Реферат: Технология изготовления секции настила рефрижераторного судна

--PAGE_BREAK--3.3 Вырезка люка
Для вырезки люка применяем термическую резку. При этом возможно применение:

а) кислородной резки;

б) воздушно-дуговой резки.

Производительность воздушно-дуговой резки значительно выше кислородной, но при этом плохое качество реза и отрезанные кромки придется подвергать дополнительной механической обработке. Точность соблюдения размеров при кислородной резке значительно выше. Выбираем кислородную резку. [9]
3.4 Вид сварки
При выборе вида сварки рассмотрим два варианта:

а) сварка под слоем флюса;

б) сварка в смеси газов 95% С02+ 5% 02.

Анализируя предлагаемые варианты, принимаю сварку в смеси газов, так как одним из важнейших преимуществ, по сравнению со сваркой под слоем флюса, является возможность стабильно зажигать дугу, а в нашей конструкции необходимо сваривать прерывистыми швами, в этом случае сваривать под флюсом невозможно. Это преимущество является важнейшим при выборе вида сварки. Но существуют и другие преимущества сварки в смеси газов. Это отсутствие операций по удержанию и удалению флюса, эти операции трудоемки, а, следовательно, и производительность при сварке в смеси газов будет выше, чем при сварке под флюсом. При сварке в смеси газов возможно контролировать свариваемое соединение при сварке. В связи с выделенными преимуществами применяем сварку в смеси газов. [10, 11]
3.5 Защитная среда
В качестве защитных газов при сварке плавлением применяют различные газы и их смеси. Для сварки углеродистой стали можно применить:
1 СО2 + 5% О2

2 Ar+ 20% СО2[10]
Преимуществом защитной среды Ar+ 20% СО2 над защитной средой СО2 и СО2 + 5% О2 существенно, но при этом ее стоимость значительно выше и применять защитную среду Ar+ 20% СО2 нецелесообразно. Наиболее широкое применение находит в последние годы смесь СО2 + 5% О2, она оказывает более интенсивное окисляющее действие на жидкий металл, чем чистый углекислый газ. Благодаря этому повышается жидкотекучесть металла, что приводит к стабильности струйного процесса и улучшает формирование шва, а также снижает привариваемость капель металла к поверхности изделия. При добавлении к углекислому газу кислорода уменьшается вероятность образования пор, кроме того, кислород дешевле углекислого газа, что делает смесь экономически выгодной. Выбираем защитную среду СО2 + 5% О2. [10]


3.6 Сварочная проволока
Для сварки конструкционных сталей в окислительных защитных газах обычно применяют легированные кремнием и марганцем сварочные проволоки: Св-08Г2; Св-08ГС; Св-08Г2С. Все они отличаются количеством легирующих компонентов. Наиболее большое количество марганца содержится в проволоке Св-08Г2С, наиболее большое содержание кремния содержит проволока Св-08ГС и Св-08Г2С. Повышенное содержание марганца и кремния в металле сварочной ванны препятствует переходу серы из шлака в металл и устраняет вредное влияние серы в сварном соединении. Реакция окисления углерода проходит в металле сварочной ванны более интенсивно при варке проволоками, содержащими значительные количества марганца и кремния. Окисление углерода ведет к уменьшению его концентрации в металле шва, что повышает стойкость шва против образования кристаллизационных трещин. Выбираем проволоку Св-08Г2С, так как она содержит больше марганца по сравнению с проволокой Св-08ГС и больше кремния по сравнению с проволокой Св-08Г2. При сварке проволокой Св-08Г2С в металле шва будет меньшее содержание серы, и стойкость шва будет выше против образования кристаллизационных трещин. [10, 3]
3.7 Последовательность сборочно-сварочных операций
Последовательность выполнения сборочно-сварочных операций может быть различна:

1. Сварка после всей сборки;

2. Сборка и сварка поочередно;

3. Сборка и сварка узлов, а затем их общая сборка и сварка.

Выбираем сварку поочередно, так как изделие имеет конструктивные особенности. При такой последовательности сборки сварки не возникнет затруднений для наложения сварных швов.
3.8 Выбор оборудования
Для правки листов можно применить листоправильную многовалковую машину. Сравним две модели многовалковых машин. [13]

ПараметрыМодель III

1. Толщина листа, мм4-64-10

2. Ширина листа, мм2500

3. Скорость правки, м/мин12 10

4. Число правильных валков, шт 5 7

5. Мощность электродвигателя, кВт70 80

6. Габаритные размеры, мм

Ширина36302330

Длина77809850

Высота35303385

7. Масса, кг53,561

По техническим данным оборудование примерно одинаковое, но модель Iимеет меньшие габариты, большую скорость правки, но при этом меньше толщина исправляемого листа. Для нашей конструкции не нужны большие толщины, поэтому мы выбираем модель I.

Для резки листов применяем гильотинные ножницы. Из номенклатурного справочника «Кузнечно-прессовое оборудование», можно применить только одну модель ножниц Н407, так как наибольшая ширина разрезаемого листа 5000 мм. В нашей конструкции ширина реза составляет 3500 мм. Остальные предложенные там ножницы имеют недостаточную ширину реза, следовательно, они не подходят.

Для сборки можно применить электромагнитный стенд или механический стенд. Применяем электромагнитный стенд. Достоинством является то, что собранное на нем изделие полностью открыто сверху и легко доступно для любого автосварочного аппарата.[8] При выборе электромагнитного стенда, можно сравнить стенды Р-624 и Р-754.

Технические характеристики Р-624Р-754

1. Толщина свариваемых листов, мм 3-8 3-8

2. Количество листов в полотнище, штдо 6 до 8

3. Размер стенда, мм

Длина 9960 12460

Ширина4260 6860

Высота 690 720

4. Масса стенда, кг1430018500

Сравнивая по техническим характеристикам, стенд Р-624 имеет меньшие габариты и на него можно укладывать меньшее число свариваемых листов (до 6) по сравнению со стендом Р-754. Для нашей конструкции наиболее подходит электромагнитный стенд Р-624. [8] Для вырезки люка можно применить ручную машину для кислородной резки или портальную машину. Целесообразно применить ручную машину, чем портальную, так как вырезать отверстие нужно не часто, поэтому применение портальной машины экономически не выгодно. [9] Для сварки применяем портальную тележку со сварочной головкой, так как это позволит сваривать продольные и поперечные швы, не переналаживая, в отличии от других видов тележек.
3.9 Выбор метода контроля
Данная конструкция, предложенная для проекта, является частью корпуса судна, применяем капиллярние методы контроля. Задачей капиллярной дефектоскопии заключается в обнаружении поверхностных дефектов. Могут быть использованы следующие методы контроля:

1. Люминисцентный;

2. Цветной;

3. Лиминисцентно-цветной.

Выбираем цветной метод контроля, так как метод выявления дефектов более удобен, не надо использовать ультрафиолетовое излучение и производительность при этом методе контроля выше. [12]




4 Разработка техпроцесса заготовительных операций
После подбора металла по размерам и маркам стали необходимо выполнить следующие операции:

1. Правка листового и сортового проката;

2. Резка листового и сортового проката;

3. Вырезка люка.
4.1 Правка листового и сортового проката
Листовой прокат требует правки в том случае, если его поставляют в неправильном виде, а также, если деформации возникли при транспортировании. Правку листов осуществляем на листоправильной многовалковой машине (модель ИВК10х2500) с числом правильных валков-9. Правка осуществляется в холодном состоянии. Устранение волнистости достигается многократным изгибом листа при пропускании его между верхним и нижним рядами валков, расположенных в шахматном порядке. Приводим схему расположения валков (см. рис.3)[1]
<img width=«285» height=«71» src=«ref-1_1888433524-2853.coolpic» v:shapes="_x0000_i1033">

Рис. 3 Схема правки листов на листоправильных вальцах.
Правку сортового проката проводим на роликовых машинах (рис. 4), работающих по той же схеме, что и листоправильные.
<img width=«139» height=«55» src=«ref-1_1888436377-1771.coolpic» v:shapes="_x0000_i1034">

Рис. 4 Схема правки сортового проката


4.2 Резка листового и сортового проката
Резку производим на гильотинных ножницах. Разрезаемый лист заводится между нижним и верхним ножами до упора и зажимается прижимом. Верхний нож, нажимая на лист, производит скалывание. Резка по следующим схемам раскроя см. рис. 5
<img width=«194» height=«111» src=«ref-1_1888438148-3881.coolpic» v:shapes="_x0000_i1035">

Рис. 5 Схема резки на гильотинных ножницах 1-нижний нож; 2-разрезаемый лист; 3- прижим; 4- верхний нож; 5 –упор.
Для резки сортового проката применяем ножницы сортовые открытые (модель Н1226А). Резать на длину 3350,1325 и 975 мм.

Для вырезки люка используется ручная машина для кислородной резки (модель ТО1). Режут заготовки по следующим схемам раскроя (см. рис. 6, 7).
<img width=«210» height=«160» src=«ref-1_1888442029-4625.coolpic» v:shapes="_x0000_i1036">

а) заготовка для листа поз. 1


<img width=«227» height=«159» src=«ref-1_1888446654-5238.coolpic» v:shapes="_x0000_i1037">

б) заготовка для листа поз. 2

Рис. 6. Схема раскроя листового проката:
<img width=«248» height=«183» src=«ref-1_1888451892-5584.coolpic» v:shapes="_x0000_i1038">

а) лист поз. 1
<img width=«226» height=«171» src=«ref-1_1888457476-4864.coolpic» v:shapes="_x0000_i1039">

б) лист поз. 2

Рис. 7 Схема раскроя заготовок:
4.3 Описание оборудования для заготовительных операций
Для правки листов применяем листоправильную многовалковую машину модель ИВК 10х2500 [13]

Основные технические характеристики:

1.Размеры выправляемого листа

толщина, мм4-10

ширина, мм2500

2. Скорость правки, м/мин12

3. Число правильных валков, шт.7

4. Шаг правильных валков, мм200

5. Диаметр правильных валков, мм180

6. Число рядов опорных роликов2

7. Мощность электродвигателя, кВт70

8. Габаритные размеры, мм

ширина3630

длина7780

высота3530

9. Вес машины, кг53500

Для резки листов применяем ножницы кривошипные листовые с наклонным ножом Н407.

Техническая характеристика.

1. Наибольшая толщина разрезаемого листа, мм 12,5

2. Наибольшая ширина листа, мм 5000

3. Расстояние от кромки неподвижного ножа до станины, мм 500

4. Число ходов ножа в минуту 25

5. Угол наклона подвижного ножа 1º50'

6. Мощность электродвигателя, кВт 20,6

7. Габаритные размеры, мм

длина 4350

ширина 6450

высота 2670

8. Вес, кг[14] 35000

Для резки уголка используем ножницы сортовые открытые Н1226А [14]

Технические характеристики

1. Наибольшее допускаемое усилие на ножницах, кН400

2. Наибольшие размеры обрабатываемого проката, мм

(при σв=500 МПа) 70х70х8

3. Частота ходов, мин-132

4. Мощность привода, кВт2,5

5. Габаритные размеры, мм

длина 1280

ширина940

высота760

6. Масса, кг0,7

Для вырезки люка из листа используем ручную машину для кислородной резки ТО1 [9]

Технологические параметры

1. Толщина разрезаемого металла, мм 5-70

2. Скорость резки, мм/мин 150-800

3. Горючий газ: ацетилен, пропан, природный газ



5. Разработка техпроцесса
1. Перед сборкой листы укладываются на опорные ролики электромагнитного стенда и выставляются так, чтобы стыки были расположены по осям флюсоподушек. После этого опорные ролики опускаются, включаются электромагниты, а затем поджимаются флюсоподушки. После этого проверяется плотность поджатия листов. [15]

2. Сборка ведется полуавтоматом для дуговой сварки в углекислом газе А1698 с помощью прихваток 20±5/200±10.

3. Собранное изделие сваривается при помощи портала ПТ1, снабженного сварочной головкой А-1408. Сначала свариваются стыковые швы (рис. 8), затем прерывистым швом 50±5/150±10 тавровые швы (рис. 9).
<img width=«289» height=«123» src=«ref-1_1888462340-5895.coolpic» v:shapes="_x0000_i1040">

Рис. 8 Стыковое соединение без скоса кромок

Обозначение шва.
<img width=«260» height=«126» src=«ref-1_1888468235-5633.coolpic» v:shapes="_x0000_i1041">

а) б)

Рис. 9. Тавровое соединение:

а) Подготовка кромок; б) Сварное соединение.

Обозначение шва.


<img width=«160» height=«42» src=«ref-1_1888473868-1587.coolpic» v:shapes="_x0000_i1042">
4. Контролировать тавровые швы визуально, стыковые швы – капиллярной дефектоскопией цветным методом контроля.
5.1 Характеристика и особенности сварки применяемых материалов
В данной конструкции применяется конструкционная низкоуглеродистая сталь обыкновенного качества ВСт3сп.
Таблица 2. Состав низкоуглеродистой стали ВСт3сп по ГОСТ 380-71, %.

Марка стали

С

Mn

Si

P

S

Cr

Ni

Cu

As

не более

ВСт3сп

0,14-0,22

0,4-0,65

0,12-0,3

0,04

0,05

0,3

0,3

0,3

0,08



Сталь ВСт3сп относится к числу хорошо сваривающихся металлов. Для этой стали технологию сварки выбираем из условия обеспечения достижения равнопрочности сварного соединения с основным металлом и отсутствие дефектов в сварном соединении. Для этого механические свойства металла шва, околошовной зоны и сварного соединения в целом должны быть не ниже минимальных механических свойств основного металла. В металле швов не должно быть трещин, непроваров, пор, подрезов и других дефектов. Сварное соединение должно быть стойким против перехода в хрупкое состояние. Для обеспечения необходимых механических свойств металла шва и высокой стойкости против кристаллизационных трещин и пор при сварке применяют сварочные проволоки Св-08ГС или Св-08Г2С, легированные кремнием и марганцем. Серьезное влияние на свойства шва оказывает качество углекислого газа. Повышенное содержание в нем водяных паров и воды способствует образованию пор даже при хорошей защите дуги от воздуха. При применении углекислого газа и сварочной проволоки соответствующего состава поры в швах не образуются. Устойчивое горение дуги достигается при плотности тока свыше 100 А/мм2. [10]

В качестве присадочного материала применяем проволоку Св-08Г2С по ГОСТ 2246-70, она достаточно легирована кремнием и марганцем и по содержанию углерода более подходит к стали ВСт3сп. При сварке стали ВСт3сп этой проволокой поры исключаются.
Таблица 3. Химический состав



Химические элементы

С

Mn

Si

Cr

Ni

Mo

S

P

Св-08Г2С

0,05-0,11

1,8-2,1

0,7-0,95

0,2

0,25

0,2

0,025

0,03



Сварка производится в среде углекислого газа. Углекислый газ по ГОСТ 8050-76, используется сварочная углекислота первого сорта (содержание паров воды в 1 м3 СО2 – 0,178).
5.2 Расчет режимов для сварки в среде углекислого газа
Рассчитываем режимы сварки для стыкового соединения.
<img width=«121» height=«74» src=«ref-1_1888475455-1872.coolpic» v:shapes="_x0000_i1043">

Рис. 10. Сварное соединение


1. Устанавливаем требуемую глубину провара Н = 6 мм, необходимую для проплавления металла. Рис.10

2. Рассчитываем силу сварного тока, обеспечивающую заданную глубину проплавления
<img width=«93» height=«41» src=«ref-1_1888477327-258.coolpic» v:shapes="_x0000_i1044">,
где Н – необходимая глубина провара, мм;

Kh– коэффициент пропорциональности, величина которого зависит от условий проведения сварки.

Коэффициент Kh
выбираем из таблицы в зависимости от диаметра проволоки и защитной среды.

Kh= 1,75.

Тогда <img width=«139» height=«44» src=«ref-1_1888477585-317.coolpic» v:shapes="_x0000_i1045"> (А)

3. Рассчитываем диаметр электродной проволоки.

<img width=«93» height=«49» src=«ref-1_1888477902-295.coolpic» v:shapes="_x0000_i1046">,

где j– допускаемая плотность тока (j= 160 А/мм2).

<img width=«148» height=«45» src=«ref-1_1888478197-405.coolpic» v:shapes="_x0000_i1047"> (мм)

Принимаем диаметр проволоки 1,6 мм.

4. Для определения скорости сварки для стыковых соединений можно воспользоваться следующей формулой
<img width=«61» height=«45» src=«ref-1_1888478602-199.coolpic» v:shapes="_x0000_i1048">,
где А – выбирается в зависимости от диаметра электродной проволоки

А= (5÷8)103 А·м/ч

<img width=«255» height=«44» src=«ref-1_1888478801-537.coolpic» v:shapes="_x0000_i1049">

5. Для принятого диаметра электродной проволоки и силы сварочного тока определяем оптимальное напряжение на дуге
<img width=«173» height=«49» src=«ref-1_1888479338-420.coolpic» v:shapes="_x0000_i1050"> (В)

<img width=«231» height=«47» src=«ref-1_1888479758-498.coolpic» v:shapes="_x0000_i1051"> (В)
6. Определяем погонную энергию

<img width=«391» height=«47» src=«ref-1_1888480256-827.coolpic» v:shapes="_x0000_i1052">

7. Определяем коэффициент формы провара

<img width=«192» height=«47» src=«ref-1_1888481083-453.coolpic» v:shapes="_x0000_i1053">,

где k
’– коэффициент, величина которого зависит от рода тока и полярности.

<img width=«269» height=«67» src=«ref-1_1888481536-913.coolpic» v:shapes="_x0000_i1054">

8. Рассчитываем реальную глубину провара

<img width=«309» height=«52» src=«ref-1_1888482449-777.coolpic» v:shapes="_x0000_i1055">

Рассчитанная глубина провара обеспечивает полное проплавление основного металла.

9. Рассчитываем площадь провара

<img width=«319» height=«47» src=«ref-1_1888483226-629.coolpic» v:shapes="_x0000_i1056">

Рассчитываем режимы сварки для углового соединения.


<img width=«126» height=«85» src=«ref-1_1888483855-2823.coolpic» v:shapes="_x0000_i1057">

Рис. 11. Расчетная схема формы шва
1. По заданному катету шва определяем площадь поперечного сечения шва наплавленного металла. Рис 11
<img width=«173» height=«33» src=«ref-1_1888486678-378.coolpic» v:shapes="_x0000_i1058">
2. Для данной толщины металла применяем электродную проволоку диаметром 1,6 мм (<img width=«77» height=«24» src=«ref-1_1888487056-181.coolpic» v:shapes="_x0000_i1059">).

3. В зависимости от диаметра электродной проволоки определяем плотность тока

<img width=«52» height=«21» src=«ref-1_1888487237-143.coolpic» v:shapes="_x0000_i1060">(А/мм2)

4. Определяем ток сварки
<img width=«273» height=«45» src=«ref-1_1888487380-540.coolpic» v:shapes="_x0000_i1061">
5. Определяем коэффициент наплавки

<img width=«101» height=«25» src=«ref-1_1888487920-219.coolpic» v:shapes="_x0000_i1062">,

где αр – коэффициент расплавленного металла;

ψ – коэффициент потерь, зависящий от плотности тока в электроде.
<img width=«369» height=«49» src=«ref-1_1888488139-757.coolpic» v:shapes="_x0000_i1063">(г/А·ч)

<img width=«334» height=«54» src=«ref-1_1888488896-1066.coolpic» v:shapes="_x0000_i1064">


6. Зная коэффициент наплавки определяем скорость сварки
<img width=«117» height=«47» src=«ref-1_1888489962-331.coolpic» v:shapes="_x0000_i1065">,

где j= 7,8 г/см3

<img width=«244» height=«44» src=«ref-1_1888490293-551.coolpic» v:shapes="_x0000_i1066">
7. Для принятого диаметра электродной проволоки и силы сварочного тока определяем оптимальное напряжение на дуге
<img width=«173» height=«49» src=«ref-1_1888479338-420.coolpic» v:shapes="_x0000_i1067"> (В)

<img width=«231» height=«47» src=«ref-1_1888491264-493.coolpic» v:shapes="_x0000_i1068"> (В)
8. Определяем коэффициент формы провара

<img width=«192» height=«47» src=«ref-1_1888481083-453.coolpic» v:shapes="_x0000_i1069">,

где k
’– коэффициент, величина которого зависит от рода тока и полярности.

<img width=«269» height=«67» src=«ref-1_1888492210-908.coolpic» v:shapes="_x0000_i1070">

9. Определяем погонную энергию

<img width=«385» height=«47» src=«ref-1_1888493118-820.coolpic» v:shapes="_x0000_i1071">

10. Определяем глубину провара
<img width=«291» height=«52» src=«ref-1_1888493938-730.coolpic» v:shapes="_x0000_i1072">


11. Определяем площадь провара
<img width=«303» height=«47» src=«ref-1_1888494668-600.coolpic» v:shapes="_x0000_i1073">
Из проведенных выше расчетов видно, что режимы сварки стыковых и угловых швов отличаются друг от друга незначительно, поэтому для удобства выполнения операций мы принимаем следующие режимы сварки:

<img width=«79» height=«24» src=«ref-1_1888495268-184.coolpic» v:shapes="_x0000_i1074"> <img width=«88» height=«24» src=«ref-1_1888495452-196.coolpic» v:shapes="_x0000_i1075"> <img width=«71» height=«24» src=«ref-1_1888495648-174.coolpic» v:shapes="_x0000_i1076"> <img width=«95» height=«24» src=«ref-1_1888495822-204.coolpic» v:shapes="_x0000_i1077">.
    продолжение
--PAGE_BREAK--