Эффективность производства и основные показатели, характеризующие эффективность производства

 

Сварку электродами  с этим покрытием осуществляют на постоянном токе обратной полярности. Вследствие малой склонности металла шва к образованию кристаллизационных и холодных трещин электроды с этим покрытием используют для сварки больших сечений, тугоплавкий флюс.

Для механизированной сварки в среде СО2 выбираю сварочную  проволоку марки СВ – 08Г2С по ГОСТ 2246 – 70, так как она более похожа по химическому составу и механическим свойствам для стали марки Д32 и защитный газ ( углекислый газ ) первого сорта, то есть сварочный, где содержание СО2=99.5 процентов по ГОСТ 8050-85.

Химический состав сварочной проволоки СВ-08Г2С показаны в таблицы 8

Таблица 8 - Химический состав сварочной проволоки СВ-08Г2С

Марка	C	Si	Mn	Cr	Ni
Св-08Г2С	0,05 – 0,11	0,70 – 0,95	1,80 – 2,10	≤0,2	≤0,25

*В процентах

Механические свойства сварочной проволоки СВ-08Г2С показаны в таблицы 9

Двуокись углерода часто  получают при воздействии серной кислоты на мел, но так же ее можно  получать при обжиге известняка (40% СО2),сжигании кокса и антрацита  в специальных топках (до 18% CО2), из газов брожения пищевых продуктов и других производствах.

В зависимости от способа  получения себестоимость может  изменятся в пределах ( в 3-5 раз ).

Обычно газ поступает  в баллонах в жидком состоянии. В  стандартный баллон с водяной  емкостью 40 л заливается 25 кг жидкой углекислоты. При испарении 1л жидкого СО2 при О°с и давления 760мм рт.ст. получается 506:8 л газа.. Газ занимает 67,5% всего объема баллона при нормальном давлении, так как плотность у СО2 в 1,5 раза больше, чем у воздуха , он просто выталкивает воздух из пространства.

Механические свойства сварочной проволоки СВ-08А показаны в таблицы 11

Таблица 11 - Механические свойства сварочной проволоки СВ-08А

Марка	Металл шва и наплавленного  металла			Сварочное соединение, выполненное  сварочной проволокой
СВ-О8А	Не менее			Не менее
	σв,МПа	δ,%	КСЧ,кДж/м²	σв,МПа	Угол загиба
	460	22	140	460	180

Для автоматической сварки под флюсом выбираю сварочную  проволоку марки СВ – 08А по ГОСТ 2246-70, так как данная проволока  улучшенного качества для защиты сварочной ванны от окружающей среды, выбираю флюс марки ОСЦ-45 по ГОСТ 9087-81

Таблица 12 - Химический состав сварочной проволоки СВ-08А

Проволока	С	Si	Mn	Cr	Ni	S	P	Al
СВ-08А	≤0,10	≤0,03	0,35 – 0,60	≤0,12	≤0,25	0,03	0,03	≤0,01

Флюс марки ОСЦ-45 поставляется на предприятия по ГОСТ 9087-81. Основными компонентами, являются такие химические элементы как марганцевые руды, кварцевый песок и плавиковый шпат, химические элементы сводим в таблицу. Флюс марки ОСЦ-45 относится к пемзовидным, флюсы данного вида получают следующим путём расплав, подогретый до 1550-1600°с, выливают в воду. При этом пары воды вспенивают расплавленную массу, образуя пемзовидный флюс, плотность которого менее 1.0 г /см³.

Перед тем как его пустить  в производство, флюс гранулируют  мокрым способом. Мокрый способ - это  когда расплавленный флюс сливают тонкой струйкой в бак с водой.

Гранулы получаются размером от 0,35 до 3,0 мм.

При применении пемзовидных флюсов повышается качество формирование шва.

Таблица 13 - Химический состав флюса  марки ОСЦ-45

Марка флюса	SiO2	MnO	CaF2	MgO	CaO	Al2O3	FeO3	S	P
ОСЦ-45	38,0 – 44,0	38,0 – 44,0	6,0 – 9,0	До 2,5	До 6,5	До 5,0	До 2,0	До 0,15	До 0,15

Флюс малочувствительный к ржавчине, даёт плотные швы стойкие  против горячих трещин. Недостаток флюса является большое выделение  вредных фтористых газов.

2.2.4.Выбор и расчет режимов сварки.

Режимом сварки называют совокупность характеристик сварочного процесса, обеспечивающих получение  сварных соединений заданных размеров, формы и качества.

Для ручной дуговой сварки диаметр электрода определяется в зависимости от толщины металла. Толщина металла 5 мм, следовательно диаметр электрода равен 4 мм.

Сила сварочного тока I_св, А определяется по формуле:

I_св = k x d (2)

где k - коэффициент пропорциональности, зависящий от диаметра электрода  и его типа, А/ мм;

d - диаметр электрода, мм.

I_св = 40 х 4 = 160A

Напряжение на дуге при  ручной сварке изменяется в пределах от 22 до 25 В.

Скорость перемещения  дуги задается сварщиком и зависит  от множества параметров. Характеристики режима ручной дуговой сварки заносим  в таблицу 14.

Таблица 14- Режимы ручной дуговой сварки

Параметр	Значение
Толщина металла, мм Зазор, мм Число проходов Диаметр электрода, мм Напряжение на дуге, В Сила тока, А	5 0+1,5 1 4 22…25 160

Расчет режимов автоматической сварки под слоем флюса.

Сила сварочного тока I_св, А определяется по формуле

 (3)

где, h - глубина провара, мм;

k - коэффициент пропорциональности

Зная, что напряжение на дуге меняется в пределах 32...40В, принимаем U_d = 36В.

Определяем коэффициент  формы провара ¥_np по рисунку из источника |4|

Ширина шва I, мм определяется по формуле

 (4)

Задавшись оптимальным значением  формы выпуклости, находим высоту выпуклости q , мм по формуле

  (5)

Площадь наплавленного металла F, мм² определяем по формуле

F = 0.75*I* q (6)

F = 0.75*14*2.3 = 24.15 мм²

Коэффициент наплавки   определяем по формуле

 (7)

где А и В – коэффициенты, значения которых применяется в  зависимости от флюса

Скорость перемещения  дуги V_nd, м/ч определяем по формуле

 (8)

Действительный коэффициент  наплавки   определяется по формуле

 (9)

где   - увеличение коэффициента наплавки

Скорость подачи сварочной проволоки V_nn, определяется по формуле

 (10)

Полученные результаты сводятся в таблицу 15.

Таблица 15 - Режимы автоматической сварки под слоем флюса

Iсв, А	Ud В	Ψпр	мм2	F мм2	¥в			Vnd м/ч	Vnn м/ч
455	36	2,8	14	24,15	8	13,4	14,05	27,9	53,6

2.2.5.Выбор и описание сварочного оборудования

Для ручной дуговой сварки выбираю многопостовой выпрямитель ВДМ-1001, который рассчитан на 7 постов и к данному источнику питания выбираю балластный реостат РБ-301.

Основными элементами многопостового выпрямителя ВДМ-1001, являются трехфазный трансформатор, выпрямительный блок, шинопровод с балластными сопротивлениями.

Первичная обмотка трехфазного  трансформатора включаются по схеме  треугольник имеет отвод в  каждой фазе, которые предназначены  для стабилизации выходного напряжения сети в диапазоне ±5 процентов  от V_ном.

Вторичная обмотка имеет  две секции, которые включены по схеме "звезда", а их ЭДС сдвинута на угол π. Нейтраль первой секции этой обмотки образует отрицательный вывод, а нейтраль второй - положительный вывод.

Выпрямитель ВДМ-1001 имеет  быстродействующую защиту соответственно от кратковременной и длительной перегрузки. Выходное напряжение выпрямителя поступает на сварочный пост через шинопровод на балластное сопротивление.

Характеристики ВДМ-1001 сведены в таблицу 16.

 

 

 

 

 

Таблица 16 - Характеристики ВДМ-1001

Параметры	Значение
Номинальный сварочный ток выпрямителя, А Номинальный сварочный  ток поста, А Диапазон регулирования  сварочного тока поста, А Напряжение, В: холостого хода номинальное рабочее Число сварочных постов Тип балластного сопротивления Потребляемая мощность, кВ х А Габаритные размеры, мм. Масса, кг.	1000 315 12-315 70 60 7 РБ - 301 74 1100x700x900 420

Для регулирования на каждом посту выбираю балластный реостат РБ-301 с номинальным сварочным  током до 300 А. Пределы регулирования  тока от 15 до 300 А. Через каждые 15 А. создает подающую характеристику и предотвращает от короткого замыкания источника питания.

Технические характеристики балластного реостата отражены в  таблице 17.

Таблица 17 - Технические  характеристики балластного реостата РБ-301

Параметры	Значение
Номинальный сварочный ток, А Номинальный режим работы, ПВ% Регулировка сопротивления, ОМ Габаритные размеры, мм Масса, кг	315 60 0,095-3 680x410x648 35

Для механизированной сварки в среде углекислого газа выбираю  сварочный полуавтомат   Гранит-3. Технические характеристики полуавтомата отражены в таблице 18.

 

 

Таблица 18- Технические  характеристики полуавтомата Гранит-3.

Параметр	Значение
Напряжение питающей сети, В Род тока Пределы регулирования  сварочного тока, А Диаметр проволоки, мм Скорость подачи проволоки, м/час нижний предел верхний предел Расход газа, л/мин Масса проволоки в  кассете, кг Масса горелки ГС-250, кг Габаритные размеры  механизма подачи, мм Габаритные размеры  шкафа управления, мм	380 постоянный 100-400 1,0-1,6 120 960 8-20 6,0 0,45 400x275x150 585x440x353

Сварочный полуавтомат  предназначен для дуговой сварки плавящимися электродами в среде  углекислого газа стальных корпусных  конструкций во всех пространственных направлениях.

Сварочный полуавтомат  состоит из сварочной горелки, механизма  подачи сварочной проволоки, блока управления, сварочного выпрямителя, газового редуктора, комплекта проводов и шлангов.

В качестве источника  питания для полуавтомата выбираю  выпрямитель сварочного типа ВДУ-506УЗ, который предназначен для работы в закрытых помещениях с естественной вентиляцией без искусственного регулирования климата.

Технические характеристики источника питания даны в таблице 19.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 19 - Технические  характеристики источника питания  ВДУ-506УЗ

Техническая характеристика	Параметры
Номинальное напряжение, В Номинальная частота, Гц Номинальное рабочее  напряжение, В для жестких характеристик для падающих характеристик КПД, % Габаритные размеры, мм Масса, кг Напряжение холостого  хода, В	380 50 50 46 79 820x620x1100 85

Для автоматической сварки под слоем флюса выбираю автомат марки АДФ-1004.

Он обеспечивает следующие  операции: подачу флюса в зону сварочной  дуги, подачу электродной проволоки  в зону дуги по мере ее оплавления, регулирование  параметров сварной дуги, перемещение  сварочной дуги вдоль шва.

Автомат марки АДФ-1004 предназначен для дуговой сварки под слоем флюса стыковых и  угловых соединений типа " тавр " и " лодочка " электродной проволокой сплошного сечения сварку можно  выполнять как внутри колен, так  и вне ее, на расстояние до 200 мм. Размер колен не должен превышать 295 мм. Положение электрода (дуги) контролируют с помощью светоукзателя. Все элементы управления сварочным процессом и перемещением трактора расположены на пульте, закрепленный на стойке держателя самоходной тележки. Характеристики автомата отражены в таблице 20.

Таблица 20 - Технические  характеристики сварочного автомата АДФ-1004

Наименование характеристик	Значения
Номинальный сварочный  ток, А Диаметр электродной  проволоки, мм Скорость подачи проволоки, м/ч Скорость сварки, м/ч Емкость бункера, дм3 Габаритные размеры, мм Масса, кг	1000 2,0-5,0 20-360 12-120 6 1050 х 365 х 655 60

Из таблицы 20 видим, что  автомат обеспечивает плавное регулирование  скорости подачи проволоки и скорости перемещения дуги, а также стабилизацию этих скоростей.

В комплект автомата входит выпрямитель ВДУ-1001. Он предназначен для сглаживания пульсаций выпрямленного  напряжения и уменьшение разбрызгивания металла при сварке. Технические  характеристики ВДУ-1001 указаны в  таблицах 21.