Разработка технического процесса на сборку и сварку корпуса абсорбера

Реферат

Данная пояснительная записка выполнена в соответствии с требованиями ЕСКД и ЕСТД.

Записка состоит из четырех частей и двадцати четырех разделов.

Первая часть - общая, содержит назначение, условия работы и описание конструкции; технические условия на материалы, сборку сварку, ГОСТы.

Вторая часть - технологическая, содержит схему сборки сварки; выбор сварочного тока; выбор метода сварки; выбор марки электродов, сварочной проволоки, флюса, защитного газа; выбор и расчет режимов сварки; расчет норм времени; выбор сварочного оборудования; меры принимаемые по борьбе со сварочными напряжениями и деформациями; описание конструкций приспособлений, контроль сварных швов и испытание изделия.

Третья часть - организационная, содержит выбор наиболее экономического процесса; расчет потребного оборудования, необходимого для выполнения производственной программы; подсчет и планировку площадей пролета (участка); мероприятия по технике безопасности, охране труда и противопожарной безопасности на участке; расчет потребного количества участников производства.

Четвертая часть - экономическая, содержит расчет стоимости основных и вспомогательных материалов, расчет фондов заработной платы, расчет себестоимости.

Введение

Основой дипломного проекта является выбор главных параметров технологического процесса изготовления сварной конструкций, в первую очередь заготовительных и сборочно-сварочных работ. Важной задачей дипломного проекта является приобретение навыков использования в практической разработке комплекса знаний, полученных при изучении специальных дисциплин по специальности, а так же навыков приобретенных во время прохождения практики.

Сварка - технологический процесс, как и обработка металлов резанием, литье, ковка, штамповка. Большие технологические возможности сварки обеспечили её широкое применение при изготовлении и ремонте судов, автомобилей, турбин, котлов, реакторов, мостов и других металлических конструкций. Перспективы сварки как в научном, так и в техническом плане безграничны. Её применение способствует совершенствованию машиностроения и развитию ракетостроения, атомной энергетики, радиоэлектроники.

О возможности применения «электрических искр» для плавления металлов еще в 1753 году говорил академик Российской академии наук Г.Р. Рихман при исследовании атмосферного электричества. В 1802 году профессор Санкт-Петербургской военно-хирургической академии В.В. Петров открыл явление электрической дуги и указал возможные области её практического использования. Однако потребовались многие годы совместных усилий ученых и инженеров, направленных на создание источников энергии, для реализации процесса электрической сварки металлов. Важную роль в создании этих источников сыграли открытия и изобретения в области магнетизма и электричества.

В 1882 году российский ученый Н.Н. Бенардос, работая над созданием аккумуляторных батарей, открыл способ электродуговой сварки неплавящимся угольным электродом. Им был разработан способ дуговой сварки в защитном газе и дуговая резка металлов.

В 1888 году российский инженер Н.Г. Славянов предложил проводить сварки плавящимся металлическим электродом. С его именем связано развитие металлургических основ электрической дуговой сварки, разработка флюсов для воздействия на состав металла шва, создание первого электрического генератора.

В середине 1920 годов интенсивные исследования процессов сварки были начаты во Владивостоке (В.П. Вологдин, Н.Н. Рыкалин), в Москве (Г.А. Николаев, К.К. Окерблом). Особую роль в развитии и становлении сварки в нашей стране сыграл академик Е.О. Патон, организовавший в 1929 году лабораторию, а затем институт электросварки (ИЭС).

В 1924 - 1935 годах в основном применяли ручную сварку электродами с тонкими ионизирующими (меловыми) покрытиями. В эти годы под руководством академика В.П. Волошина были изготовлены первые отечественные котлы и корпуса нескольких судов. С 1935 - 1939 годов начали применять толсто-покрытые электроды, в которых стержни изготавливали из легированной стали, что обеспечивало широкое использование сварки в промышленности и строительстве. В 1940 годы была разработана сварка под флюсом, которая позволила повысить производительность процесса и качество сварных соединений, механизировать производство сварных конструкций. В начале 1950 годах в институте электросварки имени Е.О. Патона создают электрошлаковую сварку для изготовления крупногабаритных деталей из литых и кованых заготовок, что снизило затраты при изготовлении оборудования тяжелого машиностроения. С 1948 года получили промышленное применение способы дуговой сварки в защитных газах: ручная сварка неплавящимся электродом, механизированная и автоматическая сварка плавящимся и неплавящимся электродами. С 1950 - 1952 годах ЦНИИТМаше при участии МГТУ имени Н.Э. Баумана и ИЭС Е.О. Патона был разработан высокопроизводительный процесс сварки низкоуглеродистых и низколегированных сталей в среде углекислого газа, обеспечивающий высокое качество сварных соединений.

В последние десятилетия создание учеными новых источников энергии концентрированных электронного и лазерного лучей обусловило появление принципиально новых способов сварки плавлением, получивших название электронно-лучевой и лазерной сварки. Эти способы сварки успешно применяют в нашей промышленности.

Сварка потребовалась и в космосе. В 1969 году наши космонавты В. Кубасов и Г. Шонин и 1984 году С. Савицкая и В. Джанибеков провели в космосе сварку, резку и пайку различных металлов.

Одно из наиболее развивающихся направлений в сварочном производстве - широкое использование механизированной и автоматической сварки. Речь идет как о механизации и автоматизации самих сварочных процессов (переход от ручного труда сварщика к механизированному), так и о комплексной механизации и автоматизации, охватывающей все виды работ, связанных с изготовлением сварных конструкций и созданием поточных и автоматических производственных линий. С развитием техники возникает необходимость сварки деталей разных толщин из разных материалов, в связи с этим постоянно расширяется набор применяемых видов и способов сварки. В настоящее время сваривают детали толщиной от нескольких микрометров (в микроэлектронике) до десятков сантиметров и даже метров (в тяжелом машиностроении). Наряду с конструкционными углеродистыми и низколегированными сталями все чаще приходится сваривать специальные стали, легкие сплавы на основе титана, молибдена, хрома, циркония и других металлов, а также разнородные материалы.

Выполнение дипломного проекта учит самостоятельно решать несложные технологические задачи при проектировании сварной конструкции, пользоваться сварочно-технической литературой по сварке, увязывать теоретические знания с практикой.

1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ

1.1 Назначение, условия работы и описания конструкции изделия

Абсорбер - это вертикальный колонный аппарат, который сверху орошает абсорбентом, снизу в него подаётся газовая смесь. В химической промышленности применяют абсорберы поверхностные, плёночные, насадочные, барботажные и механические.

Поверхностные абсорберы представляют собой вертикальные или горизонтальные ёмкостные аппараты, заполненные до середины крошечным абсорбентом. Через вводной или выводной штуцера на поверхности абсорбента получают газовую смесь, из которой абсорбент поглощает рабочий компонент.

Плёночные абсорберы - чаще всего трубчатые аппараты аналогичные по конструкции вертикальным полутрубчатым теплообменником. Газовая смесь движется по этим же трубкам сверху вниз и из него поглощается рабочей компонент.

Насадочные абсорберы - находят наибольшее распространение. Конструктивно они представляют собой цилиндрические аппараты, которые имеют внутри несколько слоёв насадки, насыпанной на решётки. Для ввода и вывода газа служат штуцера для ввода и вывода абсорбента. Для осмотра и обслуживания внутренних устройств предусмотрены люки лазы.

Тарельчатые и барабанные абсорберы - колонные аппараты, имеющие барботажные тарелки рассмотренных типов и конструкций. Для отвода тепла часто на тарелках устанавливают теплообменные устройства в виде спиральных змеевиков, в которые подаётся хладоген.

Механические абсорберы - колонные аппараты в которых поверхности соприкосновения фаз создаются распылением жидкости в газе на мелкие капли с помощью дисков вращающего устройства (ротора, конуса и т.д.).

1.2 Технические условия на материалы, сборку и сварку, ГОСТы

Выбор материала для сварной конструкции является одним из факторов рационального проектирования. Прежде всего, сталь должна быть свариваемой. Свариваемость можно рассматривать как с физической, так и с технологической точки зрения. Под физической свариваемостью понимается возможность достижения надежной связи между атомами свариваемого металла. Под технологической свариваемостью понимается отношение металлов к конкретному виду и режимам сварки. Свариваемость данного металла считается тем выше, чем больше число применяемы к нему видов сварки, проще их технология и шире пределы допускаемых режимов сварки, позволяющие получить качественные швы без трещин, пор и других дефектов.

Сталь ВСт3сп5 низкоуглеродистая, конструкционная, обыкновенного качества, поставляется по механическим свойствам и химическому составу. Сталь относится к разряду хорошо сваривающихся металлов, она поставляется по ГОСТ 380-94. Сварка стали ведётся без предварительного подогрева, а после сварки не требуется последующая термообработка. Сталь не склонна к образованию горячих и холодных трещин. Сварные соединения обладают высоким качеством. Сталь изготавливается горячекатаной, сортовой, фасонной, толстолистовой, тонколистовой, широкополосной, универсальной. Из стали изготавливаются поковки, штамповки, сварочная лента, проволока. В стандарте учтены международные требования и рекомендации по стандартизации. В конструкции применяется сталь ВСт3сп5, эта сталь относится к группе В. Стали этой марки поставляются заказчику по механическим и химическим составам.

Сборка сварных конструкций заключается в размещении элементов конструкции (узла) в порядке, указанном в технологической карте, и предварительном скреплении их между собой с помощью приспособлений и наложении прихваток. Сборка одна из наиболее ответственных операций. От качества сборки в значительной степени зависит качество сварной конструкции. Технология сборки определяется следующими факторами: типом производства, особенностями конструкции и оснащенностью сборочного цеха. При сборке конструкций широко используют разнообразные сборочные и сборочно-сварочные приспособления. Тип приспособления определяется серийностью производства и степенью сложности конструкции. Применение приспособлений снижает трудоемкость сборочных операций, уменьшает остаточные деформации, повышает качество конструкции и упрощает контроль и приемку собранных конструкций. Прихватка должна производиться квалифицированным сварщиком. Все сварочные работы при изготовлении сосудов, аппаратов и их элементов должны производится, при положительных температурах, в закрытых, отапливаемых помещениях.

Сварка сосудов и аппаратов, а также приварка деталей к корпусам должны производится сварщиками, сдавшими экзамены в соответствии с Правилами Аттестации сварщиков, утвержденные Госгортехнадзором РФ, не дипломированные сварщики могут производить сварку деталей и узлов, внутренних устройств сосудов, аппаратов, за исключением приварки этих деталей к корпусам. Сварка должна производится в соответствии с технологической документацией, разработанной с учетом требований и ОСТ 26-294-98, спецификаций и свариваемых изделий и свариваемых материалов, ГОСТов.

Таблица 1.2. - Химический состав стали ВСт3сп5, в % по ГОСТ 380-94

Таблица 1.3 - Механические свойства стали ВСт3сп5, в % по ГОСТ 380-94

На предприятии - изготовителе сосудов и аппаратов материалы до запуска в производство должны приниматься отделом технического контроля. При этом проверяется соответствие материалов, требованием чертежа, настоящего стандарта, стандартов и технических условий. Данные сертификатов или результаты испытаний, материалов, нагруженных давлением деталей сосудов и аппаратов, подведомственных ГОСГОРТЕХНАДЗОРУ должны заноситься в паспорт изделия или приложение к нему.

На поверхности деталей не допускаются брызги металла в результате огневой резке и сварки. Заусенцы должны быть удалены, острые кромки деталей и узлов притуплены. Сварщик может приступить к сварке после установления контроля ОТК правильности сборки и зачистки всех поверхностей металла, подлежащих сварке. На листах, принятых для изготовления обечаек, должна быть сохранена маркировка предприятия-поставщика материала. В случаях, когда лист разрезается на части, до разметки, на каждом из них должна быть нанесена маркировка, заверенная клеймом ОТК.

Обечайки диаметром свыше 1000 мм допускается изготовлять из нескольких листов, максимально возможной длины. Не допускается вставка шириной менее 400 мм. Допускается изготовление обечаек путем вальцовки карт, сваренных в плоском состоянии из нескольких листов. В обечайках свальцованных из карт, сваренные швы должны быть параллельны образующим, ширина листов между швами должна быть не менее 800 мм, а ширина замыкающей вставки не менее 400 мм.

После сборки и сварки, корпуса сосудов и аппаратов должны удовлетворять следующим требованиям:

а) отклонение по длине не должно превышать 3%, от минимальной длины (без днища), но не более 75мм;

б) отклонение от прямолинейности, за исключением колонных аппаратов, не должно превышать 2 мм на длине 1 м, но не более 20 мм при длине изделия более 10м, без учета допускаемой местной не прямолинейности в местах сварных швов.

Отклонение от наружного диаметра корпуса цилиндрических сосудов и аппаратов, за исключением колонной и теплообменной аппаратуры, не должно превышать 1%, от минимального диаметра. На поверхности днища не допускаются забоины, вмятины, уменьшающие расчетную толщину днища, а также раковины, надрывы, расслоения и другие дефекты. Исправление дефектов производится с разрешением ОТК.

При установке штуцеров и люков:

а) отклонение осей штуцеров и люков от номинальных размеров не должны превышать 10 мм;

б) отклонения диаметров отверстий под штуцера и люки должны быть в пределах зазоров, допускаемых для сварки соединений по ГОСТам;

в) отклонение по высоте (вылету) штуцеров 5 мм.

При подготовке кромок свариваемых изделий необходимо исключить их механические повреждения, снижающих регламентированные свойства сварных соединений. Разделка кромок должна соответствовать требованиям действующих стандартов, нормативно-технической документации и чертежа. Кромки, подготовленные под сварку, должны быть зачищены до чистого металла и обезжирены на ширину 20 мм и не должны иметь следов ржавчины, масла и прочих загрязнений. Подготовленные кромки подвергаются визуальному контролю для выявления пороков металла, расслоения, трещин, а двухслойной стали отслоения коррозионного слоя.

Все сварные швы подлежат клеймению, позволяющему установить сварщика, выполняющего эти швы. Клеймо наносится на расстоянии 20-50 мм от кромки сварного шва. У продольных швов клеймо должно находиться в начале и в конце шва на расстоянии 100 мм от кольцевого шва. Для кольцевого шва клеймо выбирается на месте пересечения кольцевого шва с продольным и далее через каждые 2 мм, но при этом должно быть не менее трёх клейм на каждом шве. Клеймо ставится с внутренней стороны. Продольные швы смежных обечаек и швы днищ в сосудах и аппаратах, должны быть смещены относительно друг от друга на величину трёхкратной толщины наиболее толстого элемента, но не менее чем на 100 мм между осями швов.

При сварке стыковых соединений элементов разной толщины, необходимо предусмотреть плавный переход от одного элемента к другому, последовательным уточнением более толстого элемента в соответствии с требованием ГОСТ 8713-79 и ГОСТ 5264-80, а в случаях, не предусмотренных стандартными, угол скоса элементов разной толщины должен быть не менее 20 0. Допускается применить стыковые швы без предварительного уточнения более толстой стенки, если разность в толщинах соединяемых элементов не превышает 30 % от толщины более тонкого элемента, но не более 5 мм. Форма шва должна обеспечивать плавный переход от толстого элемента к тонкому. В случае приварки стандартных фланцев к патрубкам или обечайкам допускается обеспечивать плавный переход наплавкой от более толстого элемента (патрубка или обечайки). Форма и размеры швов должны соответствовать стандартам и требованиям чертежа. Резкие переходы в сварных швах не допускаются. Сварной шов должен иметь плавный переход к основному металлу в соответствии со стандартами.

При разработке технологического процесса использовались следующие стандарты:

ОСТ 26291-94 Отраслевой стандарт. Общие требования к изготовлению сепаратора, сварки сварных соединений, качеству сварных соединений.

ГОСТ 8713-79 Автоматическая сварка под флюсом. Соединения сварные, основные типы, конструктивные элементы и размеры.

ГОСТ 14771-76 Дуговая сварка в защитном газе. Соединения сварные, основные типы, конструктивные элементы и размеры.

ГОСТ 5264-80 Ручная дуговая сварка. Соединения сварные, основные типы, конструктивные элементы и размеры.

ГОСТ 2246-70 Проволока стальная сварочная.

ГОСТ 9087-81 Флюсы сварочные плавленые.

ГОСТ 8050-85 Двуокись углерода газообразная и жидкая. Технические условия.

ГОСТ 13821-77 Выпрямители с крутопадающими характеристиками для дуговой сварки. Основные параметры и технические требования.

ГОСТ 8213-75 Автоматы для дуговой сварки плавящимся электродом, самоходные.

ГОСТ 18130-79 Полуавтоматы шланговые для электродуговой сварки плавящимся электродом.

ОСТ 288-91 Отраслевой стандарт. Контроль качества сварных соединений.

2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Определение типа производства и его характеристика

Характеристика предприятия в зависимости от степени его специализации, широты номенклатуры изготавливаемых изделий, регулярности, стабильности и объема выпуска изделий называется типом производства. Крупносерийный тип характеризуется ограниченной номенклатурой изготавливаемых или ремонтируемых изделий и большим объемом выпуска, повторяющегося через определенный промежуток времени партии. Технологический процесс в крупносерийном производстве дифференцирован, т.е. разделён на отдельные операции, которые закреплены за отдельными рабочими местами. Сравнительно устойчивая номенклатура в крупносерийном сварочном производстве позволяет шире применять специальные сборочно-сварочные приспособления и механизмы, внедрять автоматизированные способы сварки, а на отдельных участках организовать поточные линии. При этом используется как общецеховой, так и напольный транспорт. Специализация отдельных видов работ не требует столь высокой квалификации рабочих, как в единичном производстве.

Главными отличительными особенностями крупносерийного производства является постоянство, сравнительно большой номенклатурой выпускаемых изделий; специализация рабочих мест выполнение нескольких постоянно закрепленных за ними операций; выпуска изделий сериями в определенном, заранее установленном чередовании; применение наряду с универсальным специального оборудования, сборочно-сварочное приспособление и другие специальные оснастки; сокращение удельного веса ручных работ; использование труда специализированных рабочих средней квалификации; относительное сокращение длительности производственного цикла по сравнению с единичным производством.

2.2 Схема сборки и сварки

Разработка технологического процесса сборки и сварки и его обоснование.

2.3.1 Особенности сборки и сварки

После заготовки детали сварных конструкций поступают на сборку. Сборкой называется процесс последовательного соединения деталей между собой в порядке, предусмотренном технологическим процессом и чертежом, для последующей сварки. В зависимости от типа производства, особенностей конструкции и технологических условий на сборку можно выполнять различными способами: по разметке, по шаблонам или по первому изделию, по сборочным отверстиям, в приспособлениях (универсальных, специализированных и специальных), сборку по разметке ведут без приспособлений. Наибольшую точность сборки при минимальной трудоёмкости можно обеспечить при использовании сборочно-сварочного оборудования.

Основная цель технологического процесса сборки заключается в определении наиболее выгодной последовательности сборки отдельных деталей, обеспечивающих выполнение технических требований на изготовление данного изделия при минимальных затратах рабочей силы, времени и вспомогательных материалов. Перед сборкой сборщик визуально проверяет соответствие деталей требованием чертежа и технологического процесса. Сопрягаемые поверхности и прилегающие к ним зоны собираемых деталей шириной не менее 20 мм должны быть тщательно очищены от ржавчины, масла, грязи, окалины, и влаги во избежание появления пор и других дефектов в металле шва. При сборке сварных конструкций обеспечивается такое взаимное расположение деталей собираемого узла, в котором они должны находится в готовом узле. Зазоры при сборке должны строго соответствовать чертежу. Превышение кромки одного из элементов стыкового соединения над другим, если оно не предусмотрено и не оговорено специально в чертеже, допускается по всей длине шва не более 0.2 толщины элемента до 4 мм и 0.15 толщины элемента свыше 4 мм, но не менее 1.5 мм. Местные превышения кромок контролируются до сварки.

При сборке сварных конструкций детали между собой соединяют посредствам прихваток, которые размещают в местах расположения будущих сварных швов. Прихватки выполняются покрытыми электродами, в защитных газах или под флюсом. Площадь сечения прихваток не должна превышать 2/3 площади сечения будущего шва и составлять не более 25-30 мм². Длина каждой прихватки должна быть равна 4-5 толщинам соединяемых деталей, но не менее 30 мм и не более 100 мм. Чем меньше толщина свариваемых деталей, чем меньше расстояние между прихватками.

Разрешается наложение прихваток вне мест расположения швов для временного скрепления детали. Эти прихватки после выполнения своего назначения удаляют, а места их размещения зачищают. Рациональна замена прихваток сплошным швом небольшого сечения (технологический шов). Сборочные прихватки выполняют сварочными материалами тех же марок, что и при сварке данной конструкции. Требования к качеству прихваток устанавливаются те же, что и при сварки основного шва. При сварке продольных швов для ввода электрода в шов и вывода его из шва за пределы изделия, по окончании сварки, к кромкам необходимо приварить вводные и выводные планки. Форма разделки планок должна соответствовать разделке кромок основного шва.

2.3.2 Выбор рода тока и полярности

Однако полярность постоянного тока оказывает различное влияние на глубину провара, что объясняется разным количеством тепла выделяемого на катоде (минус) и аноде (плюс). Тепло на аноде выделяется в результате бомбардировки его потоком электронов, а на катоде в результате бомбардировки положительно заряженными ионами. При сварке на воздухе ручной дуговой сваркой больше тепла выделяется на аноде, так как анод бомбардируется электронами.

При сварке почти всеми флюсами в результате возрастания кинетической энергии положительно заряженных ионов, бомбардирующих катод, больше тепла будет выделяться на катоде (минус). Исходя из этого при автоматической и полуавтоматической дуговой сварке под флюсом постоянным током, применяется обратная полярность, при которой больше расплавляется основной металл. Сварку в среде CO2 плавящимся электродом производят на постоянном токе обратной полярности. Это объясняется тем, что при прямой полярности процесс сварки характеризуется большим разбрызгиванием даже при сварке значительно меньшими токами. Это приводит к уменьшению глубины провара, ширины и к увеличению высоты шва. Кроме того, сварка на прямой полярности характеризуется увеличением окисления элементов и повышением склонности шва к образованию пор.

2.3.3 Выбор метода сварки

В разрабатываемом проекте применяются три вида сварки:

- автоматическая сварка под флюсом для кольцевых и продольных швов обечаек;

- полуавтоматическая сварка в среде защитного газа для приварки люков к корпусу аппарата

- ручная дуговая сварка применяется для прихваток при сборке узлов сепаратора и для приварки конического днища к корпусу сепаратора.

Наиболее эффективными и производительными методами сварки является автоматическая сварка под флюсом и полуавтоматическая сварка в среде защитных газов. Менее производительным методом сварки является ручная дуговая сварка, но она проста в практическом применении. Автоматическая сварка под флюсом выполняется с помощью сварочной головки или с помощью сварочного трактора. При этом узлы, входящие в сварочные головку, позволяют использовать её как подвесную неподвижную (А или АБ) и как самоходную (АБС).

При автоматической сварке под флюсом подача и перемещение электродной проволоки механизированы, а плавильное пространство защищено шлаком. Изделие сваривается электродной проволокой, подаваемой в плавильное пространство. Перед дугой из бункера насыпается флюс. Он в процессе сварки плавится, а образующийся в процессе шлак защищает плавильное пространство и шов. Остатки не использованного флюса собираются с поверхности шва обратно в бункер. Таким образом, дуга и всё плавильное пространство находятся в условиях полной изоляции от атмосферы.

Автоматическая сварка под флюсом имеет следующие основные преимущества перед ручной сваркой:

- высокая производительность, превышающая производительность ручной сварки в 5-10 раз;

- высокое качество сварного шва, в следствии хорошей защиты металла сварочной ванны расплавленным шлаком от кислорода и азота воздуха, легирования металла шва;

- экономия электродного металла при значительном снижении потерь на угар, разбрызгивание металла и огарки (потери превышают 2-5%);

- экономия электроэнергии за счёт более полного использования теплоты дуги (затраты электроэнергии уменьшаются на 30-40%).

Кроме этих преимуществ, при автоматической сварке условия труда значительно лучше, чем при ручной сварке; дуга закрыта слоем шлака и флюса, выделения вредных газов и пыли значительно снижены, нет необходимости в защите глаз и кожи лица сварщика от излучения дуги, а для вытяжки достаточно естественной вытяжной вентиляции. К квалификации оператора автоматической сварочной установки предъявляются менее высокие требования.

При полуавтоматической сварке в среде защитных газов подача сварочной проволоки механизирована, а перемещение вдоль шва осуществляется сварщиком вручную. В место флюса используется защитный газ, который, как и флюс предохраняет расплавленный металл от воздействия воздуха, окисления и азотирования.

Преимущества сварки в защитном газе:

- хорошая защита зоны сварки от воздействия кислорода и азота воздуха;

- хорошие механические качества сварного шва;

- высокая производительность;

- отсутствие необходимости применения флюса и последующей отчистки шва от шлаков;

- возможность наблюдения за процессом формирования шва;

- малая зона термического влияния;

- возможность полной автоматизации сварки.

Ручная дуговая сварка производится двумя способами: неплавящимся и плавящимся электродом. Второй способ сварки выполняемой плавящимся электродом, является основным при ручной сварке. Сущность сварки состоит в следующем: электрическая дуга возбуждается между металлическим (плавящимся) электродом и свариваемыми кромками изделия. Теплота дуги расплавляет электрод и свариваемые кромки изделия. Получается общая ванна расплавленного металла, которая, охлаждаясь, образует сварной шов. К преимуществам сварки можно отнести маневренность и возможность сварки в любых пространственных положениях. К недостаткам - малая производительность и неоднородность шва, зависящих от квалификации сварщика. Производительность сварки ограничивается максимально допустимым значением сварочного тока для применяемых при ручной дуговой сварке диаметров электродов.

2.3.4 Выбор электродов, сварочной проволоки, флюса, защитного газа

Для выполнения прихваток при сборке конструкции предлагается применять электроды марки УОНИ - 13/55 типа Э50А ГОСТ 9467-75. Электроды с фтористо-кальциевым покрытием марки УОНИ - 13/55 предназначены для сварки особо ответственных конструкций из малоуглеродистой и низколегированной стали. Электроды УОНИ - 13/55 применяются для сварки ответственных швов. Эти электроды имеют основное покрытие, состоящее из карбонатов кальция, магния и плавикового шпата, а также из ферросплавов. Расплавленный металл защищается углекислым газом и окисью углерода, которые образуются вследствие диссоциации карбонатов. Электроды с основным покрытием применяются преимущественно при сварке постоянным током обратной полярности во всех пространственных положениях. Электроды обеспечивают высокую стойкость металла шва против образования кристаллизационных трещин и характеризуются низким содержанием водорода, вредных примесей в наплавленном металле. Электроды с основным покрытием весьма чувствительны к образованию пор во время сварки, если кромки свариваемых изделий покрыты окалиной, ржавчиной, маслом, а также если электродное покрытие увлажнено и поддерживается большая длина дуги. Сварку рекомендуется производить короткой дугой методом опирания. После зажигания дуги нужно подвинуть её назад на 5 - 8 мм от места возбуждения дуги, получить спокойную сварочную ванну и только после этого продолжать сварку. Так же следует поступать при смене электрода или случайном обрыве дуги.

Таблица 2.1. Химический состав наплавленного металла УОНИ 13/55, в % по ГОСТ 9467-75 [7, стр22]

Таблица 2.2 Механические свойства металла шва и сварочного соединения [7, стр. 2]

Таблица 2.3 сварочно-технологические свойства электродов УОНИ 13/45 по ГОСТ 9467-75 [6, стр.20]

Для автоматической сварки под флюсом основного металла в соответствии с ОСТ 26291-94 выбирается сварочная проволока марки Св-08А и флюс марки АН-348А, которые обеспечивают, получение сварного соединения, с требуемыми механическими свойствами. Правильный выбор марки электродной проволоки для сварки - один из главных элементов разработки технологии механизированной сварки под флюсом. Химический состав электродной проволоки определяет состав металла шва и, следовательно, его механические свойства. Сварочная проволока выпускается по ГОСТ 2246-70. Проволока поставляется в бухтах массой до 80 кг с обязательной металлической биркой с указанием завода изготовителя, условного изготовления проволоки, номера партии, клейма технического контроля. Транспортировать и хранить проволоку следует в условиях исключающих коррозию проволоки, загрязнения и механических повреждений. Если же поверхность проволоки загрязнена или покрыта ржавчиной, то перед использованием её необходимо отчистить. Регламентированная ГОСТом стальная сварочная проволока применяется для изготовления покрытых электродов разного назначения, для сварки под флюсом и в среде защитных газов.

Таблица 2.4 Химический состав проволоки Св08А, в %, по ГОСТ 2246-70 [8, стр. 275]

Сварочный флюс один из важнейших элементов, определяющий качество металла шва и условий протекания процесса сварки. От состава флюса зависит состав жидкого шлака и газовой атмосферы. Взаимодействие шлака с металлом обуславливает определенный химический состав металла шва. От состава металла шва зависят его структура, стойкость против образования трещин. Состав газовой атмосферы обуславливает устойчивость горения дуги, стойкость появления пор и количество выделяемых при сварке вредных газов. Флюс выполняет следующие функции: физическую изоляцию сварочной ванны от атмосферы; стабилизацию дугового разряда; химического взаимодействия с жидким металлом; легирование металла шва; формирование поверхности шва.

Таблица 2.5 Химический состав флюса АН-348А ГОСТ9087-81, % [10, стр. 140, табл.6]

Таблица 2.6 Состав углекислого газа по ГОСТ 8050-85, в % [11, стр. 38]

2.3.5 Выбор и расчет режимов сварки

Расчет режимов автоматической сварки под флюсом.

Основными параметрами режима автоматической сварки стали под флюсом являются: сила сварочного тока, напряжение на дуге, скорость перемещения дуги, диаметр и скорость подачи сварочной проволоки. Основным условием выбора режима автоматической сварки стыковых швов является получение провара всего сечения при хорошем формировании шва.

Глубина провара при стыковой сварке находится в прямой зависимости от сварочного тока и это может быть выражено уравнением

h = R· есв.

Рисунок 2.1 . Эскиз стыкового соединения С29 по ГОСТ 9713-79.

Исходные данные для расчета:

Материал: ВСт3сп5 по ГОСТ 380-94;

в = 2 ± 1 мм;

е = 19 не более мм;

g = 2 ±11,5 мм;

S = 8 мм.

Сварочная проволока Св-08А по ГОСТ 2246-70;

Флюс АН-348А по ГОСТ 9087-81;

Определяем силу сварочного тока.

Iсв = h/k * 100 (2.1)

Iсв = 6/1.1*100 = 545 А

К принимаем 1,1, [1, стр.245, табл. 34]

Определяем глубину проплавления

h = S/2+ (2~3) = 4+2 = 6мм. (2.2)

Зная что напряжение на дуге меняется в пределах (32-40), принимаем напряжение на дуге Uд = 36 В.

Определяем геометрические размеры формы шва.

Определяем коэффициент формы провара, находим шпр = 3,0 мм. [1, стр. 245 рис. 113].

Зная глубину провара и коэффициент формы провара, определяем ширину шва.

е = шпр · h, (2.3)

е = 3,0 * 6 = 18 мм.

Задавшим оптимальным значениям формы выпуклости находим высоту выпуклости.

шв = е/g, (2.4)

g = е/ шв. (2.5)

Принимаем шв = 6

g = 18/6 = 3 мм.

Определяем площадь поперечного сечения шва

F = b · s + 2 · 0,75 · е · g = 2 · 8 + 2· 0,75 · 19 · 2 = 46 мм2, (2.6)

F_? = 0

Fш = 18 · 2 = 36, мм2 .

При сварке постоянным током обратной полярности коэффициент наплавки приняли б = 12.

Значения бн не учитывают увеличение скорости плавления электродной проволоки за счет предварительного подогрева вылета электрода сварочным током. Действительный коэффициент наплавки при данном вылете определяется:

бн.д.= бн + бн = 12 + 3.4 = 15.4 гр/А·ч. (2.7)

бн - увеличение коэффициента наплавки за счет предварительного нагрева вылета электрода. бн = 2,7 гр/А·ч

6. Определяем скорость сварки (скорость перемещения дуги)

Vп.д = бн Iсв/(Fн · г · 100), м/ч, (2.8)

Vп.д = 15.4 · 545/(0,23 · 7,85 · 100) = 22 м/ч.

7. Определяем скорость подачи сварочной проволоки.

Vп.д=UбнIсв/(h ·d2 · г), м/ч, (2.9)

Vп.д=4·15.4·545/3.14·32·7.85=151.9 м/ч.

Прихватку под автоматическую сварку проведём электродами УОНИ 13/55, диаметром 3 мм.

Расчеты режимов ручной дуговой сварки

Режим - это совокупность характеристик сварочного процесса обеспечивающих получение сварных соединений заданных размеров формы и качества. При ручной сварке такими характеристиками являются: диаметр электрода, сила сварочного тока, скорость перемещения электрода вдоль сварного шва, род тока и полярность и т.д.

Рисунок 2.2 Эскиз соединения под углом, отличным от прямого, ГОСТ 11534 -75 У4

Исходные данные для расчета:

Материал: ВСт3сп5 (ГОСТ 380-94)

Род тока: постоянный, обратной полярности

S = 8, мм;

e = 19 не более, мм;

g = 0,5 ± 1, мм.

b = 2± 1, мм.

c = 2± 1, мм.

б = 50± 5

= 1350

1 Площадь поперечного сечения шва F = 65 мм2

2 Определяем количество проходов

F1 = (30 ? 35) = 30 мм2 - сечение первого прохода.

n = ((60 - 35) | 35) + 1 = 2 - количество проходов.

3 Определяем силу сварочного тока

Iсв = Fэл i = р d2 i / 4 = 3,14 · 42 · 12 / 4 = 150 А. (2.10)

4 Определяем напряжение на дуге.

Так как напряжение на дуге изменяется в пределах (20-36 В) то принимаем Ug = 26 В.

5 Определяем скорость перемещения дуги:

Vп.д = бн Iсв / (г·Fш · 100), (2.11)

Где бн - коэффициент наплавки, г/А·ч

Fш - площадь сечения сварного шва, мм2.

бн - 9,5 г/А·ч.

Производительность наплавки - 1,3 кг/ч.

Расход электродов на 1 кг - 1,6 кг.

г - 7,85 г/см3.

Vп.д = 9 · 90 / 0.24 · 7,85 · 100 = 4 м/ч.

6 Определяем скорость перемещения дуги при заварке корня шва.

Vп.д = 9 · 140 / 0.54 · 7,85 · 100 = 3 м/ч.

Расчеты режимов полуавтоматической сварки в среде углекислого газа.

Основными параметрами полуавтоматической сварки в среде углекислого газа являются: сила сварочного тока, напряжение на дуге, скорость перемещения дуги, диаметр и скорость подачи сварочной проволоки, а также расход газа и полярность. Исходные данные для расчета:

Материал: ВСт3сп5 (ГОСТ 380-94)

Толщина S = 8 мм.

Сварочная проволока Св - 08А (ГОСТ 2246-70)

Сварка проводится на постоянном токе обратной полярности.

Рисунок 2.3 Эскиз таврового соединения по ГОСТ 14771-76 Т7.

В связи с отсутствием расчетной методики определения режима сварки в среде углекислого газа режимы подбираются на основании обобщенных опытных данных, приведенных в таблице.

Таблица 2.7 Режимы сварки в среде углекислого газа таврового соединения [1, стр.36]

2.4 Расчет норм времени

Техническое нормирование предусматривает установления технически обоснованных норм времени на выполнение различных сварочных и сборочных работ. Технически обоснованные нормы времени позволяют сварщику производительно использовать рабочее место, полностью загружать сварочное оборудование, а при рациональных приемах сварки перевыполнять установленные нормы.

Нормирование сборки под сварку.

Сборка деталей и узлов может осуществляться по разметке, в простейших универсальных приспособлениях и в специальных стендах и кондукторах. Собираемые под сварку детали крепятся с помощью различного рода винтовых, рычажных, пневматических и других зажимов, а также электродуговой сваркой, прихватками.

Норма времени на сборку металлоконструкций под сварку состоит из подготовительно-заключительного, основного и вспомогательного времени и времени на организационно-техническое обслуживание рабочего места, отдых и естественные надобности.

Подготовительно-заключительное время включает в себя время, затрачиваемое рабочим на получение производственного задания, указаний и инструктажа мастера, ознакомление с работой, получение и сдача инструмента и приспособлений, сдача работы.

Основное время это время сборки металлоконструкции, под сварку, в течении которого происходит координация, соединения и крепления входящих в изделие деталей и узлов.

Вспомогательное время затрачивается на доставку деталей и узлов к месту сборки, проверку их качества, измерение, разметку места установки детали или узла, зачистку собираемых кромок деталей, незначительную правку деталей в процессе сборки, кантовку узлов и деталей, зачистку шлака, окалины после прихватки, газорезки или подогрева.

Норма штучного времени на сборку конструкции в целом, определяется как сумма затрат времени, на установку и крепления всех деталей и узлов.

На проектируемом участке сборка корпуса сепаратора из готовых обечаек по кольцевым стыкам, на конструкции кольцевых стыков 2.

Штучное время на сборку двух обечаек под сварку кольцевого шва:

- подать обечайки на рабочее место сборки и установить их на роликоопоры.

- выправить обечайки, состыковать обечайки, выдержав зазоры и уступность кромок, согласно чертежу.

- прихватить ручной дуговой сваркой.

- кантовать обечайку при сборке.

K1 - коэффициент, учитывающий затраты времени на обслуживание рабочего места, отдых и естественные надобности.

Определяем основное время горения дуги.

То = 60F г/нд · Iсв

То = 60 · 23 · 7,85/15,4 · 545 = 1,3 мин.

Определяем вспомогательное время связанное со свариваемым швом (табл. 85, стр. 130)

tв.ш = t1 + t2 + t3 + t4 + t5 , (2.13)

где t1 - время на зачистку кромок, 0,5 мин,

t2 - корректирование электрода относительно оси шва с передвижением автомата вручную, 0,15 мин,

t3 - отчистка шва от шлака осмотр и промер шва, 0,4 мин.

t4 - сборка флюса со шва и ссыпка его в бункер, 0,4 мин.

tв.ш = 0,3 + 0,15 + 0,4 + 0,1 + 0,4 = 1,55 мин.

Определяем вспомогательное время связанное с изделием (табл. 87, стр. 132)

tв.и = t1 + t2 + t3 + t4 + t5,, (2.14)

где

t1 - время на переходы сварщика, 1,5 мин,

t2 - подготовка флюсовой подушки для прямолинейных швов при длине подушки, 1,0 мин,

t3 - установка головки трактора, 1,6 мин.

t4 - отключение автомата после сварки, 0,5 мин.

t5 - клеймение шва, 0,1 мин.и

tв.и = 1,5 + 1,0 + 1,6 + 0,5 + 0,1 = 4,7 мин.

Определяем штучное время.

Тшт = [(То + tв.ш)·l + tв.и]·К1 , мин, (2.15)

где То - основное время на 1 погонный метр шва в минуту,

tв.ш - вспомогательное время связанное со свариваемым швом на 1 погонный метр шва в минуту,

l - длина шва, м,

tв.и - вспомогательное время связанное со свариваемым изделием в минуту,

К1 - коэффициент учитывающий затраты времени на обслуживание рабочего места, отдых и естественные надобности, 1,1.

Тшт1 = [(То + tв.ш)·l + tв.и]·К1 = [(1,3 + 1,55) · 7,5 + 4,7] · 1,1 = 21 мин.

Так как сварной шов сваривается с двух сторон, то общее штучное время составляет:

Tшт общ = 2 · 21 = 42 мин.

Так как сварная конструкция состоит из трёх обечаек (два шва):

Tшт = 42 · 2 = 84 мин.

3. Нормирование полуавтоматической сварки в среде СО2

Fшв1 = 40 мм2Fшв2 = 23 мм2

lшв = 5 м.

Норма времени для полуавтоматической сварки складывается из основного и вспомогательного времени.

Основное время определяется

То = 60F г/нд · Iсв (2.16)

То = 60 · 40 · 7,85/1,6 · 240 = 5 мин.

Определяем вспомогательное время связанное со швом

tвш = 0,5 + 0,4 + 0,15 = 1,05 мин.

t1 - зачистка кромок вручную, 0,5 мин,

t2 - промер и осмотр последнего слоя шва, 0,4 мин,

t3 - время на один проход, 0,15 мин.

Определяем вспомогательное время связанное со свариваемым изделием.

tви = 5 + 0,31 + 0,1 = 5,32 мин.

Определяем штучное время

Тшт1 = [(То + tв.ш)·l + tв.и]·К2 = [(5 + 1,05) · 3,2 + 5,32] · 1,1 = 248 мин. (2.17)

Fшв2 = 23 мм²

Нормирование ручной дуговой сварки (варка штуцера).

Подварка корня шва проводится на режимах d = 3, Iсв = 120А постоянный обратной полярности F1 = 30 мм²

б = 9 гр.

Определяем основное время.

То = 60F г/нд · Iсв (2.18)

То = 60 · 24 ·7,85/9 · 90 = 13 мин.

Определяем вспомогательное время связанное со швом

tвш = 12,6 + 0,18 = 12,78 мин.

Определяем вспомогательное время связанное с изделием

tви = 3,7 + 0,18 + 0,1 · 2 = 4,08 мин.

Определяем штучное время

Тшт1 = [(То + tв.ш)·l + tв.и]·К2 = [(13 + 2,25) · 1,9 + 12,78] · 1,1 = 45,9 мин. (2.19)

б = 9 гр. Fшв = 65 мм2

Определяем основное время.

То2 = 60F г/нд · Iсв

То2 = 60 · 54 ·7,85/9 · 90 = 31,4 мин.

Определяем вспомогательное время связанное со швом

tвш = 0,6 + 1,3 + 0,3 + 0,3 + 0,5 = 2,25 мин.

t1 - зачистка швов под сварку, 0,3 мин,

t2 - зачистка швов от шлака, 0,6 мин,

t3 - зачистка сварного соединения от брызг, 1,3 мин.

t4 - время на осмотр и промер шва, 0,3 мин,

t5 - время на смену электродов, 0,05 мин,

Определяем штучное время

Тшт2 = [(То + tв.ш)·l + tв.и]·К2 = [(31,4 + 2,61) · 1,9 + 12,78] · 1,1 = 85 мин.

Определяем основное время.

То3 = 60F г/нд · Iсв

То3 = 60 · 22 · 7,85/9 · 90 = 12,7 мин.

Определяем штучное время

Тшт1 = [(То + tв.ш)·l + tв.и]·К2 = [(12,7 + 2,25) · 1,9 + 12,78] · 1,1 = 45,8 мин.

Тобщ = 13 + 31,4 + 12,7 = 57 мин.

Т.к. на корпусе абсорбера 4 аналогичных штуцера, то

Тшт = 4 · 57 = 228 мин.

Таблица 2.8. Сводная таблица норм времени

2.5 Выбор сварочного оборудования

Важным условием получения сварного шва высокого качества является устойчивость процесса сварки. Это зависит от сварочного оборудования, а в первую очередь от источника питания дуги. Для этого они должны обеспечивать возбуждение с стабильное горение дуги.

Для выполнения сварочных работ предлагается следующее оборудование:

- для выполнения прихваток и ручной дуговой сварки сварочный выпрямитель ВД-306УЗ;

- для автоматической сварки под флюсом - сварочный трактор АДФ-1201УЗ и сварочный выпрямитель ВДУ-1201УЗ;

- для полуавтоматической сварки в среде углекислого газа - сварочный полуавтомат KempoMig 4000 со встроенным в него источником питания.

Характеристика сварочного выпрямителя ВД-306УЗ

Сварочные выпрямители получили большое распространение. Основные их преимущества: высокий к.п.д. и небольшие потери холостого хода; отсутствие вращающихся частей и бесшумность в работе; равномерность нагрузки фаз; небольшая масса. Однако для выпрямителей продолжительные короткие замыкания представляют большую опасность, так как могут выйти из строя диоды, кроме того, они чувствительны к колебаниям напряжения в сети. Но всё же сварочные выпрямители являются более прогрессивным оборудованием. Сварочный выпрямитель ВД-306УЗ предназначен для ручной дуговой сварки, резки и наплавки, а так же для механизированной сварки под флюсом. Выпрямитель ВД-306УЗ выполнен передвижным, предназначен для ручной дуговой сварки штучными электродами. Выпрямитель обеспечивает плавное регулирование выходных тока и напряжения сети. Выпрямитель работает при воздушном принудительном охлаждении. Он может работать как с падающими, так и с жесткими внешними характеристиками. Конструктивные особенности: выпрямительный блок на тиристорах, собранных по шестифазной схеме.

Таблица 2.9 Техническая характеристика выпрямителя ВДУ-508 по ГОСТ 13821-77 [10, стр.48, табл. 6.]

Характеристика сварочного полуавтомата KempoMig 4000. Для осуществления полуавтоматической сварки необходимо использовать полуавтомат KempoMig 4000 со встроенным источником питания. Источник постоянного тока KempoMig 4000 создан для профессионального применения для полуавтоматической сварки плавящимся электродом (МИГ/МАГ), а так же штучными электродами они представляют собой инверторные источники питания, подключаемые к трёх фазной сети 400В, установка KempoMig 4000 снабжена встроенным охладителем для сварки горелки МИГ, требующими водяное охлаждение. Сварочные параметры для способов МИГ/МАГ и штучных электродов регулируются с панели проволокопадающего устройства FEED 400, подключенного к источнику тока KempoMig 4000. При поставке источники KempoMig 4000 снабжены колесами и поддоном для газового баллона.

Таблица 2.10 Техническая характеристика полуавтомата KempoMig 4000 [5, стр. 13.]

Характеристика сварочного трактора АДФ-1003

Сварочный автомат АДФ-1003 предназначен для сварки под флюсом изделий из низкоуглеродистой и низколегированной стали, соединений встык с разделкой кромок и без разделки кромок. Сварные швы могут быть прямолинейными и кольцевыми.

Таблица 2.11 Техническая характеристика АДФ-1003 по ГОСТ 8213-75 [6, стр. 8]

2.6 Меры принимаемые по борьбе со сварочными напряжениями

Если меры предотвращения образования сварочных напряжений и деформаций оказываются недостаточными, появляется необходимость в устранении (снятии) возникших напряжений и деформаций.

Отпуск.

Для снятия напряжений сварные соединения подвергают термообработке. С этой целью при сварке углеродистых конструкционных сталей проводят общий высокий отпуск конструкции (нагрев до 630…6500С с выдержкой при этой температуре в течении 2-3 минут на 1 мм. толщины металла). Охлаждение должно быть медленным для того, чтобы при этом снова не возникали напряжения. Режим охлаждения, в основном, зависит от химического состава стали. Чем больше содержание элементов, способствующих закалке, тем меньше должна быть скорость охлаждения. Во многих случаях деталь охлаждают до температуры 3500C с печью, а затем на спокойном воздухе. При высоком отпуске сварочные напряжения снимаются в следствии того, что при температуре 6000С предел текучести металла близок к нулю и материал практически не оказывает сопротивления пластической деформации, в процессе которой происходит снижение (релаксация) сварочных напряжений. В ряде случаев можно ограничиваться высоким отпуском отдельных элементов конструкции. Так, при изготовлении сферических резервуаров для хранения различных продуктов ограничиваются приваркой люков, при изготовлении сварных рам, тележек, вагонов и локомотивов. Такие операции значительно проще, чем отпуск всей конструкции, и его следует применять в действительно необходимых случаях. Если механическая обработка производится на детали, не прошедшей отпуска, то в связи с перераспределением напряжений может произойти изменение её размеров. В большинстве случаев при сварке изделий из стали с повышенным содержанием углерода и легирующих элементов можно ограничиваться только предварительным местным или общим подогревом и не проводить последующей термообработки.

Аргонодуговая обработка.

Расплавление участка перехода от шва к основному металлу не плавящимся электродом в аргоне нарушает равновесие внутренних сил напряженного поля в следствии перехода части металла в жидкое и пластическое состояние. Естественно, что при кристаллизации расплавленного металла будут вновь возникать напряжения, однако они сравнительно малы, так как количество этого металла во много раз меньше, чем количество металла шва. Расплавление небольшого количества основного металла и металла шва приводит к уменьшению напряжений на 68-70%. Получаемый при этом плавный переход от шва к основному металлу способствует значительному повышению прочности сварных соединений, особенно при переменных нагрузках.

Проковка металла шва и около шовной зоны.

Сварочные напряжения могут быть сняты почти полностью, если в зоне сварки создать дополнительные пластические деформации проковкой швов. Проковку сварных швов на сталях проводят в процессе остывания металла при температурах 4500С или 1500С. В интервале температур 400…2000С в связи с пониженной пластичностью металла при его проковке возможно образование надрывов. Специальный нагрев сварного соединения для выполнения проковки как правило не требуется. Удары наносят в ручную молотком массой 0,6-1,2 с закругленным бойком или пневматическим молотком с небольшим усилием. При многослойной сварке проковывают каждый слой, за исключением первого, в котором от удара могут возникнуть трещины. Этот же прием применяют для снятия напряжений при заварке трещин и замыкающих швов, жестких конструкциях. Проковка сварного соединения способствует повышению усталостной прочности конструкции.

Термическая правка.

При термической правке нагрев проводят газокислородным пламенем или электрической дугой не плавящимся электродом. Температура нагрева исправляемого участка на остальной конструкции составляет 750…8500С. Нагретый участок стремится расшириться, однако окружающий его холодный металл ограничивает возможность расширения, в результате в участке развиваются пластические деформации сжатия. После охлаждения линейные размеры участка уменьшаются, что приводит к уменьшению или полному устранению остаточных деформаций. В случае деформации тонкого листа, приваренного к массивной раме, правку можно осуществлять путем нагрева симметрично расположенных точек с выпуклой стороны листа. Нагрев следует начинать от центра выпуклости.

Механическая правка.

Для устранения деформации механическую правку можно осуществлять на прессах или при толщине металла до 3 мм в ручную ударами молотка.

Этот вид правки менее целесообразен, чем термическая правка и его применение следует ограничивать. При механической правке образуется местный наклеп, повышающий предел текучести металла. Пластические свойства металла снижаются, особенно у кипящей стали. Вызываемая наклепом, неоднородность механических свойств, отрицательно сказывается на статической прочности конструкции, но особенно опасна при её динамическом нагружении.

2.7 Контроль в процессе сборки и сварки

Дефекты в сварных соединениях могут быть вызваны плохим качеством сварочных материалов, неточной сборкой и подготовкой стыков под сварку, нарушением технологии сварки, низкой квалификацией сварщика и другими причинами. Задача контроля качества соединений - выявление возможных причин появления брака и его предупреждение. Работа по контролю качества сварочных работ проводят в три этапа: предварительный контроль, проводимый до начала сварочных работ; контроль в процессе сборки и сварки; контроль качества готовых сварных соединений. Предварительный контроль включает в себя: проверку квалификации сварщиков, дефектоскопистов и ИТР, руководящих работами при сборке, сварке и контролю; проверку качества основного металла, сварочных материалов, заготовок поступающих на сборку, состояния сварочной аппаратуры.

В процессе изготовления проверяют качество подготовки кромок и сборки, режимы сварки, порядок выполнения швов, температуру окружающей среды и свариваемого металла, внешний вид шва, его геометрические размеры, постоянно наблюдают за исправностью сварочной аппаратуры. Последняя контрольная операция - проверка качества сварки в готовом изделии. Для этой цели существуют следующие виды контроля: внешний осмотр и измерение сварных соединений, испытание на плотность, просвечивание рентгеновскими или гамма-лучами, контроль ультразвуком, магнитные методы контроля, люминесцентный метод контроля, металлографические исследования, механические испытания. Вид контроля качества швов сварных соединений выбирают в зависимости от назначения изделий и требований, предъявляемых к этому изделию техническими условиями или ГОСТом. При выборе вида контроля следует руководствоваться ГОСТ 3242 - 79.

Проверка квалификации сварщика.

Квалификацию сварщиков проверяют при установлении разряда. Разряд присваивают согласно требованиям, предусмотренным тарифно-квалификационными справочниками. Испытание сварщиков перед допуском к ответственным работам производят по «Правилам аттестации сварщиков и специалистов сварочного производства» (ПБ-03-73-99), утвержденным Госгортехнадзором России от 30.10.1998г.,№63. После удовлетворительной сдачи испытаний специальной комиссии, создаваемой главным аттестационным центром (ГАЦ) или аттестационным центром, сварщикам выдают удостоверение на право выполнения ответственных сварочных работ. В удостоверении указывают виды (способы) сварки плавлением и объекты, подконтрольные Госгортехнадзору России, которые может сваривать сварщик.

Контроль качества основного металла.

Качество основного металла должно соответствовать требованиям сертификата, который посылают заводы - поставщики вместе с партией металла. В нем указывают наименование завода - изготовителя, марку и химический состав сплава, номер плавки, профиль, размер и массу материала, номер партии, результаты всех испытаний, предусмотренных стандартом, номер стандарта на сплав данной марки. При отсутствии сертификата металл запускают в производство лишь после тщательной проверки: необходимо произвести наружный осмотр, установить механические свойства и химический состав металла, оценить свариваемость. При наружном осмотре проверяют отсутствие на металле окалины, ржавчины, трещин, расслоений и прочих дефектов. Предварительная проверка металла с целью обнаружения дефектов поверхности необходимая и обязательная операция, благодаря которой можно предупредить применение некачественного металла для сварки изделия. Механические свойства основного металла определяют испытаниями стандартных образцов на машинах для растяжения, прессах и копрах в соответствии с ГОСТ 1497-73 «Металлы. Методы испытания на растяжение», ГОСТ 14019-80 «Металлы. Методы технологических испытаний на изгиб», ГОСТ 9454-78 «Металлы. Методы испытания на ударный изгиб при пониженной, нормальной, и повышенной температурах». ГОСТ 2246-70 на сварочную проволоку и ГОСТ 10534-75 на проволоку стальную наплавочную устанавливают марку и диаметры сварочной проволоки, химический состав правила приёмки и методы испытания, требования к упаковке, маркировке, транспортированию и хранению. Каждая бухта сварочной проволоки должна иметь металлическую бирку, на которой указано наименование и товарный знак предприятия изготовителя, условное обозначение проволоки согласно стандарту и номер партии. В сертификате на партию проволоки, указывают товарный знак предприятия-изготовителя, условное обозначение проволоки, номер плавки и партии, состояние поверхности проволоки (омеднённая или неомеднённая), химический состав в процентах, результаты испытаний на растяжение, массу проволоки (нетто) в килограммах. Сварочную проволоку, на которую нет документации подвергают тщательному контролю. Наиболее важной считают проверку химического состава проволоки, для чего от каждой партии отбирают 0,5% бухт, но не менее двух. Стружку для химического анализа берут от обоих концов каждой контролируемой бухты или из двух участков на расстоянии не менее 5 м один от другого.

Контроль качества электродов.

При сварке конструкций, в чертежах которых указан тип электрода, нельзя применять электроды, не имеющие сертификата. В соответствии с ГОСТ 9466-75, ГОСТ 9467-75, ГОСТ 10051-75 электроды без сертификата проверяют на прочность покрытия и сварочные свойства, определяют так же механические свойства металла шва и сварного соединения, выполненного электродами из проверяемой партии. О пригодности электродов для сварки судят по качеству наплавленного металла, который не должен иметь пор, трещин, и шлаковых включений. Внешний вид электродов может удовлетворять требованиям стандарта, где указано, что покрытие электрода должно быть прочным, плотным и без пор, трещин, вздутий и комков из неразмешанных компонентов. Электроды с отсыревшим покрытием в производство не допускаются.

Контроль качества флюсов.

Флюс проверяют на однородность по внешнему виду, определяют его химический состав, размер зерна, объемную массу и влажность.

2.8 Контроль сварных швов

Качество сварных изделий зависит от соответствия материала техническим условиям, состояния оборудования и оснастки, правильности и уровня отработки технологической документации, соблюдение технологической дисциплины, а также квалификации работающих. Обеспечивать высокие технические и эксплуатационные свойства изделий можно только при условии точного выполнения технологических процессов и их стабильности. Особую роль здесь играют различные способы объективного контроля, как производственных процессов, так и готовых изделий. При правильной организации технологического процесса контроль должен быть неотъемлемой частью. Обнаружение дефектов служит сигналом не только к отбраковке продукции, но и оперативной корректировке технологии.

Внешний осмотр.

Внешним осмотром называют качество подготовки и сборки заготовок под сварку, качество выполнения шва и качество выполнения сварного шва. Внешним осмотром контролируют все сварные соединения независимо от видов применяемого контроля. Внешний осмотр во многих случаях достаточно информативен и более дешевый. Внешнему осмотру подвергается материал, который может браковаться при наличии вмятин, заусенцев, окалины, окислов, ржавчины, также определяют качество подготовки кромок, соответствующих зазоров до разделки кромок, для этого можно применять специальные шаблоны и универсальный инструмент. Строгий контроль заготовки и сборки во многом обеспечивает высокое качество. Наблюдение за процессом сварки позволяет вовремя предотвратить появление дефектов, т.е. визуального контроля, режима сварки, газовую защиту, появление валиков многослойных швов. Прежде всего, внешним осмотром невооруженным глазом или с помощью средств оптики проверяют наличие трещин подрезов, подрезов, прожогов, наплывов, непровара корня и кромок. При осмотре так же определяют дефекты формы швов, распределение чешуек, характеристику распределения металла усиления шва. Все отклонения шва указывают на колебание мощности дуги, частые её обрывы и неустойчивость горения дуги (для ручной дуговой сварки). При сварке в защитных газах или в вакууме внешняя поверхность швов должна быть гладкой, блестящей и иметь вид полоски расплавленного металла. Тщательный внешний осмотр обычно простая операция, тем не менее может служить высоко эффективным средством предупреждения и обнаружения дефектов.

Радиографический метод контроля.

К ним относятся контроль рентгеновскими лучами и гамма-лучами. Рентгеновские и гамма-лучи это коротко-волновые электромагнитные колебания, аналогичны световым лучам, но с меньшей длиной волны. Рентгеновские лучи образуются в рентгеновской электронной трубке в результате бомбардировки свободными электронами катода трубки.

Особыми свойствами рентгеновских гамма-лучей является то, что они способны проникать через металлические и другие непрозрачные тела значительной толщины и воздействовать на фотографические пластинки или пленки находящиеся в закрытых кассетах за просвечиваемыми деталями. Поэтому радиоактивные вещества хранят в свинцовых ампулах.

Пучок лучей направляется на сварное соединение и проходя через него, воздействует на рентгеновскую пленку, заключенную в кассете. Дефектные места шва, имеющие непровары, шлаковые включения, поры и трещины, поглощают лучи в меньшей степени, чем сплошной металл. Поэтому через дефектные места проходят лучи большей интенсивности, сильнее воздействуют на рентгеновскую пленку, чем лучи прошедшие через сплошной металл. После обработки рентгеновской пленки в специальном проявителе все дефекты шва приобретают вид темных полос, пятен или черточек. Рентгеновский снимок называется рентгенограммой.

3. Организационная часть

3.1 Расчет трудоемкости годовой программы.

Годовая программа запуска рассчитывается:

, шт. (3.1)

где

- годовая программа выпуска, шт.

-коэффициент, учитывающий величину незавершённого производства.

=1,08

=500х1,08=540, шт.

Расчет размера партии узлов:

, шт, (3.2)

= 10 шт,

где D- количество рабочих дней в году, 248 дней

f-количество дней в течении которых обеспечивается сборка за счет

партии узлов, (5-10 дней)

3.2 Расчет потребного оборудования для выполнения

производственной программы

Годовой действительный фонд рабочего времени:

Фд = Фн . S . Кпот , час (3.3)

Фн- годовой номинальный фонд времени в часах, берется по календарю;

Фн=1981 час;

S- сменность работы (2 смены);

Кпот- коэффициент, учитывающий потери рабочего времени (0,96);

Фд = 1981 . 2 . 0,96 = 3803, час

Расчет нормы выработки

Nвып = (Тсм - Тп.з.)/Тшт (3.4)

где

Тсм- количество часов в смену, (8 час)

Тп.з.- норма подготовительно- заключительное время (0,2-0,3 час)

Тшт- норма штучного времени

Nвып 1 = (8 - 0,13)/0,68 = 11,6 шт.

Nвып 2 = (8 - 0,76)/0,38 = 2,8 шт.

Nвып 3 = (8 - 0,76)/0,38 = 19 шт.

Nвып 4 = (8 - 0,13)/0,65 = 12 шт.

Nвып 5 = (8 - 0,82)/4,1 = 1,75 шт.

Nвып 6 = (8 - 0,76)/0,38 = 19 шт.

Nвып 7 = (8 - 0,76)/0,38 = 1,9 шт.

Расчет потребного количества оборудования для выполнения производственной программы.

Потребное количество сборочно-сварочного оборудования рассчитывается по типам оборудования по следующей формуле:

С = Nзап . Тшт/Фд . Кпер , шт. (3.5.)

где Nзап - годовая программа запуска,

Тшт - норма времени в часах,

Фд - годовой действительный фонд рабочего времени в часах

Фд=3803 ч.

Кпер- коэффициент перевыполнения норм (1,1-1,3)

Степень загрузки оборудования определяется по формуле:

з1= (Ср/Спр) . 100% (3.6)

где Ср - потребное количество сборочно-сварочного оборудования в шт.;

Спр - принятое количество сборочно-сварочного оборудования в шт.

Расчёт потребного количества сборочно-сварочного оборудования для операции 1:

С1 = 540 . 0,68/3830 . 1,1 = 0,09 шт.

Принято Спр 1 ВДУ - 1003 - 1 шт.

2 ТС - 17 - 1 шт.

3 Роликовый стенд - 1 шт.

Поскольку оборудование загружено всего на 9%, оно догружается аналогичным изделием с общей трудоёмкостью Тобщ = 3425 н/ч

С1 = 540 . 0,68 + 3425/4213 . 1,1 = 0,9 шт.

Степень загрузки оборудования для операции 1 равна:

з = (0,9/1) . 100% = 90%

Расчёт потребного количества сборочно-сварочного оборудования для операции 2:

С2 = 540 . 2,7/4213 . 1,1 = 0,35 шт.

Принято Спр 1 ВДУ - 1003 - 1 шт.

2 ТС - 17 - 1 шт.

3 Роликовый стенд - 1 шт.

з = Ср/Спр . 100 = 0,9/1 . 100 = 90%

С2 = 540 . 2,7 + 2330/4213 . 1,1 = 0,9 шт.

Степень загрузки оборудования для операции 2 равна:

з = (0,9/1) . 100% = 90%

Расчёт потребного количества сборочно-сварочного оборудования для операции 3:

С3 = 540 . 0,38/4213 . 1,1 = 0,05 шт.

Принято Спр 1 Резак - 1 шт.

2 Роликовый стенд - 1 шт.

Поскольку оборудование загружено всего на 5%, оно догружается аналогичным изделием с общей трудоёмкостью Тобщ = 3500 н/ч

С3 = 205,5 + 3500/4213 = 0,88 шт.

Степень загрузки оборудования для операции 3 равна:

з = (0,88/1) . 100% = 88%

Расчёт потребного количества сборочно-сварочного оборудования для операции 4:

С4 = 540 . 0,65/4213 . 1,1 = 0,083 шт.

Принято Спр 1 ВДУ - 508 - 1 шт.

2 Роликовый стенд - 1 шт.

з = Ср/Спр . 100 = 0,083/1 . 100 = 8,3%

Расчёт потребного количества сборочно-сварочного оборудования для операции 5:

С5 = 540 . 4,1/4213 . 1,1 = 0,53 шт.

Принято Спр 1 ВДУ - 508 - 1 шт.

2 Роликовый стенд - 1 шт.

Поскольку оборудование загружено всего на 53%, оно догружается аналогичным изделием с общей трудоёмкостью Тобщ = 1500 н/ч

С5 = 2214 + 1500/4213 . 1,1 = 0,88 шт.

Степень загрузки оборудования для операции 5 равна:

з = (0,88/1) . 100% = 88%

Расчёт потребного количества сборочно-сварочного оборудования для операции 6:

С6 = 540 . 0,38/4213 . 1,1 = 0,049 шт.

Принято Спр 1 KempoMig - 1 шт.

2 Роликовый стенд - 1 шт.

Поскольку оборудование загружено всего на 4,9%, оно догружается аналогичным изделием с общей трудоёмкостью Тобщ = 3500 н/ч

С6 = 2005,2 + 3500/4213 . 1,1 = 0,88 шт.

степень загрузки оборудования для операции 6 равна:

з = (0,88/1) . 100% = 88%

Расчёт потребного количества сборочно-сварочного оборудования для операции 6а:

С6а = 2005,2 + 3500/4213 . 1,1 = 0,88 шт.

Принято Спр 1 ВДУ - 5008 - 1 шт.

2 Роликовый стенд - 1 шт

Поскольку оборудование загружено всего на 4,9%, оно догружается аналогичным изделием с общей трудоёмкостью Тобщ = 3500 н/ч

С6а = 2005,2 + 3500/4213 . 1,1 = 0,88 шт.

Степень загрузки оборудования для операции 5 равна:

з = (0,88/1) . 100% = 88%

Расчёт потребного количества сборочно-сварочного оборудования для операции 7:

С7 = 540 . 3,8/4213 . 1,1 = 0,49 шт.

Принято Спр 1 ВДУ - 5008 - 1 шт.

2 Роликовый стенд - 1 шт.

Поскольку оборудование загружено всего на 49%, оно догружается аналогичным изделием с общей трудоёмкостью Тобщ = 1700 н/ч

С7 = 2052 + 1700/ 4213 . 1,1 = 0,89 шт.

Степень загрузки оборудования для операции 5 равна:

з = (0,89/1) . 100% = 89%

редняя загрузка оборудования определяется по формуле:

зср= (Ср/Спр) . 100, % (3.7)

где Ср - сумма потребного количества сборочно-сварочного оборудования в шт.

Спр - сумма принятых количеств сборочно-сварочного оборудования в шт.

Средняя загрузка оборудования равна:

зср = (0,9 + 0,9 + 0,88 + 0,89 + 0,88 + 0,88 + 0,89/1 +1 +3 + 1 + 1 + 1) . 100 = 89%

График загрузки оборудования в %:

Таблица 13 - Ведомость оборудования на участке.

3.3 Подсчет и планировка площади пролета (участка)

Производственная площадь участка определяется по плану участка на основе габаритных размеров оборудования с использованием коэффициентов, учитывающих дополнительную площадь (Кд=1,5-2) и мест для промежуточного складирования Кск=2

Fпр. пл. = Fоб . Кд . Кск (3.8)

где Fоб - площадь занимаемого оборудования в м2

Кд - коэффициент, учитывающий дополнительную площадь

Кск - коэффициент, учитывающий место для складирования.

Fпр. пл. = 85 . 2 . 2 = 340 м2

3.4 Организация рабочих мест

Рабочее место - это часть производственной площади, которая закреплена за рабочим (группой рабочих), оснащена оборудованием, приспособлениями и инструментом для выполнения порученной работы при соблюдении техники безопасности. Организация рабочего места предполагает рациональную его планировку, целесообразное оснащение, эффективные формы обслуживания, обеспечение безопасной работы, и создание условий для высокопроизводительного и качественного труда. На рабочих местах должны быть обеспечены нормальные санитарно-гигиенические и эстетические условия труда работающих. Имеются в виду освещение рабочих мест, поддержание нормальной температуры воздуха, хорошая вентиляция помещения, сокращение производственного шума и вибраций.

Сварочный пост - это рабочее место электросварщика, оборудованное комплектом соответствующей аппаратуры и приспособлений.

Для защиты рабочих от излучений сварочной дуги в постоянных местах сварки устраивают для каждого сварщика отдельную кабину 2x2,5 метра. Стенки кабины, могут быть сделаны из тонкого железа, фанеры, брезента. Фанера и брезент должны быть пропитаны огнестойким составом. Каркас кабины изготавливают из трубы или угловой стали. Пол в кабине должен быть изготовлен из огнестойкого материала.

Стенки окрашивают в светло-серый цвет красками, хорошо поглощающими ультрафиолетовые лучи. Освещенность кабины должна быть не менее 80 - 100 лк. Кабину оборудуют местной вентиляцией с воздухообменом 30 м 3/г на каждого рабочего. Вентиляционный отсос должен располагаться так, чтобы газы, выделяющиеся при сварке, проходили мимо сварщика.

Сварку деталей производят на рабочем столе. Крышку стола изготавливают из чугуна толщиной 20-25 мм. Сварочный пост оснащяют сварочным трансформатором или генератором.

Щитки и шлемы. Они служат для защиты глаз и кожи лица от вредного воздействия излучений сварочной дуги. Их изготавливают по ГОСТ 1361-54 из специально обработанной фанеры. Они должны иметь вес не более 0,6 кг. Для наблюдения за дугой в лицевой части щитка или шлема делают прямоугольный вырез размером 120x60 мм для установки светофильтра, не пропускающего ультрафиолетовых и инфракрасных лучей. Снаружи светофильтр защищают от брызг расплавленного металла обычным прозрачным стеклом. Тип светофильтра выбирают в зависимости от величины сварочного тока.

Электрододержатели. Основные требования, предъявляемые к электрододержателям следующее: вес не более 500 г., надежная изоляция от тока, возможность закрепления электрода под любым углом.

Вспомогательные инструменты: молоток с заостренными концами, для отбивания шлака; стальные щетки - широкая и узкая - для отчистки свариваемых кромок и поверхностей швов; стальные клейма для клеймения швов.

Сварочные провода. Нормальная эксплуатация сварочного оборудования во многом зависит от правильного выбора сечений сварочных проводов.

3.5 Организация транспорта на участке

В серийном и массовом производствах целесообразно применять специальные транспортные средства и конвейеры.

С помощью подъемно-транспортного оборудования в сборочно-сварочном производстве осуществляется погрузка, транспортировка, разгрузка, а также кантовка металла, заготовок, деталей сварных узлов.

Мостовые краны делятся на двухбалочные и однобалочные. Кран опирается четырьмя колесами на подкрановые пути, установленные на колоннах цеха, и передвигается по ним вдоль всего пролета.

Для перемещения изделия выбираем двухбалочный мостовой кран. Мостовые краны двухбалочные имеют широкий диапазон грузоподъемности от 3 до 320 тонн, и выпускается с пролетом 10,5 - 32 м.

Для внутрицеховых перевозок в сборочно-сварочном производстве широко применяют самоходные транспортные средства - аккумуляторные электротележки. Их применяют в производстве на всех стадиях технологического процесса: от склада металла до склада готовой продукции для грузов до 2 т.

В серийном и массовом производствах их используют для подачи заготовок к началу поточных линий и транспортировки готовых изделий на склад.

3.6 Мероприятия по технике безопасности, по охране труда и

противопожарной технике на участке

Охрана труда направлена, прежде всего, на предотвращение производственного травматизма. Главной материальной основой улучшения условий труда в нашей стране является новая техника, комплексная механизация и автоматизация производства. Улучшение условий труда сопровождается ростом его производительности, сокращением производственных травм и заболеваний.

К сварочным работам допускаются лица не моложе 18 лет после сдачи техминимума по правилам техники безопасности. Продолжительность рабочего дня сварщика, работающего внутри сосудов, ограничена 6 часами. Сварщикам ежегодно предоставляется дополнительный оплачиваемый отпуск продолжительностью от 6 до 12 рабочих недель в зависимости от того, где выполняются работы: на открытом воздухе в помещениях или внутри сосудов. Им выдается специальная одежда, защитные щитки и маски. При тяжелых и вредных работах сварщики получают специальное питание. Создание нормальных условий труда сварщиками непосредственно на производственных участках и рабочих местах возлагаются на мастеров и начальников участков. Организация каждого рабочего места должна обеспечивать безопасность выполнения работ. Рабочие места должны быть оборудованы различного рода ограждениями, защитными и предохранительными устройствами приспособлениями. При правильно организованном производстве обеспечении условий охраны труда и соблюдений правил техники безопасности и производственной санитарии. Однако для созданий безопасных условий работы сварщиков необходимо учитывать кроме общих положений по технике безопасности на производстве также и особенности выполнения различных сварочных работ. Такими особенностями являются: возможность поражения электрическим током, отравления вредными газами, возможность ожогов лучами электрической дуги и расплавленным металлом поражения от взрывов баллонов со сжатым и сжиженными газами.

Защита от поражения электрическим током.

Для предупреждения возможности поражения электрическим током при выполнении электросварочных работ необходимо соблюдать следующие основные правила:

Корпуса оборудования и аппаратуры, к которым подведен электрический ток, должны быть надежно заземлены.

Все электрические провода, идущие от распределительных щитов на рабочие места, должны быть надежно изолированы и защищены от механических повреждений.

Не прикасаться голыми руками к токоведущим частям сварочных установок.

Не использовать контур заземления металлоконструкции зданий, а также трубы водяной и отопительной системы в качестве обратного провода сварочной цепи.

При выполнении сварочных работ, внутри замкнутых сосудов, применять деревянные щиты, резиновые коврики, галоши и перчатки. Сварку следует производить с подручным, который должен

находиться вне сосуда. Следует помнить, что для осветительных целей внутри сосуда, а также в сырых помещениях применяют электрический ток напряжением не выше 12 В. В сухих помещениях можно применить ток напряжением не выше 36 В. В сосудах без вентиляции сварщик должен работать не более 30 минут с перерывами для отдыха рабочего на свежем воздухе.

Монтаж, ремонт электрооборудования и наблюдение заним должны выполнять электромонтеры. Сварщикам категорически запрещается исправлять силовые электрические цепи.

При обнаружении повреждения электрической цепи необходимо прекратить работу, выключить рубильник и немедленно сообщить об этом мастеру и начальнику участка.

При поражении электрическим током необходимо: немедленно выключить ток первичной цепи или освободить от него пострадавшего, обеспечить доступ к нему свежего воздуха, вызвать врача, а при необходимости не ожидая врача, сделать искусственное дыхание.

Защита зрения и открытой поверхности кожи.

Электрическая сварочная дуга излучает яркие видимые световые лучи и невидимые ультрафиолетовые и инфракрасные. Световые лучи оказывают ослепляющее действие, так как их яркость значительно превышает норму, допускаемую для человеческого глаза (10000 раз). Ультрафиолетовые лучи при кратковременном воздействии в течение нескольких секунд вызывают заболевание глаз, называемое электро-фтальмией. Оно сопровождается резкой болью, резью в глазах, слезотечением, спазмами век. Продолжительное воздействие ультрафиолетовых лучей приводит к ожогам кожи. Инфракрасные лучи при длительном воздействии вызывают помутнение хрусталиков глаз (катаракта), что может привести к ослаблению и потери зрения, тепловой воздействие этих лучей вызывает ожоги кожи. Защита зрения и кожи лица при дуговой сварке обеспечивается применением щитков, масок или шлемов, в смотровые отверстия которых вставляют светофильтры, задерживающие и поглощающие излучения дуги. В зависимости от мощности дуги применяют различные светофильтры. Для защиты окружающих от излучения в стационарных условиях устанавливают закрытые кабины, а при строительных и монтажных работах применяют переносные щиты и ширмы. Для предохранения рук сварщиков от ожогов, от излучения дуги, а также брызг расплавленного металла необходимо надевать защитные рукавицы, а тело прикрывать специальной одеждой (брезентовые куртки и брюки). При выполнении вертикальных, горизонтальных и потолочных швов рекомендуется надевать брезентовые нарукавники.

Защита от вредного влияния выделяющихся газов и пыли.

В процессе сварки выделяется значительное количество аэрозоля, состоящего в основном из оксидов железа (до 70%), марганца, диоксида кремния и фтористых соединений, способных отравить работающего. Наряду с кратковременным отравлением, проявляющемся в виде головокружения, головной боли, тошноты, рвоты, слабости, отравляющие примеси могут откладываться в тканях организма человека и вызывать хронические заболевания. Особое внимание обращается на концентрацию марганца, так как его наличие в воздухе в количестве 0,3 мг/м3 и выше может вызвать тяжелые заболевания нервной системы. Наиболее вредной является ручная дуговая сварка покрытыми электродами. При автоматических способах сварки количество выделений значительно меньше.

Под воздействием ультрафиолетового излучения дуги в зоне её горения образуется озон, а при попадании в зону сварки воздуха - оксиды азота. Сварка под флюсом, содержащим плавиковый шпат, сопровождается выделением фтористых соединений. Все эти продукты являются ядовитыми для дыхательных путей человека. Подаваемый в зону сварки углекислый газ, не ядовит, но под действием высокой температуры дуги, он разлагается на кислород и оксид углерода, который выходя из области высоких температур, вновь окисляется кислородом воздуха, снова превращается в углекислый газ. Последний более тяжелый, чем воздух и скапливается в нижних частях помещения, вытесняя воздух. Это может привести к нехватке кислорода для дыхания сварщика. Поэтому там, где ведётся сварка в углекислом газе, а так же в аргоне, необходимо устанавливать отсосы из нижних частей помещений. Из зоны сварки также выделяется пыль - мелкие (до 1 мкм) частицы сконденсировавшихся паров. Состав пыли, и её количество зависит от состава защитного газа, свариваемого материала, применяемой электродной проволоки и режима сварки. Токсичность пыли зависит от её состава и строения частиц. Наиболее высока концентрация пыли и вредных газов в облаке дыма, поднимающегося из зоны сварки, поэтому сварщик должен следить за тем, чтобы поток пыли не попал за щиток. Для удаления вредных газов и пыли из зоны сварки необходимо устройство местной вентиляции, вытяжной и обще объемной приточно-вытяжной цеховой. Отсосы местной вытяжной вентиляции на стационарных сварочных постах располагают в нижней задней части сварочного стола, а на подвижных сварочных постах рекомендуется использовать переносные отсосы. Успешно применяют также местные отсосы газа, устанавливаемые непосредственно на сварочных горелках и держателях при механизированной сварке. При отравлении пострадавшего необходимо вынести на свежий воздух, освободить от стесненной одежды и предоставить ему покой до прибытия врача, а при необходимости следует применить искусственное дыхание.

Правила обращения с баллонами для сжатых сжиженных газов.

Электросварщику в процессе работы приходится пользоваться баллонами для сжатых (аргон, гелий и др.) и сжиженных (углекислый газ) газов. При работе с ними необходимо соблюдение следующих мер безопасности:

- хранить баллоны следует в вертикальном положении с плотно навинченными предохранительными колпаками в специальных гнездах или клетках с барьерами;

- не следует допускать падения баллонов, а также удары их друг об друга;

- баллоны нужно переносить на носилках или перевозить на тележках;

- в летнее время баллоны необходимо защищать от нагрева солнечными лучами брезентом или другими средствами;

- открывать вентиль баллона следует плавно, без рывков, пользоваться специальным ключом;

- при замерзании баллонных вентилей и редукторов (что бывает при интенсивном отборе газа) отогревать можно только горячей водой (применять открытый огонь нельзя);

- для понижения давления до рабочего следует пользоваться исправными газовыми редукторами, предназначенными для данного газа и окрашенными в соответствующий цвет.

Противопожарная безопасность.

Причинами пожара при сварочных работах могут быть искры и капли расплавленного металла и шлака, неосторожное обращение с пламенем горелки при наличии горючих материалов вблизи рабочего места сварщика. Опасность пожара особенно следует учитывать на строительно-монтажных площадках и ремонтных работах в не приспособленных для сварки помещениях. Для предупреждения пожаров необходимо соблюдать следующие противопожарные меры:

- запрещается пользоваться одеждой и рукавицами со следами масел, жиров, бензина, керосина и других горючих жидкостей;

- нельзя выполнять сварку и резку свежевыкрашенных масляными красками конструкций до полного их высыхания;

- запрещается выполнять сварку аппаратов, находящихся под электрическим напряжением, и сосудов, находящихся под давлением;

- нельзя проводить без специальной подготовки сварку и резку емкостей из-под жидкого топлива;

- при выполнении в помещениях временных сварочных работ деревянные полы, настилы и помосты должны быть защищены от воспламенения листами асбеста или железа.

3.7 Расчет количества основных производственных рабочих

Расчёт количества основных производственных рабочих.

Потребное количество основных производственных рабочих рассчитывается по профессиям и квалификации (разрядом), по формуле:

R = Nзап + Тшт + Тобщ/Фэф . Кпер , чел. (3.8.)

где Фэф - годовой действительный фонд рабочего времени одного рабочего Фэф = 1712 часов;

Кпе р- коэффициент перевыполнения норм Кпер=1,1-1,3;

Nзап - годовая программа запуска в штуках;

Тшт - норма штучного времени в часах;

Тобщ - общая трудоёмкость в н/ч.

Расчёт потребного количества сборщика-сварщика 4-го разряда на операцию 1:

R1 = 540 . 0,68 + 3425/1712 . 1,1 = 2 чел.

Принято 2 сборщика-сварщика 4-го разряда.

Расчёт потребного количества сварщика 3-го разряда на операцию 2:

R2 = 540 . 2,7 + 2330/1712 . 1,1 = 2 чел.

Принято 2 сборщика-сварщика 3-го разряда.

Расчёт потребного количества сборщика-сварщика 4-го разряда на операцию 3:

R3 = 540 . 0,38 + 3500/1712 . 1,1 = 2 чел.

Принято 2 сборщика-сварщика 4-го разряда.

Расчёт потребного количества сварщика 3-го разряда на операцию 4:

R4 = 540 . 0,65 + 3400/1712 . 1,1 = 2 чел.

Принято 2 сварщика 3-го разряда.

Расчёт потребного количества сборщика-сварщика 4-го разряда на операцию 5:

R5 = 540 . 4,1 + 1500/1712 . 1,1 = 2 чел.

Принято 2 сборщика-сварщика 4-го разряда.

Расчёт потребного количества сварщика 3-го разряда на операцию 6:

R6 = 540 . 0,38 + 3500/1712 . 1,1 = 2 чел.

Принято 2 сварщика 3-го разряда.

Расчёт потребного количества сборщика-сварщика 4-го разряда на операцию 7:

R7 = 540 . 3,8 + 1700/1712 . 1,1 = 2 чел.

Принято 2 сборщика-сварщика 4-го разряда.

Таблица 3.2 - Ведомость основных производственных рабочих:

3.8 Расчёт потребного количества вспомогательных рабочих

Потребное количество вспомогательных рабочих определяется в процентном соотношении от количества основных рабочих:

Rвсп = Rосн . (П/100) (3.9)

где Rосн - количество основных рабочих;

П - процент вспомогательных рабочих (8-10%)

Rвсп = 15 . (8/100) = 2

Принимаем 2 человека вспомогательных рабочих:

Rвсп - слесари с окладом 6000 руб.

Расчет потребного количества руководителей и специалистов:

Потребное количество руководителей и специалистов рассчитывается в процентном соотношении от количества основных и вспомогательных рабочих:

Rрук/спец= (Rвсп + Rосн) . (П/100) (3.10)

где Rвсп - количество вспомогательных рабочих;

Rосн - количество основных рабочих;

П - процент руководителей и специалистов (8 - 10%).

Rрук/спец= (15 + 2) . (8/100) = 2 чел.

Принято 2 человека.

где Rрук - сменного мастера с окладом 8000 руб.;

Rспец - двух техников-технологов с окладом 7000 руб.

Таблица 3.3 - Ведомость персонала участка:

технический абсорбер сварка материал экономический

4. Экономическая часть

4.1 Расчет стоимости основных и вспомогательных материалов

Таблица 4.1-Расчет стоимости основных и вспомогательных материалов

Затраты на материалы по первому варианту:

М1 = Мо + Мв + Мв 1 (4.1)

М1 = 76560 + 921,3 + 237 = 77718,4 руб.

Затраты на материалы по второму варианту:

М2 = Мо + Мв + Мв 2 (4.2)

М2 = 76560 + 921 + 414 = 77895,5 руб.

4.2 Расчет себестоимости изделия

Определение калькуляционных себестоимостей.

Себестоимостью называются затраты, связанные с производством и реализации продукции. По мере нарастания затрат различают 3 вида себестоимости: цеховую, производственную, полную.

Себестоимость цеховая характеризует затраты цеха на изготовление детали или изделия, она определяется по формуле:

Сцех = М + Зо + Зд + Зн + Рсод.обр + Рцех + Рспец.осн (4.3)

где М - затраты на материалы, руб.

Зо - зарплата основных производственных рабочих, руб.

Зд - зарплата дополнительных рабочих, руб.

Зн - начисления на заработную плату, руб.

Рсод.обр- расходы на содержание оборудования, составляют 220% от Зо

Рцех- расходы цеховые, руб. составляют 120% от Зо

Рспец.осн- расходы на спецоснастку, руб.

Зарплата основная определяется как сумма расценок по операциям:

Зо = Р , (4.4)

Р=Cчt (4.5)

где Cч- часовая тарифная ставка

Р - сумма расценок по операциям

t - норма времени

Р1 = 40,17 . 0,68 = 27,32 руб.

Р2 = 35,8 2,7 = 96,7 руб.

Р3 = 35,8 0,38 = 13,61 руб.

Р4 = 40,17 · 0,65 = 26,1 руб.

Р5 = 40,17 4,1 = 164,7 руб.

Р5а = 35,82 8,8 = 315 руб.

Р6 = 40,17 0,38 = 15,3 руб.

Р7 = 40,17 3,8 = 152 руб.

Зо1 = 27,32 + 96,72 + 13,61 + 26,11 + 164,7 + 15,3 + 152,65 = 496,4 руб.

Зо2 = 27,32 + 96,71 + 13,61 + 26,11 + 315,22 + 15,3 + 152,65 = 646,9 руб.

Определяем дополнительную заработную плату:

Зд = Зо 0,15 (4.6)

Зд 1= 496,4 . 0,15 = 74,46 руб.

Зд 2= 646,92 . 0,15 = 97,04 руб.

Определяем начисление на зарплату:

Зн = ( Зо + Зд ) 0,356 (4.7)

Зн 1= (496,4 + 74,46) . 0,273 = 155,8 руб.

Зн 2= (646,92 + 97,04) . 0,273 = 203,1 руб.

Определяем расход на содержание оборудование:

Рсод.обр = Зо 2,2 (4.8)

Рсод.обр 1 = 496,4 . 2,2 = 1092,08 руб.

Рсод.обр 2 = 646,92 . 2,2 = 1423,22 руб.

Определяем цеховые расходы:

Рцех = Зо 1,2 (4.9)

Рцех 1 = 496,4 . 1,2 = 592,68 руб.

Рцех 2 = 646,92 . 1,2 = 776,3 руб.

Определяем цеховую себестоимость.

Сцех1 = 77718,4+302,2 + 496,4 + 74,46 + 455,8 + 1092,08+595,68 = 80132,32 руб.

Сцех2 = 77895,5 + 646,22 + 97,04 + 129,7 + 203,1 + 1423,11 + 776,3 = 81042,08 руб.

Себестоимость производная характеризует затраты в целом на изготовление изделия, она определяется:

Спр = Сцех + Робщ.хоз. (4.10)

Робщ.хо з= Зо 1,6 (4.11)

где Робщ.хоз- расходы общезаводские (общехозяйственные) принимается 160% от основной зарплаты, руб.

Робщ.хо1 = 496,4 1,6 = 794,24 руб.

Робщ.хоз2 = 646,22 1,6 = 1033,95 руб.

Спр1 = 80132,82 + 794,24 = 80927,06 руб.

Спр2 = 81042,08 + 1033,95 = 82076,03 руб.

Себестоимость полная (коммерческая) характеризует затраты предприятия на изготовление и реализацию продукции:

Сп(к) = Спр + Рком, руб. (4.12)

где Рком - расходы внепроизводственные 3%

Спр - себестоимость производства

Рком = Спр 0,05 руб. (4.13)

Рком 1 = 80927,06 . 0,03 = 2427,8 руб.

Рком 2 = 82076,03 . 0,03 = 2462,3 руб.

Сп(к) 1 = 80927,06 + 2427,8 = 83354,86 руб.

Сп(к) 2 = 82076,03 + 242,3 = 34538,33 руб.

Таблица 4.2 - сравнительная таблица себестоимости:

Продолжение таблицы 4.2

Эгод = (Сц2 - Сц1) Nвып , руб (4.14)

где Сцех 2 - себестоимость цеховая по базовому варианту;

Сцех 1 - себестоимость цеховая по проектируемому варианту;

Nвып - годовая программа выпуска

Эгод = (84538,33 - 83354,86) 500 = 591735 руб.

Наиболее технологичным является первый вариант:

Эгод = 591735 руб.

4.3 Расчет технико-экономических показателей

Расчёт товарной продукции:

ТП = Сцех Nвып + ТПдог, руб. (4.15)

где ТПдогр- товарная продукция догружаемых изделий руб.;

Сцех - себестоимость цеховая;

Nвып - программа выпуска

ТПдогр. = Сцех Nвып . 0,5 (4.16)

ТПдогр. = 84538,33 . 500 . 0,5 = 21134582 руб.

ТП = 84538,33. 500 . 21134582 = 63403747 руб.

Расчёт валовой продукции:

НЗП = [M + 0,6 (Сцех - М)] Z, руб. (4.17)

где М- затраты на материалы;

Z- Количество незавершённой продукции в (шт.) составляет 8-10% от программы выпуска;

0,6- коэффициент, учитывающий величину нарастания незавершённого производства

НЗП = [77718,4 + 0,6 (80132,82 - 77718,4)] 50 = 3958353 руб.

ВП = ТП + НЗП, руб. (4.18)

ВП = 63403747 + 3958353 = 67362097 руб.

Расчёт производства труда:

ПТ = ВП/12 (4.19)

ПТ = 67362097 /15 12 = 374234,0 руб.

4.4 Расчет фондов заработанной платы

Общий фонд зарплаты подразделяется на фонды основной зарплаты и фонд дополнительной заработной платы.

Фосн = (Зо Nзап + Сч Тобщ) К1, руб. (4.20)

где Зо основная заработная плата производственных рабочих, руб.

Nзап годовая программа запуска, шт.

Сч часовая тарифная ставка, руб.

Тобщ. трудоёмкость догрузки изделий, норм/час

К1 коэффициент учитывающий применение технически обоснованных норм ( К=1,6).

Сч Тобщ = 40,17 . 31425 + 35,82 . 2330 + 35,82 . 3500 + 40,17 . 3400 + 40,17 . 1500 + 40,17 . 3500 + 40,17 . 1700 = 752130 руб.

Фосн = (496,4 . 500 + 752130) 1,6 = 1600528 руб.

Расчет фонда дополнительной зарплаты:

Фдоп = Фосн 0,15 , руб. (4.21)

где Фдоп - фонд дополнительной заработной платы.

Фдоп = 1600528 0,15 = 240079 руб.

Общий фонд заработной платы производственных рабочих, определяется:

Фобщ. = Фосн. + Фдоп. (4.22)

Фобщ. = 5000 2 12 = 12000 руб.

Расчёт фондоотдачи:

Фод = ТП/ Фосн.пр. (4.23)

где Фосн-пр. - среднегодовая стоимость основных производственных фондов, руб.

Фосн.пр. = Соб + Спр.пл (4.24)

где Соб - стоимость оборудования (руб.) включает в себя сумму цен на оборудование плюс 15%

Спр.пл. - стоимость производственной площади, руб.

Соб = Цоб 0,15 (4.25)

Соб = 804500 1,15 = 925175 руб

Спр.пл = Fуч Цм (4.26)

где Fуч - площадь участка в м2, Fуч = 772 м2

Цм - цена 1 м2 производственной площади, Цм = 1500 руб.

Спр.пл = 85,07 2 5000 = 850700 руб.

Расчёт производительности труда:

Фосн. пр = 925175 + 850700 = 1775875 руб.

Фотд = 63403747/1775875 = 35,7 руб.

Съем продукции с 1 м2 производственной площади:

Съём = ПТ/Fуч (4.27)

Съем= 63403747/85,07 2 = 372963 руб.

Расчет фонда основной заработной платы вспомогательным рабочим:

Фосн.всп. = Окл Rвсп 12 мес. ,руб. (4.28)

где Окл - оклад вспомогательных рабочих в руб. Окл = 3500 руб.

Rвсп численность вспомогательных рабочих, чел. Rвсп = 3.

12 мес. - число месяцев в году

Фосн.всп. = 3500 3 12 = 126000 руб.

Фдоп.всп. = Фосн.всп 0,15 руб. (4.29)

Фдоп.всп.= 126000 0,15 = 16800 руб.

Фобщ. = Фосн.всп + Фдоп.всп. (4.30)

Фобщ. = 126000 + 6800 = 144900 руб.

Расчет фонда основной заработной платы руководителей и специалистов:

Фосн.рук.спец. = Окл Ксп 12мес. ,руб. (4.31)

где Окл - сумма окладов вспомогательных рабочих в руб., Ок =6000 руб.

Ксп - количество специалистов

Фосн.рук.спец. = 10000 2 12 = 240000 руб.

Расчет фонда дополнительной зарплаты руководителей и специалистов, руб.

Фдоп.рук.спец = Фосн.рук.спец 0,15 ,руб. (4.32)

Фдоп.рук.спец = 240000 0,15 = 36000 ,руб.

Фобщ. рук. спец. = Фосн.рук.спец + Фдоп.рук.спец (4.33)

Фобщ. рук. спец. = 240000 + 36000 = 276000 руб.

Таблица 4.3- Ведомость фонда заработной платы

Расчет фонда отчислений от заработной платы:

Фотч = Фобщ.уч Потч (4.34)

где Потч.- процент отчисления Потч.=36%

Фобщ.уч - общий фонд заработной платы участка

Фотч. = 2254607 . 0,36 = 811658,52 руб.

Расчет среднемесячной заработной платы производственных рабочих:

Зср.мес. = Фобщ/Кчел . 12 (4.35)

Зср.мес. = 1840607/15 . 12 = 10225 ,руб.

4.6 Расчёт капитальных затрат

Ток = Кдоп./Эгод (4.30)

где Кдоп. - капитальные дополнительные затраты , руб.

Эгод - экономия условно-годовая

К = Собр+ Спр,пл. , руб. (4.31)

Кдоп = К1 - К2 (4.32)

Кдоп = 31500 - 15000 = 16500 руб.

Ток = 16500 /591735 = 0,03 года

Таблица 17- Сводная таблица технико-экономических показателей.

Заключение

В ходе дипломного проекта был разработан план сварочного участка, в котором была произведена замена ручной дуговой сварки люков на полуавтоматическую сварку в среде углекислого газа. Были достигнуты следующие эффекты: увеличение производительности труда, повышение качества сварки, уменьшение времени сварки, снижение расхода вспомогательных материалов, снижение выделения в атмосферу вредных веществ. При расчете экономического раздела годовая экономия составила 591735 руб., срок окупаемости 0,03 года. Также произведен расчет загрузки оборудования для выполнения производственной программы, он составил 90%, расчет численности рабочих, расчет производственной площади 85,7 м2, разработаны мероприятия по ТБ, охране труда и противопожарной безопасности.

Литература

1. Думов С.И. Технология электрической сварки плавлением».- Учебник для машиностроительных техникумов. 3-е изд., перераб. и допол. - Л.:

2. Ваценко П.И. «Контроль качества сварных соединений».

3. Виноградов В.С. «Оборудование и технология дуговой, автоматической, механизированной сварки», Техника безопасности, Москва, 2000г.

4. Гитлевич А.Д., Эингоф Л.А. Г46 «Механизация и автоматизация сварочного производства». 2-е изд., перераб. - М., «Машиностроение», 1979.-280С., ил.

5. Китаев А.М. «Сварочная книга сварщика». Москва машиностроение, 1985г.

6. Инструкции эксплуатации по-русски. COPYRIGHT KEMMI OV.

7. Каталог «Электросварочное оборудование», Ленинград, 1984г.

8. Каталог А.О. «Электродный завод», Электроды сварочные, 2001г. Санкт-Петербург 2001г.

9. ОСТ 26-291-98 «Отраслевой стандарт». Сосуды и аппараты стальные сварные. Технические требования. Москва.

10. Сварка «Защитные газы, сварочные флюсы», Том 2, Том 3, Том 4, Машиностроение, 1989г.

11. Степанов В.В. «Справочник сварщика», Машиностроение, Москва 1982 г.

12. Шебеко И.П.: «Оборудование и технология автоматической и полуавтоматической сварки», Издательство «Высшая школа», 1975г.

13. Шебеко И.П. Гитлевич А.Д. Ш36 «Экономика, организация и планирование сварочного производства» 2-е изд. перераб. - М.: «Машиностроение».