- •Производство сварных конструкций. Рациональная технология при создании сварных конструкций
- •1. Введение
- •1.1. Роль технолога и конструктора в процессе создания сварной конструкции
- •1.2. Значение технологичности сварных конструкций
- •1.3. Исходные данные, необходимые для проектирования технологического процесса изготовления сварных конструкций
- •1.3.1. Основные этапы разработки технологических процессов
- •1.3.2. Технологические операции сварочного производства
- •1.4. Основные проблемы и пути механизации и автоматизации производства сварных конструкций
- •1.5. Проведение контроля качества соединений – основная часть технологического процесса изготовления конструкции
- •2. Заготовительные операции
- •2.1. Приемы выполнения основных заготовительных операций и технологические возможности современного оборудования
- •2.1.1. Очистка, правка, раскрой и разметка металла
- •2.2. Комплексная механизация и автоматизация заготовительных операций в условиях различной серийности
- •Механическая резка проката и труб
- •2.2.2. Требования к точности заготовок
- •2.2.3. Холодная штамповка
- •2.2.4. Очистка после штамповки
- •2.2.5. Термическая резка и ее комплексная механизация
- •2.2.6. Контроль качества подготовки кромок под сварку
- •2.2.7. Механизация операций складирования заготовок
- •2.2.8. Гибка заготовок и деталей, ее механизация
- •2.3. Ограничения пластических деформаций в процессе выполнения заготовительных операций
- •2.4. Некоторые пути экономии металлов в сварочном производстве и примеры механизации заготовительных операций
- •3. Сборочно-сварочные операции и применение роботов в сварочном производстве
- •3.1. Требования к сборочным операциям
- •3.2. Использование прихваток и рекомендации по их постановке
- •3.3. Влияние точности сборки на технологию сварки
- •3.3.2 Средства механизации сборки и сварки изделий
- •3.4. Контроль качества сборки
- •3.5. Особенности проектирования сборочно-сварочных приспособлений
- •3.6. Типы промышленных роботов, используемых в сварочном производстве, их конструктивные схемы, системы управления и приемы обучения
- •3.7. Типовые схемы робототехнических комплексов и их оснастка
- •Процессор
- •Библиографический список
- •Оглавление
1.1. Роль технолога и конструктора в процессе создания сварной конструкции
В настоящее время удалось не только создать самостоятельный вид сварочного производства, но и превзойти передовые в промышленном отношении страны по масштабам применения сварки и темпов ее развития.
В России имеется мощная материально-техническая база, которая в достаточных количествах может поставлять в широкой номенклатуре сварочные электроды, присадочные материалы, флюсы и защитные газы, современное высокопроизводительное оборудование. Численность работающих в сварочном производстве нашей страны превышает миллион человек.
Выпуск сварных конструкций в нашей стране составил свыше 70 млн.т., а уровень механизации- 58 % (в том числе в промышленности - 66,3 %, в строительстве - 30,3 %).
Наша страна является родиной многих успешно применяемых во всем мире процессов сварочной техники: электрошлаковая сварка, сварка в углекислом газе, сварка трением, диффузионная сварка в вакууме, ультразвуковая сварка и резка костных и мягких биологических тканей и др.
В последние годы созданы крупнейшие металлургические агрегаты - доменная печь объемом 5000 м3 , прокатный стан «3600», сверхмощные электрические агрегаты в 1 и 1,2 млн. кВт, уникальное крупногабаритное кузнечно-прессовое оборудование с усилием 74,5 и 63,7 кН, мощные атомные ледоколы, супертанкеры, цельносварные мосты, летательные аппараты, резервуары объемом 100 тыс. м3 .
В настоящее время порядка 30 заводов, в том числе специализированных, заняты серийным выпуском современного сварочного оборудования. Серьезное внимание уделяется применению дифференцированного проката, конструкционных материалов повышенного качества и со специальными свойствами. Использование половины выпускаемого проката в сварных конструкциях ставит перед проектировщиками и изготовителями огромные задачи по созданию технологических изделий.
Технология - наука или совокупность сведений о различных физических (в частности механических), химических и других способах обработки (или переработки) сырья, полуфабрикатов, изделий.
Технологические процессы являются составной частью производственного процесса, который, кроме них включает, в частности энергетические, ремонтно-восстановительные, транспортные и складские операции: внутризаводское и внутрицеховое передвижение материалов и изделий, хранение их на складах или в цехе, между операциями обработки. Технолог сварочного производства определяет наиболее целесообразные в техническом и экономическом отношении характер и последовательность технологических процессов, устанавливает методы их осуществления, а также контроля; выбирает необходимое оборудование, приспособления, инструмент, режимы сварки, резки, способы контроля; проектирует размещение оборудования в рамках отдельных цехов, а также компоновку сварочных цехов на территории предприятия.
1.2. Значение технологичности сварных конструкций
Важное место в работе технолога-сварщика играет проработка чертежей на технологичность. Технолог любой квалификации не в состоянии эффективно использовать передовую технологию там, где конструкция разработана без учета технологичности. Поэтому технолог-сварщик должен принимать непосредственное участие в создании сварной конструкции на этапе эскизного проектирования, технического проекта и рабочего проектирования.
Высокая технологичность любой сварной конструкции обеспечивается только при совместной согласованной работе конструктора и технолога-сварщика (сварные конструкции атомных ледоколов, станин прессов, валы газовых и гидравлических турбин, турбогенераторов, различных резервуаров и т.д.).
При создании сварных конструкций с высокими технико-экономическими характеристиками требуется, прежде всего, производить анализ их технологичности. Известно, что комплексный метод проектирования конструкции и разработки технологии изготовления дает возможность создавать технологичные сварные конструкции. Такое проектирование позволяет найти оптимальные решения, наиболее полно отвечающие требованиям прочности, эксплуатации, технологичности и точности изготовления.
Под технологичностью следует понимать придание любому изделию такой формы и выбор для него таких материалов, которые обеспечивают высокие эксплуатационные качества изделий при экономичном изготовлении.
Технологичность обеспечивается с учетом предъявляемых к конструкции конструктивных, технологических и эксплуатационных требований.
К основным конструктивным требованиям относятся:
выбор рациональной схемы и главных параметров конструкции, основанных на анализе существующих конструктивных форм и комплексной стандартизации;
правильный выбор основных и сварочных материалов, конструктивных форм сварных соединений и узлов, обеспечивающий высокое качество продукции;
взаимное расположение узлов, форм сопряжений, обеспечивающее наилучшие условия сборки и сварки, минимальный объем обработки до и после сварки;
выбор простейших форм деталей (заготовок) с минимальной протяженностью сварных швов, расположенных в удобных для сварки местах;
стандартизация материалов, деталей, узлов, процессов на основе унификации, типизации и агрегатирования;
выбор мер по предотвращению или ограничению остаточных деформаций и напряжений в сварных конструкция.
Основными технологическими требованиями являются:
выбор оптимальных технологических процессов для данного сварочного производства;
правильная последовательность сборки и сварки;
выбор теплового режима сварки и соответствие допусков на заготовки, и собранный узел с точностью сварных конструкций;
назначение минимально допустимых припусков на механическую обработку, режимов термообработки и др.;
выбор оптимального варианта сварочного оборудования и его расположения.
Среди эксплуатационных требований основными являются:
обеспечение необходимой надежности и долговечности важнейших показателей качества сварных конструкций;
повышение экономичности конструкции в эксплуатации, простота обслуживания и ремонта;
улучшение показателя качества, стабильность эксплуатационных показателей.
К абсолютным показателям технологичности можно отнести массу сварной конструкции, нормы расхода материалов, общее количество деталей в конструкции, распределение этих деталей по способам резки, обработки и т.д.; а к относительным - коэффициенты унификации узлов, деталей, размеров, материалов, катетов сварных швов и т.д., а также коэффициенты конструктивной преемственности, использования материала механизации и производительности сварочного оборудовании и т.д.
В общем виде, технологичность сварных конструкций оценивается материалоемкостью, трудоемкостью, энергоемкостью, длительностью производственного цикла и себестоимостью.
Отработка технологичности является обязательной на всех стадиях конструкторского проектирования сварных конструкций. Эту работу обычно выполняют технологи конструкторских бюро (отделов) и отдела главного сварщика.