В какой последовательности должны выполняться сборочно сварочные операции
При изготовлении сварных конструкций сборочно-сварочные операции выполняют различной последовательности. Возможны следующие схемы технологического процесса сборки:
- сборка конструкций в целом с последующей сваркой;
- последовательное чередование сборки и сварки;
- сборка и сварка технологических узлов, подузлов, а затем сборка и сварка конструкции в целом.
2.5 Выбор сварочных материалов
При автоматической сварке под флюсом используют плавленый флюс АН-22 для сварки углеродистых, низколегированных и среднелегированных сталей. Общие принципы выбора сварочных материалов можно характеризовать следующими условиями:
-обеспечение требуемой эксплуатационной прочности сварного соединения, т.е. определенного уровня механических свойств.
-обеспечение необходимой сплошности металла шва, т.е. без пор ит.д.
-отсутствие холодных и горячих трещин
-получение комплекса специальных свойств металла шва, т.е. жаропрочности и жаростойкости.
Таблица 5 Химический состав флюса
Таблица 7 Химический состав проволоки
| Марка проволоки | Содержание не более, % | |||||||
| C | Si | Mn | Cr | Ni | S | P | Al | |
| Св-08А | 0,1 | 0,03 | 0,35-0,6 | 0,12 | 0,25 | 0,03 | 0,03 | 0,001 |
2.6 Выбор рода тока и полярности
При сварке применяются как переменный, так и постоянный ток.
Постоянный ток имеет, то преимущество, что дуга горит устойчивее. Но переменный ток дешевле, поэтому его применение при сварке предпочтительнее. Но есть способы сварки при которых применяют только постоянный ток. Сварка в защитных газах и под флюсом выполняется на постоянном токе обратной полярности. Электроды с основным покрытием тоже требуют постоянного тока Обратной полярности. Полярность тока в свою очередь влияет на глубину проплавления, химический состав шва и качества сварного соединения. Так как данная сварная конструкция варится в среде защитных газов, то сварку будем производить на постоянном токе обратной полярности. Так как данная сварная конструкция очень ответственная и требует герметичности, то сварка на постоянном токе очень идеально подходит т.к. при постоянном токе дуга горит устойчивее и поэтому сварка будет проходить очень хорошо способствуя отличному наложению шва и хорошему его качеству. Сварка на постоянном токе подходит для данной сварной конструкции не только из-за того что устойчиво горит дуга ,но и потому что при сварке данной сварной конструкции постоянным током это уменьшит число сварочных дефектов.
2.7 Выбор и расчет режимов сварки
Режимом сварки называют совокупность характеристик сварочного процесса, обеспечивающих получение сварных соединений заданных размеров, формы и качества. При всех дуговых способах сварки такими характеристиками являются следующие параметры: диаметр электрода, сила сварочного тока, напряжение на дуге, скорость перемещения электрода вдоль шва, род тока и полярности. На форму и размеры влияют не только основные параметры сварки, но и такие технологические факторы, как наклон электрода, его вылет, конструктивная форма соединения и величина зазора. Рассчитаем режимы при автоматической под флюсом, мм
где с - величина притупления, мм;
е - ширина шва, мм;
q - высота шва, мм;
.
При сварке многопроходных швов необходимо определит число проходов по формуле, шт
Определим силу сварочного тока при автоматической сварке под флюсом, А
гдеРасчет скорости подачи проволоки при автоматической сварке под флюсом, м/ч
Расчет скорости сварки при автоматической сварке под флюсом, м/ч
Раздел: Промышленность, производство
Количество знаков с пробелами: 41588
Количество таблиц: 9
Количество изображений: 2
Основные операции сварочного производства
Установки для автоматической сварки продольных швов обечаек - в наличии на складе!
Высокая производительность, удобство, простота в управлении и надежность в эксплуатации.
Сварочные экраны и защитные шторки - в наличии на складе!
Защита от излучения при сварке и резке. Большой выбор.
Доставка по всей России!
Сварочное производство — это комплекс технологических различных операций по изготовлению сварной конструкции в законченном виде.
Комплекс состоит из следующих операций:
1 — заготовительные (в том числе с дробе- или песко-очисткой);
2 — сборочные;
3 — сварочные;
4 — отделочные;
5 — вспомогательные;
6 — контрольные.
Каждая из перечисленных операций содержит определенный вид работ.
Заготовительные операции предусматривают изготовление заготовок и готовых деталей для сварных узлов различными способами.
Резка механическая и рубка — выполняются на листовых и комбинированных ножницах.
Резка заготовок термическим способом осуществляется ручной и машинной кислородной и плазменно-дуговой резкой.
Пробивку отверстий, гибку деталей и вырубку уступов производят на механических прессах в специальных штампах; гибку — в штампах или гибочных станках.
Правка заготовок, полос, листов выполняется на вальцах, механических и гидравлических прессах.
Зачистку заусенцев, окалины, ржавчины делают в галтовочных барабанах, либо дробеочисткой, а иногда — вручную.
Часто заготовки проходят различные виды механической обработки — точение, строгание, сверление, фрезерование, когда это требуется по чертежу. Заготовки часто подвергаются правке (рихтовке) на гидравлических прессах и механических — фрикционных.
При холодной гибке необходимо соблюдать условие, когда внутренний радиус гиба R≥25Sлиста (или R/S≥25),чтобы не было трещин.
Сборочная операция — предусматривает сборку и прихватку деталей перед сваркой. В процессе сборки детали закрепляют прижимами в приспособлениях, стендах, а иногда устанавливают вручную по разметке перед прихваткой.
Назначение приспособлений — обеспечивать быструю и точную сборку, стыковку элементов с удобством прихватки и последующей сварки с максимальным количеством сварки в нижнем положении.
В производстве чем больше серия изготовляемых деталей, тем выше степень механизации сварочных операций.
Универсальные приспособления бывают переносные и стационарные. Элементы прижима заготовок в приспособлениях перед прихваткой применяют различные: рычажные, эксцентриковые, клиновые, стяжки, струбцины, пневмо- и гидравлические прижимы.
Стационарные приспособления — по функциональному назначению бывают самые различные, но они также имеют определенные виды прижимов.
Операции сборки под сварку зачастую не представляют особых технических трудностей, но порядок и количество прихваток, а также их размеры влияют на качество сварной конструкции.
Прихватки должны быть длиной не более 20 мм, сечением 0,5 от сечения будущего шва и только в перекрываемых участках шва. Сварочный ток при прихватках должен быть выше сварочного на 20%, чтобы обеспечивался четкий провар при прихватке. Прихватки нужно выполнять «вразброс» — по логике ожидаемых деформаций и внутренних напряжений.
Сварочные операции — выполняются вручную электродами, полуавтоматической и автоматической сваркой — в зависимости от условий работы, конструктивных особенностей изделия. Для удобства и облегчения сварочных работ промышленностью выпускается много наименований вспомогательного сварочного оборудования, различного по назначению, и возможностям и грузоподъемности.
Позиционеры, кантователи различные (в том числе цепные) только поворачивают изделия в нужное положение.
Манипуляторы обеспечивают различный угол наклона изделия и поворота его в нужную позицию, регулируемую (сварочную) скорость вращения планшайбы (стола), а также маршевую скорость — для ускоренного поворота — вращения закрепленного на планшайбе сварного узла. Все вращатели, манипуляторы и позиционеры имеют электропривод с редукторной группой.
Грузоподъемность манипуляторов от 60 кг до 8,0 т (десять различных типов). Манипуляторы специального изготовления — до 100 т. Позиционеры имеют грузоподъемность от 0,5 до 4 т и обеспечивают только маршевую скорость при установке узла в удобном для сварки положении.
Кантователи обычно применяются для поворота нецилиндрических изделий вокруг оси. В зависимости от веса сварного узла они бывают с ручным и электроприводами.
В серийном производстве часто применяются кондукторы сварочные для некрупных узлов, в которых производится сборка, зажим деталей, затем — сварка в зажатом состоянии.
Основой приспособлений является жесткое основание со стойками, на которые устанавливаются прижимы, прихваты и т. д.
Сварочное производство подразделяется на следующие виды: единичное, мелкосерийное, серийное, крупносерийное.
При серийном производстве — специальные поточные линии с отдельно расположенными рабочими местами и иногда связанными между собой транспортными средствами. Ритмичность линии обеспечивается за счет накопителей и промежуточных складов. Широко применяются высокопроизводительные приспособления, полуавтоматы и автоматы для сварки. Примером такой линии может быть линия по производству пропановых баллонов с автоматической сваркой под флюсом стали толщиной 3 мм на остающейся подкладке.
Крупносерийное производство, например, сборка, сварка кузовов автомобилей, дисков автомобильных колес грузовиков, производство сварных труб большого диаметра, бытовых титанов, огнетушителей, различных сварных узлов автотракторного производства. Этот вид производства оснащен и механизирован более совершенными средствами сборки и сварки.
Общее правило для процесса сварки — это равномерное теплораспределение (тепловложение) от дуги по всему сварному узлу небольшими дозами, а значит, грамотная очередность и протяженность наложения всех швов, и по возможности большая скорость сварки, хотя и сечение шва будет невелико. Наложением последующих слоев катет шва доводят до размера. При большой скорости сварки меньше погонная энергия, величина которой влияет на деформации и внутренние напряжения, а также лучше структура шва (мелкое зерно).
Многослойная сварка неширокими швами значительно улучшает сварное соединение по многим причинам. Эта рекомендация проверена автором на производстве при сварке различных нагруженных узлов из ограниченно свариваемых сталей без применения подогрева и отжига.
Отделочные операции предусматривают различные виды зачистки, а также иногда термическую обработку — отжиг после сварки, механическая обработка узла и т. д.Вспомогательные операции — это работы по наладке оборудования, аппаратуры, доставке различных сварочных материалов, транспортно-складские работы, очистка с перемоткой сварочной проволоки и другие подобные работы, связанные со сварочным производством.
Контрольные операции включают в себя входной контроль материалов, контроль качества заготовок, деталей, идущих на сборку-сварку, контроль состояния аппаратуры и оборудования, контроль сборки под сварку и сварки и контроль окончательно готового сварного узла, изделия.
Сборочно-сварочные операции и проектирование приспособлений
Сборочная операция при изготовлении сварных конструкций имеет целью обеспечение правильного взаимного расположения и закрепления деталей собираемого изделия. Сборку можно производить на плите, стеллаже, стенде или в специальном приспособлении. В условиях индивидуального производства расположение деталей в узле нередко задается разметкой; для их фиксации используют струбцины, планки, скобы с клиньями и другие простейшие универсальные приспособления.
Использование специальных сборочных приспособлений позволяет повысить производительность труда и улучшить качество сборки. Основой сборочного приспособления является жесткий каркасс с упорами, фиксаторами и прижимами (рис. 13.39). При сборке детали заводят в приспособление, укладывают по упорам или фиксаторам и закрепляют прижимами. Винтовые, рычажные или эксцентриковые прижимы (рис. 13.40) просты, но они приводятся в действие вручную. Использование пневматических, гидравлических, пневмогидравлических, магнитных или вакуумных (рис. 13.41) прижимов значительно сокращает вспомогательное время, особенно если требуется зажать изделие одновременно в нескольких местах. Широкое применение получили пневматические прижимы, приводимые в действие сжатым воздухом малого давления
Фиксация собранных деталей чаще всего осуществляется на прихватках. В таком виде собранный узел должен обладать такой жесткостью и прочностью, какая необходима при извлечении его из сборочного приспособления и транспортировке к месту сварки, а также для уменьшения сварочных деформаций. При назначении размеров и расположения прихваток учитывают еще и необходимость предотвращения их вредного влияния на качество выполнения сварных соединений я работоспособность конструкции. Поэтому прихватки должны иметь небольшие размеры поперечного сечения и располагаться в местах, где они полностью будут переварены при укладке основных швов. Если же прихватки накладывают в местах, где швы проектом не предусмотрены, то после сварки такие прихватки следует удалить, а поверхности — тщательно зачистить. При использовании сборочно-сварочных приспособлений сварку выполняют после сборки, не вынимая изделия из приспособления, поэтому в ряде случаев можно обходиться без прихваток.
Последовательность выполнения сборочных и сварочных операций может быть различной: 1) сварку производят после полного завершения сборки; 2) сборку и сварку выполняют попеременно, например при изготовлении конструкции путем наращивания отдельных элементов; 3) общей сборке и сварке конструкции предшествует сборка и сварка подузлов и узлов. Последовательность операций устанавливают в зависимости от характера производства, типа конструкции, ее габаритов и требуемой точности размеров и формы.
При выполнении тех или иных швов положение изделия в процессе сварки приходится изменять. Это осуществляется с помощью приспособлений: позиционеров, вращателей, кантователей, роликовых стендов, манипуляторов. Приспособления могут быть как установочные, переводящие изделие в положение, удобное для сварки, так и сварочные, обеспечивающие кроме установки изделия его перемещение со скоростью, равной скорости сварки, или включают элементы, направляющие движение сварочной головки. Использование того или иного типа сборочно-сварочной оснастки определяется конструкцией изделия, принятой технологией изготовления и программой выпуска.
Универсальные приспособления общего назначения используются для сборки и сварки изделий широкой номенклатуры в условиях единичного и мелкосерийного производства. Такие приспособления изготовляются централизованно и могут быть приобретены в готовом виде.
Для изготовления изделий при крупносерийном и массовом их производстве разрабатывают специальные приспособления, предназначенные для использования на отдельных операциях.
Помимо универсальных и специальных приспособлений в мелкосерийном и единичном производстве используют также универсально-сборные приспособления (УСП). Оснастка такого типа представляет собой набор различных элементов: универсальных плит с продольными и поперечными пазами, типовых сменных упоров, фиксаторов, штырей, прихватов, планок, крепежных деталей и т. п. (рис. 13.42). Для каждой собираемой конструкции разрабатывается своя схема настройки сборного приспособления. Сборщик отбирает необходимые элементы оснастки и по схеме устанавливает и закрепляет их на плите. После окончания сборки требуемого числа изделий приспособление разбирают, а его элементы отправляют на склад.
Перечень необходимых сборочно-сварочных приспособлений составляется в процессе проектирования технологии изготовления сварной конструкции. При этом решается вопрос, какие из приспособлений могут использоваться в готовом виде, а какие необходимо дополнительно разработать и изготовить. Так как обычно применение приспособлений имеет целью не только улучшить качество выпускаемых изделий и повысить производительность труда, но жения базовых размеров ограничены в пределах заданных допусков. Если в процессе сборки изделие подвергается кантовке, то расчет следует производить для наиболее неблагоприятного положения с учетом усилий от механизма вращения. В сборочном приспособлении усадочные силы от прихваток малы и в расчетах на прочность ими можно пренебречь. Перемещения от прихваток также невелики, но они могут вызвать заклинивание собранного узла в приспособлении. Поэтому следует исключить возможность заклинивания.
2. Многие сборочно-сварочные или сварочные приспособления не предназначены для уменьшения деформаций от сварки и не испытывают каких-либо существенных воздействий со стороны деталей в процессе и после сварки. Для них необходимо лишь предусмотреть возможность вынуть изделие из приспособления, если после сварки деталь утратила первоначальную форму.
3. Часть приспособлений не предназначена для борьбы с деформациями, но в силу своих конструктивных особенностей испытывает силовые воздействия со стороны свариваемого изделия. В этом случае необходимо, чтобы совместная деформация изделия с приспособлением не вызывала в последнем пластических деформаций. Такая ситуация возникает редко и расчет в таком случае выполняется следующим образом. Вначале определяют перемещения (временные или остаточные) изделия от сварки в предположении его свободного деформирования. Затем в местах тех контактов изделия с приспособлением, которые препятствуют перемещениям, необходимо приложить к изделию и к приспособлению равные по значению и противоположно направленные силы и (или) моменты. Найти силы и моменты в местах контактов из условия, что сумма абсолютных величин перемещений приспособления и изделия от этих сил и моментов равна перемещениям изделия от сварки в свободном состоянии. Найденные силы и моменты являются расчетными для приспособления. На рис. 13.43,а для примера показана алюминиевая полоса 1 (балка), на верхней кромке которой уложен шов, вызывающий усадочную силу Рус и прогиб балки в свободном состоянии f на длине l. Если балка 1 закреплена в стальном приспособлении 2 (рис. 13.43, б), в средней части возникнет сила Р, а по концам — Р/2 (рис. 13.43,в). Перемещение средней точки приспособления составит fпр=Рl 3 /(EстIпр), а в балке — fб = Рl 3 /(EалIб). Из условия f=fпр+fб можно определить Р, если известны модули упругости стали Ест и алюминия Еал, а также моменты инерции поперечных сечений приспособления Iпр и балки Iб.
4, Некоторые приспособления предназначены для уменьшения сварочных деформаций изделия. Следует, однако, иметь в виду, что предотвратить продольное или поперечное сокращение зоны сварного соединения обычно не удается из-за огромных сил, возникающих в приспособлении в этом случае. Соответственно расчетная масса приспособления оказывается неразумно большой. Можно предотвратить изгиб, выход из плоскости. Здесь могут быть следующие расчетные варианты:
а) приспособление предназначено для жесткой фиксации деталей при сварке; предварительная деформация изделия перед сваркой не предусматривается. Если приспособление предназначено для уменьшения временных перемещений, но не исключена возможность остывания изделия в приспособлении, то его следует рассчитывать как рассмотрено выше;
б) приспособление предназначено для предварительного упругого изгиба изделия с целью некоторой или полной компенсации последующих сварочных деформаций. Возникающие в приспособлении силы и моменты складываются из:
— силовых воздействий на изделие при его предварительном деформировании; они определяются обычным путем по значению предварительного изгиба изделия и его жесткости;
— силовых факторов, которые появляются дополнительно вследствие усадки; так как точное определение их крайне сложно, то, с некоторым запасом их можно находить по описанной в п. 3 методике, исходя из значений перемещений изделия от сварки;
в) приспособление предназначено для предварительного пластического изгиба изделия с целью компенсации последующих сварочных деформаций. Расчетными для приспособления являются силы и моменты, за счет которых достигается пластический изгиб изделия. Если пластически деформируются отдельные маложесткие части изделия и силы, необходимые для пластической деформации этих деталей, сравнительно невелики, то ими можно пренебречь и в качестве расчетных принимать силы и моменты, вызываемые перемещениями изделия при сварке, как рассмотрено в п .3.
5. Если изделие, закрепленное в жестком приспособлении, подвергается вместе с приспособлением последующей термической обработке для снятия остаточных напряжений и устранения сварочных деформаций, то расчетными силами для приспособления являются те, которые необходимо приложить к невыправленному изделию, чтобы придать ему нужную форму. Их находят обычным путем по значению изгиба изделия при закреплении и его жесткости. Последующий нагрев и пребывание в печи не вызовут значительных изменений формы и размеров, которые были у изделия.
Источник: Николаев Г.А. "Сварные конструкции. Технология изготовления. Автоматизация производства и проектирование сварных конструкций"
Формирование последовательности сборки и сварки конструкции
После завершения анализа конструкторской документации первым и принципиально важным этапом разработки технологии изготовления сварной конструкции является ее деление на сборочные единицы. При этом закладываются основы всей последующей технологии, по которой отдельные узлы будут изготовляться последовательно (или параллельно) на отдельных рабочих местах с использованием соответствующих сборочно-сварочных приспособлений, оснастки и сварочного оборудования. В принятии решений имеется большая доля творческой составляющей, и, как правило, наиболее квалифицированные технологи могут предложить рациональную схему организации изготовления конструкции. При этом учитывается много факторов, связанных с конструктивными особенностями изделия, серийностью производства, а также возможности максимального использования уже существующих приспособлений, сроков, отведенных на подготовку производства и др. Процесс формирования структуры сборки не должен выполняться в автоматическом режиме, а интерактивные технологии призваны обеспечить высокое быстродействие выполнения всех операций и исключение всех возможных технических ошибок. Более того, уже в процессе разработки технологии часто возникает необходимость изменения принятой первоначально последовательности выполнения сборочно-сварочных операций. Это может быть связано с возникающими трудностями сборки, точного базирования заготовок, ограниченной доступностью сварных швов, с необходимостью выделения дополнительных сборочных узлов для уменьшения технологического времени и синхронизации ритма работы оборудования поточных или автоматических технологических линий.
В случае изменения порядка сборки и сварки узлов при частично уже разработанной и сформированной технологии, и особенно если такие изменения произошли в завершающей стадии работы, сформированные блоки технологического процесса, непосредственно не затронутые изменениями, должны сохраниться и не переформировываться вновь. Достигается это специальной системой привязки данных технологии к структуре сборочных единиц, которая более подробно рассмотрена в § 5.4.
Технически разработку последовательности сборки и сварки конструкции удобно выполнять путем видоизменения (редактирования) исходной структуры — структуры конструкторской документации. В качестве примера для пояснения технологии формирования последовательности выполнения сборочно-сварочных операций воспользуемся уже рассмотренной конструкцией переходника (см. рис. 5.7). Если в конструкторской документации на
это изделие имеется только один сборочный чертеж, на котором изображено все изделие, то автоматическая обработка данных конструкторской спецификации сформирует дерево ее структуры так, как показано на рис. 5.8, а. Для упрощения схемы здесь пока не представлены сварные швы.
Боковина правая Боковина левая Шов 2 Шов 3
- Пластина большая I г,
- Пластина малая І Шов 4
Рис. 5.12. Вариант структуры сборки изделия «переходник», включающий дополнительную технологическую сборку
В случае если в конструкторской документации на это изделие помимо основного сборочного чертежа имеются отдельные сборочные чертежи на цилиндр, диффузор, короб, то система автоматически сформирует структуру документации, как показано на рис. 5.8, б. Естественно, ни первая, ни вторая из автоматически сформированных структур документации не обязана быть структурой процесса изготовления — структурой сборки конструкции в производстве, хотя, как правило, конструктор при выполнении проекта определяет все отдельные сборочные элементы. Технолог уточняет и окончательно определяет структуру сборки. Предположим, что в рассматриваемом примере процесс изготовления должен проходить так, как показано на рис. 5.12. Можно видеть, что на окончательную сборку поступают три сварных узла: цилиндр, диффузор и короб, однако сам диффузор будет собираться и, возможно, свариваться не сразу из четырех отдельных деталей, а из двух одинаковых технологических подсборок. При этом каждый из двух технологических сварных узлов будет включать в себя одну боковину правую и одну боковину левую, свариваемые швом № 2. Два собранных и сваренных технологических узла должны поступить на сборку и сварку одного диффузора, где будут выполнены два сварных шва № 3.
Читайте также: