Введение 6
1 Анализ современного состояния контактной сварки деталей кузова
автомобиля 8
1.1 Обоснование выбора материала для изготовления кузовных
деталей 8
1.2 Описание типовой детали кузова автомобиля 13
1.3 Сведения о технологии сварки детали 16
1.4 Обзор источников научно-технической информации по вопросу применения перспективных материалов для изготовления деталей кузова автомобиля 17
1.4 Формулировка задач выпускной квалификационной работы 22
2 Построение проектной технологии сварки деталей кузова автомобиля
из высокопрочной двухфазной стали 24
2.1 Описание материала и особенности его сварки 24
2.2 Обоснование выбора типа источника питания 29
2.3 Обзор схем инверторов для контактной точечной сварки 33
2.4 Повышение эффективности контактной точечной сварки деталей
кузова автомобиля из стали DP 600 39
3 Безопасность и экологичность технического объекта 45
3.1 Технологическая характеристика объекта 45
3.2 Идентификация профессиональных рисков 46
3.3 Предлагаемые технологические и организационные мероприятия
для снижения профессиональных рисков 48
3.4 Обеспечение пожарной безопасности 50
3.5 Обеспечение экологической безопасности производства 52
4 Экономическое обоснование предлагаемых решений 55
4.1 Исходные данные для проведения экономических расчётов 55
4.2 Оценка фонда времени работы технологического оборудования. . 57
4.3 Расчет штучного времени 58
4.4 Расчёт заводской себестоимости вариантов технологии 59
4.5 Оценка капитальных затрат по базовой и проектной
технологиям 64
4.6 Расчёт показателей экономической эффективности 66
Заключение 69
Список используемой литературы и используемых источников 70
Производство автомобилей является отраслью, которая постоянно требует совершенствования технологий сварки и контроля качества соединений. По сути, в автомобилестроении происходит перманентная техническая революция, результатом которой становятся применение новых способов сварки, материалов и технологий их обработки. Требования по безопасности и экологичности автомобиля заставляют применять перспективные материалы, которые должны заменить применяющиеся ранее низкоуглеродистые стали при изготовлении деталей кузова автомобиля.
Повышение комфортности автомобиля, уменьшение его массы и повышение безопасности, на первый взгляд, являются противоречивыми требованиями, одновременное выполнение которых невозможно. Однако применение при изготовлении деталей кузова автомобиля композитных материалов, сталей повышенной прочности и легких сплавов позволяет выполнить эти противоречивые требования.
Однако применение новых материалов требует существенного изменения технологии сварки. Кроме того, следует учитывать, что большинство деталей кузова автомобиля в настоящий момент выполняются из заготовок с защитным цинковым покрытием. Наличие цинкового слоя на поверхности деталей усугубляет сложности перехода на новые технологии сварки, так как стабильность качества резко снижается даже при переходе на новые режимы сварки.
Проведенный анализ основных направлений развития материалов и технологий при производстве кузова автомобиля [28], [33], [38] позволяет установить, что самым перспективным направлением является применение сталей AHSS - улучшенных высокопрочных сталей. Сварка этих талей в условиях массового производства в связи с последними достижениями сварочных технологий становится возможной и экономически эффективной.
Применение высокопрочных сталей освоено для изготовления различных частей кузова автомобиля, как наружных так и внутренних. Наибольшая эффективность применения высокопрочных сталей наблюдается при выполнении из них элементов силового каркаса кузова. В частности, из высокопрочных сталей DP и CP изготавливаются детали пассивной безопасности - центральная стойка, панель пола, лонжероны пола, усилитель щитка передка и другие ответственные детали.
Двухфазные стали (DP) в структуре имеют ферритную матрицу, в которой присутствуют включения мартенсита. За счёт увеличенного содержания в этих сталей углерода и легирующих элементов достигается повышение механических свойств. Однако из-за увеличения эквивалентна углерода страдает свариваемость, что заставляет изменять технологию - корректировать режимы, внедрять перспективные способы сварки и современное оборудование [36], [37]. Также следует учитывать, что применение DP сталей для изготовления деталей кузова автомобиля сопровождается незначительным повышением стоимости производства, что объясняется особенностями их штамповки.
Повышение эффективности выполнения кузова автомобиля из двухфазных сталей повышенной прочности позволит не только повысить пассивную безопасность и улучшить экологические показатели автомобиля, но и обеспечит победу отечественного производителя в конкурентной борьбе с западными автопроизводителями.
На основании вышеизложенного следует признать актуальной цель выпускной квалификационной работы - повышение эффективности контактной точечной сварки деталей кузова автомобиля из стали повышенной прочности DP 600.
Цель настоящей выпускной квалификационной работы - повышение эффективности контактной точечной сварки деталей кузова автомобиля из стали повышенной прочности DP 600.
Проведённый обзор источников научно-технической информации подтвердил перспективность применения сталей повышенной прочности для изготовления деталей кузова автомобиля. Однако для этого требуется изменение технологии сварки, выбор оптимальных параметров режима, поиск перспективных источников питания.
Выполнен обзор инверторов для контактной точечной сварки, на основании которого предложено строить системы автоматического управления контактной сваркой с использованием в качестве параметра обратной связи величины тока во вторичном контуре.
Доказан положительный технологический эффект при использовании инверторного источника питания в случае сварки двухфазных сталей, который объясняется особенностями протекания электрических процессов в системе «машина-деталь».
Экспериментально установлено, что применение циклограммы сварки с подогревающим импульсом тока позволяет избежать образования горячих трещин в приповерхностном слое металла.
Изучение особенностей технологического процесса автоматической сборки и сварки изделия позволило идентифицировать опасные и вредные производственные факторы.
Внедрение результатов выпускной квалификационной работы в производство позволит получить годовой экономический эффект в размере 17,0 млн. рублей.
На основании вышеизложенного следует считать поставленную цель достигнутой.
