Технологический процесс наплавки детали "Бандаж"

[   ]

Таблица 1.2-механические свойства стали Ст 38Х2Н2МА ГОСТ

Сталь	Режим ТО,  (t•,C)	Диаметр или толщина, мм	Qт	Qв	δв	Ψ	Qн, Дж/см2	НВ
			мПа		%
Ст38Х2Н2МА	-	До 100	800	950	12	40	60	293-331

[  ]

Сталь Ст38Х2Н2МА флокеноустойчива, имеет низкую коррозионную стойкость. Эта сталь трудно свариваемая, поэтому необходим подогрев и последующая ТО.

 

1.4 Обоснование  типа производства

 

В разработке проектов сварочного производства большое значение имеет определение наиболее целесообразных форм организации производственных процессов для выпуска заданной продукции.

В зависимости  от числа различных видов изделий  и повторяемости, а так же массы  может быть установлена принадлежность проектируемого цеха к определенному  типу производства (единичное, мелкосерийное, крупносерийное, массовое), согласно учебнику [3, c.9 табл.1]. В курсовом проекте с исходными данными масса узла 3,2т и годовой программой 210шт. – это серийный тип производства.

 

Серийное производство является наиболее распространенным типом  производства. На машиностроительных предприятиях серийного типа изготовляется  достаточно большая номенклатура изделий, хотя и более ограниченная, чем  в единичном производстве. Часть  изделий являются родственными по конструктивно-технологическим  признакам.

Другим признаком  серийного производства является повторяемость  выпуска изделий. Это позволяет  организовать выпуск продукции более  или менее ритмично.

Выпуск изделий  в больших или относительно больших  количествах позволяет проводить  значительную унификацию выпускаемых  изделий и технологических процессов; изготовлять стандартные или  нормализованные детали, входящие в  конструктивные ряды, большими партиями, что уменьшает их себестоимость.

Относительно  большие размеры программ выпуска  однотипных изделий, стабильность конструкции, унификация деталей позволяют использовать для их изготовления наряду с универсальным, специальное высокопроизводительное оборудование и специальную оснастку.

Поскольку в серийном производстве выпуск изделий повторяется,  
экономически целесообразно разрабатывать технологические процессы обработки и сборки детально; представлять каждую операцию в виде переходов; устанавливать режимы обработки, точные названия станков и специальной оснастки и технические нормы времени.

Организация труда  в серийном производстве отличается высокой специализацией. За каждым рабочим местом закрепляется выполнение нескольких определенных деталеопераций. Это позволяет рабочему хорошо освоить  инструмент, приспособления и весь процесс обработки; приобрести навыки и усовершенствовать ïðèåìû îáðàáîòêè.

Так как в серийном производстве применяется большое  количество сложного оборудования и  специальной оснастки, наладка оборудования осуществляется специальными рабочими-наладчиками.

Особенности серийного  производства обусловливают экономическую  целесообразность выпуска продукции  по циклически повторяющемуся графику. При этом возникают необходимые  условия для установления строгого порядка чередования изделий  в цехах, на производственных участках и рабочих местах.

[    ]

 

2. Технологическая  часть

 

2.1 Выбор, обоснование  и анализ возможных способ наплавки.

При выборе способа  наплавки предварительно необходимо произвести технологический и конструктивный анализ, который включает в себя следующие составляющие:

-вид конструкции,  её габариты и масса;

-условия эксплуатации: температура, давление, уровень нагрузок, агрессивность среды;

-основной материал: толщина, сортамент, химические, технологические и механические  свойства;

-тип производства;

-возможная степень  механизации,

-вид наплавки, его положение;

-протяженность  и доступность швов.

Приоритет при  выборе сварки за основным металлом.

Первое, что необходимо сделать – это определить группу свариваемости металла и его активность.

Затем необходимо оценить площадь наплавки, протяженность одного отдельного шва представителя. При длине шва свыше 1,5 метров необходимо проанализировать возможность применения сварочных автоматов. 

На выбор способа  наплавки достаточно большое влияние  оказывает положение сварных  швов и их конфигурация. При выборе автоматического способа наплавки положение должно быть только нижним, а швы должны быть прямолинейными или кольцевыми.

Анализ возможных  способов наплавки рассмотрим в таблице 2.1

Таблица 2.1- Анализ возможных способов наплавки.

Наименование  способа наплавки	Положительные качества способа:	Отрицательные качества способа:
Наплавка ручной дуговой сваркой покрытыми электродами	-дешевизна процесса  сварки, сварочных материалов.	-трудоемкость  процесса слишком велика, вероятность  наличия большого количества дефектов в наплавленном металле
Дуговая наплавка полуавтоматом порошковой самозащитной проволокой	-процесс наплавки  упрощается, стоимость материалов  невелика.	-большой уровень  разбрызгивания металла.
Дуговая наплавка  автоматом под слоем флюса.	-минимальное  количество дефектов; -быстрота процесса  наплавки.	- процесс наплавки  слишком дорог.

[   ]

В данном курсовом проекте сварной узел изготавливается  из стали Ст38Х2Н2МА, которая трудно свариваемая, поэтому необходим подогрев и последующая ТО. Швы протяженные нижнего пространственного положения кольцевые, максимальная длина 1524м. Исходя из всего вышеуказанного возможным способом наплавки рекомендуемым для данного узла является наплавка полуавтоматом порошковой самозащитной проволокой.

2.2 Выбор и обоснование наплавочных материалов

 

Исходными данными для выбора наплавочных материалов является:

-основной материал  основной конструкции;

-условия работы  конструкции;

-способ наплавки.

К наплавочным материалам относятся покрытые электроды, сварочная проволока сплошного сечения и порошковая стальная лента, вольфрамовые электроды, угольные, графитовые, медные. К вспомогательным материалам относятся флюсы и защитные газы.  Кроме того, на выбор наплавочного материала существенное влияние оказывает выбранный способ наплавки. Это объясняется специфическими особенностями каждого способа наплавки, так, например, при дуговой наплавке в СО₂ важнейшей особенностью является сильное окисление металла шва. Поэтому сварочные материалы следует назначить с большим содержанием активных раскислителей марганца и кремния.

Также на выбор  наплавочного материала оказывают требования санитарно-гигиенических норм о предельно допустимых дозах концентрации вредных наплавочных аэрозолей в окружающем воздухе.

В данном курсовом проекте выбран способ наплавки ручной дуговой полуавтоматом  порошковой садозащитной проволокой ПП-Нп-150Х15Р3Т2. Химический состав которой близок к составу основного материала. Химический состав проволоки приводится в таблице 2.1.

Таблица 2.2- Химический состав проволоки ПП-Нп-150Х15Р3Т2, ГОСТ 26101.

C	Cr	Ti	B	S	P
0,9-2,0	14-21	1,0-3,0	2,5-4,0	<0,04	<0,04

[    ]

Проволока ПП-Нп-150Х15Р3Т2 порошковая самозащитная, предназначена для наплавки на поверхность изделий для обеспечения коррозионной стойкости и износостойкости. Наплавка возможна в нижнем и наклонном положениях на постоянном токе. Твердость наплавленного слоя 59,0-68,0 HRC_э

 В данном  курсовом проекте используется аналитический метод расчета по размерам поперечного сечения шва.

Рассчитываем  массу сварочной проволоки М_нп., г по формуле (2.1)

,                     (2.1)

где: - площадь наплавленного металла, см²;

- длина бандажа, см;

- высота наплавки, см;

- плотность стали, г/см³.

Принимаем: =51см;

=1см;

=7,83г/см³.

 

Рассчитаем площадь наплавленного металла, см², по формуле (2.2)

,                         (2.2)

где: - внешний радиус наплавки бандажа, см;

r- внутренний радиус наплавки бандажа, см.

=373,66см²

 

Масса наплавленного  металла составляет

=220657г

Масса сварочной проволоки равна 253кг с учетом коэффициента угара и разбрызгивания 1,15.

 

2.3 Подбор режимов наплавки

 

Режимом называется совокупность параметров обеспечивающая получение наплавочного соединения заданных размеров и требуемого качества. Существует три способа определения параметров режима:

-аналитический  (расчетный);

-табличный (по нормалям);

-по монограммам.

  Для заданного способа дуговой наплавки полуавтоматом порошковой самозащитной проволокой – параметрами режимов наплавки являются:

-диаметр сварочной  проволоки, d_эл, мм;

-сила сварочного тока, I_СВ, А;

-напряжение на дуге U_д, В;

-скорость наплавки  электродной проволоки, υ_п.з., м/ч;

В данном курсовом проекте  принимаются табличный способ определения  режимов наплавки.

 

 

Таблица 2.3 - Режимы наплавки

Наименование  параметра	Значения
диаметр сварочной  проволоки, мм	2,5
сила сварочного тока, А	280-320
напряжение на дуге, В	28-32
скорость наплавки электродной проволоки, м/ч	8-12

[    ]

 

2.4 Выбор и обоснование  наплавочного оборудования

 

При выборе оборудования для наплавки необходимо ориентироваться  на:

-выбранный способ  наплавки степень его механизации;

-режимы наплавки (диаметр проволоки, сила сварочного  тока и т.д.);

-годовую программу  выпуска сварного узла;

-экономическую  целесообразность;

-технические  возможности;

-современные  достижения сварочной науки и  техники;

-максимальную  производительность наплавочных  работ;

А также критериями служат признаки:

-техническая  характеристика, наиболее отвечающая  всем требованиям принятой технологии;

 

\

-лучшие эксплуатационные  качества;

-относительная  простота обслуживания;

-наибольший КПД;

-наименьшее потребление  энергии;

-наименьшие габариты, занимаемая площадь и масса.

В данном курсовом проекте выбран способ наплавки дуговой полуавтоматом порошковой самозащитной проволокой со следующими параметрами режима I_СВ=280-320 А,  d_эл=2,5 мм, U_д,=28-32 В.

Для выполнения процесса наплавки требуется сварочное оборудование, которое обеспечивает выбранные  режимы наплавки.

Для наплавки изделий  из малоуглеродистых и низколегированных сталей дуговой полуавтоматом порошковой самозащитной проволокой протяженными и прерывистыми швами, расположенных в различных пространственных положениях применяются полуавтоматы серии ПДГ. Стабилизация выходных параметров источника питания совместно со стабилизацией скорости подачи электродной проволоки позволяет получать наплавочное соединения высокого качества.

Полуавтоматы  этой серии состоят из подающего  механизма, источника питания постоянного  тока или импульсного источника  питания, сварочных горелок, газовой  аппаратуры и соединительного гибкого  шланга.

В данном курсовом проекте предлагается сварочный  процесс выполнить полуавтоматом  ПДГО-6020.

 

 
 

Таблица 2.4 - Техническая характеристика полуавтомата ПДГО-6020

Наименование  параметра	Значение
Напряжение питающей сети, В	3x380
Частота питающей сети, Гц	50
Потребляемая  мощность, кВА	48
Номинальный сварочный  ток при продолжительности включение  ПВ=60%,А	630
Сварочный ток  при ПВ=100%,А	500
Режим работы	Повторно-кратковременный
Длительность  цикла, мин	10
Пределы регулирования  сварочного тока, А	65-630
Пределы регулирования  напряжения на дуге, В	18-56
Диаметры электродной  проволоки, мм	1,6;2,0;2,8;3,0
Скорость подачи электродной проволоки, м/ч	120-720
Степень защиты	IP22
Масса,кг	330