Обоснование выбора сварочного оборудования

Таблица 1 Технические характеристики листоправильной машины 7х360х1000

Размеры обрабатываемых листов, мм Толщина Ширина	6 – 36 до 5000
Скорость правки м/мин	6 – 36
Рабочие ролики Число, шт Диаметр, мм Длина, мм Шаг, мм	7 360 1000 400
Мощность электродвигателя привода рабочих роликов кВт	100
Габаритные размеры, мм	8060х3220х3030
Масса, кг	62

Разметка – перенесение размеров с чертежа на деталь. Операция очень сложная, требующая очень высокой квалификации рабочего. В серийном производстве применяют так называемую фотопроекционную разметку. Чаще всего такая разметка применяется в судостроении или в авиастроении. Суть разметки в том что изготовляется чертеж-шаблон, который фотографируется на специальные пластины. Эти пластины устанавливаются в проекционных кабинах, расположенных над разметочным столом. Световое изображение чертежа проектируется в масштабе 1:1. изображение кернят. Способ точный и эффективный. Так же разметка может выполняться вручную с применением эскизного или шаблонного методов, или с применением других способов и установок, механизирующих процесс.

При всех методах и способах разметки следует прокернивать линии, необходимые для изготовления деталей и контроля точности обработки и сборки.

В данном случае разметка производится:

- листового проката – разметка совмещена с операцией резки на специализированной машине с программным управлением.

Резка. Производится в ручную или механизированно на различных машинах. Есть резка тепловая и с помощью ручных резаков или газо-резательных машин. Тепловая резка применяется для резки криволинейных швов. Применяется также в сочетании с разметкой. На производстве чаще всего применяется резка с помощью машин: гильотиновые ножницы, дисковые ножницы, обрезные станки, пресс ножницы.

Для резки листового проката применить портальную комбинированную машину с УЧПУ “Гранат- М” ППлКП 3,2. Резка плазменная.

Таблица 2 Технические характеристики портальной комбинированной машины “Гранат – М” ППлКП 3,2.

Наибольший размер разрезаемых листов, мм Длинна Ширина	16000 5000
Наибольшая толщина резки плазмой, мм	60
Скорость перемещения резака, мм/мин	70 – 6000
Максимальное отклонение от контура	По классу 1 ГОСТ 5614 – 74
Тип УЧПУ	РМ 33
Тип плазморежущей оснастки	АПР – 404
Число резаков	1
Энергопитание Напряжение В Частота Гц	3-х фазная сеть переменного тока 380 50
Наибольшая потребляемая мощность, кВа	130
Расход м³/час: Сжатого воздуха Ацетилена Охлаждающей воды	До 10 1,44 0,3
Давление МПа: Сжатого воздуха Ацетилена Охлаждающей воды	0,5 0,1 0,25 – 0,5
Ширина колеи направляющих, мм	400
Габариты, мм	18600Х5400Х1860
Масса исполнительного механизма, кг	1512

Преимущество процесса воздушно-плазменной резки:

- универсальность. Возможна резка любых электропроводных материалов: НЛС, чугуна, сплавов алюминия и др.

- высокая скорость резки примерно в 2-3 раза выше скорости газовой резки.

- отличное качество реза, дополнительная механическая обработка не требуется.

- предварительная подготовка при разделительной резки не требуется.

- минимальные деформации разрезаемых деталей.

- высокая экономичность.

Гибка заготовок выполняется в холодном и горячем состоянии. Горячую гибку применять только в случае, когда невозможна, гибка в холодном состоянии, при недостаточной мощности оборудования.

Для гибки заготовок из листового проката применять листогибочную машину (четырех валковая, гидравлическая) ИВ 2426 Ф1. предназначена для гибки цилиндрических обечаек из листового материала в холодном состоянии.

Таблица 3 Технические характеристики листогибочной машины ИВ 2426 Ф1.

Наибольшие размеры изгибаемого листа, мм Толщина при сгибе Ширина Толщина при подгибке	40 3150 30
Наименьший радиус гибки, мм	600
Скорость гибки регулируемая ступенчато, мм/мин	0,9; 2,6; 7
Диаметр верхнего валка, мм	560
Скорость подъема боковых валков, регулируемая ступенчато, мм/мин	290; 580
Суммарная мощность электродвигателя, кВт Без средств механизации Со средствами механизации	66 80
Габаритные размеры машины, мм Без средств механизации Со средствами механизации	6460Х3000Х3015 13000Х9200Х7625
Высота над уровнем пола, мм Без средств механизации Со средствами механизации	1725 6390
Масса машины, кг Без средств механизации Со средствами механизации	55000 75000

Штамповка для штамповки необходимо применять матрицу и штамп индивидуально рассчитанный для данных деталей. Пресс использовать любой имеющийся на заводе

2.2. Обоснование выбора способов сварки.

Основание корпуса конденсатора является ответственной конструкцией, т.к. он предназначен для хранения газа. Исходя из этого, основание корпуса конденсатора должно соответствовать требования прочности, следовательно, сварные швы должны быть равнопрочными, с основным металлом, а значит, шов должен быть плотным без дефектов.

Основание корпуса конденсатора изготавливается в условиях цеха, что порзволяет применять механизированные способы сварки.

Исходя из конструктивных особенностей изделия: протяженность основных швов не более 1,5 м, веса, формы, толщины свариваемого металла от 12 мм, и т. д. Целесообразно для сварки продольного, кольцевого стыков обечаек применить автоматическую сварку под флюсом, швом С9, на остающийся подкладке, с разделкой кромок.

Для сварки накладок, рымов, патрубков, применить автоматическую сварку плавящимся электродом швами, У6, Н1, Т3 с катетом 3, в среде СО2.



                                   2.3 Анализ основных материалов.

              2.1 Химический состав и механические свойства стали.

Таблица 4 -Химический состав стали 10ХСНД ГОСТ 4543 - 61

Марка	С	Si	Mn	Cr	Ni	Mo	Wa	Br	Al	Ti	Va	Cu	S	P
10ХСНД	0.08- 0.12	0.6- 0.9	0.3- 0.6	0.8- 1.10	0.6- 0.9	-	-	-	-	-	-	0.20	0.935	0.035

Таблица 5 -Механические свойства стали 10ХСНД ГОСТ 4543 – 61

Сталь	б в	б т	б %	Ударная вязкость
10ХСНД	540	400	19	5

б в = 540; б т = 400; б % = 13%; Ударная вязкость = 5

2.2 Группа и класс стали.

2.2.1 Группа стали.

∑ лэ = Сr + Si + Mn + Ni (1)

∑ лэ = 0.1 + 0.9 + 0.5 + 0.10 + 0.9 = 2,5

Сталь относится к классу НЛС.

2.2.2 Класс стали определяется по диаграмме Шеффлера, рассчитать Ni, Cr, эквивалент.

Cr экв.= Cr + Mo + 1.5 Si + 2Al + 2Ti + Nb + W + 0,5V. (2)

Cr экв.= 1+ 0 + 1.5 ∙ 0.9 + 2 ∙ 0 + 2 ∙ 0 + 0 + 0.5 + 0.5 ∙ 0 = 2,35

Ni экв.= Ni + 30 ∙ C + 30 N + 12 B + Co + 0.5 ∙ Mn (3)

Ni экв.= 0.9 + 30 ∙ 0,1 + 30 ∙ 0 + 12 ∙ 0 + 0 + 0,5 + 0,5 = 4,15

Сталь относится к перлитному классу.

Влияние легирующих элементов на свариваемость стали:

Углерод - при 0,1; повышает прочность, чуствительность к перегреву, закаливаемость, понижение пластичности, и вязкости.

Марганец – при 0,5; в сталях повышает прочность и мало влияет на пластичность, повышает ударную вязкость.

Кремний – при 0,6; увеличивается хлодноломкость, свариваемость стали ухудшается.

Хром – при 1; не ухудшает свариваемость стали.

Никель – при 0,9; уменьшает склонность к росту зерна и хладноломкости стали, не оказывая заметного влияния на ее закаливаемость и свариваемость.

2.2.3 Склонность стали к горячим трещинам.

Определяется по;

HCs = C (S + P + 0.04 Si + 0.01 + Ni) \ (3 Mn + Cr + Mo + Va). (4)

HCs = 0.10 (0.035 +0.035 + 0.04 ∙ 0.6 + 0.01 ∙ 0.6) \ (3 ∙0.5 +1.0 + 0 + 0) ≤ 0.0023

HCs = 0.01 \2.5 ≤0.0023

HCs = 0.004

Данная сталь склонна к образованию горячих трещин.

Причины образования горячих трещин:

1) При нагреве внутри тела возникают деформации. Если эти деформации будут больше деформационных способностей металла.

2) Если структура металла будет крупно - зернистой, то зональная и дендритная ликвации будут интенсивнее, что усилит склонность к горячим трещинам.

3) Если в металле шва будут присутствовать эвтектика.

????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????

Мероприятия по предупреждению горячих трещин.

1) Оптимальные режимы сварки с благоприятной формой шва.

2) Уменьшение доли участия основного металла в металле шва (шов должен быть с разделкой кромок).

3) Чистота исходных материалов.

4) Введение в шов Mn, Ca.

2.2.5 Склонность стали к холодным трещинам:

Определяется по Сэ.

Сэ.= С +1/9 (Mn + Cr) + 1\18Ni + 1\13 Mo ≤ 0.35 (5)

Сэ.= 0,1 +1/9 (0,5 +1) + 1/18 ∙ 0,6 + 1/13 ∙ 0 =0,1 + 0,11 (1,5) + 0,05 ∙ 0,6 + 0 = 0,1 + 0,165 + 0,03

=0,295

N=0,005 S Сэ; N=0.005∙ 12 ∙ 0.295=0.02

C’э=C+Т= 0.295 + 0.02 = 0.04

Даная сталь неподвержена к холодным трещинам, следовательно- имеет хорошую свариваемость.

Склонность к порообразованию

1)В сварке под флюсом порообразование небольшое, поры могут образоваться только из за влажного флюса.

2)Сварка в СО2

а) При содержании оксида железа FеO, то при взаимодействии с углеродом происходит восстановление FеO с образованием оксида углерода, нерастворимого в стали, что при кристаллизации ванны приводит к образованию пор в металле шва.

Предотвращение образования пор: Введением в состав сварочной ванны активных раскислителей (Si: Mn).

б) В углекислом газе низкоуглеродистой стали проволокой СВ-08 из за реакций окисления углерода в кристаллизационной части ванны швы получаются пористыми.

Предотвращение; для подавления реакций образования оксида углерода при сварке в СО2 НЛС применить проволоку, содержащую кремний и марганец(СВ-08ГС; СВ-08Г2С), т.к в сварном шве присутствует водород, и кислород (есть всегда), образуя Н2О – пары СО2.

Вывод по свариваемости: Содержание углерода до 0,18, а легирующих элементов более 3. Сварные соединения высокого качества, эти стали не дают холодных трещин, свариваются без подогрева и не требует термообработки.

У данной стали свариваемость хорошая, т.к. для сварки не нужен предварительный и протикающий подогрев, не смотря что углерода до 0,12, а легирующих элементов не более 3.

2.4 Обоснование выбора сварочных материалов.

Выбор проволоки для сварки в среде защитных газов.

Таблица 6 Химический состав проволоки ГОСТ 2246-70

Марка проволоки	C	Si	Mn	Cr	Ni	Mo	Тi	S	P	Прочие элементы
СВ-08ГС	Не более 0,10	0,60-0,85	1,4-1,7	Не более 0,20	Не более 0,30	-	-	0,025	0,030	-
СВ-08Г2С	0,5-0,11	0,7-0,95	1,8-2,1	Не более 0,20	0,9-1,2	-	-	0,025	0,030	-
СВ-12ГС	Не более 0,14	0,6-0,9	0,8-1,1	Не более 0,20	Не более 0,25	-	-	0,025	0,030	-

Проволока СВ-08Г2С ближе всего к данной стали, т.к. у нее больше магния (больше примесей, эфтектика не образуется).

Выбор проволоки для сварки под флюсом.

Таблица 7 Химический состав проволоки ГОСТ 2246-70

Марка проволоки	С	Si	Mn	Cr	Ni	Mo	Ti	S	P	Прочие элементы
СВ-08	Не более 0,10	Не более 0,03	0,35-0,6	Не более 0,15	Не более 0,30	-	-	0,040	0,040	Алюминий не более 0,01
СВ-08ГА	Не более 0,10	Не более 0,03	0,35-0,6	Не более 0,10	Не более 0,25	-	-	0,020	0,20	Алюминий не более 0,01
СВ-08А	Не долее 0,10	Не более 0,03	0,35-0,6	Не более 0,12	Не более 0,25	-	-	0,030	0,030	Алюминий не более 0,01

Проволока СВ-08ГА- ближе всего по химическому составу к данной стали т.к. содержит меньше С и имеет Mg

Выбор флюса для сварки АДФ

Таблица 8 Химический состав флюса ГОСТ9087-81

Марка флюса	SiO2	MnO	CrO2	MgO	CaO	Al2O3	K2O Na2O	Fe2O3	S	P
АН-22	18,0-21,5	7,0-9,0	20-24	12-15	12-15	19,0-23,0	-	-	-	-
АН-26С	18,0-21,5	7,0-9,0	20-24	12-15	12-15	19-23	1-2	1,0	0,05	0,05
АН-18	17,0-21,0	< 0,3	19,0-23,0	8-12	14-18	24,0-29,0	-	13,5-16,5	0,05	0,05

Флюс АН-22 ближе всего по химическому составу к данной стали он обеспечивает пластические свойства швов и стабильность состава сварочных швов по содержанию в них марганца и кремния.

Углекислый газ должен соответствовать ГОСТ 8050-76. Выбрать первый сорт, с содержанием СО2 не менее 99,5 %, Что обеспечит равнопрочность сварного соединения с основным металлом по всем показателям.

Общий вывод

Для АДФ выбрать сварочную проволоку СВ-08ГА, ГОСТ 2246-73, и флюс АН-22 ГОСТ 9087-81.

Для сварки в защитных газах выбрать сварочную проволоку СВ-08Г2С ГОСТ 2246-70, и газ СО2 первого сорта ГОСТ 8050-76.

Склонность к порообразованию;

При сварке в защитных газах (СО2) к порообразованию способствует также водород, растворимость которого в металле сварочной ванны с малой степенью окисляемости высокая.

При охлаждении шва пузырьки не успевают выйти из-за чего и образуются поры.

2.5 Расчет режимов сварки.

Iсв. = h / k ∙ 100 % (6)

Iсв. = 2 / 1,75 ∙ 100 % = 457 (А)

h = 2- глубина провара.

Исходя из того, что ток постоянный обратной полярности, то выбираем марку флюса АН-22. Соединение стыковое с разделкой кромок.

К=1,75(мм/100А)

d = 2 √ Iсв. / Пi (7)

i = 40 из таблицы

d = 2 √457 / 3,14 ∙ 40 = 4

Определить скорость сварки.

Uсв. = αн. ∙ Icв. / Fн. γ ∙ 100 (8)

Fн. = 0,75 ∙ еq + 0,75 ∙ еq +(b ∙ s + h² ∙ tg α / 2) / 2

Fн. = 0,75 ∙ 5,8 + 0,75 ∙ 5,8 + 2,4 + (8² ∙ tg α / 2) = 16,27

α н. = 4,2; γ = 8

Uпп = 4 ∙ α н. ∙ Iсв. / Пd² ∙ γ

Uпп = 4 ∙ 4,2 ∙ 457 / 3,14 ∙ 4² ∙ 8 =7677 / 200 = 38,4 м/с

Таблица 9- Режим автоматической сварки под флюсом.

I.cв, А	Ug,В	Ø пр. мм	Uсв. м/ч	U пп. м/ч
450- 550	36-38 В	4	15-20	38-45

Расчет режимов механизированной сварки в среде СО2 плавящимся электродом.

Таблица 10- Режим механизированной сварки в среде СО2 плавящимся электродом.

U(b)	I, A	Uсв.(м/ч)	Ø пр.	Ι (мм)	Q	h	n	Uпп. (м/ч)
22 - 24	160 - 200	28 -30	2	6	9 -11	2	2 -3	250 - 300

Обоснование выбора сварочного оборудования

Сварочное оборудование выбирается в зависимости от расчетных режимов сварки, а также от формы и размеров конструкции. Они должны удовлетворять им, иначе сварка может быть некачественной.

Для автоматической сварки под флюсом применять сварочную головку А – 1401.

2.7 Обоснование выбора источников питания

Таблица 11 Техническая характеристика источников питания.

	ВДУ-506	ВДУ-1201	ВДУ-1001
Номинальный ток (А) Диапазон регулирования	500	1200	1000
Падающая характеристика	50-500	300-1200	300-1000
Жесткая характеристика	50-500	300-1200	300-1000
Напряжение холостого хода (U)	80	100	80
Номинальная падающая характеристика	46	60	60
Номинальная жесткая характеристика	50	66	66