Технология сборки и сварки кронштейна приемной трубы автомобиля ВАЗ
|
Введение 3
1 Анализ конструкции 5
1.1 Общие сведения о системе выпуска газов автомобиля 5
1.2. Обзор современных конструкций глушителей легковых автомобилей 6
1.3. Свойства материалов используемых при изготовлении глушителей . 11
1.4 Типы сварных соединений в системе выпуска газов автомобиля 20
2. Характеристика и особенности сварного соединения кронштейна крепления приемной трубы глушителя 22
2.1 Характеристика сварного соединения 22
2.2. Особенности сварки деталей с большой разницей толщин 23
2.3. Способы обеспечения качественного сварного соединения при сварке
кронштейна крепления трубы приемной 24
3 Анализ способов сварки 27
3.1. Сварка неплавящимся электродом 27
3.2 Анализ применения сварки неплавящимся электродом 31
3.3 Лазерная сварка 32
3.4. Виды лазерной сварки 43
3.5 Область применения лазерной сварки 47
3.6 Анализ применения лазерной сварки 50
4 Применение лазерной сварки в автомобильной промышленности 51
4.1 Применение лазерной сварки на ОАО «АВТОВАЗ» 52
4.2. Выбор оборудования для лазерной сварки 56
4.3. Технологический процесс сварки 63
Заключение 70
Список используемой литературы 72
1 Анализ конструкции 5
1.1 Общие сведения о системе выпуска газов автомобиля 5
1.2. Обзор современных конструкций глушителей легковых автомобилей 6
1.3. Свойства материалов используемых при изготовлении глушителей . 11
1.4 Типы сварных соединений в системе выпуска газов автомобиля 20
2. Характеристика и особенности сварного соединения кронштейна крепления приемной трубы глушителя 22
2.1 Характеристика сварного соединения 22
2.2. Особенности сварки деталей с большой разницей толщин 23
2.3. Способы обеспечения качественного сварного соединения при сварке
кронштейна крепления трубы приемной 24
3 Анализ способов сварки 27
3.1. Сварка неплавящимся электродом 27
3.2 Анализ применения сварки неплавящимся электродом 31
3.3 Лазерная сварка 32
3.4. Виды лазерной сварки 43
3.5 Область применения лазерной сварки 47
3.6 Анализ применения лазерной сварки 50
4 Применение лазерной сварки в автомобильной промышленности 51
4.1 Применение лазерной сварки на ОАО «АВТОВАЗ» 52
4.2. Выбор оборудования для лазерной сварки 56
4.3. Технологический процесс сварки 63
Заключение 70
Список используемой литературы 72
Развитие науки и техники в современном мире ставит все новые задачи перед человечеством. За последнее столетие человечество достигло огромного прогресса в совершенствовании окружающего мира и изменении условий повседневного быта. Еще сто лет назад такие средства передвижения как автомобиль были доступны лишь небольшому количеству людей.
Однако развитие экономики, и средства производства позволило сделать данный вид транспорта доступным для каждого. Тем не менее, совершенствование технологий происходит, и по сей день, ставя новые вывозы для современных ученых, инженеров и конструкторов. Немаловажным, а зачастую, и решающим фактором становится забота о сохранении окружающей среды. Автомобиль является сложным техническим прибором, который в свою очередь состоит из множества систем. Одной из таких систем является система выпуска отработанных газов. Именно эта система отвечает за выбросы газов в окружающую среду. Человечество, заботясь о природе, с каждым годом ужесточает нормы токсичности выбросов отработанных газов, которые образуются в результате сгорания автомобильного топлива. Поэтому совершенствование данной системы является важной задачей при проектировании и изготовлении современных автомобилей.
Одним из наиболее важных процессов, который применяется при изготовлении системы выпуска отработанных газов является сварка. На данный момент сварочные технологии, применяемые при изготовлении данной системы, обеспечивают неплохое качество изделия. Однако и по сей день возникает ряд проблем. Эти проблемы связаны с качеством сварного соединения. В процессе производства зачастую возникают прожоги тонкостенных элементов системы выхлопа отработанных газов. В то же время, в условиях массового производства контроль качества производится визуально. В таких условиях невозможно выявить недостаточный провар сварочного шва в сварном соединении. Впоследствии, при эксплуатации такое сварное соединение под воздействием различных нагрузок разрушается.
Наиболее остро такая проблема характерна для узла - кронштейн трубы приемной глушителя автомобиля ВАЗ. Его особенность состоит в том, что одной из деталей входящей в его состав является тонкостенная труба глушителя, а второй кронштейн, имеющий значительно большую толщину, чем толщина трубы. Как следствие при производстве данного узла часто встречаются прожоги, а при эксплуатации разрушение сварного соединения.
На данный момент проведено множество исследований по данной тематике. Однако, в полной мере проблема до сих пор не решена. В каждом отдельном случае, для решения проблемы прожогов более тонкой детали, или непроваров более толстой, применяются отдельные мероприятия, позволяющие решить эти проблемы. Универсального решения на данный момент нет. Это связано и с тем, что в некоторых случаях главным приоритетом может быть производительность процесса, или невозможность инвестиций в новые технологии.
Связи с этим поводится анализ способов сварки, которые представляется возможным применить для сварки узла глушителя в условиях массового производства. Кроме этого, необходимо учитывать возможность анализируемых способов автоматизировать процесс сварки.
Цель данной работы - заключается в том, чтобы решить следующие две проблемы.
1. Обеспечить высокое качество сварного соединения.
2. Обеспечить высокую производительность процесса сварки.
Однако развитие экономики, и средства производства позволило сделать данный вид транспорта доступным для каждого. Тем не менее, совершенствование технологий происходит, и по сей день, ставя новые вывозы для современных ученых, инженеров и конструкторов. Немаловажным, а зачастую, и решающим фактором становится забота о сохранении окружающей среды. Автомобиль является сложным техническим прибором, который в свою очередь состоит из множества систем. Одной из таких систем является система выпуска отработанных газов. Именно эта система отвечает за выбросы газов в окружающую среду. Человечество, заботясь о природе, с каждым годом ужесточает нормы токсичности выбросов отработанных газов, которые образуются в результате сгорания автомобильного топлива. Поэтому совершенствование данной системы является важной задачей при проектировании и изготовлении современных автомобилей.
Одним из наиболее важных процессов, который применяется при изготовлении системы выпуска отработанных газов является сварка. На данный момент сварочные технологии, применяемые при изготовлении данной системы, обеспечивают неплохое качество изделия. Однако и по сей день возникает ряд проблем. Эти проблемы связаны с качеством сварного соединения. В процессе производства зачастую возникают прожоги тонкостенных элементов системы выхлопа отработанных газов. В то же время, в условиях массового производства контроль качества производится визуально. В таких условиях невозможно выявить недостаточный провар сварочного шва в сварном соединении. Впоследствии, при эксплуатации такое сварное соединение под воздействием различных нагрузок разрушается.
Наиболее остро такая проблема характерна для узла - кронштейн трубы приемной глушителя автомобиля ВАЗ. Его особенность состоит в том, что одной из деталей входящей в его состав является тонкостенная труба глушителя, а второй кронштейн, имеющий значительно большую толщину, чем толщина трубы. Как следствие при производстве данного узла часто встречаются прожоги, а при эксплуатации разрушение сварного соединения.
На данный момент проведено множество исследований по данной тематике. Однако, в полной мере проблема до сих пор не решена. В каждом отдельном случае, для решения проблемы прожогов более тонкой детали, или непроваров более толстой, применяются отдельные мероприятия, позволяющие решить эти проблемы. Универсального решения на данный момент нет. Это связано и с тем, что в некоторых случаях главным приоритетом может быть производительность процесса, или невозможность инвестиций в новые технологии.
Связи с этим поводится анализ способов сварки, которые представляется возможным применить для сварки узла глушителя в условиях массового производства. Кроме этого, необходимо учитывать возможность анализируемых способов автоматизировать процесс сварки.
Цель данной работы - заключается в том, чтобы решить следующие две проблемы.
1. Обеспечить высокое качество сварного соединения.
2. Обеспечить высокую производительность процесса сварки.
Автомобилестроение - это огромная отрасль промышленности. Зачастую, именно здесь появляются передовые и инновационные решения производственных задач. Однако, и в данной области часто возникает ряд не решенных проблем. Ключевыми задачами является повышение качества продукции и снижение затрат, которое может быть достигнуто различными способами.
Данная выпускная квалификационная работа призвана решить эти задачи. В ходе работы были проведен анализ существующих методов производства трубы приемной глушителей автомобилей на конкретном предприятии, а именно ОАО «АВТОВАЗ».
Был проанализирован ряд способов, повышающих производительность и качество сварного соединения. Принципиальной проблемой, которая решалась в ходе работы была проблема большой разницы толщин свариваемых заготовок. В ходе поиска решения найден, и проработан ряд научных источников по данной тематике, таких как: научные статьи, диссертационные работы, публикации в различных научных изданиях и журналах, электронные ресурсы и др. Был предложен ряд решений, способных потенциально решить проблему, обозначенную в данной работе. На основе анализа данных решений был выбран наиболее подходящий способ.
Однако, в ходе дальнейшей проработки, на основе ранее известного, был предложен, абсолютно новый, не применявшийся ранее способ сварки данного изделия - гибридная лазерная сварка. Гибридная лазерная сварка известна еще с начала 1980-х годов. В данной работе предложен принципиально иной способ применения данного вида сварки. А именно - использование лазерного источника тепла для предварительного расплавления металла. Этот способ позволит принципиально решить образование дефектов в таких типах сварных соединений, как детали с большой разницей толщин.
В результате, данный способ позволит одновременно повысить качество сварного соединения и производительность процесса. И как следствие снизить временные и финансовые затраты предприятия на производство изделий. А конечный потребитель получит более качественный продукт, отвечающий современным требованиям безопасности. Предложенный способ гибридной лазерной сварки может быть реализован как механизированный процесс, и так же есть перспектива для полной автоматизации, а также более широкого его применения. Так как довольно часто возникает необходимость соединения деталей с большой разностью толщин, данная проблема характерна для многих отраслей производства и является, предметом научных исследований и по сей день.
Таким образом, данная работа позволит решить поставленные задачи.; повысить качество сварного соединения при большой разнице свариваемых толщин и повысить производительность. Полученное решение может быть внедрено на производственном предприятии, применяющем сварку деталей с большой разницей толщин.
Данная выпускная квалификационная работа призвана решить эти задачи. В ходе работы были проведен анализ существующих методов производства трубы приемной глушителей автомобилей на конкретном предприятии, а именно ОАО «АВТОВАЗ».
Был проанализирован ряд способов, повышающих производительность и качество сварного соединения. Принципиальной проблемой, которая решалась в ходе работы была проблема большой разницы толщин свариваемых заготовок. В ходе поиска решения найден, и проработан ряд научных источников по данной тематике, таких как: научные статьи, диссертационные работы, публикации в различных научных изданиях и журналах, электронные ресурсы и др. Был предложен ряд решений, способных потенциально решить проблему, обозначенную в данной работе. На основе анализа данных решений был выбран наиболее подходящий способ.
Однако, в ходе дальнейшей проработки, на основе ранее известного, был предложен, абсолютно новый, не применявшийся ранее способ сварки данного изделия - гибридная лазерная сварка. Гибридная лазерная сварка известна еще с начала 1980-х годов. В данной работе предложен принципиально иной способ применения данного вида сварки. А именно - использование лазерного источника тепла для предварительного расплавления металла. Этот способ позволит принципиально решить образование дефектов в таких типах сварных соединений, как детали с большой разницей толщин.
В результате, данный способ позволит одновременно повысить качество сварного соединения и производительность процесса. И как следствие снизить временные и финансовые затраты предприятия на производство изделий. А конечный потребитель получит более качественный продукт, отвечающий современным требованиям безопасности. Предложенный способ гибридной лазерной сварки может быть реализован как механизированный процесс, и так же есть перспектива для полной автоматизации, а также более широкого его применения. Так как довольно часто возникает необходимость соединения деталей с большой разностью толщин, данная проблема характерна для многих отраслей производства и является, предметом научных исследований и по сей день.
Таким образом, данная работа позволит решить поставленные задачи.; повысить качество сварного соединения при большой разнице свариваемых толщин и повысить производительность. Полученное решение может быть внедрено на производственном предприятии, применяющем сварку деталей с большой разницей толщин.