3 Нормативная документация сварочные технологические процессы

Различают основные и вспомогательные документы.

Основные документы полностью и однозначно определяют ТП (операцию) изготовления изделий и содержат информацию, необходимую и достаточную для решения инженерно-технических, планово-экономических и организационных задач. Основные документы бывают общего и специального назначения.

Вспомогательные документы применяю при разработке, внедрении и функционировании ТП (операции).

Документы общего назначения применяют в отдельности или в комплекте на ТП вне зависимости от методов изготовления изделий. К ним относятся титульный лист (ТЛ), карта эскизов (КЭ), технологическая инструкция (ТИ).

Документы специального назначения применяют при описании ТП (операции) в зависимости от видов процессов изготовления изделий, типа и вида производства. К ним откосятся:

маршрутная карта (МК);

карта технологического процесса (КТП);

карта типового технологического процесса (КТТП);

универсальная карта типового технологического процесса (КТТП/У);

операционная карта (ОК);

карта типовой операции (КТО);

комплектовочная карта (КК);

технико-нормировочная карта (ТНК);

карта кодирования информации (ККИ);

ведомость технологических маршрутов (ВТМ);

ведомость оснастки (ВО);

ведомость оборудования (ВОБ);

ведомость материалов (ВМ) и др.

Комплектность технических документов (ТД) определяют в зависимости от типа производства (единичное, серийное, массовое) и видов разрабатываемых процессов по их организации (единичный, типовой, групповой).

Каждый разработанный документ должен иметь самостоятельное обозначение.

Терминология и классификация видов сварки, сварных соединений, швов, оборудования и материалов должны соответствовать ГОСТ 2601-84 и ГОСТ 19521-74.

Унифицированная запись наименований операций (переходов) должна выполняться в МК, КТП, КТТП, ОК, ВО и BOБ. Применяют три формы записи: полную, краткую и по кодовым обозначениям.

Полную запись применяют в МК при маршрутном описании ТП для единичного и мелкосерийного производства, а также в МК, КТП (КТТП), ОК при операционном и маршрутно-операционном описании ТП, если входящие в операцию переходы не различаются по способу сварки.

Краткую запись применяют в НД любого вида, если входящие в операцию переходы различаются по способу сварки, а также при операционном и маршрутно-операционном описании ТП.

Нумерацию операций ТП проставляют числами ряда арифметической прогрессии 5, 10, 15 и т.д. При корректировании ТП вновь вводимым операциям присваивают промежуточные номера, не кратные 5.

Унифицированная запись операции (перехода) должна содержать ключевые слова:

наименование, помер позиции, указания на выполняемые по эскизу швы детали;

наименование способа сварки;

информацию о прихватках;

наименование способа выполнения операции, перехода (но разметке, по упору и т.п.);

особые условия сварки (положение, последовательность выполнения швов, температуру подогрева и т.п.);

дополнительные требования к выполнению операции (это указывают в графе «Особые указания»);

информацию по безопасности труда;

ссылку на документы, содержащие информацию, которая дополняет или разъясняет текстовую запись (чертеж, эскиз).

При описании операций указывают в технологической после­довательности переходы, установки, сборки, сварки, зачистки и др., если их выполняют на том же рабочем месте, где идет сварка, и исполнителей.

Нумерацию переходов в ТП проставляют числами натурального ряда (1; 2; 3; ...).

Технологическая карта — основной производственный документ, в котором приведены все данные по деталям, сборке и сварке конструкции. Технологическая карта находится в строгом соответствии с принципиальным технологическим процессом.

Кодовое обозначение операции указывают в МК, КТП (КТТП) в графе «Код, наименование операции» на строке с символом «А».

В графе «Обозначение документа» указывают обозначения нор­мативных документов, применяемых при выполнении данной операции.

Кодовое обозначение операции имеет цифровую шестизначную структуру. Например, сборочно-монтажные работы имеют код 8863, дуговая сварка в углекислом газе порошковой проволокой — 9044, газовая сварка — 9068, комплексный контроль геометрических параметров — 0260 и т.д.

Карта МК/КТП содержит строки А, Б, К (или М), Р. Здесь А — название операции и ее номер; Б — описание оборудования; К (или М) — комплектация/материалы; Р — режим.

Информация, вносимая в строку с символом «А». В графах «Цех», «Уч.», «РМ» строки указывают соответственно номер (код) цеха, участка, рабочего места, где выполняется операция (или их буквенные наименования).

В графе «Опер.» указывают номер операции.

В графе «Код, наименование операции» указывают унифицированное кодированное обозначение операции ТП.

Информация, вносимая в строку с символом «Б». В графе «Код, наименование оборудования» указывают его код, краткое наименование или модель и инвентарный номер.

Остальные графы характеризуют трудозатраты.

В графе «СМ» («Степень механизации») указывают степень механизации кодом или индексами: PC – ручная сборка, МС – механизированная сборка, в приспособлении, сборка по разметке.

В графе «Проф.» указывают код профессии рабочего (сборщик или сварщик).

В графе «Р» указывают разряд рабочего.

В графе «УТ» («Условия труда») указывают индекс: легкие (Л) или вредные (В) условия.

В графе «КР» («Количество работающих») указывают число занятых на операции рабочих.

В графе «КОИД» («Количество одновременно изготавливаемых деталей») указывают число деталей при выполнении одной операции.

В графе «ЕН» («Единица нормирования») указывают норму расхода материала или норму времени.

В графе «ОП» («Объем партии») указывают ее объем в условиях серийного производства в штуках.

Графа «К_шт» («Коэффициент штучного времени») соответствует многостаночному обслуживанию, и для сварочных работ ее не заполняют.

В графах «Т_п.з» и «Т_шт» указывают нормы подготовительно-заключительного и штучного времени на выполнение операций, выбираемые на основе общемашиностроительных и отраслевых нормативов.

Информация, вносимая в строку с символом «К». В графе «Наиме­нование детали» указывают ее название по ЕСТД; в этой графе допускается указывать марку материала.

Графы «Обозначение, код» и «ОПП» (откуда поступает партия) заполняют в соответствии со стандартами ЕСТД; обычно в графе «ОПП» указывают номер цеха.

В графе «ЕМ» – «Единица измерения массы» – указывают массу изделия в килограммах.

В графе «ЕН» – «Единица нормирования» – указывают норму расхода материала в килограммах.

В графе «КИ» указывают количество изготавливаемых изделий.

В графе «Н_расх» указывают норму расхода материалов.

Информация, вносимая в строку с символом «М». В графе «Мате­риал» указывают сортамент, марку материала, размер, обозначение стандарта или ТУ. При сварке в этой графе указывают также марку, диаметр присадочного материала, размер электродов, а при пайке – марку, вид припоя (проволока, фольга, порошок), диаметр и толщину припоя, данные о флюсах, средах. При раскрое материалов в этой графе указывают профиль и размер исходной заготовки, общее количество получаемых из нее деталей, коэффициент раскроя материала заготовки, норму расхода материала и т.п.

Информация, вносимая в строку с символом «Р». В соответствующих графах указывают информацию по технологическим параметрам режима сварки: тип шва, катет и длину шва в миллиметрах, положение шва, полярность тока, напряжение, силу тока и скорость подачи проволоки.

В строках, обозначенных в карте МК/КТП номерами, указывают содержание технологических операций и переходов с индексом «О». При этом установки обозначают буквами А, Б, В и т.д.

Разработанные ТП утверждают в установленном порядке. Подписи лиц, разработавших и проверивших документ, а также лица, ответственного за нормоконтроль документов, являются обязательными.

В 2. Диффузионная сварка: сущность, преимущества; параметры сварки; области применения.

Диффузионная сварка — разно­видность сварки давлением — проис­ходит за счет взаимной диффузии ато­мов контактирующих поверхностей при относительно длительном воздей­ствии повышенной температуры и не­значительной пластической деформа­ции. Если процесс соединения проте­кает при наличии жидкой фазы, то потребность в давлении отпадает, по­скольку происходит предварительное смачивание соединяемых поверхностей жидкой пленкой.

Рис. 09-01. Принципиальная схема уста­новки для диффузионной сварки в вакууме:

1 — вакуумная камера; 2 — цилиндр гид­ропривода; 3 — поршень; 4 — стол для крепления деталей; 5 — индуктор; 6 — сва­риваемые детали

Две части детали помещают в ва­куумную камеру. Для защиты их от интенсивного окисления и азотирова­ния в процессе разогрева и сварки в рабочей камере обеспечивается вакуум. Источником нагрева служит высоко­частотный генератор, сжимающее уси­лие обеспечивается гидросистемой. После сварки детали охлаждаются в вакуумной камере до комнатной температуры.

При этом способе сварки образование соединения зависит от температуры, давления и времени выдержки.

Температура сварки для однородных металлов, как правило, должна состав­лять 0,5—0,7 от температуры плавления металла или сплава, а при сварке разно­родных — 0,5—0,7 от температуры плавления металлов с более низкой темпера­турой плавления. Такая температура необходима для ускорения взаимной диф­фузии атомов материалов через поверхность стыка и для обеспечения некоторого размягчения металла, которое способствует более легкому протеканию деформа­ции, смятию неровностей поверхности.

Давление служит одной главной цели — обеспечению плотного контакта поверхностей, подлежащих соединению. Величина давления должна быть доста­точной, чтобы в результате деформации поверхностей соединяемых деталей все пустоты в области стыка были заполнены. Если давление недостаточно, то пустоты сохраняются, значительно снижая прочность соединения. При деформировании поверхностных слоев происходит разрушение поверхностных окислов, что обес­печивает контакт ювенильных поверхностей.

Время выдержки при заданных температуре и давлении в большинстве слу­чаев должно быть минимальным, что обосновано как физико-механическими, так и экономическими соображениями. Для получения прочного соединения время сварки определяется установлением плотного контакта между соединяемыми поверхностями и минимальной диффузией атомов через поверхность соединения. Значительная диффузия может привести к образованию пустот в зоне соединения, а при сварке разнородных металлов и сплавов в ряде случаев к образованию интерметаллических фаз.

Диффузионная сварка наилучшим образом протекает при вакууме, не хуже при разрежении 10^-2 мм рт. ст. или в атмосфере инертного газа; иногда применяют водород.

Для сварки необходим хороший контакт, поэтому поверхности изделий должны быть гладкими и плотно прилегать друг к другу.

Пластичные металлы (алюминий, медь, магний, олово и золото), которые легко деформируются, не требуют особой подготовки соединяемых поверхностей перед сваркой. Твердые материалы (твердые сплавы, тугоплавкие металлы, жаропрочные сплавы, инструментальная сталь и неметаллические материалы требуют особой обработки соединяемых поверхностей. В этом случае поверхность должна быть обработана по 6-му классу шероховатости.

Диффузионная сварка имеет ряд важных преимуществ по сравнению со сваркой и пайкой, среди которых можно выделить следующие:

1. Высокое качество сварного соединения. При этом соединение сохраняет свойства, присущие свариваемым металлам и сплавам. При правильно выбран­ном режиме (температуре, давлении и времени сварки) металл соединения и при­легающих к нему зон имеет высокую прочность и пластичность. В свар­ном соединении отсутствуют непровары, поры, окисные включения и другие дефекты. Способ диффузионной сварки в вакууме не требует дорогостоящих при­поев (золота, платины, серебра и т. п.), специальной проволоки, электродов и флю­сов, а также защитных газов (аргона, гелия, водорода).

2. Постоянство качества соединений по таким показателям, как сопротивле­ние разрыву, угол изгиба, ударная вязкость, вакуумная плотность и т. п. Колеба­ния значений показателей не превышают 2—5%. Это объясняется возможностью точно выдержать основные параметры процесса (температуру, давление и время сварки), а также тем, что свойства сварного соединения практически не зависят от таких факторов, как колебания напряжения в питающей сети, качество вспо­могательных материалов, квалификация и степень утомляемости сварщика и т. п., которые имеют существенное значение при других видах сварки.

Производственный опыт показал, что диффузионная сварка позволила созда­вать прочные соединения не только однородных, но и разнородных металлов и сплавов, в том числе и таких, теплофизические характеристики которых резко различны. Это, по-видимому, единственный надежный способ соединения материа­лов, малопластичных, тугоплавких, нерастворимых друг в друге или образующих между собой при сварке плавлением хрупкие интерметаллические соединения. С помощью диффузионной сварки получены соединения таких пар металлов и сплавов, выполнить которые другими видами сварки невозможно (например, титан с коррозионно-стойкой сталью, титан с алюминием, сталь с чугуном, медь с молибденом, вольфрам с ниобием и др.).

Стало возможным получение изделий таких форм, которые не могли быть получены ранее или стоимость производства которых обычными методами была слишком высокой. Допуски на размеры деталей, полученных диффузионной свар­кой, в большинстве случаев не превышают допуски при механической обработке. Диффузионная сварка позволила получить детали очень сложной конструкции — пустотелые с несимметричной формой, со сложной кривизной — без использова­ния крепежных элементов и сверления отверстий для их установки. Исключение большей части крепежных элементов уменьшает склонность конструкции к кор­розии под напряжением для изделий с большим сроком службы.

3. Поскольку диффузионная сварка происходит при температуре 0,5—0,7 от температуры плавления металла в течение малого промежутка времени (1— 5 мин), расход энергии и мощность, потребляемая на сварку в 4—6 раз меньше, чем, например, при контактной сварке.

4. Диффузионная сварка гигиенична; отсутствуют ультрафиолетовое излуче­ние, вредные газовые выделения, горячие брызги металла, мелкодисперсная пыль, что весьма важно для охраны здоровья работающих.

5. Основные параметры диффузионной сварки (температура, давление, ва­куум и время сварки) легко программируются. Как правило, оборудование для диффузионной сварки, применяемое в промышленности, представляет собой либо полуавтоматы с минимальным использованием ручного труда, либо автоматы, работа которых протекает практически без участия человека.

6. Диффузионная сварка позволила в 10—12 раз повысить срок службы, ка­чество и надежность ряда изделий, разработать принципиально новые конструк­ции машин и приборов, упростить технологию и заменить дефицитные и дорого­стоящие материалы.

Эти и другие преимущества данного способа сварки выдвигают его в число перспективных способов соединения металлических и неметаллических материа­лов.

Однако, как и всем существующим способам соединения, диффузионной сварке свойственны недостатки:

- дополнительные, но неизбежные затраты времени на операцию для откачки — вакуумирования рабочего объема камеры

- необ­ходимость в хорошей подгонке и тщательной очистке соединяемых поверхностей.