2.6 Обоснование выбора сварочного оборудования.

Сварочное оборудование выбирается в зависимости от режимов сварки и конструктивных особенностей изделия.

Для автоматической сварки продольных и кольцевых стыков целесообразно применять сварочный автомат для сварки вольфрамовым электродом с применением присадочной проволоки АСВГ-5, технические характеристики которых приведены в таблице:

Таблица 13 – Технические характеристики подвесные сварочные головки АСВГ-5

Параметры	АСВГ-5	АВГ-5
Диаметр электрода, мм	1-5	2-4
Напряжение питающей сети, В	380	380
Диаметр присадочной проволоки, мм	0,8-3	0,8-2
Номинальный сварочный ток,	315	600
Масса, кг	38	40
Скорость установки дуги, мм/с	2,0	2,8
Макс. скорость подачи, м/мин	90	80
Габаритные размеры, мм	290х385х675	1388×800×1820
Масса , кг	26,5	40

Сварку сплава Амг-61 необходимо выполнять автоматом АСВГ-5, т.к. она предназначена для автоматической сварки неплавящимся электродом в среде Ar продольных и кольцевых швов конструкций из различных марок сталей, жаропрочных, титановых и других сплавов.

Рисунок 4 – Сварочный автомат для АСВГ-5 для сварки неплавящимся электродом с подачей присадочной проволоки

Для ручной аргонодуговой сварки применить инверторный аппарат ALLOY MC-250Т. Технические характеристики указаны в таблице 14.

Таблица 14 - Технические характеристики инверторных установок для АрДС сварки

Обозначение	Напряжение питающей сети, В	Потребляемая мощность, кВа	Напряжение холостого хода, В	Диапазон регулирования сварочного тока, А	Сварочный ток, А	Вес, кг	Габаритные размеры, мм
МС-250T	3~380	9,7	65+/-5	20-250	ПВ 60%=250 100%=190	51	641х305х613
МС-315T	3~380	12,8	67+/-6	12-315	ПВ 60%=315 100%=244	63	700х340х780
МС-500T	3~380	20	79+/-6	30-500	ПВ 60%=500 100%=380	68	700х340х780

Исходя из анализа технических характеристик для сварки целесообразно использовать инверторную установку марки ALLOY MC-250Т, которая позволяет получить более качественные сварные швы, но самое главное обеспечивает высочайший уровень производительности при минимальных затратах.

2.7 Обоснование выбора источников питания.

Сварочная автомат АСВГ- работает с источником питания ВДУ-506С

МС-250T Инверторный источник питания, разработанный на основе последних достижений в области микроэлектроники и цифровых технологий.

Свариваемые материалы: конструкционные и нержавеющие стали, алюминий и его сплавы, титан, никель, медь.

2.8 Обоснование выбора сборочно-сварочной оснастки и приспособлений

Сборка под сварку – это размещение элементов конструкции (узла) в порядке, указанном в технологической карте, и предварительное скрепление их между собой с помощью приспособлений и положения прихваток, что обеспечивает требуемое взаимное положение деталей. От качества выполнения этой операции больше всего зависит качество сварной конструкции и трудоемкость сборочно-свариваемых работ.

Тип приспособления определяется серийностью производства, сложностью конструкции свариваемого узла, видом сварки и применяемым оборудованием.

Входящие в сварной узел детали, как правило, различны по конструкции, каждая имеет свои установочные базы и зажимы. Поэтому сборочно-сварочные приспособления представляют собой как бы несколько разных по конструкции одноместных приспособлений, собранных в одном корпусе по заданным размерам взаимного положения деталей сварного узла.

К спроектированному и изготовленному приспособлению предъявляются следующие требования: -достаточная жесткость корпуса, так как взаимное расположение свариваемых деталей в процессе сборки под сварку должно оставаться неизменным; -свободное перемещение элементов свариваемой конструкции при усадке швов после сварки (прихватки); -свободный доступ к местам сварки сварочного электрода, электронного луча, сварочной горелки и т.д.; -быстрая установка деталей свариваемого изделия и их зажим, свободный съем сварного узла после прихватки; -возможно низкая стоимость изготовления; -обеспечение безопасности при выполнении сборочных и сварочных работ.

Сборку и сварку обечайки производить в станке для автоматической сварки сосудов (с одной сварочной головкой).

Рисунок 5 – Станок для автоматической сварки сосудов (с одной сварочной головкой).

Сборку и сварку фланцев с донышками и обечайки с донышками производить в станке для автоматической сварки сосудов (с двумя сварочными головками).

Рисунок 6 - Станок для автоматической сварки сосудов (с двумя сварочными головками).

Сборка и сварка диафрагмы, перегородки, патрубков производить в специальном кондукторе. Обечайка вставляется в кондуктор с вверху опускается рычаг для неподвижного закрепления обечайки.

Рисунок 7 – Кондуктор для сборки и сварки

2.9 Меры борьбы со сварочными деформациями и напряжениями

Весь комплекс мероприятий по борьбе с деформациями можно разделить на две группы – конструктивные и технические до и после сварки.

2.9.1 К конструктивным мероприятиям относятся: обеспечение необходимой жесткости конструкции, но данная конструкция сама по себе является жесткой, не допускает пересечения большого количества сварных швов, поэтому деформации в процессе сварки будут несущественны.

Конструкция « Бак топливный» изготовлена из алюминиего сплава, и хорошо сваривается. Швы в свариваемой конструкции расположены на значительном расстоянии друг от друга, что снимает возможность возникновения деформаций.

2.9.2 К техническим мероприятиям относятся:

а) Предотвращающие

- Применение сборочно – сварочных приспособлений, обеспечивающих жёсткое закрепление деталей в процессе сварки.

- Все сварочные материалы обеспечивают химический состав и механические свойства близкие к основному металлу.

- Выдерживать определённую последовательность выполнения сварных узлов.

- Свариваемая конструкция жёстко закреплена в приспособлении.

- Соблюдать оптимальный режим сварки, охлаждать при сварке послойно.

б) Исправляющие

- Проведение термической обработки конструкции.

- Возможность свободной усадки деталей после сварки.

- Все дефекты, возникающие в процессе сварки должны тщательно удаляться: трещины завариваются, кратеры зачищаются и завариваются.

Техническим процессом предусмотрено максимально возможное снижение деформаций и напряжений, которые могут возникнуть в процессе изготовления данной конструкции.

2.10 Контроль качества сварочной конструкции, исправления дефектов.

2.10.1 Предварительный контроль

- Контроль исходных материалов на соответствие сертификату и ГОСТ.

Основной материал в виде литых заготовок проверить на наличие пор, усадочных раковин и трещин. Особое внимание обращать на наличие грязи, масла, краски, ржавчины и других загрязнений. Прокат проверить на наличие расслоения, окалины, равномерности толщины листа и т.д.

- Контроль сборочного оборудования и оснастки.

Сборочные приспособления должны обеспечивать требуемую прочность и жесткость, точное, быстрое и надёжное закрепление элементов сварной конструкции; необходимую степень точности всех размеров свариваемой детали, узла, изделия; установку свариваемого объекта в положение, удобное для сварки и др.

- Контроль сварочного оборудования.

Машины и аппараты для дуговой сварки должны обеспечивать устойчивое горение дуги, требуемую прочность и правильность регулировки режима пуска оборудования и в процессе производства.

- Контроль квалификации сварщиков.

Проверить медико-физиологические и квалификационные показатели.

Учитывать квалификацию сварщика перед пуском их к выполнению определённых сварочных работ. В процессе производства сварщики должны периодически проходить повторные испытания.

- Контроль оснастки.

На прочность и жёсткость.

На точное, быстрое и надёжное закрепление элементов сварной конструкции.

- Контроль заготовок

Правильность выполнения кромок в соответствии с ГОСТом проверить зачистку кромок на расстоянии 20-30мм от кромки.

Рисунок 8 – Контроль заготовок

2.10.2 Контроль сборки.

Каждый свариваемый узел должен быть выполнен в соответствии с ГОСТ 14806-80 и ГОСТ 27580-88 на конструктивные элементы.

Рисунок 9 - Конструктивные элементы на сборку.

- Контроль в процессе сварки

Режим сварки контролировать по сварочному току и напряжению, скорости сварки по установленным в режимах сварки пределам.

2.10.3 Окончательный контроль.

- Внешний осмотр.

Проводить невооруженным взглядом или с помощью лупы 4-6 кратного увеличения. Выявляются, прежде всего дефекты в виде трещин, подрезов, пор, свищей, прожогов, наплывов в нижней части швов.

При сварке данной конструкции допустимых дефектов нет, любой дефект недопустим.

- Измерение сварных швов.

Сварные швы сравнивать по внешнему виду со специальными эталонами. Геометрические параметры швов измерять с помощью шаблонов или измерительных инструментов (прозрачная линейка, шаблоны Ушерова-Маршака, щупы). При проверке размеров сварных швов: ширина, высота, катет они должны соответствовать стандарту в пределах допуска.

- Контроль на герметичность.

Гидравлическим испытанием. Испытания производить давлением, равным 10 атм. в течение 20 минут, после снизить давление до 7 атм. и выдержать в течение одного часа, произвести осмотр: течь, готение и каплеобразование не допускаются, так как конструкция подлежит требованиям РОСТЕХНАДЗОРА.

- Контроль на плотность.

Радиографический контроль – рентгенографирование – служит для выявления внутренних дефектов (шлаковых включений, пор, трещин и т.д.).

Перед просвечиванием изделие зачищается, удаляются наружные дефекты, разбиваются на отдельные участки и маркируются краской. Кассеты и плёнки маркируются в том же порядке. Плёнку заряжают в кассету, туда же устанавливают маркировочные знаки и эталоны. Но чаще всего эти эталоны устанавливают со стороны И. И. И. Кассеты закрепляют на сварном шве с противоположной стороны хомутами или различными держателями, затем просвечивают. Далее плёнку отправляют на фотообработку.

После, обработанная плёнка идёт к специалистам – расшифровщикам, с помощью щупа и прозрачной плёнки определяют дефекты. Марка рентгеновского аппарата РУП–120–5.

2.11 Предлагаемая технология изготовления изделия

005 Сборка обечайки (поз.1)

010 Сварка обечайки (поз.1)

015 Сборка диафрагмы с обечайкой (поз.1 и 2)

020 Сварка диафрагмы с обечайкой (поз.1 и 2)

025 Сборка перегородки с обечайкой (поз.1 и 3)

030 Сварка перегородки с обечайкой (поз.1 и 3)

035 Сборка донышек с фланцами (поз.4 и 5)

040 Сварка донышек с фланцами (поз.4 и 5)

045 Сборка донышек с обечайкой (поз.1 и 4)

050 Сварка донышек с обечайкой (поз.1 и 4)

055 Сборка патрубков с обечайкой (поз. 1 и 7)

060 Сварка патрубков с обечайкой (поз. 1 и 7)

065 Сборка патрубка с обечайкой (поз. 1 и 6)

070 Сварка патрубка с обечайкой (поз.1 и 6)

3 Расчетная часть

3.1 Техническое нормирование сборочных работ

Норма штучного времени по сборке «Бака топливного» в целом (из отдельных деталей и узлов) определяется как сумма затрат времени на установку, крепления и прихватки всех деталей и узлов.

Т_шт =  Т_у +  Т_кр. +  Т_пр. , где: ( 1 )

Т_шт - время на сборку детали, мин

Т_у - время на установку детали, мин

Т_пов.- время на крепление, мин

Т_пр. - время на прихватку детали, мин

Нормирование сборки по операциям:

3.1.1 Сборка обечайки

По таблице 59, норма штучного времени на сборку обечайки (позиция 1) получается 1,85мин.

Т_шт = 1,85мин

3.1.2 Сборка диафрагмы с обечайкой

Расчёт времени на установку первой детали (позиция 1) производится по таблице 54.

Ту1 = 0,25мин

Расчёт времени на установку второй детали (позиция 2) производится по таблице 53.

Ту2 = 0,6 мин

Расчёт времени на крепление и открепление деталей (позиции 1, 2) производится по таблице 55.

Ткр = 0,03мин

Расчёт времени на крепление деталей прихватками производится по таблице 56.

Тпр = 0,13 * 4 = 0,52мин

Расчёт штучного времени сборки деталей (позиции 1, 2).

Тшт = 0,25 + 0,6 + 0,03 + 0,52 = 1,87

3.1.3 Сборка перегородки с обечайкой

Расчёт времени на установку первой детали (позиция 1) производится по таблице 54.

Т_у1 = 0,25мин

Расчёт времени на установку второй детали (позиция 5) производится по таблице 53.

Т_у2 = 0,6 мин

Расчёт времени на крепление и открепление деталей (позиции 1, 5) производится по таблице 55.

Т_кр = 0,03мин

Расчёт времени на крепление деталей прихватками производится по таблице 56.

Т_пр = 0,13 * 4 = 0,52мин

Расчёт штучного времени сборки деталей (позиции 1, 5).

Т_шт = 0,25 + 0,6 + 0,03 + 0,52 = 1,87

3.1.4 Сборка донышек с фланцами

Расчёт времени на установку первой детали (позиция 4) производится по таблице 54.

Ту1 = 0,25мин

Расчёт времени на установку второй детали (позиция 5) производится по таблице 53.

Ту2 = 0,6 мин

Расчёт времени на крепление и открепление деталей (позиции 5, 4) производится по таблице 55.

Ткр = 0,03мин

Расчёт времени на крепление деталей прихватками производится по таблице 56.

Тпр = 0,13 * 2 = 0,26мин

Расчёт штучного времени сборки деталей (позиции 5, 4).

Тшт = 0,25 + 0,6 + 0,03 +0,26 =1,14 * 2 = 2,28 , т.к. два фланца.

3.1.5 Сборка полусфер с обечайкой.

Расчёт времени на установку первой детали (позиция 1) производится по таблице 54.

Т_у1 = 0,25мин

Расчёт времени на установку второй детали (позиция 4) производится по таблице 53.

Т_у2 = 0,6 * 2 = 1,2 мин

Расчёт времени на крепление и открепление деталей (позиции 1, 4) производится по таблице 55.

Т_кр = 0,03мин

Расчёт времени на крепление деталей прихватками производится по таблице 56.

Т_пр = 0,13 * 8 = 1,04мин

Сборка продольных переборок с полусферами.

Расчёт времени на крепление деталей прихватками производится по таблице 56.

Т_пр = 0,13 * 4 = 0,52мин

Расчёт штучного времени сборки деталей (позиции 1, 4).

Т_шт = 0,25 + 0,6 + 0,03 + 1,04 +0,52 = 3,04мин

3.1.6 Сборка патрубков с обечайкой (поз.7)

Расчёт времени на установку первой детали (позиция 1) производится по таблице 54.

Т_у1 = 0,25мин

Расчёт времени на установку второй детали (позиция 7) производится по таблице 53.

Т_у2 = 0,35 * 3 = 1,05мин

Расчёт времени на крепление и открепление деталей (позиции 1, 7) производится по таблице 55.

Т_кр = 0,03мин

Расчёт времени на крепление деталей прихватками производится по таблице 56.

Т_пр = 0,13 * 6 = 0,78мин

Расчёт штучного времени сборки деталей (позиции 1, 7).

Т_шт = 0,25 + 1,05 + 0,03 + 0,78 = 2,11мин

3.1.7 Сборка патрубка с обечайкой

Расчёт времени на установку первой детали (позиция 1) производится по таблице 54.

Ту1 = 0,25мин

Расчёт времени на установку второй детали (позиция 6) производится по таблице 53.

Ту2 = 0,35 мин

Расчёт времени на крепление и открепление детали (позиции 1, 6) производится по таблице 55.

Ткр = 0,03мин

Расчёт времени на крепление детали прихватками производится по таблице 56.

Тпр = 0,13мин

Расчёт штучного времени сборки деталей (позиции 1, 6).

Тшт = 0,25 + 0,35 + 0,03 + 0,13 = 0,76мин

Т_общ = 1,85 + 1,87 + 1,87+ 2,28 + 3,04 + 2,11+0,76 = 13,78мин

3.2 Техническое нормирование сварочных работ

Т_шт = (Т_н.ш. х L + Т_в.и.)*k_1-n , где ( 5 )

Т_шт - время, затраченное на сварку одной операции, мин.;

Т_н.ш. - время сварки 1 метра шва, мин;

L - длина шва, м;

Т_в.и. - время на вспомогательные операции, мин;

k - коэффициент на условия работы.

3.2.1 Норма времени на автоматическую сварку в среде аргона неплавящимся электродом швов С2 S=3 мм согласно ГОСТ 14806 – 80

Таблица 15 - Нормирование шва С2 S=3 мм

№	Наименование работ	№карты, позиция	Время, мин	Значение, коэффициент
1	Установка и снятие изделий	82,10б	0,60	Тви
2	Закрепить	80,1б	0,40	Тви
3 4	Зачистка кромок перед сваркой	76,1а	0,54	Твш
5 6	Сварка	42,6б	3,3	Т0
7	Зачистить сварной шов послойно	69,1а	0,30	Твш
8	Рабочее место - в цехе на стенде			К1=1
9	Тип производства - серийное			К4=1,2
10	Осмотр и промер сварного шва	70,1а	0,20	Твш
11	Клеймение и маркировка	78,1а	0,21	Тви
12	Положение шва	88,1а		К2=1
13	Вид сварки и длина шва	90,1в		К3=1,20
14	Настройка автомата, подтягивание проводов	71,1е	0,25	Тви
15	Проверка правильности установки головки	73,1а	0,15	Тви

Т_нш=(Т₀+Т_вш) ( 6 )

Т_нш=(3,3+0,54+0,30+0,20)=4,34 мин

Т_шт=(Т_нш*L+Т_ви)*К_1-n ( 7 )

Т_шт1=(4,34*0,26+0,6+0,40+0,21+0,25+0,15)*1*1,2*1*1,2=3,94мин*3=11,8мин = =0,19 ч

Т_шт2=(4,34*1,13+0,6+0,40+0,21+0,25+0,15)*1*1*1,2*1,2=7,82мин*2=15,6мин=

=0,26ч