Анализ применяемых способов сварки, резки, контроля качества, способов снижения деформаций - Технология сборки и сварки передней рамы фронтального погрузчика МоАЗ 40484

Для изготовления передней рамы фронтального погрузчика МоАЗ 40484 применяется механизированная сварка, для сварки в защитном газе плавящимся проволочным электродом. В качестве защитного газа применяется двуокись углерода (СО2).

Сварка в СО2 является основным способом сварки плавлением на машиностроительных предприятиях. Она экономична, обеспечивает достаточно высокое качество формирования швов, особенно при сварке низкоуглеродистых сталей, требует более низкой квалификации сварщика, позволяет выполнять швы в различных пространственных положениях.

Однако процесс сварки характеризуется значительным выделением газа на месте сварки, влияющего на условия работы сварщика, а также повышенным разбрызгиванием, что требует дополнительных затрат на зачистку от брызг свариваемого металла и сопла горелки полуавтомата.

Исходя из этого, рекомендуется применить сварку в смеси Ar (80%)+СО2(20%).

Применение данной смеси приведет к увеличению количества наплавленного металла за единицу времени; увеличению глубины провара шва; снижению потерь электродного металла на разбрызгивание; снижению количества прилипания брызг (набрызгивания) в районе сварного шва и, следовательно, уменьшение трудоемкости их удаления; повышению стабильности процесса сварки; улучшению качества сварного шва: снижению пористости и неметаллических включений; уменьшению зоны термического влияния, вследствие этого - уменьшению коробления конструкции; экономии средств; улучшению условий труда (значительно меньшее количество дыма, сварных аэрозолей сохраняют здоровье сварщика и позволяют ему длительное время работать с большим вниманием).

В результате анализа заготовительных операций осуществляется выбор технологических процессов заготовки деталей.

Заготовки необходимо подбирать таким образом, чтобы обеспечить наиболее рациональное использование материала, минимальную трудоемкость получения заготовок и возможность снижения трудоемкости изготовления детали.

При выборе заготовки учитывают тип производства, производительность способа, материал заготовки, конфигурацию, размеры, элементы детали, применяемые впоследствии способы сварки, возможность максимальной механизации труда. При выборе и обосновании методов заготовки следует также руководствоваться результатами контроля поступающего материала. При этом обращать внимание на необходимость очистки и правки металла.

При производстве передней рамы фронтального погрузчика МоАЗ 40484 используются такие заготовительные операции как правка, очистка, резка и гибка.

Правку металла целесообразно производить в холодном состоянии. Листовой металл правят на мощных вальцовых станках, обеспечивающих плавность приложения нагрузок. Правка профильного проката осуществляется на углоправильном стане.

Очистка поверхностей в зоне сварки выполняется с помощью металлической щетки, напильника или шлифовального круга.

Для резки деталей передней рамы фронтального погрузчика МоАЗ 40484 толщиной 6-20 мм. целесообразно применить плазменную резку для листового металла и профильного проката.

Технологическому процессу сопутствует ряд вспомогательных процессов: складирование заготовок и готовых изделий, ремонт оборудования, изготовление инструмента и оснастки.

Технологический процесс условно состоит из трех стадий:

1) получение заготовок; 2) обработка заготовок и получение готовых деталей; 3) сборка готовых деталей в изделие, их настройка и регулировка.

При производстве сварной конструкции необходимо выполнять технические условия на изготовление.

Технические условия - это свод правил и требований, выполнение которых позволяет изготовить конструкцию, изделие с требуемыми эксплуатационными и другими характеристиками.

Технические условия на изготовление сварной конструкции предусматривают технические условия на основные и сварочные материалы, требования, предъявляемые к заготовкам под сборку, к сборке под сварку, к сварке и к контролю качества.

Сварка свариваемых деталей должна обеспечивать наличие установленного зазора в пределах допускаемого по всей длине соединения.

Кромки и поверхности деталей в местах расположения сварных швов должны быть очищены от ржавчины, масла и других загрязнений непосредственно перед сборкой под сварку.

Прихватки должны ставиться в местах расположения сварных швов. Наложенные прихватки должны быть очищены от шлака.

Прихватка элементов сварной конструкции при сборке под сварку должна выполняться с использованием тех же присадочных материалов и требований, что и при выполнении сварных швов. Размеры прихваток должны быть указаны в картах технологического процесса.

Сборка под сварку должна быть принята ОТК.

Сварочное оборудование должно быть обеспечено вольтметрами, амперметрами, за исключением тех случаев, когда их установка не предусмотрена. Практический осмотр сварочного оборудования должен проводиться 1 раз в месяц.

Изготовление сварной конструкции должно производиться в соответствии с чертежами и разработанным на их основе технологическим процессом сборки и сварки.

Технологический процесс сварки должен предусматривать такой порядок наложения сварных швов, при котором внутренние напряжения и деформации в сварном соединении будут наименьшими; учитывать максимальную возможность сварки в нижнем положении.

Зажигать дугу на основном металле, вне границ шва, и выносить кратер на основной металл не допускается.

Отклонение размеров поперечного сечения сварных швов, указанных в чертежах, при сварке в среде защитного газа допускается в соответствии с ГОСТ 14771-76 или СТБ ИСО 13920-2005 .

Сварной шов должен иметь равномерную поверхность без натеков и с плавным переходом к основному металлу.

По окончании сварных работ сварные швы и прилегающие к ним поверхности должны быть зачищены от шлака, наплывов, брызг металла, окалины и проверены сварщиком.

В процессе сборки и сварки должен осуществляться пооперационный контроль на всех этапах изготовления сварной конструкции.

Перед сваркой надо проверять правильность сборки, размеры и качество прихваток, соблюдение геометрических размеров изделия, чистоту поверхности свариваемых кромок, отсутствие коррозии, заусенцев, вмятин.

В процессе сварки должна контролироваться последовательность операций, установленная технологическим процессом, режим сварки.

После окончания сварки контроль качества сварных соединений должен осуществляться внешним осмотром и измерениями. Контроль размеров сварных швов и выявленных дефектов должен производиться измерительным инструментом с ценой деления 0,1 мм и специальными шаблонами.

Исправление дефектного участка сварного шва более двух раз не допускается.

Внешний осмотр и обмер сварных соединений должен производиться согласно ГОСТ 3242-79; СТБ ЕН 970-2003 и СТБ 1133-98 .

Выбор и проектирование сборочно-сварочных приспособлений производится в соответствии с предварительно избранными способами сборки-сварки узлов. При разработке необходимо учитывать то, что выбор сборочно-сварочных приспособлений должен обеспечить следующее:

- уменьшение трудоемкости работ, повышение производительности труда, сокращение длительности производственного цикла; - снижение себестоимости изделия; - облегчение условий труда; - повышение точности работ, улучшение качества продукции, сохранение заданной формы свариваемых изделий путем соответствующего закрепления их для уменьшения деформаций при сварке.

Приспособления должны удовлетворять следующим требованиям:

- обеспечивать доступность к местам установки детали, к рукояткам зажимных и фиксирующих устройств, к местам прихватов и сварки; - обеспечивать выгодный порядок сборки; - должны быть достаточно прочными и жесткими, чтобы обеспечить точное закрепление деталей в требуемом положении и препятствовать их деформации при сварке; - обеспечивать такие положения изделия, при которых было бы наименьшее число поворотов, как при наложении прихваток, так и при сварке; - обеспечивать свободный доступ при проверке изделия; - обеспечивать легкий съем собранного или свариваемого изделия; - обеспечивать безопасное выполнение сборочно-сварочных работ.

Тип приспособления выбирается в зависимости от программы, конструкции изделия, технологии и степени точности изготовления заготовок, технологии сборки-сварки.

Возникающие при сварке деформации и напряжения отрицательно влияют на технологический процесс изготовления, а также на его качество и работоспособность. Остаточные напряжения возникают в изделии при неравномерном нагреве основного металла и структурных изменениях в процессе остывания.

Мероприятия по снижению их могут осуществляться на разных стадиях создания сварных конструкций: до сварки - на стадии проектирования самой конструкции и разработки технологического процесса ее изготовления, во время выполнения сварки соединений и после выполнения сварочных работ.

На первой стадии очень много в этом вопросе зависит от выбора наиболее рациональных конструктивных и технологических решений.

Основной мерой борьбы с деформациями при сварке является сборка в специальном приспособлении, обеспечивающим жесткое закрепление свариваемых деталей вблизи мест расположения сварных швов. При сварке с жестким закреплением деталей подвергаются пластическим деформациям, поэтому остаточные напряжения в конструкции после снятия зажимов невелики и не вызывают деформацию конструкции.

В процессе конструирования сварных конструкций необходимо стремиться к уменьшению расчетных количеств наплавляемого электродного и расплавляемого основного металлов и, соответственно, снижению тепловложения при сварке, за счет уменьшения сечений сварных швов и их количества в конструкции, не допускать в конструкциях чрезмерных скоплений и пересечений сварных швов, особенно на участках с максимальным воздействием прикладываемых нагружений.

Также рекомендуется использовать симметричное расположение сварных соединений относительно общего центра тяжести изделия с целью взаимного уравновешивания возникающих изгибающих моментов.

Рационально выбранный тип сварных соединений, также играет не маловажную роль, при борьбе с деформациями и напряжениями.

После сварки для снятия сварочных напряжений применяют термическую операцию отпуска. Отпуск после сварки является наиболее эффективным способом уменьшения остаточных напряжений и одновременно позволяет улучшить пластические свойства сварных соединений. Отпуск может быть общим, при котором нагревается все изделие, и местным, когда нагреву подвергают лишь часть его в зоне сварного соединения. Преимущество общего отпуска состоит в том, что снижение напряжений происходит во всей сварной конструкции независимо от ее сложности. Наиболее часто применяют высокий отпуск при температуре нагрева 550 - 680°С. Операция отпуска выполняется в три стадии: нагрев, выдержка при температуре отпуска и охлаждение. Выдержка обычно составляет 2 - 4 ч, после чего производится естественное охлаждение на воздухе. Местный отпуск применяют для снятия остаточных напряжений и восстановления пластических свойств в зоне сварных соединений.

При разработке технологического процесса и сварки для уменьшения деформаций и остаточных напряжений были выполнены следующие мероприятия:

- рациональная последовательность выполнения сборочно-сварочных операций; - выбор правильного теплового режима сварки, т. е. уменьшение ширины зоны нагрева при выборе режима сварки, для этого повышаем скорость сварки и плотность тока, чтобы нагрев металла по толщине был боле равномерным; - приспособлением обеспечена высокая точность сборки; - выполнение сварных швов в зажатом состоянии, в приспособлении. - выбор правильной последовательности наложения швов, т. е. швы накладываем в такой последовательности, чтобы деформации, образуемые в результате наложения предыдущего шва, ликвидировать обратной деформацией, образуемой следующим швом.

Все эти мероприятия позволяют получить конструкцию, отвечающую требованиям чертежа.

Похожие статьи