Разделительная резка профилей проката

Технологическая часть

Правка

Необходима для выправления проката до его обработки и производится путем пластического изгиба или растяжения материала.

Листовой материал правится на листоправильных многовалковых машинах рисунок 1.3:

Рисунок 1.3 – Листоправильная многовалковая машина

Оборудование

О производителе Шведская фирма ROUNDO – известный в мире производитель листогибочных и профилегибочных станков. Фирма предлагает широкий ассортимент стандартного оборудования и изготавливает станки под спецзаказ: правильные машины, станки для быстрой закатки цилиндров (за 1 проход), фланцегибочные станки. Компания была основана в 1964 году и с тех пор продала более 15000 станков в различные страны мира. В настоящее время ROUNDO имеет широкую сеть дочерних предприятий, дистрибьютеров и дилеров по всему миру. Каждый год производится и продается более 200 станков, 97% из которых идет на экспорт. Листовые заготовки и профили, обработанные на станках ROUNDO, встречаются во многих конструкциях – от огнетушителей до космических ракет. Станкам ROUNDO свойственна высокая надежность и длительный срок службы (через 15-20 лет эксплуатации они все еще продаются за 50% стоимости).

Рекомендуется использовать:

- листоправильный станок PRH 500;

- устройство листоправильного станка ROUNDO;

- прижимающие валы.

Первые два вала являются прижимающими лист, или валами подачи. Верхний прижимающий вал гидравлически регулируется в направлении вверх и вниз, нижний – фиксирован. Это нужно для того, чтобы вытягивать металл из рулона и подавать сквозь станок. Для регулировки положения верхнего прижимающего вала (вверх/вниз) существует переключатель на панели управления. В добавление к нему имеется также функция «постоянного дав

Выпрямляющие валы

На станке, кроме прижимных валов, имеется также 9 выпрямляющих, которые непосредственно выправляют лист. 4 верхних выпрямляющих вала управляются гидравлически, положение каждого независимо от других регулируется вверх и вниз. Настройка положения этих валов осуществляется с помощью переключателей на панели управления. 5 нижних выпрямляющих валов фиксированы. Каждый из 4-х верхних валов («1», «2», «3», «4») имеет свой набор цифровых датчиков, показывающих положение обоих его концов в мм на панели управления. Когда просвет между валами составляет 0 мм (т.е. теоретически толщина листа 0 мм), на цифровом датчике должно появиться значение «00.0».

Значения положений валов следует подбирать для каждой толщины листа и типа материала (предела текучести металла и т.п.).

Регулировка параллельности валов

Цифровые датчики показывают положение концов валов в миллиметрах. Перед работой нужно удостовериться, что каждый вал установлен параллельно (датчики на обоих его концах показывают одно и то же значение). Если это не так, правый и левый концы вала могут регулироваться независимо для настройки параллельности. Регулировка положения концов валов осуществляется кнопками со стрелками «Ý» и «ß», расположенными под цифровыми датчиками на панели управления.

Резка заготовок

При изготовлении конструкции необходимо изготовить заготовки. Для этого необходимо выполнить следующие операции резки:

- разделительная резка профилей проката (двутавра, уголка, швеллера);

- брезка части полки двутавра;

- раскройка листового проката.

Учитывая марку стали целесообразно резку проводить термическим способом, применяя кислород и ацетилен.

Сущность процесса

Процесс кислородной резки основан мл горении металла в струе кислорода и удалении этой струей образующихся оксидов. Резка начинается с нагрева металла в начальной точке до температуры воспламенения (начала интенсивна оксидирования) данного металла в кислороде. Для нагрева метал-

ла используется подогревающее пламя, образуемое при crop ниц ацетилена или газов-заменителей его в смеси с кислородом Оксиды удаляются струей режущего кислорода, вытекающей центрального канала мундштука. Пуск режущего кислорода осуществляется после того, как начальная точка нагрева до температуры воспламенения разрезаемой стали (для низкоуглеродистой стали примерно 1300 °С). Непрерывность процесса поддерживается нагревом поверхности металла подогревающим пламенем впереди струи режущего кислорода и удалением оксидов из полости реза.

Для протекания процесса резки необходимо удовлетворение ряда условий, а именно:

- температура плавления металла должна быть выше температуры ее воспламенения в кислороде;

- температура плавления оксидов должна быть ниже температуры самого металла в процессе резки;

- количество теплоты, выделяющееся при оксидировании металлов, должно быть достаточным для поддержания непрерывного процесса резки.

Теплопроводность металла не должна быть чрезмерно высокой

Образующиеся оксиды должны быть жидкотекучими, и в разрезаемом металле должно быть ограниченное количество примесей, препятствующих резке.

Разрезаемость металла

Способность конструкционной стали подвергаться резке оценивается по содержанию эквивалентного углерода в ее составе. В таблице 2.1 приведен химический состав разрезаемой стали.

Таблица 2.1 – Химический состав стали Ст3сп, %

Эквивалентный углерод рассчитывается по формуле (2.1):

(2.1)

При содержании эквивалентного углерода в пределах 0,6…0,8 разрезаемость стали хорошая, без подогрева, при положительной температуре окружающего воздуха [8].

- мощность пламени;

- давление режущего кислорода;

- скорость резки.

От выбора этих показателей для данной толщины разрезаемого металла и конструкции резака во многом определяется производительность и качество резки.

Мощность пламени определяется толщиной разрезаемой стали, составом и состоянием стали (прокат или поковка).

Давление режущего кислорода зависит от толщины разрезаемого металла, формы режущего сопла и чистоты кислорода.

Скорость резки должна соответствовать скорости оксидирования металла по толщине разрезаемого листа.

Раскрой листов настила

Для раскроя листов настила рекомендуется использовать машинную резку, т.к. технологический процесс резки сталей на универсальных машинах кислородной резки высокопроизводителен, точен и достаточно прост, но требует строгого соблюдения режимов и приемов сварки. В таблице 2.2 приведены ориентировочные режимы машинной кислородной резки.

Таблица 2.2 – Ориентировочные режимы машинной кислородной резки низкоуглеродистой стали

Предельные отклонения стальных заготовок должны соответствовать II классу точности и составлять ±4,5мм.

Вырезка косынок

Учитывая малый размер косынок целесообразно использовать ручную газовую резку. При этом рекомендуется нарезать косынки из стальной горячекатаной полосы шириной 120мм и толщиной 5мм. Режимы приведены в таблице 2.3.

Оборудование для резки

Для машинной резки рекомендуется использовать портальную машину кислородной резки ПКЦ-3,5-6-1 «Комета». Технические данные машины указанны в таблице 2.4

Таблица 2.4 – Технические данные ПКЦ-3,5-6-1 «Комета»

Для ручной резки использовать резак Р2А-01.

Гибка уголков

Выбор способа сварки

Способ сварки при изготовлении металлических конструкций оказывает большое влияние на производительность, качество и стоимость производства. Поэтому необходимо рационально выбрать способ сварки.

Ниже даны краткие характеристики различных способов сварки.

Описание способов сварки

Ручная дуговая сварка

Сущность способа

К электроду и свариваемому изделию для образования и поддержания сварочной дуги от источников сварочного тока подводится постоянный или переменный сварочный ток. Дуга расплавляет металлический стержень электрода, его покрытие и основной металл. Расплавляющийся металлический стержень электрода в виде отдельных капель, покрытых шлаком, переходит в сварочную ванну. В сварочной ванне электродный металл смешивается с расплавленным металлом изделия (основным металлом), а расплавленный шлак всплывает на поверхность.

Глубина, на которую расплавляется основной металл, называется глубиной проплавления. Она зависит от режима сварки (силы сварочного тока и диаметра электрода), пространственного положения сварки, скорости перемещения дуги по поверхности изделия (торцу электрода и дуге сообщают поступательное движение вдоль направления сварки и поперечные колебания), от конструкции сварного соединения, формы и размеров разделки свариваемых кромок и т.п. Размеры сварочной ванны зависят от режима сварки и обычно находятся в пределах: глубина до 7 мм, ширина 8... 15 мм, длина 10... 30 мм. Доля участия основного металла в формировании металла шва (см. главу 2) обычно составляет 15... 35%.

Расстояние от активного пятна на расплавленной поверхности электрода до другого активного пятна дуги на поверхности сварочной ванны называется длиной дуги. Расплавляющееся покрытие электрода образует вокруг дуги и над поверхностью сварочной ванны газовую атмосферу, которая, оттесняя воздух из зоны сварки, препятствует взаимодействиям его с расплавленным металлом. В газовой атмосфере присутствуют также пары основного и электродного металлов и легирующих элементов. Шлак, покрывая капли электродного металла и поверхность расплавленного металла сварочной ванны, способствует предохранению их от контакта с воздухом и участвует в металлургических взаимодействиях с расплавленным металлом.

Кристаллизация металла сварочной ванны по мере удаления дуги приводит к образованию шва, соединяющего свариваемые детали. При случайных обрывах дуги или при смене электродов кристаллизация металла сварочной ванны приводит к образованию сварочного кратера (углублению в шве, по

Ввиду того что от токоподвода в электрододержателе сварочный ток протекает по металлическому стержню электрода, стержень разогревается. Этот разогрев тем больше, чем дольше протекание по стержню сварочного тока и чем больше величина последнего. Перед началом сварки металлический стержень имеет температуру окружающего воздуха, а к концу расплавления электрода температура повышается до 500... 600 °С (при содержании в покрытии органических веществ – не выше 250 °С). Это приводит к тому, что скорость расплавления электрода (количество расплавленного электродного металла) в начале и конце различна. Изменяется и глубина проплавления основного металла ввиду изменения условий теплопередачи от дуги к основному металлу через прослойку жидкого металла в сварочной ванне. В результате изменяется соотношение долей электродного и основного металлов, участвующих в образовании металла шва, а значит, и состав и свойства металла шва, выполненного одним электродом. Это – один из недостатков ручной дуговой сварки покрытыми электродами.

Резюме: достоинства недостатки.

Достоинства:

- высокая мобильность и простота оборудования;

- сварка во всех пространственных положениях;

- возможность сварки в труднодоступных для механизированной сварки местах.

Недостатки:

- малая производительность;

- зависимость качества сварного шва от практических навыков сварщика;

- непостоянные состав и свойства металла шва, выполненные одним электродом;

- отходы до 30%.

Рациональная область применения:

- труднодоступные места;

- короткие швы;

- выполнение прихваток;

- исправление дефектных участков шва.

Сущность способа

Наиболее широко распространен процесс с использованием одного электрода –однодуговая сварка. Сварочная дуга горит между голой электродной проволокой и изделием, находящимся под слоем флюса. В расплавленном флюсе газами и парами флюса и расплавленного металла образуется полость – газовый пузырь, в котором существует сварочная дуга. Давление газов в газовом пузыре в сочетании с механическим давлением, создаваемым дугой, оказывается достаточным для оттеснения жидкого металла из-под дуги, что улучшает теплопередачу от нее к основному металлу. Повышение силы сварочного тока увеличивает механическое давление дуги и глубину проплавления основного металла.

Кристаллизация расплавленного металла сварочной ванны приводит к образованию сварного шва. Затвердевший флюс образует шлаковую корку на поверхности шва. Расплавленный флюс, образуя пузырь и покрывая поверхность сварочной ванны, эффективно защищает расплавленный металл от взаимодействий с воздухом. Металлургические взаимодействия между расплавленным металлом и шлаком способствуют получению металла шва с требуемым химическим составом.

В отличие от ручной дуговой сварки металлическом электродом при сварке под флюсом, так же как и при сварке плавящимся электродом в защитных газах, токоподвод электродной проволоке осуществляется на небольшом расстоянии (вылет электрода) от дуги (до 70 мм). Это позволяет без перегрева электрода использовать повышенные сварочные токи (до 2000 А). Плотность сварочного тока достигает 200... 250 А/мм², в то время как при ручной дуговой сварке не превышает 15 А/мм². В результате повышается глубина проплавления основного металла и скорость расплавления электродной проволоки, т.е. достигается высокая производительность процесса.

Сварку под флюсом можно осуществлять переменным и постоянным током. Подача электродной проволоки в дугу и перемещение ее осуществляется специальными механизмами.

Существуют разновидности сварки под флюсом, когда в некоторых случаях целесообразно применение двухдуговой или многодуговой сварки. При этом дуги питаются от одного источника или от отдельного источника для каждой дуги. При сварке сдвоенным (расщепленным) электродом дуги, горящие в общую ванну, питаются от одного источника. Это несколько повышает производительность сварки за счет повышения количества расплавленного электродного металла. Электроды по отношению к направлению сварки могут быть расположены последовательно или перпендикулярно. При последовательном расположении глубина проплавления шва несколько увеличивается, а при перпендикулярном уменьшается. Второй вариант расположения электродов позволяет выполнять сварку при повышенных зазорах между кромками. Изменяя расстояние между электродами, можно регулировать

При двухдуговой сварке используют два электрода (при многодуговой несколько). Дуги могут гореть в общую или раздельные сварочные ванны (когда металл шва после первой дуги уже полностью закристаллизовался). При горении дуги в раздельные сварочные ванны оба электрода обычно перпенди-

кулярны плоскости изделия. Изменяя расстояние между дугами, можно регулировать термический цикл сварки, что важно при сварке закаливающихся сталей [1].

Сущность способа

При сварке в зону дуги через сопло непрерывно подается защитный газ. Теплотой дуги расплавляется основной металл и, если сварку выполняют плавящимся электродом, расплавляется и электродная проволока. Расплавленный металл сварочной ванны, кристаллизуясь, образует шов. При сварке неплавящимся электродом электрод не расплавляется, а его расход вызван испарением металла или частичным оплавлением при повышенном сварочном токе.

Образование шва происходит за счет расплавления кромок основного металла или дополнительно вводимого присадочного металла. В качестве

Для сварки тугоплавких и активных металлов, часто выполняемой вольфрамовым электродом, для улучшения защиты нагретого и расплавленного металлов от возможного подсоса в зону сварки воздуха используют специальные камеры (сварка в контролируемой атмосфере). Детали помещают в специальные камеры, откачивают воздух до создания вакуума (до 10^{-4 мм рт. ст.) и заполняют инертным газом высокой чистоты. Сварку выполняют вручную или автоматически с дистанционным управлением.}

Для сварки в контролируемой атмосфере крупногабаритных изделий находят применение обитаемые камеры объемом до 450 м. Сварщик находится внутри камеры в специальном скафандре с индивидуальной системой дыхания. Инертный газ, заполняющий камеру, регулярно очищается и частично заменяется. Для доступа сварщика в камеру и подачи необходимых материалов имеется система шлюзов. При крупногабаритных изделиях используют переносные мягкие камеры, устанавливаемые на поверхности изделия. После их продувки и заполнения защитным газом сварку выполняют вручную или механизировано. Для этих же целей используют подвижные камеры представляющие собой дополнительную насадку на уширенное газовое сопло горелки. Сварка в этом случае обычно выполняется автоматически.

Теплофизические свойства защитных газов оказывают большое влияние на технологические свойства дуги и форму швов. Например, по сравнению с аргоном гелий имеет более высокий потенциал ионизации и большую теплопроводность при температурах плазмы. Поэтому дуга в гелии более «мягкая». При равных условиях дуга в гелии имеет более высокое напряжение, а образующийся шов имеет меньшую глубину проплавления и большую ширину. Поэтому гелий целесообразно использовать при сварке тонколистового металла. Кроме того, он легче воздуха и аргона, что требует для хорошей защиты зоны сварки повышенного его расхода (1,5... 3 раза). Углекислый газ по влиянию на форму шва занимает промежуточное положение.

По сравнению с другими способами сварка в защитных газах обладает рядом преимуществ: высокое качество сварных соединений на разнообразных металлах и сплавах различной толщины; возможность сварки в различных пространственных положениях; возможность визуального наблюдения за образованием шва, что особенно важно при полуавтоматической сварке; отсутствие операций по засыпке и уборке флюса и удалению шлака; высокая производительность и легкость механизации и автоматизации; низкая стоимость при использовании активных защитных газов.

К недостаткам способа по сравнению со сваркой под флюсом относится необходимость применения защитных мер против световой и тепловой радиации дуги [4].

Выбор сварочных материалов

Выбор защитного газа

Защитный газ обеспечивает защиту зоны сварки от окружающего воздуха. Защитные газы делятся на:

1. Инертные газы (Ar, He) – не вступают в химические реакции с элементами в зоне сварки.

2. Активные газы (CO₂) – реагируют с элементами в зоне сварки.

3. Смеси газов.

Наилучшую защиту обеспечивает Ar. Но его высокая стоимость делает не целесообразным его применение для сварки низколегированной стали.

Применение CO₂ в качестве защитного газа обусловлено использованием эффекта диссоциации молекул CO₂на СО и O₂. Использование углекислого газа широко применяется на предприятиях России. Однако во всех промышленно развитых странах давно уже не применяют чистый CO₂ в качестве защитного газа. Для этого используют газовые смеси.

Применение газовых смесей повышает производительность сварочных работ не мене чем на 30–50%. Это повышение обеспечивается новыми качествами газовых смесей. Так, добавление He в газовую смесь повышает температуру дуги. При использовании смесей газов перенос металла приобретет струйный характер, что повышает скорость сварки и уменьшает разбрызгивание металла.

Таблица 2.9 – Состав защитных газовых смесей

Для каждой из этих смесей рекомендуются свои режимы сварки, учитывающие особенности химико-металлургических процессов, происходящих в сварочной ванне, в которых участвуют составляющие газовых смесей (углекислый газ и кислород).

Для данной конструкции целесообразно применить газовую смесь К-2 (Pureshield P31) состоящую из 82% Ar + 18% CO₂.

Сварочную проволоку выбираем в соответствии с химическим составом основного металла из таблицы 2.10 с целью получения равнопрочного сварного соединения. Для этого выбираем проволоку сходную по химическому составу с основным металлом с учетом окисления элементов в защитном газе.

«Проволока стальная сварочная».

Таблица 2.10 – Химический состав проволоки Св-08Г2С, %

Выбор режима сварки

Сварочное оборудование

Механизированная сварка

Сварочный полуавтомат МС-250М

МС-250М– это инверторный источник питания, разработанный на основе последних достижений в области микроэлектроники и цифровых технологий. Предназначен для полуавтоматической сварки в среде защитного газа. Технические характеристики указаны в таблице 2.14. Основой аппаратов служат высокочастотные преобразователи последнего поколения – модули IJBT* или MOSFET**. Координация работы всех элементов, контроль параметров и обратная связь со сварочной дугой осуществляются высокоточными DCP (digitalsignalprocessor) процесорами. Результат – революционное снижение габаритов и массы, фантастические характеристики дуги и непревзойденная экономия электрической энергии.

Основные функции:

- два подающих ролика;

- термозащита;

- возможность подключения блока водяного охлаждения;

- 2-х и 4-х тактный режимы работы;

- функция форсирования дуги;

- продувка газа до и после сварки;

- функция мягкого старт.

Таблица 2.14 – Основные технические характеристики МС-250М

Смеситель газов

Для получения смеси газов используется следующее оборудование.

Двух компонентный смеситель газов WITT ВМ-2М (таблица 2.16)

Таблица 2.16 – Технические характеристики

Конструкторская часть

Согласно требованиям на изготовление резервуара щит покрытия должен собираться в кондукторе.

Расчет пневмоцилиндров

Учитывая характер наложения сварных швов на двутавр он испытывает незначительные сварочные деформации. Поэтому прижим для двутавра рассчитывается только с учетом преодоления силы трения сдвига двутавра.

Коэффициент трения покоя сталь-сталь

Сила нормального давления

Длина двутавра:

Масса 1 метра проката:

Масса двутавра:

Сила нормального давления вычисляется по формуле (3.1):

(3.1)

Расчетная сила трения вычисляется по формуле(3.2)

Коэффициент трения

(3.2)

Необходимая сила прижатия – по формуле(3.3)

(3.3)

КПД прижима:

Сила прижатия для одного пневмоцилиндраопределяеься по формуле (3.4)

(3.4)

Выбираем диаметр цилиндра по ГОСТ 15608-81

Целесообразно выбрать пневмоцилиндр с усилиями больше расчетных для компенсации сварочных деформаций.

Диаметр цилиндра D_ц =40мм

Диаметр штока D_ш =14мм

(3.5)

Статическое усилие на штоке

Толкающее F=1020(Н)

Тянущее F=900(Н)

В курсовой работе на тему «Технология изготовления шита покрытия вертикального резервуара» была дана характеристика сварной конструкции, произведен анализ технологичности конструкции. Был выбран и обоснован оптимальный способ сварки, рассчитаны режимы сварки, подобраны сварочные материалы и сварочное оборудование. Конечной целью курсовой работы была разработка технологии сборки и сварки металлоконструкции. Развитие автоматической сварки под флюсом изменило представление о масштабах и возможностях автоматизации процесса дуговой сварки. В ряде производств в настоящее время автоматическая сварка почти полностью вытеснила ручную сварку, так как она является одним из самых технологичных способов, при котором достигается высокая производительность и качество сварных соединений. В серийном и массовом производстве такая технология приносит значительный экономический эффект за счет снижения себестоимости изготовления сварных конструкций.

Технологическая часть

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

123Следующая ⇒

Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычис­лить, когда этот...

ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...

ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала...

ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...

---

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: