Курсовая работа (т): Проектування складально-зварювальної оснастки

Таким чином для подальшого аналізу залишаються способи ручного дугового зварювання (Э), в вуглекислому газі (УП), в сумішах аргону і вуглекислого газу (ИП), під флюсом (АФ), електрошлакове (ШЭ) і газове (Г). Оцінимо їх застосування при зварюванні сталі товщиною 4мм.

Очевидно, що при такій товщині нераціональне застосування низькопродуктивного газового (Г) зварювання (багато прохідне зварювання з присадкою). Електрошлакове зварювання (ШЭ) дає можливість зварювати метал товщиною від 16 мм і тому в даному випадку він нас не влаштовує. Із способів які залишились автоматичне зварювання під флюсом (АФ) дозволяє виконати зварювання металу товщиною 4 мм за 1 прохід, в вуглекислому газі (УП) - 1 прохід, в газових сумішах (ИП) - 1 прохід, ручне дугове зварювання (Э) - 1 прохід. Оцінка кількості проходів дає представлення також про продуктивність способів зварювання: чим менша кількість проходів, тим вища продуктивність.

Продовжуємо аналіз і враховуємо наступний фактор - положення при зварюванні. Всі зварні з’єднання пропонується виконувати в нижньому положенні в заводських умовах. Тобто нас влаштовує автоматичне зварювання під флюсом (АФ), в вуглекислому газі (УП), в газових сумішах (ИП), ручне дугове зварювання (Э).

Автоматичне зварювання під флюсом (АФ) доцільно застосовувати для більшої товщини металу та більшої довжини шва, крім того необхідно стежити за вологістю флюсу і періодично його прокалювати..

Для зварювання коротких швів доцільно використовувати механізоване зварювання у вуглекислому газі (УП) в порівнянні з ручним дуговим зварюванням (Э) так як це дає ряд переваг, а саме:

         підвищує продуктивність процесу;

         покращує гігієнічні умови роботи зварників;

         потребує меншої кваліфікації зварників;

         після зварювання не обхідно відбивати шлак;

         не потрібно змінювати електроди.

Розрахунок режимів зварювання

Оскільки з'єднання є тавровим, то враховуючи товщину металу 10 мм то покажемо підготовку кромок до та після зварювання ГОСТ 14771-76 (рисунок 1.4.1)

Рис.1.4.1 Ескіз шва №1

Вихідні дані:

         основний метал - сталь ВСт3сп;

         зварювання - механізоване на постійному струмі;

         товщина металу S=10 мм;

         тип з’єднання - таврове Т3;

         положення шва при зварювані - нижнє;

         катет шва - К=6 мм.

По катету шва К=6 мм і положенню шва - нижнє, встановлюємо, що шов однопрохідний

Розрахунок режимів зварювання

Визначаємо площу наплавленого металу по кресленню.

         Діаметр електродного дроту розраховуємо по формулі:

Коефіцієнт  вибраний для автоматичного зварювання в нижньому положенні

Округляємо розрахунковий  до стандартних значень і обмежуємо діапазон допустимих діаметрів: 1,0; 1,2; 1,4; 1,6; 2,0 мм. Приймаємо .

         Швидкість зварювання визначаємо по площі наплавленого металу і розрахованого раніше . При зварюванні в нижньому положенні, мм/с:

Приймаємо  см/с

         Швидкість подачі електродного дроту  однозначно визначають при відомих ,  і , мм/с:

         Зварювальний струм визначають по формулі, отриманій шляхом рішення виразу для  відносно , А:

Приймаємо

         Напруга зварювання, В:

         Витрати захисного газу, л/с:

         Виліт електродного дроту, мм:

Визначення розпірних сил:

1.      Визначаємо теплову потужність зварювальної дуги:

де

. Визначаємо зони витрати пружних властивостей сталі:

 товщина металу, см;

. Визначаємо ширину в якій температура досягла кімнатних значень:

 товщина металу, см;

³

. Визначаємо температурне подовження стикового з'єднання при не рівномірному нагріванні:

^-12 ;

. Визначаємо величину розпірої сили при зварюванні в защемленні:

При цьому враховуємо, що при установці заготовок в пристроях по упорам між заготовкою.

Приймемо

Площа поздовжнього перерізу зварного з'єднання:

²

Величина розпірної сили:

Визначення стягуючих сил:

1.      Визначаємо теплову потужність зварювальної дуги:

. Погонна енергія зварювання при механізованому зварюванні складає`_зв=0,25 см/с

Поперечна усадка замикаючих зварних швів при конструктивно - технологічному коефіцієнті k=1,4

. Реальне скорочення зварного виробу з урахуванням зазару між упором та заготовкою

. Величина стягуючої сили, якщо площа поперечного перерізу для заготовок:

Вибір зварювальних матеріаів

Вибір зварювального дроту

Для зварювання низьколегованої сталі ВСт3сп необхідно перш за все шукати зварювальний дріт в аналогічній групі ( класі ) із низьколегованої сталі.

Так як сталь ВСт3сп не має схильності до утворення гарячих тріщин, то зварювальний дріт може бути однорідний і близький по складу до основного металу.

Механізоване зварювання у вуглекислому газі не легує метал шва, тому дріт повинен містити необхідну кількість легуючих і розкислюючи елементів. В каталозі зварювальних матеріалів вибираємо зварювальний дріт Св-08Г2С ( ГОСТ 2246-70 ) хімічний склад якого приведений в таблиці 1.4.2.

Таблиця 1.4.2

Хімічний склад дроту Св-08Г2С по ГОСТ 2246-70

Для того щоб зменшити втрати часу на чистку каналу по якому подається зварювальний дріт і уникнути його атмосферну корозію (ржавіння) доцільно використовувати дріт з обмідненою поверхнею.

Зварювальне устаткування.

Для вибору зварювального устаткування необхідно провести аналіз попередніх пунктів, а саме врахувати вибрані раніше способи зварювання, розраховані режими зварювання, вибрані зварювальні матеріали. Обладнання повинно забезпечувати надійну роботу в даних умовах виробництва і відповідати світовим нормам.

Зварювання кронштейну виконується механізованим способом у вуглекислому газі, тому необхідно вибрати механізм подачі і джерело живлення які б могли нормально працювати в умовах масового виробництва. Основними критеріями при виборі зварювального обладнання є діаметр електродного дроту , швидкість подачі електродного дроту , сила зварювального струму  і напруга зварювання . Всі шви які виконуються механізованим зварюванням мають такі показники : =2 мм; =500 А; .=38 В. З каталогу фірми “Селма” вибираємо обладнання яке може задовольнити наші вимоги, а саме подаючий механізм ПДГО-510 і випрямляч ВДУ-511.

Подаючий механізм ПДГО-510 призначений для механізованого зварювання суцільним і порошковим дротом на постійному струмі в середовищі захисних газів в комплекті з джерелами для МІГ/МАГ зварювання ( рис.1.5.1 )

Рис.1.5.1 Загальний вигляд подаючого механізму ПДГО-510

Технічні характеристики:

Напруга мережі живлення, В, ( f=50Гц )                                     27

Номінальний зварювальний струм, А                                500

Кількість роликів, шт.                                                         4

Діаметр електродного дроту, мм                                        1,0-1,6

Швидкість подачі електродного дроту, м/год                    120-1100

Межі регулювання часу попередньої продувки газу, сек, ( тільки в режимі “Довгі шви”)                                               0,2

Межі регулювання часу продувки газу після зварювання ( захист зварної вани ), сек, ( тільки в режимі “Довгі шви”)                                     0,2

Межі регулювання часу затримки відключення випрямляча ( виліт дроту ), сек                                                0,1-0,5

Межі регулювання часу нарощування швидкості подачі електродного дроту від мінімального до встановленого значення ( м’який старт ), сек0,5-4,0

Потужність електродвигуна подаючого механізму, Вт              145

Тип роз’єму зварювального пальника                              євророз’єм

Місткість зварювальної касети, кг                                      15

Маса, кг                                                                                18

Габарити, мм                                                              630252420

Випрямляч ВДУ-511 (рис.1.5.2) призначений для комплектації подаючих механізмів. В комплекті з подаючим механізмом призначений для механізованого зварювання плавким електродним дротом на постійному струмі в середовищі захисних газів ( , Ar, суміші ) ( режим МІГ/МАГ-DC), для ручного дугового зварювання покритим електродом на постійному струмі ( режим ММА-DC ), для аргонодугового зварювання не плавким електродом на постійному струмі ( режим ТІГ-DC ).

В режимі МІГ/МАГ- DC випрямляч забезпечує жорсткі вольт амперні характеристики з регульованою індуктивністю для механізованого зварювання в середовищі захисних газів стальними і порошковими дротами.

Рис.1.5.2 Загальний вигляд випрямляча ВДУ-511

Технічні характеристики:

Напруга мережі живлення, В                                              3×380

Частота мережі живлення, Гц                                              50

Номінальний зварювальний струм, А (при ПВ, %)           500(60%)

(100%)

Межі регулювання зварювального струму, А                            50-500

(30-400)

Межі регулювання робочої напруги, В                             16,5-39

Напруга холостого ходу,В не більше                                55

не більше, кВа                                                                               29(23)

Маса, не більше, кг                                                              240

Габарити (довжина × ширина × висота), мм,

не більше                                                                              845×520×795

1.6 Обґрунтування доцільності розробки складально-зварювальної оснастки

Доцільність використання складально-зварювальної оснастки визначається кількісними та якісними змінами в технологічному процесі складання та зварювання виробу, що обумовлюють підвищення його економічності.

Необхідність розробки складально-зварювальної оснастки обґрунтовується метою її використання. Метою використання складально-зварювальної оснастки є збереження з необхідною точністю габаритів, геометричної форми та взаємного розміщення деталей і вузлів, зменшення обсягу ручних робіт, підвищення продуктивності праці, зменшення трудомісткості складальних операцій, скорочення тривалості виробничого циклу, використання менш кваліфікованої робочої сили, зменшення вартості виготовлюваних зварних конструкцій, підвищення якості зварних виробів та забезпечення їх взаємозамінності, підвищення рівня комплексної механізації та автоматизації виробництва зварних конструкцій.