Проектирование технологического процесса сборки и сварки швеллеров

1. Выпускная квалификационная работа на тему проектирование технологического процесса сборки и сварки швеллеров.

ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА
НА ТЕМУ
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО
ПРОЦЕССА СБОРКИ И СВАРКИ ШВЕЛЛЕРОВ.
Выполнил студент 4 курса
8210233 группы Кутев Т.С.

2. Цели и задачи ВКР

ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ВКР
Цель работы – спроектировать технологический процесс сборки и
сварки швеллера.
*Дать характеристику заданной конструкции.
*Обосновать выбор материала для её изготовления, и дать его анализ.
*Выбрать способ и рассчитать режим сварки.
*Составить технологическую карту на сборочно-сварочные работы.

3. Актуальность

АКТУАЛЬНОСТЬ
Швеллер является часто применяемым металлическим
изделием, благодаря его прочности и несущей надёжности.
Методы обработки данного изделия (конструкции) очень
востребованы в областях его использования, таких как
строительство, машиностроение, и т.д.

4. характеристика заданной сварной конструкции.

ХАРАКТЕРИСТИКА ЗАДАННОЙ СВАРНОЙ
КОНСТРУКЦИИ.
Швеллер— стандартный профиль конструктивных элементов, имеющий Побразное сечение, и вид металлопроката. Используют в качестве опорной
конструкции в строительстве и машиностроении. Выпускают также нержавеющие
швеллеры, которые устойчивы к коррозии, поэтому — более долговечны по
сравнению с горячекатаными швеллерами при соизмеримой жёсткости и
прочности получаемых конструкций.

5. обоснование выбора материала сварной конструкции

ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА МАТЕРИАЛА СВАРНОЙ
КОНСТРУКЦИИ
Для сварки швеллера выбираем сталь (18Н9Т) низколегированная
сталь
Марка стали
Массовая доля основных элементов (%)
18Н9Т
С
Cu
Si
Cr
Ni
0.17-0.23
До 0.3
0.17-0.37
0.7-1
До 0.3

6. Выбор и обоснование методов сварки

ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДОВ СВАРКИ
Сварка с использованием покрытого металлического электрода,
также известная как ручная дуговая сварка,
является одним из методов соединения металлических деталей.
В контексте данной задачи я полагаю, что иногда может потребоваться
изготовить швеллер нестандартной конфигурации и размеров.
Инверторная сварка, которая широко используется профессионалами,
обладает достаточной прочностью и позволяет создавать угловые
сплошные сварные швы, которые являются наиболее подходящим
вариантом для данной конструкции.

7. выбор сварочных материалов

ВЫБОР СВАРОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Поскольку мы рассматриваем строительную отрасль, я считаю,
что использование легкодоступных, и общеосвоенных
электродов “АНО-”21”, “УОНИ-13/85”, и прочих армотурносварных электродов будет достаточно для обеспечения
достаточного качества углового шва в исполнении даже
малоквалифицированного сварщика.
Характеристика сварочных электродов УОНИ 13/85
СпецЭлектрод
Покрытие электродов – основное. Коэффициент
наплавки – 10,0 г/А·ч. Производительность наплавки
(для диаметра 4,0 мм) – 1,6 кг/ч. Расход электродов
УОНИ-13/85 на 1 кг наплавленного металла – 1,6 кг.
Электроды марки АНО-21 характеризуются высокими
сварочно-технологическими
свойствами.
К
положительным характеристикам можно отнести легкое
возбуждение, стабильное и мягкое горение дуги.
Незначительное разбрызгивание. Малое количество и
легкое отделение шлаковой корки.

8. Сводная таблица расчёта режима сварки

СВОДНАЯ ТАБЛИЦА РАСЧЁТА РЕЖИМА
Вид разделкиСВАРКИ
Площадь
Общая длина
Масса
Масса
Марка выбранного
кромок, тип шва
поперечного
сечения шва Fн,
см
сварных швов,lш,
см
наплавленного
металла Gн, г
израсходованных
электродов Gэл, г
электрода
0,363
400
1132,56
2038,6
УОНИ 13/85
Диаметр
электрода,dэл, мм
Сила тока,Iсв, А
Количество
проходов, Nпр
Скорость
сварки,Vсв, м/ч
Предварительный
подогрев,С
Постоянный,
обратной
полярности
4
176
1
5,9
Не нужен
сопутствующий
подогрев,С
Термическая
обработка после
сварки
Способ
термической
обработки
Основное время
сварки,tо, ч
Общее время
сварочных работ,
Т, ч
Марка источника
питания
сварочной дуги
нет
нет
0,68
2,1
ВД-201У3
У5
Род, полярность
тока
Не нужен
Расход
Э/э,W,кВт/ч
7,62

9. Технологическая карта на изготовление металлической конструкции

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА НА ИЗГОТОВЛЕНИЕ
МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ КОНСТРУКЦИИ
Номер
опера
ции
п./п.
Наименование операции и краткое
содержание.
Оборудование
Приспособления, инструмент,
средства по технике
безопасности
1
Осуществляем подготовку
оборудование
Шлифмашинка (УШМ-1300),
Тельфер (ЗЭТ-250),ВД-201УЗ
Электроды УОНИ 13/85
диаметром 4мм, слесарные
сварочные инструменты,
зачистной диск, спецодежда,
магнит для сварки.
2
Производим очистку и подготовку
листов к сварочным работам
Шлифмашинка (УШМ-1300) , ЗЭТ250
Скребок, щетка, зачистной диск
по металлу, спецодежда
3
Сборка швеллера осуществляется
при помощи прихваток с длинной не
менее 30мм, расстояние между
прихватками - не более 500 мм
ВД-201У3, Тельфер (ЗЭТ-250)
Слесарный инструмент
сварщика спецодежда
электроды УОНИ
13/85диаметром 4мм
магнит для сварки
Номер
опера
ции
п./п.
Наименование операции и краткое
содержание.
Оборудование
Приспособления, инструмент,
средства по технике
безопасности

10. Технологическая карта на изготовление металлической конструкции

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА НА ИЗГОТОВЛЕНИЕ
МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ КОНСТРУКЦИИ
Тип шва - Угловой шов (у5)
Разделка кромок не требуется
толщина стали- 7мм
Сталь - Ст-2
Электроды - УОНИ 13/85

11. Выбор метода ОТК сварных швов

ВЫБОР МЕТОДА ОТК СВАРНЫХ ШВОВ
Методы контроля сварных соединений подразделяются на
разрушающий и неразрушающий.
рассмотрим наиболее популярные методы ОТК сварных
соединений:
*Визуальный контроль
*Капиллярный контроль
*Ультразвуковая дефектоскопия
*Рентгеновая дефектовка

12. ВИК

Наиболее доступный способ определить качество сварных соединений. Для
внешнего осмотра не нужны никакие дополнительные приборы или материалы.
Достаточно иметь хорошее зрение и обладать внимательностью к деталям. Сварное
соединение необходимо рассматривать как можно тщательнее. Говорить о хорошем
качестве можно только тогда, если нет видимых дефектов, сколов, трещин.

13. Капиллярный контроль

КАПИЛЛЯРНЫЙ КОНТРОЛЬ
Проверенный временем способ дает возможность проверить сварной шов на
прочность. Суть его сводится к тому, что для проверки применяются специальные
жидкости с высокой текучестью. Они проникают в самые тонкие пустоты, которые
принято называть капиллярами.

14. Ультразвуковая дефектоскопия

УЛЬТРАЗВУКОВАЯ ДЕФЕКТОСКОПИЯ
Для контроля над качеством сварного шва используются также уникальные свойства
ультразвука. Звуковые волны по-разному отражаются от монолитной и
деформированной поверхности. Сколы и трещины имеют свои акустические
особенности, которые фиксируются специальной аппаратурой.

15. Рентгеновая дефектовка

РЕНТГЕНОВАЯ ДЕФЕКТОВКА
Радиационный контроль сварных швов является миниатюрной версией всем
знакомого медицинского рентгена. Гамма-лучи прошивают металл и оставляют свой
след на специальной пленке.

16. ТБ сварного газо-сварочного участка

ТБ СВАРНОГО ГАЗО-СВАРОЧНОГО УЧАСТКА
Взрывобезопасность
Опасными в плане склонности к взрывам являются кислородные и пропановые/ацетиленовые баллоны,
применяемые при газовой резке и сварке. Пропан и ацетилен — горючие газы, способные
воспламениться. Кислород, хоть и не горит, зато находится под большим давлением (до 150 атм) и
может взорваться при определенных обстоятельствах.
Чтобы этого не случилось, запрещается:
*прикасаться к кислородному баллону масляными тряпками, грязными перчатками, рукавицами;
размещать баллоны (кислородный и пропановый) на расстоянии друг от друга менее 5 м;
*транспортировать кислородный баллон без защитного колпака (препятствует отбиванию вентиля во время
падения);
*оставлять баллоны открытыми после окончания сварочных работ.
Пожаробезопасность
Сварка и резка металла происходит при повышенных температурах 3000-5000 градусов.
Параллельно отлетают горящие окалины, капли жидкого металла. Все это способно воспламенить
окружающие горючие предметы. Правила ТБ требует, чтобы на рабочем месте сварщика не было
рядом:
*емкостей с топливом;
*банок с краской;
*растворителей;
*деревянных, текстильных, пластиковых предметов (кроме СИЗ).

17. ТБ электро-сварного участка

ТБ ЭЛЕКТРО-СВАРНОГО УЧАСТКА
Электробезопасность
Инверторы, полуавтоматы, трансформаторы и выпрямители представляют повышенную опасность в плане поражения электрическим током. Хотя в них напряжение V
(а убивает именно оно) понижается, а сила тока (A) увеличивается, пробой обмотки способен нарушить безопасную схему. Поэтому следите за заземлением аппарата.
Оно может быть штатным (в вилке есть дополнительный штифт, а в розетке ответный канал с отдельным проводом) или самодельным.
Среди других требования ТБ по электробезопасности:
*Проверяйте целостность кабелей держателя, массы, горелки.
*Отключайте сварочный аппарат, когда уходите на перерыв.
*Не работайте под дождем.
*Используйте электрододержатель с закрытым зажимом, чтобы он не замыкал при случайном прикосновении к изделию.
Если предстоит варить, стоя на или внутри крупного металлического изделия, задействуйте резиновый коврик. Он создаст диэлектрическую прослойку между вами,
держащими в руках плюсовой кабель, и конструкцией, к которой подсоединен минус.
Подключение аппарата выполняйте через распределительный щит, оборудованный предохранителями. Если произойдет скачек или короткое замыкание,
предохранитель разорвет цепь. Оголенные скрутки кабелей не допускаются — используйте муфты и защитные насадки. Следите, чтобы провода не перекручивались.
Если заметили оголенный проводник (в рабочем или питающем кабеле), выключите аппарат, отсоедините от сети и изолируйте проблемный участок.

18. Средства индивидуальной защиты

СРЕДСТВА ИНДИВИДУАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ
*сварочные руковицы (краги)
*Сварочная форма из не горящей,
плотной ткани
*сварочная маска, очки, защитный
подшлемник
*Ботинки на толстой прорезиненой
подошве с железным носом

19. Определение типа производства количества изделий 950шт

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТИПА ПРОИЗВОДСТВА
КОЛИЧЕСТВА ИЗДЕЛИЙ 950ШТ
Типы производств:
*Единичное
*Серийное
*Массовое
В виду количества изделий выбираем молосерийное
производство, что обусловлено партией более 20шт,
отличающего нас от единичного производства, и опытной
партии отгрузки.

20. Планировка размещения оборудования на участке

ПЛАНИРОВКА РАЗМЕЩЕНИЯ ОБОРУДОВАНИЯ
НА УЧАСТКЕ
Планировка размещения оборудования выполняется в такой последовательности:
- нанесение магистральных проездов;
- размещение основного оборудования;
- размещение вспомогательного оборудования.
Разрывы между станками и рабочими местами, между ними и ближайшими частями здания (колоннами и стенами), а также
ширину рабочих проходов и проездов устанавливают в соответствии с нормами технологического проектирования, а также
условиями, обеспечивающими удобства для выполнения работ.
План цеха (участка), определяющий пространственные расположения в нем технологического процесса
производства, называют технологическим.
Разработка технологического плана включает выбор наиболее рациональной для проектируемого производства
схемы компоновки цеха, определение его геометрических размеров и последующую детализацию его содержания.

21. План сварного участка

ПЛАН СВАРНОГО УЧАСТКА

22. Заключение

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В заключении стоит сказать, что современные швеллера – это необычайно прочный, надёжный, долговечный и
универсальный материал, показывающий прекрасные результаты независимо от сферы своего использования и условий
эксплуатации. Благодаря своей высокой осевой прочности на изгиб, относительно невысокой массе и металлоемкости,
швеллер горячекатаный и швеллер гнутый находят широкое применение практически во всех отраслях экономики.
В процессе выполнения курсовой работы решены следующие задачи
● Обоснован выбор сварочного материала для сварки стали 18Н9Т дан его анализ
● Выбран способ и рассчитан режим сварки
●В экономический части проекта выполнены расчеты материальных затрат, заработной платы, производственных рабочих в
количестве 5шт., расчет полной себе стоимости изделия 3506руб., трудоемкость работы 3500 чел/час и срок окупаемости
данного производства 2,5 года.
● Составлена технологическая карта на сборочно-сварочные работы
Проектирование технологического процесса сборки и сварки швеллера является неотъемлемой задачей при производстве
современных высокотехнологичных изделий их металла