Сварка в углекислом газе

метки: Сварка, Углекислый, Полуавтоматический, Контроль, Сварочный, Электрод, Коэффициент, Волна

Сварка в углекислом газе (СО2) является основным и наиболее распространенным способом сварки плавлением на машиностроительных предприятиях. È economico, fornisce una qualità delle cuciture sufficientemente elevata, specialmente quando si saldano acciai a basso tenore di carbonio, richiede una qualificazione inferiore del saldatore rispetto al manuale e consente di eseguire cuciture in varie posizioni spaziali.

L’essenza del metodo di saldatura a gas schermato è che l’arco brucia in un flusso di gas di protezione, spingendo l’aria fuori dalla zona di saldatura e proteggendo il metallo fuso dagli effetti dei gas contenuti nell’atmosfera.

Особенность этого метода сварки заключается в том, что нагрев металла до расплавления осуществляется теплом, которое выделяется электрической дугой, горящей между голой электродной проволокой и свариваемым металлом в среде защитного, в данном случае углекислого, газа. Di conseguenza, dall’elettrodo fuso e dal metallo di base viene creato un bagno di saldatura mobile, il cui spostamento coincide con la direzione della saldatura. Участки расплавленного металла, расположенные в хвостовой части ванночки, т. е. удалённые от электрической дуги, интенсивно охлаждаются и в результате происходит кристаллизация металла, образование сварного шва. Схема сварки в среде углекислого газа на рисунке 1.

Рисунок 1 Механизированная дуговая сварка в защитном газе: 1 — электродная проволока; 2 — сопло; 3 — токоподводящий наконечнике; 4 — газ; 5 — дуга; 6 — затвердевший шлак; 7 — шов; 8 — сварочная ванна; 9 — основной металл.

Микроструктура металла шва и околошовной зоны показана на рисунке 2.

Рисунок 2 Микроструктура сварного соединения (х400): а — шов; б — линия сплавления; в — участок перегрева зоны термического влияния; г — участок нормализации; д — основной металл

La saldatura in gas schermati è possibile con un elettrodo consumabile e non consumabile. In base al grado di meccanizzazione, si distinguono la saldatura automatica, meccanizzata e manuale. La saldatura ad anidride carbonica è ampiamente utilizzata per unire pezzi in lavorazione realizzati con acciai al carbonio strutturali. Защитный газ обычно поставляют в баллонах вместимостью 40 л под давлением 6 — 7 МПа. Сварку в углекислом газе выполняют плавящимся электродом на постоянном токе обратной полярности («плюс» на электроде).

Подготовка металла к сварке

... пленками оксидов, адсорбированных газов, всевозможных загрязнений. Эти пленки, как броня, защищают поверхности металлов от соприкосновений. Поэтому темой моей работы является «Подготовка металла к сварке», чтобы показать всю ... может заполняться и пол-ностью. Форму разделки кромок и их сборку под сварку характеризуют четыре основных конструктивных элемента: зазор b, притупление с, угол скоса ...

Переменный ток не применяют из-за низкой устойчивости процесса. Per aumentare la stabilità del processo, è necessaria un’elevata densità di corrente. В связи с этим используют электродную проволоку небольшого диаметра (0,5-3 мм).

Напряжение на дуге обычно составляет 20-30 В, скорость сварки 20-80 м/ч, расход защитного газа 6-25 л/мин.

Un parametro importante della modalità di saldatura è la sporgenza dell’elettrodo: la distanza dall’ugello della torcia che fornisce corrente all’estremità dell’elettrodo. Con una piccola sporgenza, è difficile osservare il processo e si verificano frequenti bruciature del boccaglio, schizzi dell’ugello. При слишком большом вылете ухудшается устойчивость дуги, наблюдается плохое формирование шва.

Процессы при сварке в углекислом газе. В зоне сварки при высокой температуре углекислый газ диссоциирует:

• СО2 > СО+1/2О2.

В связи с увеличением степени диссоциации СО2 с повышением температуры состав газовой фазы над сварочной ванной зависит от температуры в данном участке (рисунок 3).

Выделяющийся при диссоциации СО2 кислород окисляет жидкий металл с образованием закиси железа FeO, растворимой в жидком металле, и ряда нерастворимых окислов элементов, входящих в состав металла (SiO2, MnO, АlO3 и др.).

Рисунок 3 Ориентировочная схема изменения состава (%) газа, соприкасающегося с металлом сварочной ванны, при сварке в СО2

При взаимодействии с углеродом образуется нерастворимая в металле окись углерода СО по следующей схеме:

• СО2 = СО+1/2О2;

1/2О2 + Fe = (FeO) > [FeO];

[FeO] + [C] = CO + Fe

CO2 + [C] = 2CO

Элементы и соединения в квадратных скобках растворены в металле. La capacità ossidante dell’anidride carbonica in relazione al carbonio aumenta con l’aumentare della temperatura. Однако при температуре кристаллизации

реакцию окисления углерода можно затормозить за счет добавки к стали элементов раскислителей (Si, Мn, Ti, Al и др.).

Для предотвращения образования пор при сварке углеродистой и легированной стали применяют электродную проволоку с элементами-рас-кислителями: Св-10ХГ2С,Св-08ХГ2СМ, Св-08Х14ГТ, Св-08ГСМТ и др. (по ГОСТ 2246—70).

Nella saldatura ad arco automatica dei consumabili, l’arco brucia tra l’estremità del filo continuamente fuso e il pezzo in lavorazione. Il filo viene alimentato nella zona dell’arco da un meccanismo a una velocità pari alla velocità media della sua fusione. Это обусловливает постоянство средней длины дугового промежутка. Расплавленный металл электродной проволоки переходит в сварочную ванну и, таким образом, участвует в формировании шва.

Преимущества плавящегося электрода при сварке в защитных газах следующие:

• высокий удельный тепловой поток, обеспечивающий относительно узкую зону термического влияния;
• возможность металлургического воздействия на металл шва за счет регулирования состава проволоки и защитного газа;
• широкие возможности механизации и автоматизации процесса сварки;
• высокая производительность сварочного процесса.

Перенос металла в дуге. Il trasferimento di metallo attraverso lo spazio d’arco determina le caratteristiche tecnologiche dell’arco. От характера переноса металла зависят стабильность горения дуги, ее тепловой баланс, металлургические реакции в зоне сварки, размеры проплавления и формирование шва.

Реферат сварка дуговая сварка

... проплавления называется наибольшая глубина расплавления основного металла в сечении шва. Распространение дуговой сварки. Особенно широкое распространение получила дуговая сварка Н.Г.Славянова. Сущность этого способа заключается ... с ручной дугой дуговой сваркой. Хорошая защита расплавленного металла от окружающего воздуха, а также легирование металла шва (в случае сварки стали) содержащимися во ...

Il trasferimento del metallo attraverso l’arco avviene sotto forma di gocce e vapori. Капли формируются на конце электрода под воздействием силы тяжести, поверхностного натяжения, давления газов, образующихся внутри расплавленного металла, кинетической энергии движущихся газов, электростатических и электродинамических сил, реактивного давления паров металла, а при сварке в среде многоатомных газов под воздействием дополнительного давления в зоне активного пятна, связанного с диссоциацией молекул газа.

Разновидности переноса металла. Con un aumento della forza della corrente, la forza elettrodinamica cresce, la dimensione della goccia diminuisce e ad un certo valore della corrente, chiamato quello critico, il trasferimento della goccia del metallo si trasforma in un trasferimento a getto. Механизм струйного переноса металла состоит в следующем.

Nel metallo fuso all’estremità dell’elettrodo, per effetto di pizzicamento, si crea una pressione metallostatica, che aumenta dalla periferia all’asse del conduttore. Con una corrente elevata, il metallo fuso viene «schiacciato» nella zona dell’arco, allungato e assume la forma di un cono. La sezione trasversale della colonna di metallo liquido diminuisce gradualmente fino a un certo diametro, al quale la pressione generata dalla tensione superficiale diventa uguale alla pressione idrostatica causata dall’effetto pizzicamento. Con questo diametro, all’arrivo di nuove porzioni di metallo fuso, si forma una goccia con la sua successiva separazione.

Критическим током Iкр принято называть такой, при котором отношение минимального диаметра (радиуса) струи к диаметру (радиусу) электрода равно 0,7. Тогда, основываясь на уравнении баланса давления в точке А, можно определить величину критического тока

где у — коэффициент поверхностного натяжения металла электрода, дин/см; dэ — диаметр электрода, см.

Il riscaldamento del filo per l’espulsione mediante calore Joule modifica il gradiente di temperatura nella zona di fusione dell’elettrodo. Поэтому с изменением вылета электрода несколько изменяется величина критического тока (рисунок 4).

Рисунок 4 Зависимость критического тока от вылета электрода. Диаметры электродов, мм: 1 — 2,4; 2 — 1,6; 3 — 1,1; 4 — 0,7

Разбрызгивание металла. Il trasferimento del metallo dell’elettrodo nell’arco è accompagnato dall’espulsione del metallo all’esterno del bagno di saldatura — spruzzatura. Questo fenomeno dipende dai parametri della modalità di saldatura, dalla composizione dell’ambiente protettivo, nonché dalla composizione dell’elettrodo e dei metalli di base.

Рисунок 5 Основные виды разбрызгивания при сварке в СО2: а — выдувание капли потоком газов; б — выплёскивание ванны при падении капли; в — выброс мелких капель при взрыве перемычки жидкого металла; г- образование брызг при наличии на проволоке ржавчины; д — выброс нерасплавившейся проволоки

При сварке в СО2 разбрызгивание металла происходит в результате выброса мелких брызг при взрыве перемычки между электродом и каплей, отделения остатка жидкого металла от электрода, расплескивания ванны, выброса крупных капель при сильном взрыве перемычки, выброса мелких капель металла из ванны, взрыва крупных капель на электроде и выброса разогретой и оплавленной части электрода (при возбуждении дуги).

Durante la saldatura con un arco lungo, gli schizzi sono promossi da reazioni metallurgiche nel metallo liquido, accompagnate dal rilascio di gas, nonché dalle forze reattive dell’evaporazione del metallo e della dissociazione del gas, spingendo le goccioline fuori dal bagno di saldatura. La causa principale degli schizzi di metallo durante la saldatura con cortocircuiti è l’esplosione elettrica del ponte tra l’elettrodo e il bagno. Gli spruzzi aumentano con l’aumento della tensione dell’arco, specialmente nella gamma di correnti medie. Зависимость разбрызгивания от силы тока показана на рисунке 6. Основные меры по уменьшению разбрызгивания сводятся к следующему: применению источников питания с определенными динамическими свойствами, обеспечивающими оптимальные скорости нарастания тока короткого замыкания; выполнению сварки с оптимальной скоростью; поддержанию постоянства длины дуги за счет стабилизации напряжения источника питания, скорости подачи проволоки и вылета электрода; очистке проволоки от ржавчины, прокаливанию ее при температуре 200—250° С в течение 2 ч.

Рисунок 6 Зависимость потерь на разбрызгивание от силы тока при обратной полярности в среде СО2 (проволока Св-08Г2С)

Una maggiore stabilità dell’arco e una riduzione delle perdite di spruzzi di metallo nella saldatura a CO2 si ottengono attraverso l’uso di fili attivati. Quando il metallo viene spruzzato, l’ugello del bruciatore si intasa con una violazione delle proprietà protettive del getto, nonché l’adesione delle gocce alla superficie del prodotto saldato. Per ridurre l’adesione dello spray all’ugello, quest’ultimo deve essere raffreddato intensamente. Детали и приспособления защищают специальными смазками.

Сварочный ток. При малых токах, когда происходит крупнокапельный перенос металла, проплавление имеет форму кругового сегмента (рисунок 7).

Quando la corrente è maggiore di quella critica, durante il trasferimento del metallo a getto, la penetrazione ha una depressione locale derivante dal flusso concentrato del metallo dell’elettrodo.

Рисунок 7 Форма проплавления в зависимости от силы тока: а — при I<Iкр; б — при I>Iкр

Длина дуги. Con l’allungamento dell’arco, il suo effetto di forza diminuisce, così come l’intensità del flusso di calore. Ciò porta a una diminuzione della profondità e dell’area di penetrazione, nonché a una diminuzione dell’approfondimento locale durante il trasferimento del getto di metallo.

Диаметр электродной проволоки. Con un aumento del diametro del filo, la dimensione delle gocce aumenta e la concentrazione del flusso di gas e vapori metallici diminuisce. La conseguenza di ciò è una diminuzione dell’effetto della forza specifica dell’arco e dell’intensità del flusso di calore e, di conseguenza, una diminuzione della profondità e dell’area di penetrazione.

Полярность. Con la polarità diretta, l’area e la profondità di penetrazione sono inferiori rispetto alla polarità inversa.

Техника сварки. I parametri principali della modalità di saldatura dell’elettrodo di consumo sono l’intensità di corrente, la polarità, la tensione dell’arco, il diametro e la velocità dell’alimentazione del filo dell’elettrodo, il consumo e la composizione del gas di protezione, la sporgenza dell’elettrodo e la velocità di saldatura.

La saldatura ad elettrodo di consumo viene solitamente eseguita con polarità inversa. Con la polarità diretta, la velocità di fusione è 1,4-1,6 volte superiore rispetto alla polarità inversa, tuttavia, l’arco brucia meno stabile con schizzi intensi.

Lo stickout dell’elettrodo dovuto all’elevata densità di corrente ha un effetto significativo sul bilancio energetico durante la saldatura e sulla stabilità del processo. Оптимальные величины вылета стального электрода следующие:

Диаметр электродной проволоки, мм	0,5	0,8	1,0	1,6	2,0	2,5	3,0 и более
Вылет электрода, мм	5-7	6-8	8-11	11-14	14-17	17-20	20-30

Сварочный ток, обусловливающий размеры шва и производительность процесса, зависит от диаметра и состава проволоки и устанавливается в соответствии со скоростью подачи проволоки (рисунок 8).

Для проволоки различного диаметра рекомендуются определенные пределы сварочного тока, при которых обеспечивается стабильность процесса сварки (рисунок 9).

Напряжение на дуге устанавливается в зависимости от силы тока (рисунок 10) с учетом формирования шва, разбрызгивания металла и производительности процесса. In alcuni casi, le modalità forzate vengono utilizzate per migliorare le prestazioni.

Рисунок 8 Зависимость силы сварочного тока от скорости подачи проволоки

Рисунок 9 Зависимость силы тока от диаметра электродной проволоки при сварке в СО2

Рисунок 10 Диапазон оптимальных напряжений при сварке

La forza della corrente è il parametro principale che determina la profondità di penetrazione del metallo. In generale, la profondità di penetrazione nella saldatura a CO2 è maggiore rispetto alla saldatura manuale, il che si spiega con l’elevata pressione dell’arco sul bagno di saldatura. Ciò si traduce in un maggiore spostamento del metallo fuso dall’arco e un migliore trasferimento di calore dall’arco ai bordi non fusi.

Con l’aumento della tensione, la lunghezza totale dell’arco e la larghezza della cucitura aumentano e l’altezza del tallone di rinforzo diminuisce.

La saldatura in CO2 viene quasi sempre eseguita con corrente continua a polarità inversa. In polarità diritta il processo di saldatura è instabile e può essere effettuato solo con fili legati con metalli alcalini e alcalino terrosi. Переменный ток для сварки в С02 не используется.

Кроме основных параметров режима (dэ; Iсв; Uд) для получения качественного шва необходимо соблюдать и дополнительные параметры, к которым относятся, вылет электродной проволоки и расход защитного газа. Их приблизительные соотношения приведены в таблице.

Дополнительные режимы сварки в СО2

Параметр	Диаметр сварочной проволоки, мм
	0,5-0,8	1-1,4	1,6-2	2,5-3
Вылет электрода, мм	7-10	8-15	15-25	18-30
Расход газа, л/мин	5-8	8-16	15-20	20-30

Oltre al diametro del filo e alla sporgenza dell’elettrodo, il consumo di gas di protezione dipende dalla velocità e dalle condizioni di saldatura, nonché dal tipo di giunto saldato. Хорошая защита обеспечивается при сварке стыковых соединений и угловых с внутренней стороны (рисунок 11,а,б).

I giunti mostrati in Figura 11, c, d richiedono un maggiore consumo di gas di protezione e l’utilizzo di speciali schermi che trattengono il gas nella zona di saldatura.

Ухудшение защиты может произойти и при повышенных скоростях сварки вследствие смещения потока защитного газа в сторону, противоположную направлению сварки (рисунок 12).

Pertanto, quando si salda a velocità più elevate, è necessario anche un maggiore consumo di gas. Il deterioramento della protezione può verificarsi anche durante la saldatura in aree aperte a causa dell’espulsione del gas di protezione.

Рисунок 11 Влияние типа сварного соединения на качество газовой защиты.

Рисунок 12 Влияние скорости сварки на качество газовой защиты

La tecnica di saldatura a CO2 semiautomatica meccanizzata è per molti versi simile alla tecnica di saldatura ad arco manuale con elettrodo rivestito. Compito del saldatore è mantenere una sporgenza costante del filo dell’elettrodo, movimento uniforme della torcia lungo i bordi se è necessario farlo oscillare.

La saldatura nella posizione inferiore viene eseguita con la torcia inclinata in avanti o indietro. Предпочтительнее вести сварку углом назад, при этом обеспечивается более надежная защита и лучшее формирование шва. Сварку угловых швов производят петлеобразным перемещением горелки. Угол наклона горелки — 45-60°. Колебания угла сопла — 5-15° (рисунок 13).

Рисунок 13 Положение и перемещение горелки при сварке угловых швов в среде СО2

Сварку вертикальных швов ведут сверху вниз, если толщина металла не превышает 6 мм. Скорость сварки при этом в 2-2,5 раза выше, чем при сварке снизу вверх. La saldatura viene eseguita con un angolo all’indietro, dirigendo l’arco verso la parte anteriore del bagno di saldatura, che garantisce una buona penetrazione dei bordi ed elimina le bruciature. В некоторых случаях для улучшения формирования шва используют сложную технику колебания горелки (рисунок 14,г).

Металл толщиной до 3 мм сваривают без колебательных движений. Сварку швов на вертикальной плоскости выполняют наклонной горелкой.

Рисунок 14 Техника сварки швов СО2: а — сверху вниз; б, в — снизу вверх; г — траектории колебания горелки; д — сварка горизонтальных швов на вертикальной плоскости; е — сварка потолочных швов

Сварка в СО2 в потолочном положении наиболее сложна, однако в целом проще, чем ручная (рисунок 14, е).

La tensione dell’arco è impostata al minimo, la torcia è posizionata inclinata rispetto alla parte posteriore, si consiglia inoltre di aumentare il flusso del gas di protezione, che migliora il mantenimento del bagno di saldatura.

Con una lunghezza significativa delle cuciture verticali, è consigliabile saldare acciai con uno spessore di 8-40 mm con formazione forzata. Схема процесса приведена на рисунке 15. Сварка ведется снизу вверх.

Рисунок 15 Схема сварки вертикальных швов в углекислом газе с принудительным формированием шва: 1 — кромки детали; 2 — ползуны; 3 — обратная подкладка; 4 -мундштук; 5 — дуга; 6 — сопло для подачи СО2; 7 — сварочная ванна; 8 — шов

Графики, характеризующие разбрызгивание на сопло горелки полуавтомата и на свариваемое изделие, показаны на рисунке 16.

Рисунок 16 Зависимость разбрызгивания электродного металла от силы сварочного тока: а — на сопло горелки; б — на свариваемое изделие

Формирование шва осуществляется подвижными водоохлаждаемыми ползунами. Защитный газ подается через специальное сопло.

2. Состав, структура и свойства основного и присадочного материала

2.1 Основной материал

Портал изготавливается из марганцевой стали 09Г2 ГОСТ 4543-88.

Химический состав, механические, физические и технологические свойства стали приведены

Химический состав стали 09Г2 ГОСТ 4543-88

	Содержание элементов, %
Сталь	С	Si	Mn	Cr	Ni
09Г2	до 0,12	0,17-0,37	1,4-1,8	не более 0,3	не более 0,3

Механические свойства стали 09Г2 ГОСТ 4543-88

ув, МПа	ут, МПа	д5, %	ш, %	HВ
440	305	21	50	325

Физические свойства стали 09Г2 ГОСТ 4543-88

г.10-3, кг/м3	С, кДж/К при 293-473 К	б,.10-6, при 293-473 К	л, Вт/(м.К) при 293К
7,1	480	9,5	54

Технологические свойства стали 09Г2 ГОСТ 4543-88

Свариваемость	Способ сварки	Флокеночувствительность	Склонность к отпускной хрупкости
без ограничений	РДС, АДС (под флюсом) КТС	Не чувствительна	Не склонна

2.2 Присадочный материал

Per la saldatura di acciai a basso tenore di carbonio e bassolegati 09G2, 10G2, 10KhSND, 15KhSND, 14KhGS, vengono utilizzati fili di elettrodi di sezione solida Sv-08GS, Sv-08G2S, Sv-07GS. Quando si salda in modalità forzata, silicio e manganese si bruciano più intensamente, quindi il loro contenuto nei fili degli elettrodi destinati alla saldatura in queste modalità è maggiore. Для сварки применим проволоку Св-08Г2С.

Химический состав сварочной проволоки Св-08Г2С

	Содержание элементов, %
Сталь	С	Si	Mn	Cr	Ni
Св-08Г2С	0,08	1	2	—	—

3. Технологический процесс

Целесообразность предварительного подогрева определяется по углеродному эквиваленту, рассчитывается по формуле 1:

, (1)

где. С, Сr, Mn, Ni — содержание соответствующего химического элемента, %;

• S — толщина свариваемого металла, мм.

Если Сэ < 0,8, сварку можно выполнять без предварительного подогрева основного металла. Если же Сэ > 0,8, возможно возникновение трещин в зоне термического влияния, необходим подогрев. Calcoliamo l’equivalente di carbonio secondo la formula 1 per l’acciaio 10G2 GOST 4543-88 per determinare se è necessario il riscaldamento.

Следовательно Сэ = 0,66 < 0,8, то сварку выполним без предварительного подогрева основного металла.

Основными параметрами режима сварки в СО2 являются: диаметр электродной проволоки — dэ; сила сварочного тока — Iсв; напряжение на дуге — Uд; скорость сварки — Vсв; скорость подачи сварочной проволоки — Vпп; вылет электродной проволоки — L; расход защитного газа — Qг [1].

Сила сварочного тока рассчитывается по формуле 2:

, (2)

где j — плотность тока, А/мм2;

• Sэ — поперечного сечения металлического стержня электрода, мм2.

Плотность тока может быть в интервале 100 — 300 А/мм2. Принимаем j = 100 А/мм2. Сварку в углекислом газе выполняют электродными проволоками диаметрами 0,5 — 2,5 мм.

Так как свариваем детали толщиной до 10 мм, то принимаем электродную проволоку диаметром 2,5 мм. Значение Sэ можно рассчитать по формуле 3:

, (3)

Подставив значение Sэ в формулу 2 получим:

А.

Напряжение дуги может быть рассчитано по формуле 4:

, (4)

В.

Принимаем Uд = 36 В.

Скорость подачи электродной проволоки рассчитывается по формуле 5:

, (5)

где дэ — плотность металла электродной проволоки, 7,8 г/см3;

• бр — коэффициент расплавления, который определяется по формуле 6.

, (6)

г/А·ч.

Зная коэффициент расплавления, рассчитаем скорость подачи электродной проволоки:

м/ч.

Принимаем скорость подачи проволоки Vпп = 240 м/ч.

Скорость сварки рассчитывается по формуле 7:

, (7)

где Sн — площадь поперечного сечения шва, см2;

• дн — плотность наплавленного металла, дн =7 — 7,2 г/см2, принимаем 7 г/см2;

• бн — коэффициент наплавки.

Коэффициент наплавки определим по формуле 8:

, (8)

где ш — коэффициент потерь на угар и разбрызгивание, %.

При сварке в углекислом газе он может составлять 8 — 15 %. Принимаем значение ш = 10 %, тогда по формуле 8 получим:

г/А·ч.

Вылет электрода L` при сварке в СО2 устанавливается в интервале 10 — 25мм. Принимаем L` = 15 мм .

Il consumo di anidride carbonica dipende dalla potenza, dalla sporgenza dell’elettrodo, dai flussi d’aria nel locale in cui viene eseguita la saldatura. Его устанавливают в диапазоне 6 — 18 л/мин. Принимаем Qг = 10 л/мин.

В результате расчёта основных параметров режима сварки получили:

• dэ = 2,5 мм;
• Iсв = 490 А;

• Uд = 36 В;
• Vпп = 240 м/ч;

• L` =15 мм; Qг = 10 л/мин.

Их можно принять постоянными для сварки всех деталей. Но скорость сварки рассчитывается для каждой свариваемой детали. Poiché la velocità di saldatura dipende dall’area della sezione trasversale della cucitura Sn, ed è diversa per ogni coppia di parti da saldare a causa del loro spessore disuguale.

L’area della sezione trasversale della cucitura si trova come somma delle forme geometriche elementari di cui è composta. При сварке в углекислом газе сварной шов имеет следующий вид:

• Рисунок 15 Сварной шов h — высота шва;
• с — высота усиления;
• b — ширина шва;
• б — угол раскрытия

При сварке в СО2 б = 60-900. Принимаем б = 600, тогда в = 300.

Come puoi vedere dalla figura, l’area di giunzione può essere trovata come la somma delle aree del triangolo e del segmento. Они равны; Sсег = 0,15Sтр.

Тогда

Sн = Sтр + Sсег = h2·tg в + 0,15Sтр;

• Sн= Sтр+0.15 Sтр=1.15 Sтр Sтр =h2·tg в

Длина шва L необходимая для расчёта массы наплавленного металла, наплавленный металл рассчитывается по формуле 9.

mн = Sн·L·дн (9)

Per ogni giunto saldato, calcoleremo i parametri richiesti secondo le formule precedentemente descritte.

При сварке швов нижнего угольника 1 получим:

h = 4 мм,

Sн = 0,58·16·1,15 =1,39 мм2= 1,39·10-2 см2,

L = 72 мм,

mн = 1,39·72·7,2·10-6 = 0,007 кг.

При сварке щёк 7, косынок 9 с верхним 4 и нижним 1 угольником шов имеет одинаковый вид

h = 8 мм,

Sн = 1,15·64·0,58 = 42,7 мм2 = 42,7·10-2 см2,

L = 1415 мм,

mн = 42,7·1415·7,2·10-6 = 0,435 кг.

При сварке верхнего угольника 4 и косынки 10 получим параметры шва

h = 5 мм,

Sн = 1,15·25·0,58= 16,7 мм2 = 16,7·10-2 см2,

L = 220 мм,

mн = 16,7·220·7,2·10-6 = 0,26 кг.

При сварке стоек 8 и косынки 9 получим следующие параметры

h = 7,5 мм,

Sн = 0,58·56,25·1,15= 37,5 мм2 = 37,5·10-2 см2,

L = 3300 мм,

mн = 37,5·3300·7,2·10-6 = 0,89 кг.

При сварке раскоса 5 к косынкам 9 и 10 шов будет иметь следующие параметры

h = 6,5 мм,

Sн = 0,58·42,25·1,15 = 28,2 мм2 = 28,2·10-2 см2,

;

L = 704 мм,

mн = 40,6·704·7,2·10-6 = 0,21 кг.

При сварке планки 6 и верхнего угольника 4 шов буде иметь такой же вид, как при сварке основания кронштейна 3 с щекой и косынкой (рис. 21):

h = 10 мм,

Sн = 0,58·100·1,15 = 66,7 мм2 = 66,7·10-2 см2,

L = 1344 мм,

mн = 66,7·1344·7,2·10-6 = 0,65 кг.

При сварке щеки кронштейна 2 и основания кронштейна 3 получим шов будет иметь следующий видh = 10 мм,

Sн = 0,58·100·1,15 = 66,7 мм2 = 66,7·10-2 см2,

L = 1200 мм,

mн =66,7·1200·7,2·10-6 = 0,58 кг.

3.1 Технологическая инструкция

Технологическая инструкция

Описание процесса сварки
Узел 1 Уложить нижний угольник 1 на стол манипулятора. Прихватить и проварить швы в местах изгиба угольника. Режимы сварки: Iсв = 490 А; Uд = 36 В; Vпп = 240 м/ч; L` =15 мм; Vсв=87,1 м/ч.
Узел 2 Уложить на стол манипулятора нижний 1 и верхний 4 угольники. Прихватить к ним две щеки 7 и две косынки 9. Прихватывать швами длиной 20-30 мм через 200-300 мм. Режимы сварки: Iсв = 490 А; Uд = 36 В; Vпп = 240 м/ч; L` =15 мм; Vсв=23,1 м/ч.
Узел 3 Прихватить к верхнему угольнику 4 косынку 10. Прихватывать швами длиной 20-30 мм через 200-300 мм. Режимы сварки: Iсв = 490 А; Uд = 36 В; Vпп = 240 м/ч; L` =15 мм; Vсв=11,4 м/ч.
Узел 4 Afferrare e poi saldare quattro rastrelliere 8 ai fazzoletti 9 e ai quadri superiori 4 e inferiori 1. Режимы сварки: Iсв = 490 А; Uд = 36 В; Vпп = 240 м/ч; L` =15 мм; Vсв=14,5 м/ч. Перевернуть свариваемую конструкцию.
Узел 5 Прихватить, а затем приварить два раскоса к косынке 10 и косынкам 9. Режимы сварки: Iсв = 490 А; Uд = 36 В; Vпп = 240 м/ч; L` =15 мм; Vсв=37,6 м/ч. Перевернуть свариваемую конструкцию.
Узел 6 Проварить шов между нижним 1 и верхним 4 угольниками и щёками 7 и косынками 9. Iсв = 490 А; Uд = 36 В; Vпп = 240 м/ч; L` =15 мм; Vсв=23,1 м/ч.
Узел 7 Проварить шов между косынкой 10 и верхним угольником 4. Iсв = 490 А; Uд = 38 В; Vпп = 240 м/ч; L` =15 мм; Vсв=11,4 м/ч.
Узел 8 Уложить на стол основание кронштейна 3 и прихватить, а затем приварить к нему две щеки кронштейна 2. Iсв = 490 А; Uд = 36 В; Vпп = 240 м/ч; L` =15 мм; Vсв=16,3 м/ч. Повторить операцию, изготовив ещё три кронштейна.
Узел 9 Приварить полученные кронштейны к щёкам 7 и к косынкам 9. Iсв = 490 А; Uд = 36 В; Vпп = 240 м/ч; L` =15 мм; Vсв=17,2 м/ч.
Узел 10 Прихватить, а затем приварить две планки 6 к верхнему угольнику 4. Iсв = 490 А; Uд = 36 В; Vпп = 240 м/ч; L` =15 мм; Vсв=17,2 м/ч.
Очистить полученную конструкцию от закристаллизовавшихся капель и брызг.
Контроль качества сварных соединений.

4. Средства технологического оснащения

4.1 Описание и технологические характеристики

Le apparecchiature di assemblaggio e saldatura sono uno strumento importante per la produzione di saldatura. Наряду с обеспечением требуемого взаимного расположения свариваемых деталей сборочно-сварочные приспособления должны обеспечивать:

1. уменьшение трудоемкости работ, повышение производительности труда, сокращение длительности производственного цикла;

2. облегчение условий труда;

3. повышение точности работ, улучшение качества продукции, сохранение заданной формы свариваемых изделий путем соответствующего закрепления их для уменьшения деформаций при сварке.

Сборочно-сварочные приспособления должны удовлетворять следующим требованиям:

1. обеспечивать доступность к местам установки деталей, к рукояткам зажимных и фиксирующих устройств, к местам прихваток и сварки;

2. обеспечивать наивыгоднейший порядок сборки;

3. должны быть достаточно прочными и жесткими, чтобы обеспечить точное закрепление деталей в требуемом положении и препятствовать их деформированию при сварке;

4. обеспечивать такие положения изделия, при которых было бы наименьшее число поворотов как при наложении прихваток, так и при сварке;

5. обеспечивать свободный доступ при проверке изделия;

6. обеспечивать легкий съем собранного или сваренного изделия;

7. обеспечивать безопасное выполнение сборочно-сварочных работ.

Все приспособления, применяемые для сборки и сварки, можно разделить на универсальные (общие) и специальные.

Выбор сварочного оборудования производится в соответствии с принятыми методами сварки, с учетом размеров изделия, он должен обеспечивать высокую производительность сварки и качество сварных соединений в соответствии с ТУ.

Guidati dalle disposizioni di cui sopra, selezioniamo apparecchiature di saldatura e dispositivi di assemblaggio per garantire il processo tecnologico di assemblaggio e saldatura della parte posteriore dell’auto.

Сварочное оборудование.

Автомат для сварки в среде углекислого газа АДГ-515.

Составными частями сварочного автомата АДГ-515 являются: сварочный трактор ТС-40 (6ДЭ.394.580), выпрямитель ВДУ-505 с блоком управления БУ-018. Сменные, монтажные части и принадлежности (ролики, наконечники, разъемы и т.д.), включая провод управления 10м.

Сварочный трактор ТС-40 с повышенной устойчивостью и тяговым усилием, позволяющим тянуть за собой сварочные провода длиной до 15 м.

Ampia gamma e controllo continuo della velocità di avanzamento del filo e della velocità di saldatura.

Testa di saldatura, facilmente installabile in varie posizioni spaziali. Сварка внутри и вне колеи. Правильное устройство для электродной проволоки.

Режимы работы автомата:

• автоматический цикл сварки;
• наладочный.

Выпрямитель ВДУ-505 — источник с универсальными внешними характеристиками (падающими и жесткими) предназначен для ручной сварки штучными электродами, а также для комплектации сварочных и наплавочных полуавтоматов и автоматов.

Плавное регулирование сварочного тока. Стабилизация сварочного тока и рабочего напряжения. Надежное зажигание дуги даже на малых токах и напряжениях.

Основные технические данные сварочного автомата АДГ-515:

Защитная среда	СО2
Напряжение питания, В.	3х380
Потребляемая мощность источника питания, кВ.А [Электронный ресурс]//URL: https://drprom.ru/kursovaya/svarka-v-uglekislom-gaze/	40
Сварочный ток, А (%)	500 (60%)
Длительность цикла сварки, мин	10
Диапазон регулирования сварочного тока, А.	60…500
Диапазон регулирования напряжения на дуге, В	18…50
Диаметр электродной проволоки, мм..	1,2…3,0
Скорость подачи электродной проволоки, м/мин	2…16
Скорость сварки, м/мин.	0,2..2
Расход: — защитного газа, не более, л/ч — охлаждающей воды, не более, л/ч	1400 120
Емкость кассеты (барабана) для проволоки, кг..	15
Масса, кг — сварочного трактора	300 56
Габариты (ДхШхВ), мм — сварочного трактор	790х700х900 800х450х600

Il manipolatore è un telaio azionato meccanicamente per inclinare una traversa con una piastra frontale ad un angolo richiesto per la superficie e la saldatura di un prodotto. La rondella piana di forma rettangolare non dispone di dispositivi per il bloccaggio del pezzo da saldare. Questi dispositivi devono essere prodotti ulteriormente caso per caso. Sulla traversa è installato un azionamento meccanico per la rotazione del frontalino alla velocità richiesta per la saldatura. La velocità di deposizione e saldatura è regolata variando la velocità del motore DC.

Размеры наплавляемых и свариваемых изделий, мм и их вес, т: наружный диаметр. длина вес	2000-4000 до 3000 до 16
Скорость наплавки и сварки, м/ч.	10-60
Скорость вращения планшайбы, об/мин.	0,0265-0,262
Угол наклона планшайбы, град: в одну сторону в другую сторону	до 105 до 15
Момент относительно оси наклона, Т.м..	до 20
Момент относительно оси вращения, Т.м	до 6,4
Габаритные размеры манипулятора, мм и его вес, т: длина ширина высота. вес	3300 3150 2515 20

Поворотная колонна ПК-2 (Т-65)

La colonna è progettata per la saldatura automatica di cuciture circolari con un diametro di 600 — 2000 mm e cuciture orizzontali rettilinee lunghe fino a 1800 mm, posizionate radialmente rispetto all’asse di rotazione della colonna.

La colonna è composta da una base fissa, una parte rotante e un meccanismo di sollevamento. La parte rotante comprende una colonna, un carrello e una trave a sbalzo su cui è fissata la testa di saldatura.

La parte rotante della colonna è installata sulla base su cuscinetti volventi, che ne garantisce la rotazione attraverso 3600 e consente la manutenzione di un’ampia area.

Il carrello è un manicotto che si muove lungo le guide verticali della colonna su quattro rulli.

Il movimento verticale del carrello con trave a sbalzo è effettuato da una madrevite con dado.

Технические данные:

Вылет консольной балки от оси колонны до оси электрода, мм: максимальный минимальный.	2600 1000
Высота уровня сварки, мм: максимальный минимальный.	2300 800
Скорость подъёма и опускания каретки с консольной балкой, м/мин.	2
Мощность электродвигателя типа АО-41-4 для подъёма консольной балки, кВт	1,7
Габаритные размеры колонны, мм и её вес, кг: длина ширина высота. вес	3500 1000 4500 2200

5. Контроль качества

5.1 Возможные дефекты изделия

Difetti — non conformità del prodotto alla documentazione normativa e tecnica. Дефекты снижают механические и другие свойства сварных соединений, наплавленных и напылённых слоёв, ухудшают внешний (товарный) вид изделий.

В данной конструкции могут наблюдаться следующие дефекты: трещины, непровары, подрезы, поры, включения (металлические, оксидные), плохая форма сварного шва и наплавленного валика.

Трещины образуются в результате возникновения напряжений, превышающих временное сопротивление (предел прочности) металла в макро- и микрообъёмах. Это макро- и микротрещины. Sono considerati il ​​tipo di difetto più pericoloso, poiché aumentano la concentrazione di stress. Такие трещины могут возникать в процессе сварки, непосредственно после сварки, а также во время эксплуатации сварной или наплавленной конструкции. Участки сварного шва и наплавленного слоя с трещинами удаляют механической обработкой или поверхностной термической резкой (строжкой) и заваривают повторно.

Непровары образуются вследствие несплавления наплавленного металла с основным или незаполнения расчётного сечения. Оба вида непроваров являются концентраторами напряжений. Непровары возникают при нестабильном режиме сварки, при плохой обработке кромок деталей перед сваркой.

Подрезы углубления на поверхности основного металла, расположенные вдоль шва. Эти дефекты уменьшают рабочее сечение швов, служат концентраторами напряжений. Причиной их возникновения является сварка на повышенном токе при больших скоростях, а также на повышенном напряжении.

Поры — полости в шве, заполненные газами. Эти дефекты возникают при перенасыщении сварочной ванны оксидом углерода, азотом, водородом, что возможно вследствие высокой скорости сварки, удлинения дуги при повышенном напряжении, наличии загрязнений на поверхности основного металла, увлажнения сварочных материалов, наличия примесей (СО, N2, Н2) в защитных газах. Поры снижают герметичность и рабочее сечение сварных швов, поэтому дефектную часть шва удаляют механической обработкой или поверхностной термической резкой, а затем заваривают этот участок повторно.

К дефектам формы сварных швов и наплавленных валиков относятся следующие: неравномерная высота и ширина, бугры, седловины, неравномерная высота катетов в тавровых швах. Эти дефекты могут возникать из-за отступлений от технологии или неисправности оборудования при автоматической сварке и наплавке.

К дефектам относится несоответствие химического состава, макро- и микроструктуры, механических и других свойств требованиям нормативно-технической документации (техническим условиям, чертежам, стандартам).

5.2 Технология контроля

При выборе методов контроля в процессе заготовки, сборки и сварки сварных конструкций необходимо принять такие методы контроля за качеством выпускаемой продукции, которые обеспечили бы требования технических условий на изготовление сварных конструкций.

Определение объема и методов контроля находится в прямой зависимости от технологии производства, степени его освоения, ответственности конструкции и типа производства.

Практика показала, что высокое качество сварных конструкций может быть обеспечено при условии строгого соблюдения пооперационного контроля, при этом контрольные операции разделяются на три этапа.

1. Предварительный контроль перед сваркой, включающий проверку исходных материалов, применяемых для изготовления изделия, проверку сварочного оборудования, оснастки, инструментов, квалификации сварщиков и т. д.

2. Контроль в процессе производства с целью проверки правильности заготовки, сборки, соблюдение технологических режимов, размеров и качества сварных швов, последовательности их наложения и др.

3. Контроль готовой продукции — приемо-сдаточные испытания.

Контроль на первых двух этапах позволяет предупредить брак и тем самым выполнить основную задачу технического контроля.

До начала изготовления сварных конструкций должны быть тщательно проверены все применяемые материалы. Основной материал, его химический состав, механические свойства и свариваемость, качество электродов, сварочной проволоки подвергаются проверке в том случае, если на указанные материалы нет сертификатов, технических условий или сварочные свойства основного металла недостаточно изучены, а также в тех случаях, когда это оговаривается в технических условиях на изготовление изделия.

Готовое изделие проверяется в соответствии с техническими условиями и чертежами, а также путем проведения предусмотренных испытаний. При хорошо организованном предварительном и пооперационном контроле в процессе изготовления качество готовых изделий, как правило, будет обеспечено.

Предварительный контроль

До запуска в производство материал, идущий на изготовление задней фермы, а также все сварочные материалы должны быть подвергнуты контролю внешним осмотром для выявления наружных дефектов.

На все материалы необходимо иметь сертификаты заводов-поставщиков. Данные сертификатов или результаты заводских испытаний заносятся ОТК цеха в паспорт задней фермы. Кроме того, необходимо проверить наличие у сварщиков удостоверений на право выполнения ответственных работ.

Контроль в процессе производства

Все детали и сварные узлы задней фермы должны быть изготовлены в соответствии с чертежом. Все отступления от чертежа и технических условий в реальных условиях производства должны быть оформлены картой разрешения на отклонение по установленной форме.

Изготовление задней фермы должно производиться в соответствии с разработанным технологическим процессом и с осуществлением пооперационного контроля за качеством изготовления. Собранные узлы задней фермы должны быть предъявлены ОТК цеха.

Перед предъявлением готовой задней фермы ОТК должна быть произведена тщательная очистка сварных швов.

Контроль готовой продукции

При приемке сваренной задней фермы проверяется соответствие а чертежным размерам и допускам, качество сварных швов. Проверка качества сварных швов производится:

1) в процессе изготовления наблюдением ОТК за правильным выполнением сварочных работ;

2) по наружному осмотру; при этом проверяется отсутствие на шве

шлаковых покровов, подрезов больше 0,5 мм глубиной, трещин, пористости и др. Допускается отклонение размеров швов от заданных чертежом в пределах + 2 мм.

3) подвергнуть ультразвуковому контролю продольные и поперечные швы не менее 10% длины.

5.3 Описание и технические характеристики приборов

Ультразвуковой контроль качества. Ультразвуком называются упругие волны с частотой колебаний от 20 кГц до 1 ГГц, распространяющиеся в газах, жидкостях и твёрдых телах. Высокая частота и малая длина волны определяют возможность распространения, отражения, преломления, поглощения, рассеяния, дифракции и интерференции ультразвука.

Для генерации ультразвука применяют разнообразные устройства, которые можно объединить в две группы — механические и электромеханические. Наибольшее распространение получили электромеханические излучатели, преобразующие электрические колебания в механические.

Вследствие обратимости пьезоэффекта пьезоэлектрические преобразователи используют и для приёма ультразвука.

Ультразвуковой контроль заключается в следующем. В материальную среду вводится ультразвук (зондирующий сигнал).

Достигнув поверхности дефекта, ультразвуковая волна отражается (эхо-сигнал), поскольку эта поверхность является границей раздела двух сред с различными акустическими свойствами. Эхо сигнал регистрируется.

Наиболее высокая разрешающая способность ультразвукового контроля достигается при минимальной длине волны, поскольку волны отражаются от дефекта при условии, если его размеры будут большими, чем длина волны. Минимальная длина волны соответствует минимальной скорости её распространения в данной среде:

• где л — длина волны;
• с — скорость распространения волны;
• f — частота колебаний.

Поперечные волны имеют меньшую скорость распространения, чем продольные. Отсюда можно сделать вывод, что для обеспечения максимальной разрешающей способности, т.е. для регистрации минимальных дефектов, целесообразно вести контроль поперечными, а не продольными волнами.

Поперечные волны возбуждаются только в твёрдых телах. Такие волны можно получить, если ультразвук вводить в сталь под углом падения от 300 до 610.

Получили распространение следующие методы: эхо-метод, теневой, зеркально-теневой, эхо-теневой.

Стыковые сварные соединения обычно проверяют прямыми или однократно отражённым лучом с помощью наклонно совмещённого искателя.

Тавровые и угловые соединения проверяют наклонными и раздельно-совмещёнными искателями по следующим схемам:

1) прямым лучом наклонного искателя со стороны привариваемой детали и раздельно-совмещённым искателем со стороны основной детали, если толщина привариваемой детали не меньше 20 мм;

2) прямым лучом наклонного искателя с двух сторон привариваемой детали или прямым и один раз отражённым лучом с одной стороны привариваемой детали при отсутствии доступа со стороны основной детали;

3) Прямым лучом наклонного искателя и раздельно-совмещённым искателем при отсутствии доступа со стороны привариваемой детали, если ее толщина не менее 20 мм.

Нахлёсточные сварные соединения контролируют однократно отражённым лучом наклонного совмещённого искателя.

Во время контроля осуществляется перемещение искателя относительно сварного шва.

Для ультразвукового контроля применяются стационарные дефектоскопы УДМ-1М, УДМ-3, ДУК-66, а также переносные ДУК-13ИМ, УЗД-МВТУ, ДУК-66ПМ и др.

К дефектоскопам прилагаются искатели наклонные, прямые и кроме того, раздельно совмещённые. В призматических искательных головках пластина пьезоэлемента расположена под углом к поверхности контролируемого изделия. В связи с этим ультразвук вводится также под углом и поэтому можно осуществлять контроль в местах, не доступных для других искателей.

Для контроля сварных соединений будем использовать ультразвуковой дефектоскоп У2-70. Он предназначен для контроля продукции на наличие дефектов типа нарушения сплошности и однородности материалов, готовых изделий, полуфабрикатов и сварных (паяных) соединений, измерения глубины и координат залегания дефектов, измерения отношений амплитуд сигналов, отражённых от дефектов.

Особенности дефектоскопа:

• два независимых измерительных строба
• система автоматической сигнализации дефектов
• возможность запоминания: 100 программ настроек, 100 изображений экрана, 2000 результатов измерения параметров сигналов
• режим «электронная лупа»
• режим «стоп-кадр»
• функция «замок»
• режим связи с ПЭВМ
• протоколирование процедуры контроля с использованием программного обеспечения «Ultra UD2-70».

6. Экономическая эффективность технологии

Для определения экономического эффекта от внедрения новой технологии и средств технологического оснащения необходимо знать себестоимость продукции (работ), производимой с их применением.

Себестоимость продукции — это часть затрат общественного труда, выраженная в денежной форме, на её производство и реализацию, складывающихся из затрат прошлого труда, овеществлённого в используемых на предприятии средствах производства, в части затрат живого труда.

При изготовлении сварной конструкции или выполнении сварки затрачиваются средства на основные и сварочные материалы, энергию, оплату труда, на возмещение стоимости, содержание и эксплуатацию средств технологического оснащения, на подготовку и освоение новых конструкций и технологий. Себестоимость отражает такие показатели эффективности производства, как производительность труда, экономия ресурсов, качество продукции, использование основных фондов и т. п. На основе анализа себестоимости при различных вариантах технических решений устанавливают оптимальные для внедрения в заданных условиях сварные конструкции, а также технологии и средства технологического оснащения.

В экономическом анализе сварочного производства используют три вида себестоимости продукции (сварной конструкции): цеховую, производственную и полную. Эти себестоимости слагаются из следующих статей затрат (руб.):

, (10) , (11)

, (12)

где См — затраты на сварочные материалы (электроды, электродные проволоки), руб;

• Сз — основная заработная плата производственных рабочих на единицу продукции, руб;
• Сэ — стоимость электроэнергии и других видов энергии, затрачиваемых на технологические нужды, руб;
• Сц — цеховые расходы, руб;
• Со — общезаводские расходы, руб;
• Ср — затраты на реализацию, руб.

В сварочном производстве рассчитывается себестоимость сварных конструкций и сварочных работ (технологическая).

Технологическая себестоимость сварочных работ состоит из затрат на сварочные материалы, зарплату, электроэнергию, эксплуатацию и содержание сварочного оборудования и производственного помещения. Технологическая себестоимость при дуговой сварке определяется по формуле:

, (14)

где См — затраты на сварочные материалы (электроды, электродные проволоки), руб;

• Сз — заработная плата, руб;
• Сэ — стоимость электроэнергии, руб;
• Са — амортизационные отчисления, руб;
• Ср — затраты на текущий ремонт оборудования, руб;
• Сп — затраты на отопление, освещение, уборку, ремонт, и амортизацию помещения, руб.

Затраты на электродную проволоку при механизированной и автоматической дуговой сварке рассчитываются по формуле:

, (14)

где mн — масса наплавленного металла, кг. mн =3,03 кг;

• k1 — коэффициент расхода электродной проволоки. k1 =1,14;
• Цэл — цена 1 кг электродной проволоки, руб. Цэл =4400 руб;
• k2 — коэффициент, учитывающий транспортно-заготовительные расходы на приобретение материалов. k2 =1,05;

Подставив получим:

Затраты на углекислый газ:

, (15)

где t0 — время горения дуги. t0 =0,48 ч;

• Qv — расход газа, л/мин. Qv =10 л/мин;
• цена 1 кг двуокиси углерода, руб.

=800 руб;

• Заработная плата (руб.) сварщиков:

, (16)

где r — часовая тарифная ставка, руб. r =961р/ч;

• kз — коэффициент, учитывающий доплаты к тарифной заработной плате и отчисления на социальное страхование, kз =0,7;

• k0 — коэффициент основного времени. k0 =0,5;

Подставив, получим:

Амортизационные отчисления по оборудованию:

, (17)

где С0 — стоимость единицы оборудования, С0=19789000руб;

• А0 — норма годовых амортизационных отчислений по оборудованию, %. А0 =10%;
• ФД — действительный годовой фонд работы оборудования, ч. ФД =1560 ч;
• kз — коэффициент загрузки оборудования, kз =0,8.

Подставив, получим:

Затраты на электроэнергию:

, (18)

где W — расход технологической электроэнергии, кВт.ч, W=40кВт.ч;

• ЦЭ — цена 1кВт.ч электроэнергии, руб. ЦЭ =106,5 руб.

В итоге получим следующую себестоимость:

7. Охрана труда и экология

7.1 Техника безопасности

В сварочном производстве к опасным факторам относятся открытые токоведущие части оборудования, нагретые до высоких температур детали и сварные конструкции, движущиеся детали сварочных машин и средств механизации, возможность падения с высоты самого работающего или свариваемых деталей и других предметов.

Во избежание поражения электрическим током сварщик должен соблюдать следующие основные правила:

• не выполнять электромонтажных работ, связанных с подключением оборудования к электрической сети высокого напряжения, и ремонт высоковольтной части оборудования;
• не включать в электрическую сеть оборудование, если его корпус не имеет защитного заземления;
• во время перерывов в работе отключать источник сварочного тока от электрической сети высокого напряжения;
• производить сварку только в сухой специальной одежде и обуви;
• работать только на исправном оборудовании;
• перед работой проверять изоляцию сварочных проводов, отсутствие внешних повреждений оборудования и надёжность контактных соединений вторичной (низковольтной) электрической цепи.

По государственным стандартам ширина проходов между оборудованием, движущимися механизмами и перемещаемыми деталями не должна быть меньше 1,5 м, а расстояние между автоматическими сварочными установками — не менее 2 м.

7.2 Производственная санитария

В сварочном производстве примерами вредных факторов являются вредные примеси в воздухе, ионизирующие, лазерные и другие вредные излучения, шум, электромагнитные поля и т. д. К производственной санитарии относятся гигиена труда и санитарная техника (вентиляция и кондиционирование воздуха, освещение, защита от действия вредных излучений и полей и т. п.).

Вследствие высоких температур, развивающихся при сварке, наплавке, напылении, пайке и термической резке, выделяются газы, пары и аэрозоли, повышающие содержание вредных примесей в воздухе. Необходимо осуществлять мероприятия, в результате которых содержание вредных веществ в зоне дыхания работающего снижается до предельно допустимых концентраций. К основным из них относятся:

1) автоматизация сварочного производства с дистанционным управлением технологическим оборудованием, применение роботизированных комплексов;

2) внедрение прогрессивных технологий, герметизированного оборудования, низкотоксичных материалов, исключающих или ограничивающих выделение вредных веществ и попадание их в рабочую зону;

3) применение приточно-вытяжной вентиляции и кондиционирования воздуха;

4) использование средств индивидуальной защиты.

7.3 Экология

сварка газ проволока дефект

В сварочном производстве происходит выделение различных газов, паров и аэрозолей, которые оказывают отрицательное влияние не только на человека, но и на окружающую среду. Поэтому должны осуществляться природоохранительные мероприятия, к которым относятся: замена токсичных сварочных материалов на менее токсичные или нетоксичные; сокращение применения сварочных материалов, оказывающих отрицательное влияние на биосферу; локализация вредных выделений.

В производстве широкое применение имеет углекислый газ. Содержание углекислоты в атмосфере в результате выделения ее различными народнохозяйственными объектами непрерывно увеличивается. Сейчас оно на 17 % больше, чем в начале века, а через пятьдесят лет — удвоится. Расчеты системы моделей биосферы показали, что при таком повышении концентрации углекислоты могут произойти значительные изменения циркуляции атмосферы, влагопереноса и как следствие распределения продуктивности биоты. Поэтому необходимо снижать расход углекислого газа в производственных процессах и тем самым уменьшать выделение его в окружающую среду. В Институте электросварки им. Е. О. Патона разработаны смеси защитных газов для сварки конструкционных сталей, при использовании которых уменьшается расход углекислого газа. Промышленностью выпускаются смесители газов УКП-1-71, АКУП-1 (однопостовые) и УСГ-1 (многопостовой).

Смеситель УКП-1-71 предназначен для получения двухкомпонентных смесей (СО2 + О2 или Аг + СО2), АКУП-1 — трехкомпонентных (Аг + С2 + СО2) или двухкомпонентных (Аг + СО2, Аг + О2) смесей, УСГ-1 трехкомпонентных (Аг + СО2 + О2) или двухкомпонентных смесей. Для того чтобы предотвратить загрязнение воздушного бассейна парами и аэрозолями, выбрасываемыми вентиляцией из сварочных помещений, загрязненный воздух пропускается через очистные фильтрующие и обезвреживающие устройства. Очистка воздуха от аэрозолей выполняется в пылеотделителях: пылеосадочных камерах, циклонах, фильтрах (электрических, ультразвуковых, масляных).

Заключение

В процессе выполнения курсового проекта была спроектирована технология изготовления детали: задняя ферма автомобиля. Для изготовления задней фермы был подобран материал Сталь 10Г2. Далее, изучив конструкцию изделия, был выбран способ сварки. Так как у задней фермы имелось большое количество прямых швов, был выбран автоматический способ сварки в защитном газе. Были рассчитаны режимы сварки и разработан технологический процесс изготовления детали. По режимам сварки подобрано сварочное оборудование и рассмотрены его основные характеристики.