Контроль и управление технологическими процессами сварки

Можно использовать формулу [6]: , где V – скорость сварки, см/с;FПР – площадь проплавления основного металла, см2;ρ – плотность материала, г/см3;hПЛ– теплосодержание металла в сварочной ванне, Дж/г;U – напряжение на дуге, В;ηИ – эффективный КПД дуги;ηt – термический КПД процесса проплавления (обычно принимают ηt = 0,485 );Численные значения U и V примем равным: V = 0,56 см/с, U = 50 В.Для приближенного расчета площади сварных соединений принимается формула [6]. , где δ = толщина металла в свариваемом сеченииδ = 0,12 см. см2.Теплосодержание расплавленного металла hПЛ в сварочной ванне определяется из соотношения [6].hПЛ = с * ТПЛ + с * ТПЕР + L , гдес – удельная теплоемкость, Дж/г °С;ТПЛ – температура плавления металла,°С;ТПЕР – температура перегрева металла в сварочной ванне (обычно принимают ТПЕР = 0, 2 ТПЛ),°С;L – скрытая теплота плавления, Дж/г.Температура плавления стали Х15Н5Д2Т равна ТПЛ = 1530 °С , значит температура перегрева металла ТПЕР = 0,2 ТПЛ = 0,2 * 1530 = 306 °С. с = 0,670 Дж/г °С;L = 272 Дж/г. Площадь ρ = 7.8 г/см3 .hПЛ = с ∙ ТПЛ + с ∙ ТПЕР + L = 0,67∙ 1530 + 0,670 ∙ 306 + 272 = 1502,12.Величина эффективного КПД для сварки неплавящимся электродом в среде аргонаηИ = 0,48.Сварочный ток равен: = .Ширину сварочной ванны определим по формуле [6].,где ТПЛ – температура плавления,°С;λ – коэффициент теплопроводности металла, Вт/см °С;g – эффективная мощность дуги, определяется из выражения [6]. = 54 * 12 * 0.48 = 311.04 Теплопроводность стали Х15Н5Д2Т равна λ = 0.41 Вт/см °С.Ширина сварочной ванны равна = .Величина сварочного тока соответствует нормативной документации предприятия – изготовителя, размеры шва требованиям ГОСТ 14771- 76.3.5 Расчёт норм времени на выполнение сварочных операцийПод технически обоснованной нормой времени понимается установленное для определенных организационно-технических условий время на выполнение заданной работы, исходя из рационального использования средств производства с учетом передового производственного опыта. Составными частями технически обоснованной нормы времени являются подготовительно-заключительное время tПЗ, основное время tО, вспомогательное время tВ, время на обслуживание рабочего места tОБС, время на отдых и личные надобности (время регламентированных перерывов в работе) tП.Общее время на выполнение сварочной операции tСВ определяетсяОсновное время – это время на непосредственное выполнение сварочной операции, определяем по формуле:где – основное время на выполнение горизонтальных швов – основное время на выполнение вертикального шва.где МНМ – масса наплавленного металла,где LШ = 190 см – длина сварных швов.где – поправочный коэффициент (=1,25 для вертикальных швов)Подготовительно-заключительное время tПЗ включает в себя такие операции, как получение производственного задания, инструктаж, получение и сдача инструмента, осмотр и подготовка оборудования к работе и т.д. В массовом производстве tПЗ = 2–4% от tОВспомогательное время tВ состоит из следующих составляющих:где tЭ = 5 мин – время на заправку кассеты с электродной проволокой;tКР, tБР – время на осмотр и очистку свариваемых кромок, очистку швов от шлака и брызг;tКЛ – время на клеймение швов (время на установку клейма tКЛ = 0,03 мин на один знак);tИЗД – время на установку и поворот изделия, его закрепление (при массе изделия до 25 кг эти операции выполняются вручную, в расчете принимается tИЗД = 3 мин).Время зачистки кромок или шва tКР (tБР), мин, вычисляется по формулегде n – количество слоев при сварке за несколько проходов.Время на обслуживание рабочего места включает в себя время на установку режима сварки, наладку полуавтомата или автомата, инструмента и т.д. Для механизированной и автоматической сварки tОБС = (0,06–0,08) tО.Время перерывов на отдых и личные надобности зависит от положения, в котором сварщик выполняет работы. При сварке в неудобном положении tП = 0,1tО.Расчёт расхода сварочных материаловПри разработке технологии сварки после определения норм времени определяют расход сварочных материалов, к которым относятся расход сварочной проволоки и защитного газа.Расчет расхода сварочной проволоки для механизированной сварки осуществляется по формулегде – коэффициент потерь, для сварки в СО2 = 0,12–0,15 (12–15%).Расход защитного газа определяется по формулегде = 10 л/мин – удельный расход аргона.Требуемое количество баллонов с аргоном – 1 шт.Заключение.В ходе работы над курсовой работой по дисциплине «Технология сварки плавлением и термической резки» приобретены навыки по практическому применению теоретических знаний, полученных в ходе изучения дисциплины.При выполнении курсовой работы был осуществлён выбор экономически целесообразного способа сварки, типа соединения, сварочных материалов, рассчитаны технологические параметры режима и нормы времени, подобрано сварочное оборудование и оснастка, разработана операционная карта.Для выполнения курсовой работы мне была предложена сталь 08Х22Н6Т.Сталь 08Х22Н6Т обладает удовлетворительной свариваемостью, в связи с тем, что аустенитно-ферритные стали подвержены охрупчиванию в интервале температур 450–500 и 650–800С, особое внимание при их сварке необходимо обращать на строгое соблюдение режимов сварки и охлаждения изделий. При нагреве в интервале 350–750° С в ферритной составляющей стали протекают процессы, связанные с 475° С хрупкостью (350–500° С) и выделением б – фазы (500–750° С), снижающие ударную вязкость и пластичность.Для сварки ответственных конструкций и конструкций, работающих в агрессивных средах, сварка ведется в среде защитного газа – аргон. Для улучшения пластичности сварного соединения, можно проводить термообработку – закалку от 1000С с охлаждение в воде.Список использованных источников1.Технология металлов и материаловедения: под ред. Усовой Л.Ф., 1987 г., М. Металлургия, 800 с.2.Сварка и свариваемые материалы. В 3 – х т. Т1 Свариваемость материалов, справ.изд. Под ред. Э.Л. Макарова – М: Металлургия, 1991, 528 с.3.Сварка в машиностроении: Справ. в 4 – х т. Т1 Под ред. Ольшанского Н.А. – М. Машиностороение 1987 – 504 с.4.Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине «Производство сварных конструкций». Комсомольск-на Амурский государственный технический университет. Состав. Б.Л. Груздев, В.М. Бычков, К-Н-А, 2011 – 30 с.5.Милютин В.С., Коротков В.А. Источники питания для сварки: учеб. Пособие для вузов - Челябинск : Металлургия Урала, 1993 – 386 с.6.Куркин С. А. Сварные конструкции. Технология изготовления, механизация, автоматизация и контроль качества в сварочном производстве: учебник для вузов / С. А. Куркин, Г. А. Николаев. – М.: Высшая школа, 1991. – 398с.