Введение 6
1 Плавление основного и электродного металла при дуговой сварке
покрытыми электродами (РДСПЭ) 9
1.1 Химический состав наплавленного металла и влияние на него
покрытого электрода 9
1.2 Требования нормативных документов по контролю наплавленного
металла 16
2 Возможности управления составом сварного шва при дуговой сварке
2.1 Образование химического состава сварного шва 25
2.2 Сварочная дуга 36
3 Методика и результаты экспериментов и исследований 41
3.1 Методика анализа химического состава проб 41
3.2 Технические характеристики оборудования для спектрального анализа 42
3.3 Описание условий проведения исследований 48
4 Технология наплавки дугой косвенного действия на медную пластину 61
4.1 Описание технологического процесса 61
4.2 Оборудование 63
5 Безопасность и экологичность технологии наплавки 67
5.1 Планировка участка 67
5.2 Технологический процесс 67
5.3 Анализ опасных и вредных факторов 67
5.4 Мероприятия по снижению влияния 69
Заключение по разделу безопасности и экологичности 70
6 Оценка экономической эффективности 71
6.1 Исходные данные для проведения экономического расчета 71
6.2 Расчет нормы штучного времени на выполняемые технологические
операции 73
6.3 Общие капитальные вложения в оборудование 76
6.4 Затраты на материалы 78
6.5 Затраты на технологическую электроэнергию 80
6.6 Затраты на содержание и эксплуатацию технологического
оборудования 81
6.7 Затраты на содержание и эксплуатацию сборочно-сварочных 83
приспособлений и рабочего инструмента 83
6.8 Затраты на содержание и эксплуатацию производственных площадей 84
6.9 Затраты на заработную плату основных производственных 85
рабочих с отчислениями на социальные нужды 85
6.10 Технологическая себестоимость изготовления изделия 86
6.11 Цеховая себестоимость изготовления изделия 87
6.12 Производственная себестоимость 87
изготовления изделия 87
6.13 Полная себестоимость изготовления изделия 88
6.14 Составление калькуляции себестоимости изделия 88
6.15 Годовой экономический эффект 90
от внедрения нового технологического процесса 90
6.16 Расчет ожидаемой прибыли от снижения себестоимости 90
изготовления продукции 90
6.17 Расчет снижения трудоемкости и повышения производительности
труда в проектном варианте изготовления изделия 90
Вывод по экономическому разделу 91
Заключение 92
Список используемой литературы 94
Приложения 98
На данный момент в России наибольший объем сварочных работ приходиться на ручную дуговую сварку покрытым электродом (РДСПЭ). Согласно анализу, который провел руководитель аттестационного центра сварочных технологий г. Тольятти Смирнов И.В., порядка 65% аттестаций по способам сварки приходиться на ручную дуговую сварку покрытым электродом [1]. В наиболее развитых промышленных странах доля ручной сварки значительно ниже, но также достаточно высока.
К недостаткам РДСПЭ относят низкую производительность, низкую стабильность качества сварных соединений, предъявляются высокие требования к квалификации персонала, но она имеет и ряд преимуществ над другими способами дуговой сварки. К ним можно отнести [2]:
1. Возможность сварки во всех пространственных положениях.
2. Возможность сварки в труднодоступных местах.
3. Относительную дешевизну оборудования.
4. Низкие затраты при сварке коротких швов и малой серийности свариваемых узлов и конструкций.
5. В большинстве случаев обеспечивается высокое качество наплавленного металла.
Из-за востребованности ручной дуговой сварки покрытыми электродами в России, особое внимание следует уделять их проверке на соответствие его свойств требованиям ГОСТ 9466-75 «Электроды покрытые металлические для ручной дуговой сварки сталей и наплавки. Классификация и общие технические условия» [3], а также ГОСТ 9467-75, ГОСТ 10051-75 и ГОСТ 10052-75 на электроды разного назначения [4 - 6].
Актуальность работы заключается в том, что в нашей стране основным способом сварки является ручная дуговая сварка покрытым электродом. На рынке сварочных материалов большое количество производителей и поставщиков сварочных материалов, в том числе импортных, но качество продукции не всегда соответствует стандартам. Поэтому следует проводить контроль сварочных электродов до начала работ. Особенное внимание контролю нужно уделять на предприятиях, на которых проводятся работы на объектах с повышенным уровнем опасности, подведомственных контролю со стороны Ростехнадзора. Эту функцию в настоящее время выполняет Национальная ассоциация контроля сварки (НАКС) - саморегулирующая организация. Аттестационные центры, входящие в нее есть практически в каждом субъекте РФ. Всего НАКС занимается контролем за сварочными работами по четырем направлениям: аттестация сварочного персонала, технологий, оборудования и сварочных материалов. Кроме того, НАКС занимается адаптацией международных стандартов в РФ и разработкой новых отечественных стандартов через комитет Росстандарта ТК-364.
Большое значение имеет контроль химического состава, наплавляемого покрытыми электродами металла. Химический состав сварного шва, как правило, отличается и от состава основного металла и от наплавляемого металла. Но качество шва во многом определяется именно химическим составом наплавленного металла. На состав основного металла мы повлиять не можем, так как он относится к исходным данным. Сварочный шов получается, как смесь основного металла с наплавляемым.
Точный химический состав наплавляемого металла необходимо знать по следующим причинам:
1. Определить, соответствует ли действительный состав наплавляемого металла требованиям технических условий на электроды.
2. Для расчета химического состава сварочного шва, возникающего в результате перемешивания при проектировании технологии сварки.
3. При подготовке производителями сертификатов на электроды, в которые входят данные по химическом составу наплавленного металла.
Известные стандартные способы получения проб наплавленного металла [3] требуют его больших затрат, трудоемки и энергоемки. Они были разработаны очень давно, когда использовался преимущественно определение химического состава с помощью химического анализа, а оборудование для спектрального анализа было доступно лишь крупным предприятиям. В настоящее время оборудование для определения химического состава путем спектрального анализа стало намного дешевле и доступнее, его могут иметь и небольшие предприятия, и монтажные организации. Образцы для спектрального анализа могут быть небольшого размера. Главной задачей получения проб является обеспечение идентичных условий с условиями сварки, отсутствие перемешивания металла наплавки с другими материалами и аналогичность поведения защитной атмосферы дуги. Представляется, что это может быть обеспечено с помощью наплавки дугой не прямого, а косвенного действия.
Цель данной работы заключается в исследовании возможности получения проб для анализа химического состава наплавленного металла, дугой косвенного действия. Данный метод может сократить затраты на сварочные материалы в процессе получения проб, а также снизить трудоемкость и энергоемкость работы.
Цель данной выпускной квалификационной работы заключается в исследовании возможности получения проб для анализа химического состава наплавленного металла, дугой косвенного действия. Данный метод может сократить затраты на сварочные материалы в процессе получения проб, а также снизить трудоемкость и энергоемкость работы.
В ходе проведенного исследования были опробованы следующие варианты получения проб:
- Наплавка на алюминиевую пластину дугой косвенного действия;
- Наплавка на графитовую колодку;
- Наплавка на медную пластину;
- Наплавка в медную форму.
Были выявлены их преимущества и недостатки наплавки дугой косвенного действия.
К преимуществам можно отнести:
- Снижение трудоемкости на изготовление пробы.
- Снижение расходов на электроэнергию и сварочные материалы.
- Повышение производительности аттестации покрытых электродов.
К недостаткам отнесем:
- Получение не полного перечня химических элементов из -за отсутствия дополнительного оборудования.
- Не стабильное горение дуги, в том числе возможные обрывы дуги в ходе наплавления пробы.
- Включение в наплавленный металл химических элементов, данные о которых отсутствуют в документации на электроды.
Наиболее перспективным является способ наплавки дугой косвенного действия на медную пластину. При проведении дополнительных исследований данного способа может стать основой стандарта на получение проб наплавленного металла. Был предложен технологический процесс наплавки дугой косвенного действия.
На основе предложенного технологического процесса наплавки дугой косвенного действия, были определены вредоносные факторы. Был предложен ряд мероприятий, которые позволят снизить влияние вредных веществ на организм.
В ходе оценки экономической эффективности, было выявлено, что при внедрении проектного варианта трудоемкость снизится на 94,37%, а производительность возрастет до 1679,19%. Также расход сварочных материалов снизится на 1,009 кг, а затраты на электроэнергию, в проектном варианте, составит 0,30 рублей.
Вышесказанное свидетельствует, что цель данной выпускной квалификационной работы была достигнута.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
