Выбор и обоснование источника питания

Выбор и обоснование источника питания сварочной дуги могут быть осуществлены по табл. 5 с учетом требуемой силы сварочного тока и максимального КПД.

Таблица 5. Технические характеристики сварочных выпрямителей серии ВДУ с жесткой и падающей внешними характеристиками

Параметр	ВДУ-305	ВДУ-504	ВДУ-1201	ВДУ-1601
Климатическое исполнение, категория размещения	У3	У3, Т3	У3, Т3	У3
Нижняя температура окружающей среды для исполнения У, °С	–40	–40	–30	–30
Режим работы ПВ, %	60	60	Продолжительный
Продолжительность цикла сварки, мин	10	10	–	–
Номинальный сварочный ток, А	315	500	1250	1600
Пределы регулирования:
сварочного тока, А:
жесткие	50–315	100–500	300–1250	500–1600
падающие	20–315	70–500	–	600–1600
рабочего напряжения, В:
жесткие	16–38	18–50	24–66	26–66
падающие	21–33	23–46	26–60	30–66
Напряжение холостого хода, В, не более	70	80	100	100
Первичная мощность, кВА	23	40	120	155
Напряжение сети, В	220, 380	220, 380	380	380
кПД, %, не менее	70	82	83	84
Габаритные размеры, мм	634х975х760	1100х800х940	1400х850х1250	1150х900х1850
Масса, кг, не более	240	380	850	950

Задачи и содержание технического нормирования

Техническое нормирование производится в целях установления необходимых затрат времени на выполнение заданной работы в определенных организационно-технических условиях, при полном и эффективном использовании средств производства и с учетом опыта передовых рабочих. Такой подход к нормированию обеспечивает установление технически обоснованных норм времени.

В структуру технически обоснованной нормы времени включаются лишь те затраты его, которые необходимы для выполнения заданной работы, а именно: подготовительно-заключительное Т_п.з, основное Т_о, вспомогательное Т_в,время обслуживания рабочего места Т _{о бсл}, время на отдых и естественные надобности Т_отд [2].

Сумма основного (технологического) и вспомогательного неперекрываемого времени Т_в. называется оперативным временем

Т_опер = Т_о + Т_в (2)

Норма штучного времени в массовом и крупносерийном производстве

Т_шт = Т_о + Т_в + Т_обсл + Т_отд (3)

или

(4)

где а, б – соответственно процент, который составляют Т_обсл и Т_отд от оперативного времени.

В условиях единичного и серийного производства изделий норма времени определяется с учетом подготовительно-заключительного времени и называется штучно-калькуляционным Т_шт.–к

(5)

где n – величина изготавливаемой партии.

Норма времени на партию

. (6)

Нормирование ручной электродуговой сварки

Массу наплавленного металла шва G_ш (г) можно определить по формуле

(7)

где Т _о – основное время (время образования сварного шва путем наплавления электродного металла или время горения дуги), мин.

(8)

где Т _о – основное время, мин; F_ш – площадь поперечного сечения наплавленного металла шва, мм²; l_ш – длина шва, м; γ – плотность наплавленного металла, г/см³; I_св – сварочный ток, А; α_н – коэффициент наплавки, г/А·ч;

Плотность композиционного материала (сплава) рассчитывается по формуле

(9)

где n_i – концентрация i -го компонента; γ_i – плотность i -го компонента.

Площадь поперечного сечения F,которая существенно зависит от вида сварки, может быть определена расчетом как сумма площадей треугольников, прямоугольников и других элементарных геометрических фигур, на которые разбивается сечение наплавленного металла.

Плотность наплавленного металла шва принимают равной плотности основного металла.

При многопроходной сварке основное время

(10)

где F₁, F₂,…, F_n – площадь поперечного сечения шва и при первом и всех последующих проходах, мм²; I_св1, I_св2,…, I_св_n – сила тока при первом и всех последующих проходах, А;α_н1, α_н2,…, α_н_n –коэффициент наплавки при первом и всех последующих проходах, г/А· ч; l_ш – длина шва, м.

В данном случае при расчете принять площадь поперечного сечения каждого валика равной F_i = 8 мм², а F_ш = n_в·F_i, где n_в – количество валиков в сварочном шве.

Нормирование вспомогательного времени.

Вспомогательное время Т_в делится на время Т_в.ш, связанное с выполнением свариваемых швов (время на осмотр и очистку кромок свариваемых элементов, смену электродов, очистку швов от шлака и брызг расплавленного металла, измерение швов и т.д.) и время Т_в.д, связанное со свариваемым изделием (время на установку, повороты, закрепление и снятие ее, перемещение сварщика с инструментом, клеймение и т.д.).

Т_в = Т_в.ш + Т_в.д. (11)

Вспомогательное время для типовых видов работ может быть принято по данным [3].

К элементам вспомогательной работы, связанной со свариваемым швом, относятся: а) осмотр и очистка свариваемых кромок; б) смена электродов; в) очистка шва от шлака и брызг; г) осмотр и измерение шва.

В связи с этим Т_в.ш составляет

Т_в.ш = Т_в.ш.к+ Т_в.ш.э+ Т_в.ш.о+ Т_в.ш.и. (12)

Время на осмотр и очистку кромок стальной щеткой Т_в.ш.к_l составляет примерно 0,5 мин на 1 пог.м шва для стыковых соединений с разделкой кромок под сварку, а также угловых, тавровых и соединений внахлестку; 0,3 мин на 1 пог. м шва для стыковых соединений без разделки кромок.

Время на смену электродов Т_в.ш.э._l, расходуемых на сварку 1 пог.мшва, определяется по формуле

, (13)

где Т_э._l – время на смену одного электрода, мин; F_i – площадь поперечного сечения наплавляемого валика, мм²; V_эф – эффективный объем одного электрода, см³.

Для пружинного электрододержателя Т_э.1 = 0,11 мин.

Значения V_эф могут быть выбраны по табл. 5 [3] или рассчитаны по формуле

(14)

где d_э – диаметр электрода, мм; l_н – начальная длина электрода, мм; l_о – длина огарка, мм; k_п – коэффициент перехода металла электрода в шов.

При расчете принять значения начальной длины электрода l_н = 350 мм, длины огарка l_о = 50 мм и коэффициента перехода металла электрода в шов из диапазона k_п = 0,85–0,95.

Время на очистку швов от шлака и брызг Т_в.ш.о вручную стальной щеткой и зубилом, а также время Т_в.ш.и на осмотр промежуточных и промер последних (завершающих) слоев шва зависит от их количества и может быть определено по формулам:

без разделки кромок

Т_в.ш.о._l + Т_вш..и._l = 0,5 (m – m_з) + 0,6 m_з, мин/пог.м; (15)

с разделкой кромок

Т_в.ш.о._l + Т_в.ш.и._l = 1,2 (m – m_з) + 0,6 m_з, мин/пог.м, (16)

где т – общее число слоев шва; т_з – число завершающих слоев шва; 0,5 – время на очистку и осмотр промежуточных слоев шва без разделки кромок, мин/пог.м; 0,6 – время на очистку и промер последнего (завершающего) слоя шва с разделкой кромок, мин/пог.м; 1,2 – время на очистку и осмотр промежуточных слоев шва с разделкой кромок, мин/пог.м.

При механизированной очистке швов время, рассчитанное по формулам (15)–(16), следует умножить на коэффициент 0,6.

С учетом того, что приведенные выше справочные значения и формулы для отдельных составляющих вспомогательного времени являются удельными, отнесенными к 1 пог.м шва, при расчете вспомогательного времени для сваривания шва следует учитывать его длину

Т_в.ш = (Т_в.ш.к._l + Т_в.ш.э._l + Т_в.ш.о._l + Т_в.ш.и._l)· l_ш·n_в, (17)

где l_ш – длина шва, м; n_в – количество валиков в сварочном шве.

Приведенные выше справочные значения и расчетные формулы для определения основного Т_о и вспомогательного времени Т_в.ш относятся к нижним швам. При сварке вертикальных, горизонтальных, кольцевых и потолочных швов, а также при сварке коротких швов и швов в ответственных конструкциях, следует применять поправочные коэффициенты, приведенные в таблице 6.

Таблица 6. Поправочные коэффициенты к основному и вспомогательному времени

При холодной сварке чугуна вспомогательное время включает также время, связанное с проковкой шва и перерывами на его охлаждение до температуры 60–80 ºС [4], продолжительность которого в значительной степени зависит от продолжительности основного времени и толщины свариваемых деталей и ориентировочно может быть оценено с помощью коэффициента К _охл (табл. 7).

Таблица 7. Перерывы на охлаждение при холодной дуговой сварке чугуна

Толщина завариваемой стенки h_ст, мм	До 6	6–8	8–10	10–12	12-15	15–20	Свыше 20
Площадь, наплавленная до перерыва, см²	5–8	10–12	15–20	20–25	25–30	30–35	35–45
Отношение продолжительности перерыва к продолжительности горения дуги, К _охл	1,4	1,3	1,2	1,1	1,0	0,9	0,8

С учетом этого соотношение для определения вспомогательного времени Т_в.ш при холодной сварке чугуна запишется в виде

Т_в.ш = (Т_в.ш.к._l + Т_в.ш.э._l + Т_в.ш.о._l + Т_в.ш.и._l)· l_ш·n_в + К_охл · Т_о. (18)

К элементам вспомогательной работы, связанной со свариваемым изделием, относятся: а) установка, повороты, закрепление и снятие ее; б) перемещение сварщика с инструментом; в) клеймение сваренных швов.

Вспомогательное время Т_в.д, связанное со свариваемым изделием, приведено в табл. 8.

Т_в.д = Т_в.д.у + Т_в.д.п + Т_в.д.к, (19)

где Т_в.д.у – вспомогательное время, связанное с установкой, поворотами, закреплением и снятием изделия; Т_в.д.п – вспомогательное время, связанное с перемещением сварщика с инструментом; Т_в.д.к – вспомогательное время, связанное клеймением сваренных швов.

Таблица 8. Вспомогательное время, связанное со свариваемым изделием

Время обслуживания рабочего места Т_обсл при ручной дуговой сварке составляет в среднем 3–5% от оперативного времени Т_опер

Т _обсл= (0,03 – 0,05) Т_опер. (20)

Время на отдых и естественные надобности Т_отд при ручной сварке может быть принято в размере 12–15% от оперативного времени Т_опер

Т_отд = (0,12 – 0,15) Т_опер. (21)

Подготовительно-заключительное время Т_п.-з находится в зависимости от типа производства, конструктивной и технологической сложности изготовляемых сварных изделий. Для упрощенных расчетов Т_п.-з может быть принято в пределах 2–4% от оперативного времени Т_опер.

Т_п.-з = (0,02 – 0,04) Т_опер. (22)

Таким образом, штучно-калькуляционное время Т_шт.–к составит

(23)