29
29
К вспомогательным материалам относится все
материалы, с помощью которых будет производится сборка и ремонт изделия. Это
такие материалы как покрытые электроды для ручной дуговой сварки (РДС),
угольные электроды для воздушно дуговой резки (РВД), шлифовочные круги,
кислород и пропан.
Покрытые электроды. Для ручной дуговой сварки
сталей широко применяют плавящиеся металлические электроды в виде стержней
длиной до 450 мм из сварочной проволоки с нанесенным на них слоем покрытия,
обеспечивающим устойчивое горение дуги, защиту от вредного воздействия воздуха
и металлургическую обработку сварочной ванны.
Электроды для ручной дуговой сварки
классифицируются по назначению (для сварки стали, чугуна, алюминия и т. п.), по
виду покрытия, по физико-химическим и механическим свойствам металла шва.
Покрытые металлические электроды для сварки и
наплавки сталей по ГОСТ 9466 - 75 систематизируются следующим образом:
по назначению:
для сварки углеродистых и низколегированных
конструкционных сталей с временным сопротивлением разрыву до 600 МПа (60 кгс/мм2)
- У (условное обозначение);
для сварки легированных конструкционных сталей с
временным сопротивлением разрыву свыше 600 МПа (60 кгс/мм2) - Л;
для сварки легированных теплоустойчивых сталей -
Т;
для сварки высоколегированных сталей с особыми
свойствами - В;
для наплавки поверхностных слоев с особыми
свойствами - Н.
по толщине покрытия:
тонкое - М;
среднее - С;
толстое - Д;
особотолстое - Г;
по качеству изготовления, состоянию поверхности
покрытия, сполшности металла шва, содержанию серы и фосфора на группы: 1, 2 и
3;
по видам покрытия:
кислое - А;
основное - Б;
целлюлозное - Ц;
рутиловое - Р;
прочее - П;
по допустимым пространственным положениям сварки
или наплавки:
для всех положений - 1;
для всех положений, кроме вертикального сверху
вниз - 2;
для нижнего, горизонтального на вертикальной
плоскости и вертикального снизу вверх - 3;
для нижнего и нижнего «в лодочку» - 4;
Тип электродов регламентирован ГОСТ 9467 - 75,
ГОСТ 10051 - 75 и ГОСТ 10052 - 75.
При изготовлении и монтаже задней балки
автосамосвала мы возьмем покрытые электроды марки УОНИИ - 13/55-4 и УОНИИ -
13/55-5.
Э50А-УОНИИ-13/55-4,0-УД-2
Е-432 (5) - Б 10
Э - электрод
50 - временное сопротивление σв
= 50 кг·с/мм
Э50А - тип электрода
УОНИИ - 13/55 - марка электрода по ГОСТу
4 - dэ = 4 мм
У - для сварки углеродистых сталей
Д - толстое покрытие по обычной пластичности
432(5) - условное табличное обозначение
химического состава электродного (наплавленного) металла
Б - основное покрытие
1 - положение сварки (для сварки в любом
пространственном положении)
0 -I(-) постоянный ток обратной полярности
Механические свойства металлов шва, предельное
содержание в наплавленном металле серы и фосфора, характеристика электродов
общего назначения для сварки сталей, электроды для сварки углеродистых и
низколегированных конструкционных сталей и характеристика расплавления
представлены в таблицах 5, 6, 7, 8, 9 [3]
Таблица 5 - Механические свойства металлов шва
при дуговой сварке металлическими электродами (ГОСТ 9467 - 57) для
конструкционных сталей
Тип
электрода
|
Металл
шва и наплавленный
|
Угол
загиба для металла соединения, сваренного электродами диаметрами не менее 3
мм, град С
|
|
Относительное
удлинение 5,%
|
Ударная
вязкость, кгс · м/см2
|
|
Э50А
|
20
|
13
|
150
|
Э55
|
20
|
12
|
150
|
Таблица 6 - Предельное содержание в наплавленном
металле серы и фосфора, %
Тип
электрода
|
Сера
|
Фосфор
|
|
Группа
электродов по ГОСТ 9466 - 75
|
|
1
|
2
|
3
|
1
|
2
|
3
|
Э50А
|
0,035
|
0,025
|
0,04
|
0,035
|
0,03
|
Э55
|
0,035
|
0,03
|
0,025
|
0,04
|
0,035
|
0,03
|
Таблица 7 - Характеристика электродов общего
назначения для сварки сталей
Тип
электрода
|
Марка
электрода
|
Марка
сварочной проволоки по ГОСТ 2246 - 70
|
Ток
и полярность
|
Положение
сварки
|
Коэффициент
наплавки, г/(А·ч)
|
Режим
прокалки
|
|
|
|
|
|
|
температура,
град ºС
|
время,
мин
|
Углеродистые
и низколегированные стали (тип электрода по ГОСТ 9467 - 75)
|
Э50А
|
УОНИ
- 13/55
|
Св
- 08, Св-08А
|
Постоянный
на электроде (+)
|
Все
положения
|
9
|
350
|
60
|
Таблица 8 - Электроды для сварки углеродистых и
низколегированных конструкционных сталей
Марка
Электрода
|
Диаметр,
мм
|
Сварочный
ток, А
|
Производительность,
г/(А·ч)
|
Режим
прокалки
|
Расход
на 1 кг наплавленного металла, кг
|
УОНИ-13/55
|
2
2,5 3 4 5
|
40
-70 50 - 80 60 - 100 110 - 160 140 - 270
|
9
|
350º С, 1 ч
|
1,7
|
Таблица 9 - Характеристика расплавления
Режим
сварки
|
Производительность
г/мин (при токе, А)
|
Выход
наплавленного металла, в %
|
Диаметр,
мм
|
Ток,
A
|
|
|
3,0
|
70-100
|
12,0
(85)
|
93
|
4,0
|
130-150
|
21,0
(140)
|
|
5,0
|
160-200
|
27,0
(180)
|
|
3.2 Технология
изготовления и замены задней балки
В курсовой работе поставлена задача, разработать
технологический процесс на ремонт и восстановления кузова карьерного
автосамосвала "Haulpak".
После осмотра кузова дефектологами были выявлены серьезные повреждения
различных узлов кузова, такие как: сильный износ футеровки кузова, деформация,
трещины на бортах, козырьке и задней балки.
В этом дипломном проекте рассмотрим процесс
изготовления и замены задней балки.
На участок УРОООФ и ТО АТА (Участок ремонта
обогатительного оборудования обогатительной фабрики ГМУ) поступил кузов, с выше
перечисленными повреждениями. Были проведены работы по выявлению дефектов и
разрушений, на РМЗ в отделе ОГК были созданы чертежи для ремонта и изготовления
изношенных узлов кузова. Затем чертежи были переданы в ОГС, где разработали
технологический процесс по изготовлению и замене задней балки.
Технологический процесс изготовления задней
балки кузова карьерного автосамосвала "Haulpak"
приведен на рисунке 4.
Рисунок 4 - Задняя балка кузова самосвала "Haulpak"
. На сборочную плиту подать краном лист
металла из стали марки 15ХСНД толщинами 8мм. 16мм. и 25мм.
. Производим разметку для изготовления
деталей, согласно сборочному чертежу: правый и левый кронштейны (позиция 2,3) -
лист 8мм масса 132кг; правой и левой торцевых пластин (позиция 4,5) - лист 16мм
масса 64кг; перегородок (позиция 6) - две штуки лист 8мм масса 9,5кг и перегородки
(позиция 7) - две штуки лист 8мм масса 7,2кг; крышка задней балки (позиция8) -
две штуки лист 8мм масса 5,6кг; стойка средняя (позиция 9) одна лист 25мм масса
45кг.
. Лист с разметкой для средней стойки
(позиция 9) из листа 25мм. Укрепляем с помощью захватов на стропы крана и
транспортируем на стол фотокопира, где по шаблону вырезаем нужную деталь, затем
тщательно шлифуется до металлического блеска.
. После вырезки, заготовки кронштейна
(позиция 2,3) отправляем на листогибочный станок, где по линии разметки гнем
под углом 90°. Заготовленные детали подаем на сборочную плиту, где производим
сборку задней балки: выставляем на сборочной плите правый кронштейн (позиция 2)
к нему прихватываем торцевую пластину (позиция 4) длина прихваток 50мм шаг
200мм. От края правого кронштейна на расстоянии 674±10 устанавливается
перегородка (позиция 1) с прихватками 20 шаг 100. Затем на торец правого
кронштейна прихватываем крышку (позиция 8) задней балки в соответствии с
чертежом прихватки 20 шаг 100. Все прихватки делают с хорошим проваром чтобы
они соответствовали качеству сворного шва. После сборки правого кронштейна
сбиваем шлак со всех прихваток и зачищаем их с помощью металлических щеток до
металлического блеска. После чего провариваем все стыки: стык кронштейна с
торцевой пластиной односторонним тавровым швом (Т1) катетом 8мм., шов начинаем
накладывать обратноступенчатым способом от центра к краям чтобы снизить
напряжение металла,; перегородки провариваем двухсторонним тавровым швом (Т3) с
катетам 5мм по незамкнутому контуру; крышку задней балки провариваем угловым
швом (У4) по незамкнутому контуру. Левый кронштейн собирается в той же
последовательности.
. Со склада берем подъемную раму (позиция
1) две штуки, и транспортируем краном на сборочную плиту.
. Стыкуем подъемную раму со средней
стойкой (позиция 9) так, чтобы края средней стойки выпирали по краям на
20±1мм., прихватки делаем по 20мм. шагом 100мм., вторую раму стыкуем тем же
методом ко второй стороне средней стойки. Сварку начинаем с боковых швов, чтобы
раму не выгнуло вверх. Для этого кантуем с помощью крана на бок подъемную раму,
чтобы швы можно было варить в нижнем положении, накладывание шва начнем от
нижней части к верхней, это уменьшит вероятность отрыва прихваток и отклонение
пластины. Провариваем стык тавровым односторонним швом Т-1 катетам 8мм. После
наложения швов раму краном кантуют на другой бок и проваривают стыки таким же
способом. Когда сварка боковых швов закончена подъемную раму ставят краном дном
к верху для сварки оставшихся стыков. Верхние стыки провариваем угловым швом
У-6 сплошным швом.
. К подъемной раме краном подают правый и
левый кронштейн. Выставляем в соответствии с чертежом, затем делаем прихватки
по контуру по 20мм шагом 100мм. После того, как все надежно прихвачено, заднюю
балку кантуем на бок и начинаем варить стык нижней части балки к верхней с
заходом на верхний стык на 20мм., затем кантуем краном балку один раз верхним
стыком к верху, начинаем шов от бокового шва захватывая на 20-15мм. Шов
применяем тавровый Т-6 катетом 8мм., сплошной. После окончания сварки краном
кантуем заднюю балку на второй бок, и провариваем стык тавровым швом катетом
15мм сплошным многослойным швом.
. После окончания сварочных работ
необходимо отбить шлак и зачистить швы до металлического блеска при помощи
шлифовальной машинки и насадке в виде металлической щетки.
. Проводим дефектоскопию измерением
геометрии шва и внешнем осмотром на отсутствие дефектов таких как подрезы,
непровары, поры и т.д. все выявленные дефекты должны быть устранены.
. После осмотра дефектоскопистами и
утверждения что изделие соответствует требованиям чертежа, подходит под
стандарты и пригодно к использованию, к задней балке приваривают
технологические петли для строповки, петли должны приварены усильным швом так
как они долы выдерживать большой вес. После чего ее краном погружают на
грузовой автомобиль и перевозят на участок УРОООФ АТА. С кузова автосамосвала
срезаем с помощью РВД (резка воздушно дуговая) дефектную заднюю балку. Рез
делаем строго по сварным швам таким образом, чтобы не подрезать основной металл
платформы, угольный электрод направляем в сторону реза не более чем на 45°
чтобы струя воздуха свободно выдувала расплавленный металл.
. Зачищаем места реза от
науглероживающего слоя и остатков шва с помощью шлифовальной машинки.
. Зацепляем краном за технологические
петли заднюю балку и выставляем на грузовой платформе в соответствии с
чертежом. Делаем прихватки по всему контору длиной 100мм. шагом 500мм. После
чего отбиваем шлак и зачищаем стыки от загрязнений и ржавчины. Срезаем
технологические петли при помощи РВД и зачищаем места реза шлифовочной
машинкой.
. Привариваем подъемную раму (позиция 1)
обратноступенчатым тавровым швом Т-1 катетом 14мм, от центра к краям по двум
сторонам задней балки одновременно четыре сварщика. С одной стороны к подъемной
раме прилегают две поперечины, которые привариваем тавровым швом Т-6, с боков
накладываем вертикальные швы с переходом на нижнее положение по обеим сторонам
поперечин на 20мм., после чего соединяем эти швы сплошным швом. Привариваем
кронштейны тавровым Т-1 сплошным многослойным швом катетом 14мм. Торцевую
пластину привариваем тавровым швом Т-1 катетом 8мм. непрерывным швом от
подъемной рамы к краю балки. Крышки задней балки привариваем также тавровым
швом катетом 8мм. сплошным швом.
. Отбиваем шлак и зачищаем швы для
проведения дефектоскопии внешнем осмотром и измерения параметров швов.
Последовательность выполнение операций
сварочного процесса расписывают в маршрутной карте схема маршрутной карты
показан в схеме 1
Схема 1 - Маршрутная карта
3.2.1 Выбор способа и
режима сварки
Для изготовления и замены задней балки применяем
ручную дуговой сварку (РДС) покрытыми электродами. РДС один из распространенных
способов сварки, является универсальным и простым в применении, даем нам
возможность проводить работы в любом пространственном положении и в
труднодоступных местах.
Под режимом сварки понимают совокупность контролируемых
параметров, при которой обеспечивается устойчивое горение дуги и получение швов
заданных размеров, формы и свойств. Параметры режима подразделяют на основные и
дополнительные. К основным параметрам относят диаметр электрода, силу
сварочного тока, его род и полярность, напряжение дуги; к дополнительным -
состав и толщину покрытий, положение шва в пространстве, число проходов.
Диаметр электродов выбирают в зависимости от
толщины металла, катета шва, положения шва в пространстве. Примерное соотношение
между толщиной металла S и диаметром электрода d при сварке шва в нижнем
положении приведено в таблице 10
Таблица 10 - Соотношение диаметра электрода с
толщиной металла
S,
мм
|
1...2
|
3...5
|
4...10
|
12...24
|
30...60
|
d,
мм
|
2...3
|
3...4
|
4...5
|
5...6
|
6
и более
|
Вертикальные, горизонтальные и потолочные швы
независимо от толщины свариваемого металла выполняют электродами небольшого
диаметра (до 4 мм), так как при этом меньше отекание жидкого металла и шлака из
сварочной ванны. При сварке многослойных швов для лучшего провара корня шва
первый шов сваривают электродом диаметром 3... 4 мм, а последующие -
электродами большего диаметра.
Силу сварочного тока обычно устанавливают в
зависимости от выбранного диаметра электрода. При сварке швов в нижнем
положении силу тока подсчитывают, пользуясь эмпирическими формулами
св = К dэ (1)
илисв = (20 + 6 dэ) dэ (2)
Где
К - коэффициент, зависящий от диаметра электрода;э - диаметр электрода, мм.
Рассмотрим
значения К с учетом dэ таблица 11
кузов балка автосамосвал работоспособность
Таблица 11 - Коэффициент зависящий от диаметра
электрода
dэ,
мм
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
К
|
25...30
|
30...45
|
35...50
|
40...45
|
45...60
|
При сварке на вертикальной плоскости силу тока
уменьшают на 10...15%, а в потолочном положении - на 15... 20 % по сравнению со
значением, выбранным для нижнего положения.
Род тока и полярность устанавливают в
зависимости от вида свариваемого металла и его толщины. При сварке постоянным
током обратной полярности на электроде выделяется больше теплоты. Исходя из
этого, обратную полярность применяют при сварке тонких деталей для
предотвращения прожога и при сварке электродами с основным покрытием.
Ручную сварку можно проводить во всех
пространственных положениях шва, однако предпочтительнее сварка в нижнем
положении как более удобная и обеспечивающая лучшие условия для достижения
высокого качества сварного шва.
В нашем случае при работе со сталью различных
толщин от 8мм до 25мм мы возьмем электроды диаметром 4мм и 5мм и по данной выше
формуле подберем силу тока: для электродов с диаметром 4 потребуется сила тока
примерно от 140А до 200А и для электродов диаметра 5 от 200А до 225А в
зависимости от толщины металла [1].
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В процессе выполнения курсовой работы была
проведена работа по изготовлению и замене задней балки платформы кузова
автосамосвала «Houlpak» 830Е.
Проделана работа по расчету и подбору основных и
сварочных материалов, режимов сварки, что дает возможность организовать
технологический процесс сборки и сварки задней балки, на высоком
технологическом уровне в соответствии с требованиями, предъявляемыми к качеству
данной конструкции и ее эксплуатационным характеристикам.
С целью повышения эксплуатационных характеристик
была произведена подборка основного металла низколегированной стали марки
15ХСНД листового проката, которая обладает хорошей свариваемостью и
соответствует эксплуатационным требованиям, имеет высокую пластичность, а также
она не образует холодных и горячих сварочных трещин и менее склонна к старению
и хладноломкости, коррозии.
В соответствии с выбранным металлом подобрали
марку электродов наиболее подходящих к данной марки стали для изготовления
качественного шва. Проведены расчета наиболее оптимальных параметров режима
сварки, для получения качественных сварных соединений, обладающих высокой технологической
прочностью сварных швов. Размеры катетов сварных швов выбран исходя из толщины
металла использованного для изготовления задней балки.
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
1
Технология электрической сварки металлов и сплавов плавлением. Под ред. акад Б.
Е. Патона М., «Машиностроение», 1974. 768 с.
Марочник
сталей и сплавов. 2-е изд., доп. и испр. /А.С. Зубченко, М.М. Колосков, Ю.В.
Каширский и др. Под общей ред. А.С. Зубченко - М.: Машиностроение, 2003. 784
с.: илл.
ГОСТ
9467-75: Электроды покрытые металлические для ручной дуговой сварки
конструкционных и теплоустойчивых сталей. Типы.
Похожие работы на - Восстановление задней балки кузова автосамосвала 'Haulpak'
|