3.1.Засоби по зменьшенню зварювальних напруг і деформацій

У процесі зварювання у зварному шві й околошовной зоні можуть виникнути зварювальні напруги й деформації. Вони можуть виникнути в результаті:нерівномірно нагрітого металу,структурних змін у металі,усадки наплавленого металу.

Для зменшення напруг і деформацій при зварюванні необхідно:

1. Жорстке закріплення. Закріплення забезпечує зменшення зварювальних деформацій в порівнянні із зварюванням в незакріпленому стані, якщо зона нагріву до температур вище 600° С не перевищує 0.15 ширини зварюваного елементу. Якщо зона нагріву буде більше 0,15 ширини зварюваного елементу, то жорстке закріплення не зменшує деформацій, а навпаки, може збільшити їх в порівнянні із зварюванням у незакріпленому стані.

2. Проковування швів. Проковування сприяє зниженню напруги і деформацій. При виконанні проковки необхідно дотримуватися наступних умов: при багатошаровому зварюванні проковування виконувати пошарово а перший і останній шар не проковувати; проковування слід виконувати на ділянці шва завдовжки 150 - 200 мм відразу ж після зварювання або після підігрівання його до 150-200 °С; при зварюванні металу товщиною більше 16 мм необхідно проковувати і метал біля шва.

3. Механічна правка конструкції після зварювання. Правку виконують прикладанням ударних або статичних навантаженнь при холодному або нагрітому металі.

4. Термічна правка конструкцій і виробів після зварювання. Правка виконується наплавленням валів із зворотного боку шва або місцевим нагрівом в особливому для кожної конструкції порядку. Для здобуття зварних конструкцій заданих проектних розмірів необхідно давати припуски на усадку зварних швів. На один поперечний стиковой шов прокату або листа завтовшки 8-16 мм припуск повинен складати близько 1 мм.

У нашому випадку зона нагріву до температур вище 600° С не перевищує 0.15 ширини зварюваних елементів тому ми застосовуємо жорстке закріплення. Після виконання зварювання і зняття пристосувань за рахунок залишкових напружень у швах балка прийме еліпсоподібну форму. Цей процес неможливо попередити. Тому потрібно застосувати термічну правку конструкції.

4. Нормування часу

Тривалість робіт з кожної операції характеризується технічно обґрунтованою нормою часу, що включає норму штучно-калькуляційного часу Т_шт і норму подготовче- заключного часу Т_пз.

Норма штучного часу на виготовлення одного виробу визначається по формулі:

Т_шт = Т_осн + Т_всп + Т_обс + Т_отд,

де Т_осн – основний час зварювання виробу; Т_всп - допоміжний час; Т_обс – час обслуговування робочого місця; Т_отд - час відпочинку.

Розрахунки основного часу.

Основний час зварювання визначається по формулі:

Т_осн = = 3,05

F - площа поперечного перерізу, см²; L - довжина швів,см;

γ = 7,8 гр/см²; α_н – коефіцієнт наплавлення, гр/А·год

Розрахунки допоміжного часу. Допоміжний час пов’язаний зі швом обираємо за табл.2/м.

Зачистка та огляд зварюваних кромок - 0,5 · 1,54 = 0,77.

Коригування електродного дроту що до осі оброблення шва - 0,4 ·1,54 = 0,62.

Зачистка шлаку, огляд кратеру шва або слою = 0,4 · 1,54 = 0,62.

0,77 + 0,62 + 0,62 = 2,01хв.

Т_доп = 2,01 · 1,54 + 7,8 = 10,89 хв.

Розрахунки оперативного часу.

Т_опер = Т_осн + Т_доп = 3,05 + 10,89 = 13,94 хв.

Розрахунки часу на обслуговування робочого місця. Час на обслуговування робочого місця 10% від оперативного часу:

Т_обсл = 0,1 · 13,94 = 1,39 хв.

Розрахунки часу на відпочинок. Час на відпочинок приймаємо 9% від оперативного часу:

Т_відп = 0,09 ·13,94 = 1,25 хв.

Розрахунки щтучного часу.

Т_шт = Т_опер + Т_обсл + Т_відп = 13,94 + 1,39 + 1,25 = 16,58 хв.

Розрахунки підготовче заключного часу. Підготовче заключний час знаходимо у табл.10/4. Т_п.з. = 17 хв.

Розрахунки часу на виготовлення балки

Т_вир = Т_шт + Т_п.з. = 16,58 + 17 = 33,58 хв.

Для виготовлення балки потрібно 33,58 хвилини

Нормування витрат зварювальних матеріалів

Розрахунок витрат зварювального дроту та норматив витрат зварювального дроту розраховується за формулою і складає:

Н_р = М · к_р = 1,5· 1,08 = 1,62кг

Де – М – маса наплавленого металу; К_р – коефіцієнт.

Норматив витрат вуглекислого газу

Н_г = Н_уг · (Т₀ + Т_п.з.) = (3,52 + 0,015) · 16 = 56,6 л/м

Н_г = 56,6 л/м / 509 л/кг = 0,11.

З одного кг випаровується 509 л. Н_г – норматив витрат захисного газу;

Т₀ – основний час зварювання Т₀ 1м шва; Н_г – оптимальна витрата газу,

Т₀ = (1м ·60 мин/ч) / 17,04 = 3,52 хв

Т_п.з.- час на підготовче – заключні операції.