидкое или твердое состояние. Под давлением 528 кПа и при температуре –56 градусов по Цельсию углекислота находиться во всех трех состояниях. Недостатками использования углекислоты является разбрызгивание металла, замерзание редуктора при выпуске углекислоты из баллона температура уменьшается поэтому требуется применение подогревателя для подогрева газа.
1.4 Расчет режимов сварки
Режимом сварки называют совокупность характеристик сварочного процесса, обеспечивающих получение сварных соединений заданных размеров, формы и качества. При сварке такими характеристиками являются: диаметр сварочной проволоки, сила сварочного тока, напряжение сварочной дуги, вылет электродной проволоки, скорость подачи электродной проволоки и другое.
е– ширина шва;
q– высота усиления шва;
к– катет шва;
Рисунок 2– Сварное соединение– тавровое Т1–Δ4
Рассчитаем режим сварки для таврового соединения:
1)Площадь поперечного сечения шва вычисляется по формуле
Fсеч =K2/2+0.75*q*L[2] стр. 311 (1)
где, К– катет шва, мм
q– выпуклость шва, мм
L– длина шва, мм
F– площадь сечения шва, мм2
Принятые числовые значения символов:
К= 4 мм
q= 2 мм
L= 0,51 мм
Решение:
Fсеч =4 2/2+0,75*2*0,51 =9 мм2
2) Определяем расчетную глубину проплавления по формуле:
hр=(0,4…1,1)*К [2]стр.278 (2)
где, К– катет шва, мм;
Принятые числовые значения символов:
К=4 мм
Решение:
hр=0,4*4=1,6 мм
3) Рассчитываем диаметр электродной проволоки:
dэл=
±0,05hР [2]стр.278(3)Решение:
dэл=
±0,05*1,6=1,4 мм4) Рассчитываем скорость сварки по формуле:
Vс = KV * (hр 1,6 /e3.36 ) [2]стр.278(4)
где, KV – коэффициент, учитывающий диаметр проволоки;
e– ширина шва, мм
Принятые числовые значения символов:
KV =1065
e=к
Решение:
Vс=1065*(1,6 1,6 / 4 3.36 )=21 м/ч
5)Определяем силу сварочного тока по формуле:
Iсв =180* d эл [2]стр.279(5)
Решение:
Iсв=180*1,4 =250 А
6) Определяем напряжение сварочной дуги по формуле:
Uс=14+0,05* Iсв [2]стр.279 (6)
Решение:
Uс=14+0,05*250=26,5 В
Принимаем Uс= 30 В
7) Рассчитываем вылет электродной проволоки по формуле:
Lэл =10* d эл ±2* d эл [2]стр.279(7)
где,Lэл– вылет электродной проволоки, мм
Решение:
Lэл =10*1,4±2*1,4=14±2,8мм
8) Рассчитываем скорость подачи электродной проволоки по формуле:
Vпэл=0,53*(Iсв/ d эл²)+6,94*10–4* (Iсв²/ d эл³) [2]стр.279(8)
Решение:
Vпэл=0,53*(250/1,4²)+6,94*10–4 *(250²/1,4³)=303 м/ч
9) Рассчитываем расход защитного газа по формуле:
qЗ,.Г= 3.3*10–3*IСВ0,75 [2]стр.279(9)
Решение:
q зг= 3,3*10–3*2500,75=0,208 л/мин
1.5 Выбор электротехнического сварочного оборудования
Для осуществления устойчивого дугового разряда между электродом и свариваемым изделием к ним необходимо подвести напряжение от специального источника питания электрическим током. Такой источник должен обеспечивать легкое и надежное возбуждение дуги, устойчивое горение ее в установившемся режиме сварки, регулирование мощности (силы тока).
С технологических позиций источник питания дуги должен легко настраиваться на нужный режим сварки. Для этой цели в них необходимо регулирующие устройства, позволяющие получать семейства однотипных внешних характеристик, различающихся значениями своих параметров.
Все сварочные источники в промышленности классифицируются по ряду признаков: переменного тока– сварочные трансформаторы, генераторы повышенной частоты; постоянного тока– генераторы, выпрямители. Далее разделение происходит по конструктивным особенностям, виду внешних характеристик, по количеству подключаемых одновременно постов сварки и др. Требования к источникам и их характеристики определяются соответствующими ГОСТами.
Выбор электротехнического сварочного оборудования производится исходя из параметров режимов сварки и технологических требований. Для сварки конструкции "Вал запора заднего борта" необходимо выбрать полуавтомат имеющий жесткую вольтамперную характеристику, так как сварочный ток Iсв=180– 200 А.
Наиболее подходящими моделями полуавтоматов для сварки данной конструкции в среде защитных газов являются:
а) ПДГ–525 (ВДУ–504)
Предназначен для дуговой сварки стальных конструкций различного назначения толщиной 0,4–4 мм плавящимся электродом сплошной стальной проволокой диаметром 0,6–1,0 мм в среде углекислого газа, а также самозащитной или активированной порошковой проволокой тех же диаметров.
б) Дуга – 315
Предназначен для сварки конструкций из алюминия и его сплавов толщиной 2–14 мм, низкоуглеродистых и низколегированных сталей толщиной 2–14 мм, низкоуглеродистых и низколегированных сталей толщиной 0,8–20мм с использованием защитных газов Ar,He,CO2, и др. плавящимся электродом в любых пространственных положениях.
в) УСП –180.
Предназначен для сварки низкоуглеродистых сталей в среде углекислого газа автоматическим подаваемым плавящимся электродом. Совмещение надежного, мощного источника питания и устройства подачи проволоки в едином корпусе на колесах– преимущество данного полуавтомата.
Таблица 4– Технические характеристики полуавтоматов для сварки в среде защитных газов
| Марка | U, В | Iсв , А | IНОМ , А | dЭЛ , мм | Габариты,мм | Масса,кг |
| ПДГ–525, ВДУ–504 | 18–50 | 500 | 500 | До 2 | 470*298*260 1275*816*94 | 80 380 |
| Дуга–315 | 380 | 200 | – | 0,8–2,0 | 750*530*670 | 130 |
| УСП–180 | 380 | 410 | 315 | 0,8–1,2 | 750*530*670 | 105 |
Выбираем полуавтомат Дуга–315, так как соответствует режимам сварки изделия.
1.6 Расчет технических норм времени по сварочной операции
Под технической нормой времени понимается продолжительность времени, необходимого для выполнения операций в условиях для нее предусмотренных общая длительность изготовления сварочной конструкции, которая состоит из основного и вспомогательного времени.
Таблица 5– Нормы времени для таврового соединения
| № | Наименование работ и тип производства | Время, мин | Значение коэффициента | № карты |
| 1 | Зачистка поверхности деталей , подлежащих сварке от жирной смазки, влаги | 0,64 | 76.1б | |
| 2 | Установка и снятие изделия вручную | 0,78 | 82.12б | |
| 3 | Сварка | 3,1 | 6.5б | |
| 4 | Поворот | 0,26 | 82.12в | |
| 5 | Зачистка околошовной зоны от брызг | 0,9 | 75.13а | |
| 6 | Осмотр и промер шва | 0,57 | 70б | |
| 7 | Тип производства– серийное | 1,2 | ||
| 8 | Подготовительное– заключительное время | 17 | 86.6а |
Рассчитываем штучное время по формуле: