Разработка технологии сварки корпуса водила II ступени (стр. 5 из 8)
Каретка предназначена для крепления всех узлов, входящих в комплекс каретки цилиндрических изделий и привод каретки с помощью которого каретка закатывается в вакуумную камеру или на позицию загрузки-выгрузки. Корпус каретки сварной из нержавеющей стали.
Станина является местом, куда выезжает каретка и производится загрузка-разгрузка кареток. Станина выполнена сварной из стали Ст3.
5.4 Принцип работы установки
Сборочно-сварочная оснастка с изделием устанавливается на каретке и крепится к ней. Движение каретки происходит от привода каретки. Энергопитание привод получает от энергоцепи, с которой каретка соединена через кронштейн и штепсельный разъем. На каретке для крепления оснастки с изделием находятся опорные ролики (10 шт.), приводной вал с шестерней, бортовые (центрирующие) ролики (4 шт.), ложементы для крепления оснастки, линейка (база) для выставления свариваемого стыка в плоскости сварки, кронштейн для нажатия на конечный выключатель ВК-200Б в конце хода тележки, которая представляет собой сварную конструкцию из листовой нержавеющей стали Х18Н10Т. Каретка цилиндрических изделий предназначена для сварки тел вращения в горизонтальной и вертикальной осях. Она состоит из распределительной коробки и горизонтального и вертикального вращателей.
С пульта управления №1, расположенного с правой рабочей части вакуумной камеры, дается команда на опускание перекидных направляющих в горизонтальное положение (вакуумная камера открыта) до упора на раму камеры.
От кнопки пульта №1 дается команда на перемещение каретки с изделием в вакуумную камеру на позицию сварки. После – остановка каретки в вакуумной камере от срабатывания конечных выключателей ВК-200Б.
С пульта управления №1 дается команда на подъем перекидных направляющих в вертикальное исходное положение. При верхнем положении перекидных направляющих с пульта №1 дается команда на привод крышки вакуумной камеры. Крышка перемещается в крайнее положение «Закрыто» и останавливается. С пульта №1 дается команда на прижим крышки вакуумной камеры к торцу вакуумной камеры.
Закрывается электромагнитный натекатель ДУ-160. Включается автоматическая система откачки вакуумной камеры до остаточного давления 5·10-5 мм рт. ст. При остаточном давлении 5·10-5 мм рт. ст. производится вывод электронной пушки на позицию сварки. На холостом режиме производится контрольный проход электронным лучом вдоль свариваемого стыка. После контрольного прохода производится сварка стыка.
Визуальное наблюдение и управление процессом сварки производится с пультов, расположенных на площадке оператора, а также через смотровые окна крышки вакуумной камеры диаметром 300 мм. Площадка оператора имеет возможность продольного и вертикального перемещения по лицевой стороне камеры.
После окончания процесса сварки с пульта вакуумной станции дается команда на закрывание шиберных затворов СПЛП-900 и открывается натекатель ДУ-160. Производится напуск воздуха в вакуумную камеру до атмосферного давления.
С пульта №1 дается команда на открывание вакуумной камеры. Затем дается команда на опускание перекидных направляющих станины в вакуумную камеру и команда на выезд каретки с изделием из камеры. В крайнем исходном положении на станине каретка останавливается от конечного выключателя ВК-200Б.
Производится снятие изделия с каретки. Цикл сварки для плоских изделий повторяется снова.
При сварке цилиндрических изделий порядок работы такой же, как и при сварке плоских изделий.
Свариваемое изделие закрепляется на каретке цилиндрических изделий. Управление движением каретки, опусканием направляющих и управление движением второй крышки вакуумной камеры руководится со второго пульта №2, расположенного с левой лицевой стороны вакуумной камеры.
5.5. Принцип действия приспособления для сварки водила II ступени
Перед установкой изделия на приспособлении отвинчивается болт позиции 27, снимается планка позиции 15, отодвигается подвижная стойка позиции 2.
На оправку позиции 1 с помощью кран-балки одевается водило II ступени, собранное на прихватках. С одной стороны оно крепится, упираясь на цилиндрическое кольцо, и прижимается восьмью болтами (позиции 29) для обеспечения точного фиксирования и избежания отклонений от вертикальности боковых торцев детали. С другой стороны, водило фиксируется с помощью насадки на коническое кольцо оправки.
Затем снова на хвостовую часть оправки одевается подвижная опора позиции 2 и планка позиции 15, которая привинчивается четырьмя болтами (позиции 27).
Для сварки водила II ступени необходимо поочередно настраивать электронную пушку на каждый стык внутри вакуумной камеры. Это обеспечивается соединением оправки позиции 1 через планку позиции 15, втулку позиции 8 и поводок позиции 4, соединенных с помощью двух болтов позиции 26 и гаек позиции 31 с поворачивающей системой звездочка – редуктор – электродвигатель. При этом оправка с изделием поворачивается при помощи роликов, расположенных в подвижных опорах позиции 2.
6. Выбор параметров режима сварки
6.1 Параметры режима ручной аргонодуговой сварки.
Сила сварочного тока – Iсв=95 А
Напряжение на дуге – Uд=32 В
Обратная полярность тока
Положение шва – нижнее
6.2 Параметры режима электронно-лучевой сварки
Мощность – 30 кВт
Ускоряющее напряжение – Uуск=60 кВ
Сила сварочного тока – Iсв=700 мА
Скорость сварки – Vсв=30 см/мин
Круговая развертка электронного луча – Ø2 мм
7. Расчет норм времени на сварочные операции
7.1 Расчет норм времени для сборочно-сварочной операции (ручная аргонодуговая сварка неплавящимся электродом)
1. Расчет основного времени
,где
- скорость сварки, 
2. Расчет вспомогательного времени, зависящего от дины шва
Принимаем ([3], с. 130) нормы времени на все элементы вспомогательной работы при сварке стыкового шва
на 
шва3. Расчет вспомогательного времени, связанного с изделием и работой оборудования
Всего норма вспомогательного времени составит
4. Расчет подготовительно-заключительного времени
5. Определение коэффициента к оперативному времени. Для единичного производства коэффициент, учитывающий затраты времени на обслуживание рабочего места, на отдых и естественные надобности, будет
([3], с. 137)6. Определение нормы штучного времени.
7.2 Расчет норм времени для электронно-лучевой сварки
1. Скорость сварки
Длина шва
Время сварки одного шва
2. Общее время сварки
3. Время на вакуумирование
4. Общее время изготовления корпуса водила II ступени
8. Выбор метода контроля
8.1 Характеристика характерных дефектов
Для сварных соединений всех титановых сплавов в той или иной степени характерны две проблемы: замедленное разрушение и пористость шва.
Замедленное разрушение объясняется образованием в сварном соединении так называемых пиков концентрации водорода, которые совпадают с пиками концентрации сварочных напряжений, расположенными вблизи линии сплавления.
Со временем водород превращается в гидриды с увеличением объема, что способствует образованию трещин в околошовной зоне, вызывая замедленное разрушение. Негативное влияние водорода усиливается остаточными сварочными напряжениями.
Основными мерами борьбы с замедленным разрушением сварных соединений титановых сплавов являются уменьшение содержания водорода в основном металле и отжиг после сварки.
При электронно-лучевой сварке можно, не вынимая изделия из камеры, выполнить так называемый локальный отжиг, прогревая зону термического влияния пучком, сканирующим по растровой развертке. Это снижает концентрацию водорода, перераспределяет остаточные напряжения и уменьшает склонность сварного соединения к замедленному разрушению.
Наиболее распространенными дефектами для сплава ПТ-3В являются поры и холодные трещины.
Поры в сварном шве – это дефекты сварного шва в виде полости округлой формы, заполненной газом. Поры в сварных соединениях чаще всего располагаются в виде цепочки пор по зоне сплавления. Они снижают статическую и динамическую прочность соединений.
В отношении пористости при сварке титановых сплавов существуют две основные точки зрения.