Разработка технологии изготовления изделия «Картер редуктора»

     Применение  электрошлаковой сварки не возможно, так как она ведётся при  сварке деталей больших толщин.

     Автоматическая  сварка под флюсом считается не технологической.

     Наиболее  приемлема полуавтоматическая сварка в среде защитных газов.

     Она имеет ряд особенности:

1. обеспечивает хорошее качество шва;
2. нет необходимости отбивать шлак;
3. высокая производительность;
4. не большой расход сварочных материалов;
5. возможность сварки в любых пространственных положениях.

     На  основании выше изложенного, в нашем  конкретном случае применена полуавтоматическая сварка в среде защитного газа.

     Сварку  в защитных газах обычно выполняют на постоянном токе обратной полярности плавящимся электродом. Основными  параметрами режима сварки являются полярность и сила тока, напряжение дуги; диаметр, скорость подачи, вылет и наклон электрода; скорость сварки; расход и состав защитного газа.

     Сварочный ток и диаметр электродной  проволоки выбирают в зависимости от толщины сварочного металла и расположения шва в пространстве. Стабильный процесс сварки с хорошими технологическими характеристиками можно получить только в определённом диапазоне силы сварочного тока, который зависит от диаметра и состава электродной проволоки и рода защитного газа.

     Величина  сварочного тока определяет глубину  проплавления и производительность процесса сварки. Величину сварочного тока регулируют изменением скорости подачи сварочной проволоки.

     Одним из важнейших параметров режима сварки в среде защитных газов является напряжение дуги. С повышением напряжения увеличивается ширина шва. При понижении напряжения дуги ухудшается формирование сварочного шва. Оптимальные значения напряжения дуги зависят от величины сварочного тока, диаметра и состава электродной проволоки, а также от рода защитного газа.

     Перед началом сварки необходимо отрегулировать расход газа и выждать 20 – 30 секунд до полного удаления воздуха из шлангов. Перед зажиганием дуги необходимо следить, чтобы вылет электрода из мундштука не превышал 20 – 25 мм. Движение горелки должно осуществляться без задержки дуги на сварочной ванне. Сварка в нижнем положении производится с наклоном горелки под углом 5 – 15º вперед или назад. Предпочтительнее вести сварку углом назад, так как при этом обеспечивается более надёжная защита сварочной ванны. При механизированной сварке металла малой толщины 1 – 2 мм поперечных колебаний не производят. Сварку ведут на максимальной длине дуги, с максимальной скоростью. При достаточной газовой защите избегают прожогов и обеспечивают нормальное формирование шва. Горелку ведут углом назад, при этом угол наклона составляет 30 – 45º. Требования к качеству сборки и подготовки под сварку в защитных газах сварочной проволокой (0,8-2,5мм) должны соответствовать требованиям ГОСТ 14771 – 76.

     4.2 Защитная среда

     Защитные  газы при сварке защищают дугу и  сварочную ванну от воздействия окружающей воздушной среды. Эта защита осуществляется путём физического оттеснения воздуха потоком газа от места сварки.

     В качестве защитных газов применяют  инертные и активные газы, а так  же их смеси.

     Углекислый  газ выпускают по ГОСТ 8050-85 трёх марок. Для сварки используют сварочный  газ чистотой не менее 99,5% .Хранят и транспортируют его в жидком виде в стальных баллонах ёмкостью 40 литров под давлением 6,0-7,0 МПа. Баллоны окрашивают в чёрный цвет. Углекислый газ относится к окислительным. Поэтому его используют для сварки низкоуглеродистых и низколегированных сталей. Назначение его состоит в защите расплавленного металла от азота воздуха.

     Углекислота в нормальных условиях представляют собой бесцветный газ с едва ощутимым запахом. При повышенном давлении и  низкой температуре углекислота переходит в жидкое или твёрдое состояние. Под давление 528 КПа и при температуре -56 °С углекислота находится во всех трёх состояниях.

     В промышленном масштабе углекислота  получается следующим образом:

    1) из известняка, в котором содержится  до 40% углекислоты, кокса, или антрацита путём их обжига в специальных печах;

    2) на установках, работающих по  сернокислому методу за счёт  реакций взаимодействия серной  кислоты и эмульсией мела;

    3) из газов брожения гидролизной,  сахарной промышленности;

    4) из выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания.

     Преимуществом использования углекислоты является небольшой объём шлаков, позволяющий получить швы высокого качества; возможность сварочных работ, выполняемых в различных пространственных положениях.

     Недостатками  использования углекислоты является разбрызгивание металла, замерзания редуктора при выпуске углекислоты из баллона температура уменьшается, поэтому требуется применение подогревателя, для подогрева газа.

     4.3 Выбор сварочной проволоки

     При изготовлении сварочной конструкции  «Картер редуктора» механизированной сваркой в среде защитных  газов используется легированная сварочная проволока Св-08Г2С по ГОСТ 2246-70. 

    Таблица 6. Химический состав, в процентах. 

     

       Холоднотянутая сварочная проволока сплошного сечения, легированная с содержанием легирующих элементов 2,5-10%.

     Высокое качество проволоки сохраняется  при тщательной упаковке и консервации, а так же правильным хранением  и транспортировкой. Поставляется сварочная проволока в мотках, покрытых консервирующей смазкой. Поверхность мотка обрабатывают влагонепроницаемой бумагой. Каждая партия проволоки снабжается сертификатом завода-изготовителя, где указывается марка проволоки, химический состав, номер плавки. Присадочные материалы перед сваркой должны проходить тщательную очистку поверхности.

     Для сварки необходимо применять преимущественно  присадочные материалы выпускаемые по специализированным стандартам или техническим условиям.

     Сварочная проволока содержит в своём составе  кремний, марганец, никель, которые выгорают из основного металла. Поэтому эти элементы вводят посредством сварочной проволоки.

     Кремний находится в сталях в пределах 0,02-0,3%. Он не вызывает затруднений при сварке. В специальных сталях при содержания кремния 0,8-1,5% условия сварки ухудшаются из-за высокой жидкотекучести кремнистой стали и образования тугоплавких окислов кремния.

     Марганец  – содержится в сталях в пределах 0,3-0,8%. Не затрудняет процесс сварки. При сварке среднемарганцовистых сталей возникает опасность появления трещин. Марганец способствует увеличению закаливаемости стали.

     Никель  – 0,2-0,3% увеличивает пластичность и прочность стали, способствует измельчению зёрен, не ухудшает свариваемости. 

    Таблица 7. Механические свойства.        

 

     4.4 Выбор электротехнического сварочного оборудования

     При сварке изделия «Каркас редуктора» используется сварочный полуавтомат ПДГ-525 в комплексе с выпрямителем ВДУ-506. Данный полуавтомат имеет унифицированное падающее устройство и блок управления. Предназначен для выполнения дуговой механизированной сварки стальным плавящимся электродом в защитной среде углекислого газа ( ) стальных конструкций. 

    Таблица 8. Техническая характеристика полуавтомата.

 
 
 

     Сварочные выпрямители обладают значительным преимуществом перед электромашинными преобразователями высокими сварочными качествами за счёт повышения стабильности горения дуги и уменьшения разбрызгивание детали – металла; высоким КПД и меньшими потерями холостого хода; широкими пределами регулирования тока и напряжения, меньшими массами и габаритами.

     Сварочный выпрямитель ВДУ-506 предназначен для  питания выпрямленным током сварочного поста ручной дуговой сварки штучными электродами и поста механизированной сварки в среде углекислого газа и под флюсом. Может быть применён для воздушно-дуговой резки (строжки) угольным электродом.  

    Таблица 9. Технические характеристики выпрямителей.

 

     4.5 Расчет режимов сварки

    Конструкторской документацией определены швы:

    С2 - стыковой шов без подготовки кромок, два места, ;

    Т1- тавровый шов без подготовки кромок,

    Рисунок  3. Эскизы сварочных соединений. 

    а) стыковое соединение;

    б) тавровое соединение.

    Режимы  сварки и диаметр проволоки.

     4.5.1 Тавровое соединение

     Площадь поперечного сечения шва.

     ,

где,  - выпуклость шва, мм;

     - катет шва, мм;

     - ширина шва, мм.

    

     Принятые  значения символов.

     Принимается в зависимости от толщины свариваемых деталей.

     

     

     Решение.