МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Н.Э. БАУМАНА
Калужский филиал
Кафедра М2-КФ
РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
по курсу: «Технология изготовления сварных конструкций»
на тему:
«СВАРКА ЛЕВОЙ ПОЛОВИНЫ КОРПУСА РЕДУКТОРА МОТОБЛОКА»
Калуга
Оглавление
Введение........................................................................................................... 3
Характеристика изделия................................................................................. 4
Свойства материала........................................................................................ 5
Выбор способа сварки.................................................................................... 6
Технология изготовления.............................................................................. 11
Выбор сварочных материалов..................................................................... 18
Выбор сварочного оборудования................................................................ 21
Расчет параметров режима сварки............................................................... 22
Расчет норм времени на сварочные операции............................................. 25
Выбор метода контроля................................................................................ 29
Проектирование технологической оснастки................................................ 30
Список используемой литературы............................................................... 32
Сварка является одним из ведущих технологических процессов обработки металлов. Сварка широко применяется в основных отраслях производства, потребляющих металлопрокат, т.к. резко сокращается расход металла, сроки выполнения работ и трудоемкость производственных процессов. Выпуск сварных конструкций и уровень механизации сварных процессов постоянно повышается. Успехи в области автоматизации и механизации сварных процессов позволили коренным образом изменить технологию изготовления важных хозяйственных объектов, таких как доменные печи, турбины, суда, химическое оборудование и т.д.
Высокая производительность сварочного процесса, хорошее качество сварных соединений и экономическое использование металла способствует тому, что сварочная техника стала ведущим технологическим процессом при изготовлении металлических конструкций всех видов.
Разработка курсового проекта дает возможность разработать новые технологии и применение автоматизированных систем для производства разнообразных изделий машиностроения.
Корпус редуктора мотоблока является одним из основных сборочных единиц. В корпусе редуктора мотоблока размещается трехступенчатая цепная передача, обеспечивающая понижение частоты вращения (числа оборотов) от двигателя ДМ-1 на выходной вал и колеса мотоблока.
К половинкам корпуса мотоблока приварены:
1) несущие угольники (кронштейн), на которых размещены:
двигатель внутреннего сгорания ДМ-1;
планки крепления руля;
кронштейн навесных элементов;
защитный кожух.
2) втулки, в которых послы выполнения операций сварки и механической обработки размещаются подшипники для установки валов с блоками звездочек и выходной вал редуктора.
Основными требованиями, предъявленными к данному сварному соединению, являются:
1) уменьшение короблений при приварке втулок, т.к. невыполнение этого условия приводит к разнотолщинности расточки под подшипник. Для устранения этого применяется фиксация и пневмоприжим втулок в сварочном стапеле;
2) уменьшение коробления при приварке угольника;
3) герметичность сварных соединений (отсутствие сквозных дефектов нарушающих герметичность);
4) соответствие геометрических размеров швов заданным значением по конструкторской документации.
Меры уменьшения угловых деформаций:
фиксация в стапеле;
последовательность выполнения прерывистых швов;
правильных подбор режимов сварки.
Сталь 20
Классификация: Сталь конструкционная углеродистая качественная
Химический состав в % стали 20
| C | Si | Mn | Ni | S | P | Cr | Cu | As |
| 0.17 - 0.24 | 0.15 - 0.17 | 0.35 - 0.65 | до 0.25 | до 0.04 | до 0.035 | до 0.25 | до 0.25 | до 0.08 |
Температура критических точек стали 20 Ac1 = 724 , Ac3(Acm) = 845 , Ar3(Arcm) = 815 , Ar1 = 682
Механические свойства при Т=20oС стали 20
| Сортамент | Размер | Напр. | σв | σT | δ5 | ψ | KCU | Термообр. |
| - | мм | - | МПа | МПа | % | % | кДж/м2 | - |
| Прокат горячекатан. | до 80 | Прод. | 420 | 250 | 25 | 55 | Нормализация | |
| Пруток | Прод. | 480 | 270 | 30 | 62 | 1450 | Отжиг 880 - 900oC, | |
| Пруток | Прод. | 510 | 320 | 30.7 | 67 | 1000 | Нормализация 880–920 oC, |
| Твердость стали 20 после отжига | HB 10 -1 = 163 МПа |
| Твердость стали 20 калиброванной нагартованной | HB 10 -1 = 207 МПа |
Физические свойства стали 20
| T | E 10- 5 | α 10 6 | λ | ρ | C | R 10 9 |
| Град | МПа | 1/Град | Вт/(м·град) | кг/м3 | Дж/(кг·град) | Ом·м |
| 20 | 2.13 | 52 | 7859 | |||
| 100 | 2.03 | 11.6 | 50.6 | 7834 | 486 | 219 |
| 200 | 1.99 | 12.6 | 48.6 | 7803 | 498 | 292 |
| 300 | 1.9 | 13.1 | 46.2 | 7770 | 514 | 381 |
| 400 | 1.82 | 13.6 | 42.8 | 7736 | 533 | 487 |
| 500 | 1.72 | 14.1 | 39.1 | 7699 | 555 | 601 |
| 600 | 1.6 | 14.6 | 35.8 | 7659 | 584 | 758 |
| 700 | 14.8 | 32 | 7617 | 636 | 925 | |
| 800 | 12.9 | 7624 | 703 | 1094 | ||
| 900 | 7600 | 703 | 1135 | |||
| 1000 | 695 |
Технологические свойства стали 20
Температура ковки, °C: начала 1280, конца 750. Охлаждение на воздухе.
Свариваемость – сваривается без ограничений (кроме ХТО деталей).
Способы сварки: РДС, АДС под флюсом и газовой защитой, КТС.
Обрабатываемость резанием – в горячекатаном состоянии при НВ 130 КVтв.спл = 1,7; КVб.ст = 1,6.
Флокеночувствительность: не чувствительна.
Склонность к отпускной хрупкости: не склонна.
При изготовлении корпуса редуктора можно применить 6 способов изготовления сварных стыков:
1) Ручная дуговая сварка штучными электродами;
2)Автоматическая сварка под слоем флюса;
3) Лазерная сварка;
4) Электронно-лучевая сварка;
5) Полуавтоматическая сварка в среде защитного газа (смеси газов);
6) Автоматическая сварка в среде защитного газа (смеси газов).
Анализ 1-го способа.
Ручная дуговая сварка штучными электродами отличается простотой и мобильностью применяемого оборудования, возможностью выполнения сварки в различных пространственных положениях и в местах, труднодоступных для механизированных способов сварки.
Существенный недостаток ручной дуговой сварки – малая производительность процесса и зависимость качества сварного шва от практических навыков сварщика.
Анализ 2-го способа.
Широкое применение этого способа в промышленности при производстве конструкций из сталей, цветных металлов и сплавов объясняется высокой производительностью процесса и высоким качеством и стабильностью свойств сварного соединения, улучшенными условиями работы, более низким, чем при ручной сварке расходом сварочных материалов и электроэнергии.
К недостаткам способа относится возможность сварки только в нижнем положении ввиду возможного стекания расплавленных флюса и металла при отклонении плоскости шва от горизонтали более чем на 10-15°.
Данный метод сварки имеет преимущества при выполнении протяженных швов.
Анализ 3-го и 4-го способов.
Данные методы сварки находят широкое применение при сварке тугоплавких и химически активных металлов и сплавов.
Использование данных методов сопряжено с большими затратами электроэнергии и затратами на закупку нового оборудования. Для сварки также требуется наличие высококвалифицированного персонала.
Анализ 5-го способа.
Сварка в защитных газах нашла широкое применение в промышленности. Этим способом можно соединять вручную, полуавтоматически или автоматически в различных пространственных положениях разнообразные металлы и сплавы толщиной от десятых долей до десятков миллиметров. Защитные газы, как правило, обладают хорошей ионизирующей способностью, поэтому обеспечивают стабильное горение дуги, в том числе и при малых сварочных токах.
Себестоимость 1кг наплавленного металла при данном методе сварки ниже, чем при ручной дуговой сварке. Общее газопылевыделение меньше чем при ручной дуговой сварке и сварке порошковыми проволоками
В качестве защитного газа целесообразно применять инертный газ аргон, т.к. инертные газы в процессе сварки почти не взаимодействуют с металлами тогда, как активные газы энергично взаимодействую со свариваемым металлом и растворяются в нем, образуя химические соединения. Условия сварки способствуют интенсивному растворению активных газов в расплавленном металле, затрудняют их выделение и приводят к образованию пор. В среде инертных газов по сравнению с активными газами интенсивность выделения газов значительно ниже, а скорость охлаждения металла шва повышенная.
Получение высококачественных сварных соединений без пор достигают подбором защитного газа, использованием чистых инертных газов без примесей водорода, азота и кислорода, введением элементов-раскислителей в присадочный материал.