Технология изготовления грузовой тележки крана

Существенным недостатком  ручной дуговой сварки является малая производительность процесса и зависимость качества сварного шва от практических навыков сварщика. В результате различия температуры электрода в начале и в конце процесса сварки, изменяется глубина проплавления основного металла. В результате изменяется соотношение долей участия электродного и основного металлов в образовании металла шва, выполненного одним электродом. В условиях крупносерийного и массового производства ручная дуговая сварка применяется ограниченно.

 

 

Материал конструкции  сталь Ст3пс5 сваривается без ограничений. Ее можно сваривать всеми видами сварки. Применение ручной дуговой сварки нецелесообразно, поскольку это наименее производительный процесс, который требует большого мастерства сварщика. В связи с особенностями конструкции, а именно очень маленькими расстояниями между соседними элементами, затруднена очистка металла конструкции от сварочных брызг, поэтому сварка в СО₂ так же нежелательна. Для нашей конструкции применяем импульсную аргонно-дуговую сварку, поскольку она более производительна, чем ручная дуговая, ведется при почти полном отсутствии брызг, а так же из-за требований к наибольшей автоматизации и механизации процесса.

 

 

 

 

 

 

 

2.6 Выбор сварочных материалов

 

Присадочный металл и  другие вещества, используемые при  сварке плавлением с целью получения непрерывного, неразъёмного соединения, удовлетворяющего определённым требованиям, принято называть сварочными материалами.

К сварочным материалам относится сварочная проволока, присадочные прутки, порошковая проволока, плавящиеся покрытые электроды, неплавящиеся электроды, различные флюсы и защитные газы, которые должны обеспечить требуемые геометрические размеры и свойства шва, хорошие технологические условия ведения процесса сварки, высокую производительность и экономичность процесса, необходимые санитарно-гигиенические условия труда при их производстве и сварке. Для аргоннодуговой сварки плавящимся электродом будем выбирать сварочную проволоку и сорт Ar.

Сварка, как правило, производится постоянным током обратной полярности.

Состав сварочной проволоки приведен в таблице 2.14. Показатели качества аргона приведены в таблице 2.15.

 

Таблица 2.14. Состав сварочной проволоки

 

Марка проволоки	Химический состав, %
	C	Si	Mn	Cr, не более	Ni	Mo	Ti	S, не более	P, не более	Cu
БрКМц3-1 ГОСТ 18175-78	-	2,75-3,5	1,0-1,5	-	-	-	-	-	-	96
Св-08ГС ГОСТ 2246-70	0,1	0,6-0,85	1,4-1,8	0,2	0,25	-	-	0,025	0,03	-
Св-08Г2С ГОСТ 2246-70	0,05-0,11	0,7-0,95	1,8-2,1	0,2	0,25	-	-	0,025	0,03	-

 

Низкоуглеродистая сварочная  проволока не обеспечивает необходимых  коррозионных свойств, поэтому используем бронзовую проволоку БрКМц3-1 ГОСТ 18175-78. Благодаря малому тепловложению и низкой температуре плавления присадочного материала обеспечивается незначительное выгорание защитного слоя как в непосредственной области шва, так и на обратной стороне.

 

 

Таблица 2.15. Показатели качества аргона ГОСТ 10157-79

 

Наименование показателя	Высший сорт	Первый сорт
1. Объемная доля аргона, %, не менее	99,993	99,987
2. Объемная доля кислорода, %, не более	0,0007	0,002
3. Объемная доля азота, %, не более	0,005	0,01
4. Объемная доля водяных  паров, %, не более, что соответствует  температуре насыщения аргона  водяными парами при давлении 101,3 кПа (760 мм рт. ст.), °С, не выше	0,0009	0,001
5. Объемная доля суммы  углеродсодержащих соединений в  пересчете на СО2, %, не более	0,0005	0,001

 

Выбираем аргон высшего сорта, поскольку импульсная сварка в защитном газе требует высокой чистоты защитного газа.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.7 Расчет режимов сварки

Режимом сварки называют совокупность основных характеристик сварочного процесса, обеспечивающих получение  сварных соединений заданных размеров, формы и качества. При дуговой сварке в углекислом газе такими характеристиками являются: род и полярность сварочного тока, диаметр электродной проволоки, сварочный ток, напряжение дуги, положение электрода относительно шва, скорость сварки, расход газа.

 Важнейшим параметром сварки является напряжение дуги, которое определяет её длину. При увеличении длины дуги (напряжение дуги) ее горение становится менее спокойным и устойчивым, увеличивается разбрызгивание жидкого металла, возрастает возможность попадания воздуха в зону сварки и насыщение наплавленного металла азотом, усиливается выгорание элементов, содержащихся в проволоке, возрастает вероятность образования пор.

Скорость подачи электродной  проволоки выбирается в зависимости  от величины сварочного тока, напряжения дуги, диаметра электродной проволоки  и её химического состава.

Сварка производится постоянным током обратной полярности.

Произведём расчёт режима механизированной дуговой сварки плавящимся электродом [2].

Сечение соединения трубы  поз.7 с сепаратором поз.1 приведено  на рисунке 2.10.

 

 

Рисунок 2.10. Тавровое соединение трубы с сепаратором

 

Зависимость коэффициента формы провара от основных параметров режима сварки:

 

  ,        (2.4)

где

k’ – коэффициент, величина которого зависит от рода тока и  полярности  (для  постоянного  тока  обратной  полярности  при  плотности  тока  больше 120 А/мм² k’=0,92);

Iсв - сварочный ток;

dэ – диаметр электродной проволоки;

Uд – напряжение на дуге;

 

,          (2.5)

где

j – допускаемая плотность тока.

 

Площадь поперечного  сечения наплавленного металла  за данный проход вычисляется по формуле:

       (2.6)

Глубина проплавления:

            (2.7)

Ширина проплавления:

   (2.8)

Зная суммарную площадь наплавленного  металла Fн, коэффициент наплавки α, диаметр электродной проволоки подбираем величины тока, напряжения и скорости сварки из диапазона режимов, обеспечивающих удовлетворительное формирование шва:

Fн=14,7 мм², α=21 г/А ч, dэ=1мм.

Усв=100A  ,  Uд=13В,  Vсв=17 м/ч

 

Режимы сварки для  всех швов, полученные опытным путем и рассчитанные на ЭВМ сводим в таблицу 2.16.

 

 

 

 Таблица 2.16. Параметры режима.

 

Номер шва	Вид соеди-нения	Диаметр электродной  проволоки, мм	Режимы сварки
			Свароч-ный ток, А	Напряже-ние на дуге, В	Скорость сварки, м/ч	Расход Ar, л/мин
1	T1	1	80	14	19	12
2		1	85	15	21	14
3		1	100	13	17	14
4	T1	1	50	13	21	15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.8 Выбор сварочного оборудования и источников питания

Для обеспечения высокого качества сварного соединения, которое выражается в идентичности параметров полученного  шва по всей его длине, необходимо, чтобы сварочное оборудование обеспечивало выполнение следующих операций:

- подвод к электроду и изделию сварочного тока;

- нагрев электродного или присадочного металла и свариваемых кромок;

- подачу в сварочную ванну этого металла со скорость, равной скорости его плавления;

- перемещение электрода вдоль шва с необходимой точностью;

- защиту зоны сварки от воздействия воздуха.

 

Источник питания сварочной  дуги должен отвечать следующим требованиям:

- Обеспечивать необходимые  для данного технологического  процесса ток дуги и напряжение  дуги.

- Иметь необходимый  вид внешней характеристики, чтобы  выполнить условие стабильного горения дуги – жесткую характеристику.

- Иметь такие динамические  параметры, чтобы можно было  обеспечить нормальное возбуждение  дуги и минимальный коэффициент  разбрызгивания.

Мощность источника  сварочного тока определяется силой  необходимого сварочного тока для данного технологического процесса.

 

Для сварки используем полуавтомат с синергетическим управлением и импульсным режимом МС-500MP. Полуавтомат предназначен для сварки абсолютно любых материалов и сплавов, имеет импульсный и синергетический режимы. Для удобства управления различными функциями в процессе сварки (не прерывая дуги) в аппарате предусмотрены двух и четырехтактные режимы работы.

Технические характеристики приведены в таблице 2.17.

Внешний вид полуавтомата MC-500MP представлен на рисунке 2.11.

 

Таблица 2.17. Технические характеристики полуавтомата МС-500МР

 

Напряжение питающей сети, В	3-380
Потребляемая мощность, кВА	24
Напряжение холостого  хода, В	70
Диапазон регулирования  сварочного напряжения, В	20-44
Диапазон регулирования сварочного тока, А	50-500
Скорость подачи сварочной  проволоки, м/мин	2,0-18
Продолжение таблицы 2.17. Технические  характеристики   полуавтомата МС-500МР
Сварочный ток, А при  ПВ
60%	500
100%	387
Диаметр сварочной проволоки, мм
сталь	0,8-1,6
бронза	0,8-1,6
нержавеющая сталь	1,0-1,2
Диаметр электрода, мм	2,0-5,0
Габаритные размеры, мм	670x350x640
Масса источника питания, кг	57
Габаритные размеры  подающего механизма, мм	490x200x325
Масса подающего механизма, кг	9

 

 

Рисунок 2.11. Сварочный полуавтомат МС-500МР

Сварочная горелка TBi-6G предназначена для полуавтоматической сварки сварочной проволокой в среде защитных газов (смеси газов) и порошковой проволокой открытой дугой в составе сварочных  полуавтоматов. Горелка является основным инструментом при полуавтоматической сварке и служит  для подачи сварочной проволоки и защитного газа в зону сварки. Сварочная горелка имеет «евро» разъем для подключения к сварочному полуавтомату.  

Внешний вид горелки представлен на рисунке 2.12. Технические характеристики горелки TBi-6G приведены в таблице 2.18.

 

 

Рисунок 2.12. Сварочная горелка TBi-6G

 

Таблица 2.18. Технические характеристики TBi-6G

 

Наименование параметров	Сварочный ток, А		Диаметр сварочной проволоки, мм		Длина кабеля, м	Охлаждение
	при ПВ=60%
	Для СО2	Для смесей	сплошной	порошковой
Значение	420	375	1,0-1,6	1,2-2,0	3;4;5	воздушное

 

Для автоматизации процесса сварки труб поз.7 с сепараторами поз.1 и поз.2 выбираем установку для автоматической сварки труб в трубные доски электродной проволокой в среде защитного газа ОСА-ПА. Установка состоит из сварочной головки, блока управления, пульта дистанционного управления и сварочного источника.

  Крепление сварочной головки осуществляется за внутреннюю поверхность трубы при помощи цангового зажима. Переналадка на различные диаметры труб осуществляется сменными цангами. Сварочная головка имеет катушку и механизм подачи сварочной проволоки, оснащена приводом вращения и механизмом позиционирования горелки относительно сварочного стыка.

Внешний вид сварочной головки  представлен на рисунке 2.13.

 

Рисунок 2.13. Сварочная головка установки ОСА ПА

Блок управления с пультом дистанционного управления предназначен для выставления режимов работы сварочной головки. С помощью них осуществляется:

- плавная регулировка скорости вращения сварочной головки;

- плавная регулировка скорости подачи сварочной проволоки;

- плавная регулировка величины перекрытия сварочного шва;