- •1. Описание конструкции.
- •2. Технические условия.
- •2.1. Технические условия на основной материал.
- •2.2. Технические условия на сварочный материал.
- •3. Анализ технологичности.
- •4.Заготовительные операции и оборудование.
- •4.1. Выбор и обоснование методов заготовки.
- •4.3. Выбор метода раскроя.
- •4.3.1. Расчет процента отхода листового проката.
- •5. Технология сборки и сварки.
- •5.1. Выбор и обоснование выбора метода сборки.
- •5.2. Выбор сборочного оборудования и оснастки.
- •5.3. Выбор и обоснование метода сварки.
- •5.4. Расчет режимов сварки.
- •5.5. Расчет расхода сварочных материалов.
- •5.6. Выбор сварочного оборудования и его технические характеристики.
- •5.7. Технологический процесс сборки и сварки.
- •6. Нормирование.
- •6.1. Нормирование заготовительных операций.
- •7. Контроль качества.
- •7.1.Основные положения.
- •7.2. Выбор и обоснование методов контроля.
- •7.3. Технология контроля качества.
- •8. Охрана труда.
5.3. Выбор и обоснование метода сварки.
Сварка — процесс получения неразъёмного соединения посредством установления межатомных связей между свариваемыми частями при их местном или общем нагреве, или пластическом деформировании, или совместном действии того и другого. Обычно применяется для соединения металлов, их сплавов или термопластов, а также в медицине.
Для производства сварки используются различные источники энергии: электрическая дуга, газовое пламя, лазерное излучение, электронный луч, трение, ультразвук. Развитие технологий позволяет в настоящее время осуществлять сварку не только на промышленных предприятиях, но и на открытом воздухе, под водой и даже в космосе.
В промышленности наиболее широко используются следующие способы сварки.
Ручная электродуговая сварка – источником теплоты является электрическая дуга, возникающая между торцом электрода и свариваемым изделием. Для сварки используют электрод с нанесённым на его поверхность покрытием (обмазкой).
Достоинства ручной дуговой сварки:
Простота оборудования
Возможность сварки во всех пространственных положениях
Возможность сварки в труднодоступных местах
Быстрый, по времени переход от одного вида материала к другому
Большая номенклатура свариваемых металлов
Недостатки ручной дуговой сварки:
Большие материальные и временные затраты на подготовку сварщика
Качество сварного соединения и его свойства во многом определяются субъективным фактором
Низкая производительность (пропорциональна сварочному току, увеличение сварочного тока приводит к разрушению электродного покрытия)
Вредные и тяжёлые условия труда
Сварка под флюсом - под действием тепла дуги расплавляются электродная проволока и основной металл, а также часть флюса. Расплавленный флюс защищает дугу и расплавленный металл в зоне сварки от вредного воздействия окружающей среды.
Достоинства сварки под флюсом:
Повышенная производительность
Минимальные потери электродного металла (не более 2%)
Отсутствие брызг
Максимально надёжная защита зоны сварки
Минимальная чувствительность к образованию оксидов
Мелкочешуйчатая поверхность металла шва в связи с высокой стабильностью процесса горения дуги
Не требуется защитных приспособлений от светового излучения, поскольку дуга горит под слоем флюса
Низкая скорость охлаждения металла обеспечивает высокие показатели механических свойств металла шва
Малые затраты на подготовку кадров
Отсутствует влияния субъективного фактора
Недостатки сварки под флюсом:
Трудозатраты с производством, хранением и подготовкой сварочных флюсов
Трудности корректировки положения дуги относительно кромок свариваемого изделия
Неблагоприятное воздействие на оператора
Нет возможности выполнять сварку во всех пространственных положениях без специального оборудования
Сварка в среде защитных газов – подразделяется на сварку плавящимся электродом и сварку неплавящимся электродом.
Сварка плавящимся электродом - при сварке плавящимся электродом в защитном газе в зону дуги, горящей между плавящимся электродом (сварочной проволокой) и изделием через сопло подаётся защитный газ, защищающий металл сварочной ванны.
Достоинства сварки плавящимся электродом в среде защитных газов:
Повышенная производительность (по сравнению с дуговой сваркой покрытыми электродами)
Отсутствуют потери на огарки, устранены затраты времени на смену электродов
Надёжная защита зоны сварки
Минимальная чувствительность к образованию оксидов
Отсутствие шлаковой корки
Возможность сварки во всех пространственных положениях
Недостатки сварки плавящимся электродом в среде защитных газов:
Большие потери электродного металла на угар и разбрызгивание (на угар элементов 5-7%, при разбрызгивании от 10 до 30%)
Мощное излучение дуги
Ограничение по сварочному току
Сварка возможна только на постоянном токе.
Сварка неплавящимся электродом - при сварке неплавящимся электродом в защитном газе, в зону дуги, горящей между неплавящимся электродом и изделием через сопло подаётся защитный газ, защищающий неплавящийся электрод и расплавленный основной металл от воздействия активных газов атмосферы.
Достоинства сварки неплавящимся электродом в среде защитных газов:
Высокая устойчивость дуги независимо от рода (полярности) тока
Возможно получение металла шва с долей участия основного металла от 0 до 100%
Изменяя скорость подачи и угол наклона, профиль, марку присадочной проволоки можно регулировать химический состав металла шва и геометрические параметры сварного шва
Недостатки сварки неплавящимся электродом в среде защитных газов:
Низкая эффективность использования электрической энергии (коэффициент полезного действия от 0,40 до 0,55)
Необходимость в устройствах, обеспечивающих начальное возбуждение дуги
Высокая скорость охлаждения сварного соединения
Электрошлаковая сварка - расплавленные флюсы образуют шлаки, которые являются проводниками электрического тока. При этом в объеме расплавленного шлака при протекании сварочного тока выделяется теплота. Этот принцип и лежит в основе электрошлаковой сварки.
Достоинства электрошлаковой сварки:
Возможность сварки за один проход металла практически любой толщины
Высокая производительность и экономичность процесса, повышающиеся с ростом толщины свариваемого металла
Недостатки электрошлаковой сварки:
Сварка технически возможна при толщине металла более 16 мм
Сварка экономически выгодна при сварке металла толщиной более 40 мм
Способ позволяет сваривать только вертикальные швы
При сварке некоторых металлов, структура требует последующей термообработки
Защитный газ – (контролируемая атмосфера, регулируемая газовая среда), газ, исключающий контакт защищаемых объектов с воздухом и обеспечивающий наилучшие условия для их получения, переработки, использования или хранения. В сварочном производстве используются активные и инертные газы.
Активные газы – активными защитными газами называют газы, способные защищать зону сварки от доступа воздуха и вместе с тем химически реагирующие со свариваемым металлом , физически растворяющиеся в нем. Наиболее часто в сварке используется углекислый газ .
Углекислый газ (двуокись углерода) бесцветен, не ядовит, тяжелее воздуха. Наиболее распространенный в сварочном производстве защитный газ, в первую очередь из-за своей, относительно не большой, стоимости.
Инертные, или благородные газы —бесцветны и не имеют запаха. Отличаются крайне низкой химической активностью (отсюда и название). Инертные газы не растворяются в металле сварочной ванны и не образуют химических соединений с элементами, входящими в его состав. Серьезным недостатком этого способа является высокая стоимость и дефицитность инертных газов. Из инертных газов наиболее широко распространены в промышленности – аргон и гелий, обеспечивающие высокую устойчивость дугового разряда.
Аргон – поставляется для сварки двух сортов: высшего – для сварки цветных металлов, первого для сварки сталей.
Гелий – поставляется для сварки двух сортов: высокой частоты, технический.
Сварочный электрод – стержень, предназначенный для подвода электрического тока к сварочной дуге. Для ручной дуговой сварки это стержень крупного сечения, различной длинны и диаметра (от 1,6 до 12мм). Для механизированной сварки в качестве электрода применяют различную сварочную проволоку сплошного сечения или порошковую проволоку.
Электроды подразделяются на плавящиеся - в процессе сварки расплавляются и добавляют свой металл в сварочную ванну (делятся на покрытые и непокрытые) и неплавящиеся- которые в процессе сварки испаряются и ничего не добавляют в сварочную ванну.
При выборе способа сварки учитывается:
Обеспечение нужных свойств и качества шва
Производительность метода
Безопасность метода
Для сварки конструкции «компенсатор» я выбираю сварку неплавящимся электродом в среде аргона так как:
Основной материал хромоникелевая сталь
Большинство деталей имеют толщину 2 мм
Процесс аргонодуговой сварки
Рис.8. сварка неплавящимся электродом в среде защитных газов.