Тема: Технология сварки корпуса катера из сплава АМг5

В настоящее время в мировой промышленности отмечается устойчивая тенденция к росту доли применения лёгких сплавов при изготовлении транспортных средств. При этом удаётся решит задачи энергосбережения и снижения потребления ресурсов. Применение алюминиевых сплавов при производстве транспортной конструкции позволяет существенно уменьшить затраты топлива за счёт снижения массы конструкции и повышения её ходовых качеств. Также следует отметить высокую способность конструкций из алюминиевых сплавов к переработке и вторичному использованию, что позволяет решить задачу снижения потребления ресурсов.
Несмотря на стоимость, которая превышает стоимость конструкционных сталей, алюминиевые сплавы являются перспективным конструкционным материалом, и их доля в мировой промышленности будет увеличиваться. Ежегодный прирост объёмов потребления алюминиевых сплавов в машиностроении составляет порядка 5.. .15 % [20], [23].
При изготовлении конструкций из алюминиевых сплавов в основном применяются полуфабрикаты. При этом отношение прочности и текучести к плотности материала у алюминиевых сплавов существенно выше, чем у чугунов и низколегированных сталей, незначительно уступая высокопрочным сталям.
Высокоответственные конструкции из алюминиевых сплавов выполняют с применением таких алюминиево-магниевых сплавов, как АМг5 и АМг5В. Также возможно применение термически упрочняемого сплава 1915.
Алюминиевые сплавы широко применяются при изготовлении лодок и катеров. При этом самым распространённым сплавом стал АМг3 и АМг5, который не только обладает необходимой прочностью и легкостью, но и существенно выше по коррозионной стойкости, чем многие другие сплавы алюминия. В пресной воде эксплуатируют плавательные средства, выполнение из сплава АМг3. Для эксплуатации в солёной воде следует использовать сплав АМг5.
Сплав АМг5 имеет хорошую свариваемость, что так же учитывается при принятии решения о его использовании для изготовления транспортных конструкций.
При изготовлении конструкций из алюминиевых сплавов самое широкое применение получила дуговая сварка, выполнение которой применительно к алюминиевым сплавам встречает значительные трудности, которые не решены до настоящего времени [7], [8], [18], [19], [22], [24]. Эти трудности проистекают из особенностей свойств алюминиевых сплавов по сравнению с другими конструкционными материалами.
Алюминиевые сплавы имеют высокую теплопроводность, в результате возрастает уровень остаточных напряжений и деформация, происходит коробление конструкции и появление в ней трещин. Поверхность алюминиевых деталей покрыта окисной плёнкой, которая имеет высокую температуру плавления, превышающую температуру плавления основного металла, в результате этого при сварке шов загрязняется окисными пленами. Загрязнению металла шва окисными плёнами также способствует то, что оксид алюминия имеет более высокую плотность, чем расплавленный алюминий, поэтому не остаётся на поверхности сварочной ванны, а тонет в ней. Расплавленный алюминий активно растворяет в себе газы, которые интенсивно выходят из него при кристаллизации, что приводит к образованию пористости, которая становится серьёзной проблемой при сварке алюминиевых сплавов. Также при сварке следует учитывать, что все алюминиевые сплавы имеют провал прочности при нагреве, в результате чего форма сварного шва теряет стабильность, а также повышается вероятность получения горячих трещин.
Описанные выше особенности алюминиевых сплавов заставляют применять при их сварке концентрированные источники энергии, обеспечивающие разрушение окисной плёнки на поверхности деталей. При этом наиболее широко распространена сварка неплавящимся электродом в среде аргона, которую ведут на переменном токе....
Купить

Настоящая выпускная квалификационная работа посвящена решению вопроса повышения эффективности сварочных операций при изготовлении корпуса прогулочного речного катера из алюминиевых сплавов.
Базовая технология ремонта предусматривает применение аргонодуговой сварки неплавящимся электродом. В ходе анализа исходных данных сформулированы недостатки базовой технологии:
• низкая производительность сварочных работ;
• высокие требования к квалификации сварщика;
• низкая экономическая эффективность базовой технологии.
На основании вышеизложенного были сформулированы задачи выпускной квалификационной работы.
На основании анализа известных решений для построения проектной технологии предложено использовать механизированную сварку проволокой сплошного сечения в среде защитных газов. Для повышения эффективности сварочных технологий предложено внедрить разработки отечественных исследователей-сварщиков в области импульсного управления сварочной дугой.
Проектный технологический процесс укрупнённо может быть представлен в виде набора операций: подготовка к сварке, сборка, сварка и контроль качества. При выполнении этих операций применяется кран-балка, стапель, набор измерительного инструмента, сварочный трансформатор, система формирования сварочных импульсов, механизм подачи проволоки, газовое оборудование, набор для проведения визуально-измерительного контроля, дефектоскоп.
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.
С учётом особенностей выполнения операций технологического процесса по проектному варианту и базовому варианту был выполнен расчёт основных экономических показателе производства.
Производительность труда повышается на 25 %. Уменьшение технологической себестоимости составило 20 %. При этом за счёт повышения производительности труда и снижения издержек удалось получить годовой экономический эффект в размере 385 тыс. рублей. Средства, затраченные на внедрение предлагаемых в настоящей выпускной квалификационной работе решений, будут окуплены за 0,2 года.
На основании вышеизложенного следует считать поставленную цель выпускной квалификационной работы достигнутой.
Результаты настоящей выпускной квалификационной работы рекомендуются к внедрению на предприятиях, которые выполняют работы по изготовлению корпусов судов из алюминиевых сплавов.
На основании результатов настоящей выпускной квалификационной работы доказана эффективность замены аргонодуговой сварки неплавящимся электродом на механизированную сварку в защитном газе с импульсным управлением горением сварочной дуги. Таким образом, область внедрения работы может быть расширена. При этом величина рассчитанного ранее экономического эффекта может быть увеличена многократно.
Купить