Расчет технико-экономических показателей сборочно-сварочного участка. изготовления сварной конструкции Колонна сварная.

1. Введение

В настоящее время наиболее перспективными процессами в сварочном производстве считаются механизация, автоматизация и роботизация процессов сборки и сварки. Для решения задач автоматизации необходим комплексный подход к проблеме. Это означает, что процесс сварочного производства возможен только в том случае, если будет решён весь комплекс задач по автоматизации основных и вспомогательных операций. Внедрение на сварочном участке автоматического и механизированного оборудования, удобных для рабочих приспособлений, увеличивает производительность труда, качество выполненной продукции, позволяет сократить количество персонала и уменьшает влияние «человеческого фактора» на качество выпускаемой продукции.
Современная промышленность, а особенно её специальные отрасли, предъявляет высокие требования к используемым материалам и сплавам. Требования к сварным соединениям и конструкциям значительно усложнились. Поэтому технология сварки должна обеспечивать сохранение сложных геометрических форм и размеров, а также основных свойств исходного материала, не ухудшая при этом прочность, пластичность, коррозионную стойкость и ряд других свойств.
Создание любого вида станочных приспособлений, отвечающих требованиям производства, неизбежно сопряжено с применением квалифицированного труда. В последнее время в области проектирования, станочных приспособлений достигнуты значительные успехи. Разработаны методики расчета точности обработки деталей в станочных приспособлениях, созданы прецизионные патроны и оправки, улучшены зажимные механизмы и усовершенствована методика их расчета, разработаны различные приводы с элементами, повысившими их эксплуатационную надежность.
2. 1 Обоснование типа производства
3. 1.1 Краткое описание объекта производства и технологического процесса

Наименование – Колонна сварная.
L = 8000 мм;
В = 360 мм;
Н = 850 мм,
с= 20 мм;
п= 20 мм,
Материал: сталь ВСт3сп,


Рисунок 1.1 – Эскиз колонны сварной

Составные элементы колонны, их размеры, количество:

1. Лист 1250х12000х40 мм – 2 шт. Полка. В соответствии с [1]
2. Лист 1250х12000х30 мм – 1 шт. Стенка. В соответствии с [1]
3. Лист 1250х12000х20 мм – 1 шт. Ребра жесткости. В соответствии с [1]

Колонна – конструктивные элементы сплошного или сварного сечения, работающие на сжатие. 
Колонна сварная является наиболее распространённым видом металлопроката. Пример колонны сварной представлен на рисунке 1.1
Конструкция её состоит из верхнего пояса и нижнего, которые соединяются стенкой. Полки могут быть расположены параллельно или под некоторым углом друг к другу. В зависимости от этого меняется и назначение колонны. Колонна имеет весьма широкое распространение. Чаще всего сварные колонны применяются при возведении высотных зданий, шахтных перекрытий, мостов, где служит для перераспределения вертикальных и горизонтальных нагрузок на несущую конструкцию.
Для данной конструкции применяется сталь ВСт3сп.
Класс: Сталь конструкционная углеродистая обыкновенного качества.
Применяется в несущих элементах сварных и несварных конструкций и деталей, работающих при положительных температурах. Фасонный и листовой прокат (5-й категории) — для несущих элементов сварных конструкций, работающих при переменных нагрузках: при толщине проката до 25 мм в интервале температур от —40 до +425 ° С; при толщине проката свыше 25 мм — от —20 до +425 °С при условии поставки с гарантируемой свариваемостью. Химический состав и механические свойства стали приведены в таблицах 1.1 и 1.2 согласно [1].

Таблица 1.1 – Химический состав ВСт3сп в %
С
Si
Mn
Ni
S
P
Cr
Cu
As
Fe
0,14 - 0,22
0,12 - 0,3
0,4 - 0,65
до 0,3
до 0,05
до 0,04
до 0,3
до 0,3
до 0,08
~98

Таблица 1.2 – механические свойства стали ВСт3сп
Временное сопротивление σв, МПа
Предел текучести σт, МПа для толщин, мм
Относительное удлинение δ5, %, для толщин, мм

до 20
св. 20 до 40
св. 40 до 100
св. 100
до 20
св. 20 до 40
св. 40









не менее
380 - 490
250
240
230
210
26
25
23

Технология производства сварных колонн очень проста и весьма экономична, в результате чего способна на конкуренцию с балками, изготовленными прокатным методом, по другому называют горячекатанная колонна сварная.
Технология изготовления конструкции включает в себя следующие этапы:
1. Подготовка элементов двутавра, а именно резание металла на полосы;
2. Осуществление процесса фрезерования торцов элементов, входящих в конструкцию. Данная операция проводится для того, чтобы каждый свариваемый элемент легко и эффективно скреплялся с другим, образуя прочное и жесткое соединение, обработка торцов осуществляется на специальном торцфрезерном станке;
3. Далее происходит сборка. Она должна быть очень точной, все детали должны располагаться строго перпендикулярно друг по отношению к другу, а также необходимо соблюдение симметрии. Сборка может осуществляться вручную или с помощью автоматизированных машин;
4. Затем происходит процесс сварки колонны;
5. После всех вышеописанных процессов происходит корректировка геометрии конструкции. В процессе сварки угол наклона между стенками может измениться, поэтому необходима их правка. Почти готовая металлическая конструкция подается в специальный правочный станок, который похож на прокатный, деталь проходит через систему роликов и на выходе получается готовый товарный продукт.
После сварки швы и прилегающие зоны должны быть очищены от шлака и брызг металла.
На сварку резервуара сварочная проволока должна поступать очищенной от загрязнений, обезжиренной уайт-спиритом и испытанной по инструкции на входной контроль.
Применяемый флюс должен быть испытан в соответствии с ТУ 108-794-78 и инструкцией на изготовление флюса. Отметка в журнале БТК.
Все детали в местах, подлежащих сварке и прилегающим к швам поверхности на ширине не менее 20 мм непосредственно перед сваркой должны быть зачищены и обезжирены уайт-спиритом ГОСТ 3134-78.
При выполнении многопроходных швов после каждого прохода сварку следует прекращать до остывания детали в месте сварки до температуры ниже 100 0С.
При выполнении швов многопроходной сваркой после каждого прохода необходимо производить тщательную зачистку поверхности валика от шлака и брызг. При этом шов и прилегающая к нему зона основного металла должна подвергаться тщательному внешнему осмотру.
Выбор оптимального способа сварки является основным технологическим вопросом при изготовлении сварных конструкций. Основной задачей при выборе способа сварки – является получение качественного сварного соединения.
Сварка балочной конструкции будет производиться автоматической сваркой под слоем флюса.
Трудностей при сварке стали ВСт3сп не возникает. Склонности к образованию горячих и холодных трещин нет.
Данный способ сварки позволяет обеспечить высокое качество сварных швов и соединений, достигаемое за счёт применения смесей газов,