Аннотация 2
ВВЕДЕНИЕ 5
1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ СВАРКИ КАТАЛИТИЧЕСКИХ НЕЙТРАЛИЗАТОРОВ ВЫХЛОПНЫХ ГАЗОВ
1.1 Описание объекта исследования 7
1.2 Описание и анализ свойств материала нейтрализатора 9
1.3 Базовая технология сборки и сварки нейтрализатора 11
1.4 Разработка проекта технических решений по улучшению базового технологического процесса сборки-сварки изделия 16
1.5 Анализ источников научно-технической информации 19
1.6 Постановка задач на проектирование 21
2 ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ СВАРКИ КАТАЛИТИЧЕСКИХ НЕЙТРАЛИЗАТОРОВ ВЫХЛОПНЫХ ГАЗОВ
2.1 Использование преимуществ импульсного управления дугой для повышения эффективности механизированной сварки 22
2.2 Устройства для реализации импульсного управления дугой при механизированной сварке 25
2.3 Выбор оптимальных параметров режима сварки нейтрализатора 30
2.4 Повышение эффективности сварки за счёт импульсного управления горением дуги 34
3 ОЦЕНКА БЕЗОПАСНОСТИ И ЭКОЛОГИЧНОСТИ РАЗРАБАТЫВАЕМОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБЪЕКТА
3.1 Составление технологической характеристики объекта 40
3.2 Персональные риски, сопровождающие внедрение проектной технологии в производство 42
3.3 Предлагаемые мероприятия по снижению профессиональных рисков в ходе внедрения в производство проектной технологии 44
3.4 Предлагаемые мероприятия по обеспечению пожарной безопасности разрабатываемого технологического объекта 45
3.5 Оценка экологической безопасности разрабатываемого технологического объекта 46
3.6 Заключение по экологическому разделу 47
4 ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРЕДЛАГАЕМЫХ РЕШЕНИЙ
4.1 Сбор исходных данных для проведения экономического обоснования 48
4.2 Расчёт фонда времени работы оборудования 50
4.3 Расчёт времени, затрачиваемого для выполнения годовой программы, и коэффициента, учитывающего загрузку оборудования 51
4.4 Вычисление заводской себестоимости при сварке в соответствии с базовым и проектным вариантами технологии 53
4.5 Калькуляция заводской себестоимости сварки в соответствии с базовым и проектным вариантами технологии 58
4.6 Определение капитальных затрат в соответствии с базовым и проектным вариантами технологии 58
4.7 Расчёт показателей экономической эффективности в соответствии с проектным вариантом технологии 61
4.8 Заключение по экономическому разделу 62
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 63
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 64
Сварка в активных газах получила широкое промышленное применение после того, как был предложен способ механизированной сварки в углекислом газе плавящимся электродом [1]. До этого применению углекислого газа для создания защитной атмосферы препятствовало порообразование в швах, возникающее по причине кипения металла сварочной ванны от выделений монооксида углерода из-за недостаточного раскисления сварочной ванны. При использовании сварочной проволоки с увеличенным значением содержания кремния (Св-08ГС и Св-08Г2С) этот недостаток был устранён [2], что послужило широкому использованию углекислого газа в сварочном производстве.
Промышленное применение дуговой сварки плавящимся электродом в защитных газах постоянно расширяется, и есть все основания полагать, что это будет происходить и в будущем. Данные литературного обзора [3...7] указывают на преобладание дуговой сварки в защитных газах среди других способов сварки плавлением. Что характерно, тенденция применения механизированных способов сварки как альтернатива ручной сварки штучными электродами сохраняется.
Процесс забрызгивания газоподводящего сопла сварочной горелки приводит к ухудшению защиты зоны сварки и вызывает порообразование в материале сварного шва. Кроме того забрызгивание приводит к дополнительному нагреву сварочной горелки, это влечет выход из строя таких деталей, как сопло, изоляционные втулки и токоподводящие мундштуки. Тяжело удаляемые металлические брызги, которые остались на свариваемой детали, выполняют в дальнейшем роль концентратора напряжений и очага начала распространения коррозии, приводя к существенному снижению показателей прочности и надежности получаемых сварных конструкций.
Данные анализа свидетельствуют о том, что первые симптомы виброболезни рабочих, занятых при выполнении операций очистки поверхностей от брызг, появляются в промежутке 7...8 лет момента начала работы, а болезнь наступает примерно через 10 лет непрерывной работы.
Переход на сварку с применением роботизированных комплексов и повышение производительности режимов сварки актуализирует повышение борьбы с разбрызгиванием.
Работы, выполненные в ИЭС им. Е. О. Патона, позволили определить условия, обеспечивающие возможность активного воздействия на характер изменения физических процессов в разрядном промежутке. В результате был разработан новый способ импульсно-дуговой сварки (ИДС) плавящимся электродом в защитных газах с программным управлением образованием каждой капли плавящегося электрода и, как следствие, размерами и формой сварного шва во всех пространственных положениях [8, 9].
При ИДС наблюдается мелкокапельный перенос электродного металла, что не только позволяет производить сварку во всех пространственных положениях, но и упростить и облегчить сварочную аппаратуру для механизированной сварки различных материалов, снизить потери металла на угар и разбрызгивание, обеспечить высокие механические свойства металла шва и улучшить его формирование [9, 10].
Цель выпускной квалификационной работы - повышение технологических свойств механизированной сварки в защитных газах при изготовлении каталитических нейтрализаторов выхлопных газов легкового автомобиля.
Поставленная в выпускной квалификационной работе цель - повышение технологических свойств механизированной сварки в защитных газах при изготовлении каталитических нейтрализаторов выхлопных газов легкового автомобиля.
В выпускной квалификационной работе предложены технологические мероприятия по повышению производительности и качества сварки. На основании анализа существующих отечественных разработок в области импульсного управления сварочной дугой предложен оригинальный способ, позволяющий полностью устранить разбрызгивание.
В ходе выполнения экологического раздела было произведено выявление опасных и вредных производственных факторов, появление которых возможно при внедрении проектной технологии в производство. Проведён анализ возможности и мер по устранению и уменьшению опасных и вредных производственных факторов.
Внедрение проектной технологии сварки в производство приводит к уменьшению трудоемкости на 31 %, повышению производительности труда на 45 %, снижению технологической себестоимости на 30 %. Величина годового экономического эффекта, полученная с учетом затрат на капитальные вложения в оборудование, составила 9,6 млн рублей.
Вышеизложенное свидетельствует о факте достижения поставленной цели.
1) Любавский, К.В., Сварка плавящимся электродом в атмосфере защитных газов / К.В. Любавкий, Н.М. Новожилов // Автогенное дело. - 1953. - № 1. - С. 4-8.
2) Новожилов, Н.М., Разработка электродных проволок для сварки малоуглеродистых и низколегированных сталей в углекислом газе / Н.М. Новожилов, А.М. Соколова // Сварочное производство. - 1958. - № 7. - С. 10-14.
3) Lucas W. Choosing a shielding gas. Pt 2 // Welding and Metal Fabrication. - 1992. - № 6. - P. 269-276.
4) Dilthy U., Reisgen U., Stenke V. et al. Schutgase zum MAGM - HochleistungsschweiBen // Schweissen und Schneiden. - 1995. - 47, № 2. - S. 118-123.
5) Dixon K. Shielding gas selection for GMAW of steels // Welding and Metal Fabrication. - 1999. - № 5. - P. 8-13.
6) Salter G. R., Dye S. A. Selecting gas mixtures for MIG welding // Metal Constr. and Brit. Weld. J. - 1971. - 3, № 6. - P. 230-233.
7) Cresswell R. A. Gases and gas mixtures in MIG and TIG welding // Welding and Metal Fabrication. - 1972. - 40, № 4. - P. 114-119.
8) Коломийцев, Е.В. Коррозионно-усталостная прочность тавровых соединений стали 12Х18Н10Т и методы её повышения / Е.В. Коломийцев // Автоматическая сварка. - 2012. - № 12. - С. 41-43.
9) Управление процессом дуговой сварки путем программирования скорости подачи электродной проволоки / Б.Е. Патон, Н.М. Воропай, В.Н. Бучинский и др. // Автоматическая сварка. -1977. - № 1. - С. 1-5, 15.
10) Потапьевский, А.Г. Сварка в защитных газах плавящимся электродом. Часть 1. Сварка в активных газах. Издание 2-е, переработанное. К.: «Екотехнолоыя», 2007. - 192 с.
11) Патон, Б.Е. Применение защитных газов в сварочном производстве / Б.Е. Патон, С.Т. Римский, В.И. Галинич // Автоматическая сварка. - 2014. - № 6-7. - С. 17-24.
12) Лебедев, В.А. Зависимость между скоростями импульсной подачи электродной проволоки и её плавления при сварке с короткими замыканиями / В.А. Лебедев // Автоматическая сварка. - 2007. - № 4. - С. 19-22.
13) А.с. 1779506. Сварочное устройство. БИ № 45, 1992.
14) А.с. 682336. Устройство для сварки. БИ № 32, 1979.
15) А.с. 1738525. Устройство для сварки. БИ № 21, 1992.
...