Аннотация 2
Введение 5
1 Современное состояние сварки элементов бронзовых скульптур 7
1.1 Описание объекта и условия его эксплуатации 7
1.2 Сведения о материале изделия 10
1.3 Описание базовой технологии сварки фрагментов скульптуры 13
1.4 Формулировка задач выпускной квалификационной работы 16
2 Проектная технология сварки элементов бронзовой скульптуры 18
2.1 Обоснование выбора способа сварки 18
2.2 Повышение эффективности способа сварки за счёт импульсного управления дугой 22
2.3 Описание проектного технологического процесса сварки 26
3 Обеспечение безопасности и экологичности предлагаемых
технических решений 29
3.1 Конструктивно-технологическая характеристика рассматриваемого объекта 29
3.2 Идентификация профессиональных и производственных рисков 30
3.3 Методики и технические средства для устранения профессиональных рисков 32
3.4 Пожарная безопасность рассматриваемого технологического
объекта 34
3.5 Вопросы обеспечения экологической безопасности 35
4 Экономическое обоснование предлагаемых в выпускной
квалификационной работе решений 37
4.1 Анализ исходной информации по базовой и проектной технологиям 37
4.2 Оценка фонда времени работы оборудования 39
4.3 Оценка штучного времени при выполнении операций проектного
и базового вариантов технологии 40
4.4 Расчёт заводской себестоимости при осуществлении операций
технологического процесса по рассматриваемым вариантам 42
4.5 Капитальные затраты при реализации проектного и базового вариантов технологии 46
4.6 Показатели экономической эффективности 48
Заключение 50
Список используемой литературы и используемых источников 52
Настоящая выпускная квалификационная работа посвящена повышению эффективности сварочных работ при строительстве и ремонте бронзовой монументальной скульптуры. В качестве предмета исследования принят памятник воину-солдату под Ржевом, строительство которого закончено в 2020 году. Несмотря на то, что сварочные работы на данном памятнике уже проведены, в России предстоит проведение ремонтных работ на аналогичных памятниках. Также следует принимать во внимание возможность строительства на территории России подобных мемориалов памяти и скорби.
Основным материалом для изготовления бронзовых скульптур является алюминиевая бронза. Комплексная технология отливки и сварки фрагментов позволяет во-первых, сократить затраты на литье, так как уменьшается масса каждой заготовки. Во-вторых, может быть существенно повышено качество и сложность исполнения заготовок. В-третьих, применение сварочных технологий позволяет многократно укрупнять фрагменты скульптуры, что делает возможным увеличение размеров возводимых памятников.
Болтовое крепление фрагментов скульптуры на стальном каркасе позволяет, во-первых, уменьшить затраты бронзы, а во-вторых, обеспечить ремонтопригодность памятника.
Сварка оловянных бронз затруднена по причине высокой склонности металла шва к образованию пор и горячих трещин. Проблемы свариваемости оловянных бронз до сих пор до конца не разрешены.
На основании вышеизложенного следует признать актуальность поставленной цели - повышение эффективности сварочных работ при строительстве и ремонте бронзовой монументальной скульптуры.
Настоящая выпускная квалификационная работа посвящена решению вопроса повышения эффективности сварочных технологий при изготовлении элементов памятника из бронзовых сплавов.
Для изготовления бронзовой скульптуры применяются заготовки из оловянной бронзы БрО5Ц5С5. В ходе анализа материала сформулированы затруднения при сварке оловянных бронз. Первой трудностью является высокая склонность металла шва к образованию пор. При этом следует отметить, что оловянные бронзы склонны к порам намного больше, чем другие сплавы на основе меди. Второй трудностью является образование большого числа горячих трещин в металле сварного шва и зоне термического влияния.
Базовая технология предусматривает применение аргонодуговой сварки неплавящимся электродом. Первым недостатком является низкая производительность процесса, кроме того, приходится постоянно выполнять заточку неплавящегося электрода, что также снижает производительность. Вторым недостатком является необходимость использования в качестве защитного газа дорогостоящих аргона, гелия или их смесей, что существенно повышает стоимость аргонодуговой сварки неплавящимся электродом. Третьим недостатком является высокая стоимость и сложность обслуживания сварочного оборудования. Четвёртым недостатком является необходимость привлечения сварщиков высокой квалификации.
Для повышения эффективности сварочных процессов предлагается применить разработку отечественных учёных-сварщиков, которая позволяет существенно повысить качество и производительность механизированной сварки в защитных газах за счёт применения технологии импульсного управления сварочной дугой.
Первая операция проектного технологического процесса - подготовка кромок. Для её выполнения применяется пневматическая шлифовальная 50
машина, комплект для визуально-измерительного контроля. Второй операцией проектного технологического процесса является сборка с прихваткой. Для её выполнения применяется пневматическая шлифовальная машина, полуавтомат сварочный, высокочастотный импульсный трансформатор, высокочастотный выпрямитель, высокочастотный преобразователь, комплект для визуально-измерительного контроля. Третьей операцией проектного технологического процесса является сварка. Для её выполнения применяется пневматическая шлифовальная машина, полуавтомат сварочный, высокочастотный импульсный трансформатор, высокочастотный выпрямитель, высокочастотный преобразователь, комплект для визуально-измерительного контроля. Четвёртой операцией проектного технологического процесса является контроля качества, используется дефектоскоп и комплект ВИК.
Выполнение операций проектного технологического процесса, который был представлен в исполнительском разделе настоящей выпускной квалификационной работы, приводит к возникновению негативных производственных факторов и негативных экологических факторов. Выполненная идентификация этих негативных факторов позволила предложить стандартные методики и технические средства для защиты персонала и окружающей среды.
Проведенные экономические расчёты позволяют судить о высокой эффективности предлагаемых в настоящей выпускной квалификационной работе решениях. Производительность труда повышается на 133 %. Уменьшение технологической себестоимости составило 52 %. При этом за счёт повышения производительности труда и снижения издержек удалось получить годовой экономический эффект в размере 1,57 млн. рублей.
На основании вышеизложенного следует считать поставленную цель выпускной квалификационной работы достигнутой.
Результаты выпускной квалификационной работы предлагаются к внедрению при изготовлении элементов бронзовой скульптуры.
