Тема: Технология сварки деталей кузова автомобиля из алюминиевых сплавов

Применение алюминиевых сплавов в современном массовом производстве характеризуется ежегодным приростом, который составляет порядка 5...15 % [18]. При построении технологии производства и проектировании кузова автомобиля предъявляются серьёзные требования к эксплуатационным свойствам сварного кузова. В первую очередь, необходимо обеспечить высокую коррозионную стойкость, которая должна позволить эксплуатацию конструкции в течение длительного сорока в условиях действия агрессивной среды автомобильной дороги. Также требуется получить в конструкции сочетание прочностных свойств и малого веса. Также желательно обеспечить соблюдение декоративных свойств конструкции.
В полной мере перечисленным, в значительной степени противоречивым, требованиям соответствуют именно алюминиевые сплавы, применение которых в автомобильной промышленности продолжает расширяться [6], [8]. Изготовление элементов кузова автомобиля из алюминиевых сплавов позволяет существенно снизить расход топлива и повысить динамические характеристики автомобиля. Кроме того, кузов автомобиля, который был выполнен из алюминиевых сплавов, более легко утилизировать, что позволяет соответствовать принятой мировой экологической повестке. Это обеспечивается высоким ресурсом алюминиевых сплавов с точки зрения вторичной переработки. Несмотря на перечисленные преимущества следует указать на трудности, которые существенно усложняют внедрение алюминиевых кузовов в массовом производстве автомобилей. В первую очередь, следует указать на высокую стоимость алюминиевых сплавов по сравнению с конструкционными сталями. Также следует принимать во внимание технологические трудности, возникающие при обработке деталей из алюминиевых сплавов. В том числе, свои особенности и затруднения возникают при сварке деталей из алюминиевых сплавов.
При сварке деталей из алюминиевых сплавов приходится считаться с низкой производительностью, которая связана с увеличением длительности основных и вспомогательных операций. Производительность сварки также снижается вследствие необходимости обнаруживать и устранять значительное количество дефектов сварки. Ещё одним недостатком применения алюминиевых сплавов при изготовлении сварных конструкций является снижение прочности сварного соединения по сравнению с прочностью основного металла. Также при следует учитывать, что сварка деталей из алюминиевых сплавов в классическом варианте должна выполняться в нижнем положении. Наличие на поверхности свариваемых деталей и присадочной проволоки тугоплавких окислов приводит к необходимости предварительной очистки поверхности, применения источников тепла с высокой концентрацией энергии и дополнительных технологических приёмов по разрушению окисной пленки.
Расчет экономичности применения алюминиевых сплавов в конструкции автомобиля на разнице в их удельном весе по сравнению с традиционно используемыми сталями и чугунами. Так, если все детали из алюминиевых сплавов на различных марках автомобилей, выпускаемых, например, в США, свести к одной модели, то их общая масса составит 227 кг. А поскольку 1 кг алюминиевого сплава способен заменить 2,5 кг стали, то 227 кг алюминия могут заменить 667 кг стали, т.е. выигрыш в массе составит приблизительно 340 кг. По сравнению с «безалюминиевым» автомобилем такая замена уменьшила бы расход топлива на 30-40%. Однако такой переход потребует изменения технологии сварки и, возможно, замене способа сварки. Если в настоящее время применяется контактная точечная сварка, то в последствии будут применяться другие высокоэффективные способы.
Поставленная цель - повышение производительности и качества изготовления деталей кузова автомобиля из алюминиевых сплавов.
Купить

Настоящая выпускная квалификационная работа посвящена решению вопроса повышения эффективности сварочных операций при изготовлении деталей кузова автомобиля из алюминиевых сплавов.
Выполнен анализ применяемых сплавов, для рассматриваемой в выпускной квалификационной работе предлагается использовать сплав АМг6. Сформулированы трудности при сварке, которые затрудняют проведение сварочных технологий и расширение области их использования.
На основании анализа известных решений для построения проектной технологии предложено использовать роботизированную точечную
плазменную сварку. Для повышения эффективности сварочных технологий предложено внедрить разработки отечественных исследователей-сварщиков в области моделирования тепловых процессов при сварке.
Проектный технологический процесс укрупнённо может быть представлен в виде набора операций: подготовка к сварке, сборка, сварка и контроль качества.
Выполненная идентификация этих негативных факторов позволила предложить стандартные методики и технические средства для защиты персонала и окружающей среды.
С учётом особенностей выполнения операций технологического процесса по проектному варианту и базовому варианту был выполнен расчёт основных экономических показателе производства.
Производительность труда повышается на 38 %. Уменьшение технологической себестоимости составило 19 %. При этом за счёт повышения производительности труда и снижения издержек удалось получить годовой экономический эффект в размере 692 тыс. рублей. Средства, затраченные на внедрение предлагаемых в настоящей выпускной квалификационной работе решений, будут окуплены за 0,5 года.
Купить