Эскиз собранной литейной формы (в разрезе).

Серьга чугун СЧ 20

Эскиз элементов литейной формы (Рисунок.1).

Разработка элементов литейной формы и литейного чертежа

Вначале выберем положение отливки в форме при заливке жидким металлом и определим плоскость разъема модели и формы, а затем разработаем все элементы, отличающие размеры отливки от размеров детали.

Выбор положения отливки в форме и определение разъема формы

При выборе положения отливки в форме необходимо учесть следующее:

· требуется обеспечить равномерное и направленное затвердевание отливки;

· наиболее ответственные, обычно обрабатываемые поверхности надо делать нижними или боковыми (т.к. получаются более чистыми);

· тонкостенные части располагают обычно в нижних частях формы по возможности вертикально или наклонно.

Деталь серьга, основываясь на чертеже, следует разместить так, чтобы ось была горизонтальной.

Выбор разъема формы или модели зависит от конфигурации и размеров отливки, а также от характера производства. Количество разъемов должно быть минимальным, так как наличие разъема приводит к смещению частей отливки относительно друг друга. Часть отливки следует помещать в одной части, лучше в нижней: не рекомендуется пересекать плоскостью разъема ответственные обрабатываемые или базовые поверхности.

Рабочая длина стержня 32 мм. Диаметр стержня 31 мм.

Рис. 1. Эскиз элементов литейной формы.

 

Эскиз модели.

 

После определения припусков на усадку, назначения формовочных уклонов, определения формы и размеров знаковых частей и назначения галтелей и закруглений вычерчивается эскиз модели (рис. 2).

· Знаки – предусматриваются в случаях использования стержней.

· Формовочные уклоны – чтобы при извлечении модели форма не разрушалась, вертикальные стенки модели делают с уклонами.

· Галтели – скругления внутренних углов поверхности отливки.

· Закругления скругления наружных углов поверхности отливки.

При сборке формы стержень устанавливают стержневыми знаками в соответствующие отпечатки, полученные с помощью знаков модели.

Рис. 2. Эскиз модели.

 

 

Изготовление литейной формы методом ручной формовки необходимо производить в следующей последовательности:

1. Устанавливаем нижнюю опоку ушками вниз.

2. Устанавливаем нижнюю половину модели отливки и модель питателя.

3. Наносим слой формовочной смеси и обжимаем его руками около модели отливки и модели питателя.

4. Заполняем опоку формовочной смесью и уплотняем его трамбовкой.

5. Срезаем излишки формовочной смеси.

6. Переворачиваем нижнюю опоку на 180°.

7. Устанавливаем по штырям верхнюю опоку.

8. Устанавливаем верхнюю половину модели отливки, модель шлакоуловителя, модель стояка и модель выпора.

9. Наносим разделительный слой кварцевого песка (для того, чтобы после формовки можно было разъединить верхнюю часть опоки от нижней, для извлечения моделей).

10. Наносим слой формовочной смеси и обжимаем его руками.

11. Заполняем опоку формовочной смесью и уплотняем трамбовкой.

12. Срезаем излишки формовочной смеси.

13. Извлекаем модели стояка и выпора.

14. Раскрываем опоки и извлекаем модели отливки, шлакоуловителя и питателя.

15. Производим отделку литейной формы.

16. Устанавливаем стержни.

17. Закрываем опоки и ставим под заливку.

После заливки металла в форму необходимо дать время для его кристаллизации. Затем раскрываем опоку, при этом отливка остается в верхней части опоки, так как металл в стояке с литниковой чашей и в выпорах держат отливку. Далее выбиваем отливку из опоки и остужаем её, убираем стержни из отливки.

Получившуюся отливку подают на контроль.

Эскиз собранной литейной формы (в разрезе).

Форма в сборе (рис 3.) вычерчивается в виде схемы, где даётся эскиз разреза формы, подготовленной к заливке. В разрезе должны быть показаны: литейная плоскость, стержни, литниковая система, газоотводящие каналы в форме.

В эскизе не требуется проставлять размеры, однако следует соблюдать пропорциональность. В тех случаях, когда литниковая система или её отдельная деталь не попадает в разрез, её следует показать пунктиром.

На чертеже формы в сборе необходимо соблюдать все условные обозначения элементов формы: каналы литниковой системы и полость формы не штрихуются.

Рис. 3. Эскиз собранной литейной формы (в разрезе).

 

 

1 – Нижняя опока; 2 – Верхняя опока; 3 – Шлакоуловитель; 4 – Стояк; 5 – Чаша; 6 – Питатель; 7 – Рабочая полость формы; 8 –Стержни; 9- Вентиляционный канал в форме; 10 – Выпор; 11 – Штырь для крепления опоки; 12 – Модельная плита.

Чертеж отливки.

Чертеж отливки (рис.4) с техническими требованиями должен содержать все данные, необходимые для изготовления, контроля и приемки отливок. Контур отливки вычерчивается на чертеже основной сплошной линией. Внутренний контур обрабатываемых поверхностей, а также отверстий, впадин, выточек, не выполняемых в литье, вычерчивается сплошной тонкой линией. При вычерчивании отливки размеры проставляются с учетом всех припусков.

Для назначения припусков по таблице выбираем ряд припусков на обработку отливок в нашем случае ряд 8.

После этого определяем минимальный литейный припуск на сторону согласно ряда припусков. Припуск в нашем случае составляет 1,0 мм.

После этого назначаем припуск на усадку металла: литейная усадка чугуна составляет 1% от размеров детали. На чертеже отливки величину припуска сплава указывают в примечании или в правом нижнем углу. Модельщик при изготовлении модели использует соответствующий усадочный метр.

Затем выбираем формовочные уклоны. Формовочные уклоны служат для удобства извлечения модели из формы без её разрушения. Размеры отливки увеличиваются в направлении извлечения модели из формы, т.е. в сторону плоскости разъема формы. На обрабатываемые поверхности отливки формовочные уклоны задаются поверх припусков на механическую обработку, на необрабатываемые за счет увеличения (для наружных поверхностей) или уменьшения (для внутренних поверхностей) размеров отливки. На чертеже детали формовочные уклоны обозначают сплошной тонкой линией.

Величина формовочного уклона выбирается в зависимости от вида литья, материала модели и высоты поверхности, на которую назначается уклон, и обозначается в градусах или в миллиметрах. В нашем случае величина формовочного уклона составляет 1º5´ или 0,75 мм.

Затем на острые внутренние углы назначаем галтели.

Галтели – скругления внутренних углов при переходе от одной поверхности отливки к другой. Галтели обеспечивают извлечение модели из формы, предотвращают появление трещин и усадочных раковин в отливке, обеспечивают плавный переход.

Радиус галтели R определяется по формуле:

,

где a и b – толщины сопрягаемых стенок отливки в мм.

Полученные по формуле значения округляют до следующих величин (нормальный ряд радиусов): 1, 2, 3, 5, 8, 10, 16, 20, 25, 40. По возможности галтели должны быть одного радиуса.

Так как на отливках не должно быть острых углов (они являются концентраторами напряжений и затрудняют получение четкого контура отливки), все острые кромки округляют радиусами, размер которых не превышает 3 – 5 мм. Эти радиусы называются литейными и обозначаются на чертеже буквой r.

r = 3 мм.

Размеры отливки, формовочные уклоны, галтели и закругления указаны на чертеже отливки.

Рис. 4. Чертеж отливки.

 

Точность отливки по ГОСТ 26645-85.

Оценку технических требований к отливкам производят по ГОСТ 26645-85. Точность отливки оценивается её классом размерной точности (КРТ), степенью коробления (СК), степенью точности поверхностей (СТП) и классом точности массы (КТМ).

1) Класс размерной точности (КРТ).

Размерная точности отливки представляет собой степень соответствия фактических и указанных в чертеже размеров. ГОСТ 26645-85 предусматривает 22 класса размерной точности – с 1-го по 16-тый. Более высокому числовому значению класса размерной точности соответствуют и большие допуски на размеры отливки, т.е. отливка характеризуется меньшей точностью. Точность размеров отливки зависит от её габаритных размеров и сложности конфигурации, способа литья, а также химического состава сплава.

Согласно ГОСТ 26645-85 класс размерной точности отливки 8-13Т

2) Степень коробления (СК).

Коробление отливки – это отклонение в относительном расположении поверхностей: отклонение от плоскостности, параллельности, перпендикулярности, от заданной формы. ГОСТ 26645-85 предусматривает 11 степеней коробления, при этом большему значению степени коробления соответствует и большее искажение формы отливки.

Согласно ГОСТ 26645-85 степень коробления нашей отливки соответствует

6-9 степени.

3) Степень точности поверхностей отливки (СТП).

Качество поверхности отливок оценивается ГОСТ 26645-85 степенью точности поверхности. По СТП определяются размеры припусков на обработку отливок.

Припуском на механическую обработку называется слой металла (на сторону), предназначенный для снятия в процессе механической обработки с целью получения требуемой шероховатости поверхности и размеров, заданных чертежом детали.

Согласно ГОСТ 26645-85 степень точности поверхности нашей отливки 11-18.

4) Класс точности массы (КТМ).

Номинальной называется масса отливки с учетом припусков на обработку резанием. Точность массы отливки оценивается классом точности массы в зависимости от номинальной массы отливок, Чтобы найти объем заготовки нужно:

1) найти объем цилиндра;

2) найти объем сегментов;

F=

 

h=2.2-0.92=1.28

sin

L=0.01745

L=0.01745

F= см

2сегмента =7,39 см

3) найти объём большой прямоугольной призмы;

V=а

а=15,6-1,833=13,767

V=13.767 см

V=143.17-7.39=135.78 см

4) найти объём маленькой прямоугольной призмы их 4

V=a

V=11.2 см

V=17.92 см

5) найти общий объём отливки;

V=24.49+135,78-71,68=88,59

6) найдём массу отливки;

М =V

М=88,59 =620,13

-плотность чугуна =7

 

Согласно табл. 16 ГОСТ 26645-85 класс точности массы нашей отливки 5-13Т.

Характеристики точности приводятся на чертеже отливки в технических требованиях к ней, например, в нашем случае “Точность отливки 12-7-15-12 ГОСТ 26645-85”.

 

Литниковая система состоит из литниковой чаши, стояка, шлакоуловителя и питателя.

1 Литниковая чаша – предназначена для приема жидкого (расплавленного) металла и непрерывной подачи жидкого металла в форму.

2 Стояк – вертикальный канал, суживающийся к низу, соединяет литниковую чашу со шлакоуловителем, предотвращает разрушение формы от действия струи металла, создает напор металла.

3 Шлакоуловитель – служит для задержания шлака и передачи из стояка металла, свободного от шлака, к питателям. Его располагают в горизонтальной плоскости и обычно в верхней полуформе, а питатели в нижней. В процессе заполнения формы металлом (для лучшего задержания шлака) шлакоуловитель должен быть обязательно заполнен металлом.

4 Питатели (литники) – это каналы для подачи жидкого металла непосредственно в полость формы. Сечение питателя должно быть такой конфигурации, чтобы металл плавно поступал в полость формы, мало охлаждался в пути от шлакоуловителя к отливке.

Кроме того, в литниковую систему входят выпоры и прибыли.

Назначение прибылей — получение отливок без уса­дочных раковин и пористости, которые могут образовы­ваться вследствие уменьшения объема расплава при его затвердевании. Прибыли размещают у массивных частей отливки, где усадка проявляется наиболее значительно.

Выпоры – каналы для выхода из формы воздуха и газов и всплывающих неметаллических включений – делают на верхних частях средних и крупных отливок. Они содействуют нормальной усадке застывающего сплава.

Газоотводящие каналы – служат для отвода газов, образующихся при заливке и кристаллизации металла после заливки.

Напуски служат для упрощения изготовления отливки. Например, отверстия диаметром меньше 20 мм можно не оформлять в отливке.

 

 

Контрольное задание №2.

 

Разработайте процесс изготовления поковки детали способом горячей объёмной штамповки на пневматическом молоте. При выполнении работы следует: описать сущность процесса ГОШ и указать области её применения; изобразить схему молота и описать его работу; установить температурный интервал ГОШ, вид нагревательного устройства и привести схему печи; составить чертёж поковки, определив её массу; привести эскизы переходов штамповки и применяемого инструмента; с учётом технологических отходов определить объём, массу и длину исходной заготовки, Указать способ её получения; описать механизацию процесса штамповки. Материал детали – сталь 45. Чертеж детали представлен на рисунке 5

Рисунок 5 – Шестерня.

Горячая объёмная штамповка –это вид обработки металлов давлением, при котором формообразование поковки из нагретой заготовки осуществляют с помощью специального инструмента – штампа. Течение металла ограничивается поверхностями полостей (а так же выступов),изготовленных в отдельных частях штампа, так что в конечный момент штамповки они образуют единую замкнутую полость (ручей) по конфигурации поковки.

Производительность штамповки значительно выше –десятки и сотни поковок в час. Штамп –дорогостоящий инструмент и пригоден только для изготовления какой-то одной,конкретной поковки. В связи с этим штамповка экономически целесообразна лишь при изготовлении достаточно больших партий одинаковых поковок. Для объёмной штамповки поковок требуются гораздо большие усилия деформирования, чем для ковки таких же поковок.

Горячей объёмной штамповкой получают заготовки для ответственных деталей автомобилей, тракторов, сельскохозяйственных машин, железнодорожных вагонов, самолётов, металлообрабатывающих станков и т.д. Более 65% массы всех поковок и до 20% массы деталей большинства машин изготавливаются из заготовок, полученных горячей объёмной штамповкой

На рис. 6 изображена схема ковочного приводного пневматического молота модели МА4132. Предназначен для выполнения кузнечных работ методом свободной ковки на плоских и фасонных бойках: протяжки, осадки, прошивки отверстий, горячей рубки металла, кузнечной сварки, гибки металла, а также для штамповки в открытых под­кладных штампах.

Применяется для выполнения кузнечных работ на предприятиях машиностроительной, металлургической, судостроительной и других отраслей промышленности.

Конструкция молота позволяет улучшить основные параметры, влияющие на производительность, энергию и частоту ударов.

Станина молота цельнолитая, чугунная, консольного типа. В основании станины имеется отверстие для установки шабота. Шабот — массивная чугунная отливка с квадратным основанием. В станине размещены два цилиндра — рабочий и компрессорный, соединенные между собой каналами.

Падающие части молота: баба, верхний боек— приводятся в движение воздухом, нагнетаемым в полость рабочего цилиндра компрессором. Для предотвращения ударов бабы о верхнюю крышку рабочего цилиндра предусмотрено буферное устройство. Обратный клапан предупреждает зависание бабы в верхнем крайнем положении и предохраняет компрессор от перегрузок. В нижней части рабочего цилиндра расположен механизм для удержания бабы в верхнем положении при выполнении ремонтных работ.

 

рис. 6. Схема пневматического молота.

 

Возвратно-поступательное движение поршень компрессора получает от электродвигателя через клиноременную передачу и кривошипно-шатунный механизм.

Режимы работы: холостой ход, держание бабы на весу, автоматические удары, прижим.

Управление молотом: с помощью рукоятки или ножной педали.

Вес падающих частей молота выбирается в зависимости от размера и массы поковки.

Нагрев металла перед штамповкой является не менее важной операцией, чем сам процесс деформирования. От способа и режима нагрева зависят качество поковок, расход металла и топлива, стойкость инструмента, себестоимость поковок, а также условия труда в кузнечном цехе. В кузнечных цехах применяют нагрев пламенный, электрический и в жидкостях (в расплавленных солях, стекле).

Температура начала и окончания штамповки определяет температурный интервал обработки заготовки на молоте или прессе. оптимальный температурный интервал устанавливают на основании комплекса испытаний для каждой марки материала.

Температурный интервал ковки и штамповки устанавливается на основании следующих данных: а) диаграмма состояния сплава; б)комплекса лабораторных испытаний; в) изучение зависимости строения металла от времени пребывания его при повышенных и высоких температурах.

Рекомендуемый интервал температур при горячей объёмной штамповке для стали 45 составляет 800-1200 С°.

Нагревательное устройство целесообразно использовать индукционное.

Возникновение электродвижущей силы под действием переменного магнитного поля и появление индукционных токов (ускоренное вращение вихрей порождает тангенциальную силу, которая, в свою очередь, приводит в движение телесные элементы) способствует нагреву заготовки.

 

Рис. 7.Схема печи индукционного нагрева.

 

Цилиндрический индуктор (рис. 7) состоит из следующих составных частей: индуктирующей обмотки 1, электрической 2 и тепловой 3 и 4 изоляции и металлических направляющих 5 для предохранения элементов индуктора от повреждения нагретыми заготовками. Работа станка заключается в нагреве заготовок при помощи индукционного тока. Заготовка поступает в индуктор, по конвейерному способу, нагревается там и выталкивается оттуда следующей заготовкой. Достоинством этого вида нагрева является быстрота, бесшумность, отсутствие копоти; основные недостатки – быстрый износ направляющих.

Технологический цикл изготовления поковок в кузнечном цехе складывается из заготовительных, деформирующих и завершающих операций, выполняющихся в соответствующих отделениях цеха.

Заготовительные операции применяют с целью подготовки исходных заготовок для последующей объемной штамповки.

Современные кузнечные цехи объемной штамповки оснащают электрическими нагревательными устройствами во избежание образования копоти и высокой температуры окружающего воздуха при нагреве заготовок. Нагретые заготовки подвергают деформирующим операциям на кузнечно – штамповочном оборудовании, установленном в штамповочном отделении цеха.

К завершающим операциям относится обрезка технологического отхода (облоя) и пробивка отверстий, термообработка поковок, очистка их от окалины, правка и калибровка, контроль размеров и качества.

Таблица 1 – Технологический процесс штамповки шестерни на молоте

Операции	Эскизы переходов
Исходная заготовка из стали 45
Осадка в заготовительном ручье
Осадка в окончательном ручье

 

Если диаметр отверстия (14мм) меньше толщины детали (33мм) прошивку отверстия можно не производить.

Чертеж штампованной паковки приведен в приложении Б.

Размеры заготовки подсчитывают в зависимости от способа штамповки (плашмя или в торец) и применяемых ручьев. Объем исходной заготовки равен сумме объемов поковки и отходов, т.е.

 

Для определения веса заготовок иногда пользуются укрупненными ориентировочными данными об отходах в зависимости от типа поковок. Для данного типа поковок (шестерня) коэффициент отходов и потерь К₀=1,03. Следовательно объем заготовки равен:

Так как на чертеже в методическом указании неуказанна глубина пазов в шестерне принимаю её следовательно 5 и 9, в сумме соответственно общая глубина составит 14мм. Расчет объема пазов по формуле

следовательно:

V

 

Следовательно, масса паковки определяется:

 

m=Vρ=

где, ρ – плотность материала.

Определяем размеры заусенца:

 

h

 

h

Далее по таблице «Размеры канавки для заусенца» определяем его параметры: ; ; ; .

Определяем объём заусенца:

где, S - средняя площадь поперечного сечения заусенца, а p – периметр поковки по линии разъёма.

По формуле (4) с учётом замечаний имеем:

Следовательно объём заготовки будет равен:

195121+33782=228903мм³

с учётом отходов и потерь:

Профиль и сечение заготовки выбирают исходя из технологических соображений. Для поковок круглого сечения – профиль круглый. Для облегчения резки заготовки задаём при определении её диаметра большим значением коэффициента m=2,5

отсюда по формуле:

 

Выбираем заготовку диаметром 49 мм.

Диаметр заготовки:

 

Диаметр заготовки принимается по сортаменту (ГОСТ 2590-78) d=49 мм. Длина заготовки соответственно 120 мм.

Способ получения заготовки – прокат.

Механизация процесса штамповки. Межоперационная передача в штамповочных агрегатах охватывает следующие процессы: подачу нагретых заготовок к штамповочным машинам; передачу заготовок (полуфабрикатов) от одной штамповочной машины к другой; перемещение поковок от штамповочных агрегатов в термическое отделение или на склад поковок; удаление металлоотходов от штамповочных агрегатов.

Для механизации используют различные средства, так, например, склизы (желоба), однорельсовые пути, напольные транспортёры, напольные рельсовые и безрельсовые машины (типа посадочных машин) и подвесные конвейеры.

Средства механизации, применяемые а агрегатах штамповочных молотов: манипуляторы или перекладчики (подача заготовки в штамп, манипулирование и перекладка из ручья в ручей); сбрасыватели (сбрасывание поковок и заусенца от обрезного штампа); загрузочные механизмы (загрузка нагревательных установок); разгрузочные механизмы (разгрузка нагревательных установок); транспортёры (межоперационные передачи); машины для забивки клиньев (забивка и выбивка клиньев при установке штампов); электрические тележки (установка штампов); однорельсовые пути с ручными кошками (межоперационные передачи, подвеска сокола).

 

Контрольное задание № 3

 

 

Рисунок 8 – Плита

Изобразите схему и опишите сущность процесса автоматической сварки под слоем флюса. Укажите назначение флюса и флюсовой подушки. Разработайте процесс односторонней сварки плиты из стали марки СТ3. Производство крупносерийное. Укажите тип соединения и форму разделки кромок под сварку по ГОСТ. Приведите эскиз сечения шва с указанием размеров. Выберите марку и диаметр электродной проволоки и флюса. Подберите режим сварки. По размерам шва подсчитайте массу наплавленного металла. Определите расход электродной проволоки и флюса с учетом потерь, расход электроэнергии и время сварки изделия. Укажите методы контроля сварного шва.

Рисунок. 9 - Схема плавильного пространства и кристаллизующейся сварочной ванны при электродуговой сварке под флюсом:

1 -электрическая дуга;

2 – свариваемый металл;

3 – присадочная (электродная) проволока;

4 – расплавленный флюс (шлак);

5 – зона газов и переноса электродных капель в сварочную ванну;

6 – капли расплавленного присадочного металла;

7 – жидкий металл сварочной ванны;

8 – слой нерасплавленного флюса;

9 – слойзатвердевшего шлака на поверхности шва;

10 – сварной шов;

 

 

Рисунок 10 - Схема разделки кромок.

 

 

 

Рисунок 11 - Схема поперечного сечения сварного шва.

 

При сварке под флюсом сварочная дуга горит под слоем сыпучего вещества, называемого флюсом,высота которого составляет 20—80 мм. Схема процесса сварки под флюсом показана на рис. 9. Электродная проволока из бухты подается в зону сварки через флюс с помощью специального подающего механизма сварочного автомата. Процесс сварки под флюсом начинают с возбуждения дуги. Для этой цели применяют несколько способов. Наиболее часто дугу возбуждают посредством закорачивания электрода на изделие. При этом закороченный конец проволоки засыпают слоем флюса, подаваемого из бункера.

При включении сварочной головки под действием проходящего тока происходит расплавление конца электродной проволоки, флюса и основного металла, частично эти материалы испаряются. При отдергивании электродной проволоки возбуждается сварочная дуга. В зоне горения сварочной дуги под действием высокой температуры образуются газовый пузырь, образованный парами металла и компонентами флюса.

При автоматической сварке под флюсом обычно автоматизируют не только подачу электродной проволоки в зону горения дуги, но и возбуждение, устойчивое поддержание горения дуги, перемещение дуги относительно изделия со скоростью сварки, заварку конечного кратера и разрыв дуги.

 

Основное назначение флюса — изолировать сварочную ванну от воздействия атмосферного воздуха и металлургически с ней взаимодействовать.

Сварка под флюсом выполняется автоматами и полуавтоматами. Аппараты для автоматической сварки могут выполняться в двух вариантах: 1) автоматическая головка (которая зажигает дугу, поддерживает ее горение и подает электродную проволоку) помещается на самоходную тележку, так называемый сварочный трактор, и перемещается по свариваемому изделию; 2) станок автомата выполнен так, что детали на нем перемещаются со скоростью сварки под неподвижной головкой. Возможно и одновременное перемещение как автомата, так и изделия, что удобно при сложной конфигурации шва.

Необходимый состав металла шва можно получить при соответствующем выборе состава флюса и электродной проволоки, а также режимов сварки, определяющих долю основного металла в металле шва. В процессе образования шва, кроме расплавленных флюса и металла, участвуют газы.

В результате взаимодействия в сварочной зоне металла, флюса и газов образуется сварной шов, металл которого имеет определенный химический состав. Химический состав металла шва во многом предопределяет механические и другие свойства, а также его склонность к образованию горячих трещин. В связи с этим к сварочным флюсам предъявляют ряд требований.

Сварочные флюсы должны обеспечивать:

1) устойчивость процесса сварки;

2) отсутствие горячих трещин и пор в сварном шве;

3) высокие механические свойства металла шва;

4) легкую отделимость шлаковой корки;

5) хорошее формирование шва;

6) отсутствие выделения вредных газов при сварке.

Благодаря флюсовой защите снижаются потери тепла на излучение и потери металла на угар и разбрызгивание. К подготовке кромок и сборке изделий под автоматическую сварку под слоем флюса предъявляются более жесткие требования, чем при ручной сварке. Значительная глубина проплавления позволяет в ряде случаев отказаться от разделки кромок, поэтому разделку кромок применяют главным образом для того, чтобы обеспечить заданную высоту усиления сварного шва.

Возможность протекания жидкого металла через зазоры или прожог сварного шва вынуждает применять ряд технологических приемов (сварка на медной или флюсо-медной подкладке, на остающейся стальной подкладке, с ручной подваркой корня шва, а также на весу, сварка на флюсовой подушке и др.).

Сварку на флюсовой подушке применяют довольно часто. Флюсовую подушку используют для поджатия флюса с нижней стороны свариваемых листов и удерживания сварочной ванны. Флюс к изделию поджимают гибким шлангом, соединенным с магистралью сжатого воздуха, винтовыми, рычажными, эксцентриковыми и иными прижимами. Широко применяют магнитные стенды с флюсовой постелью, флюс поджимается магнитами.

На флюсовой подушке сваривают стыковые швы без разделки и с разделкой кромок. Разделка может быть односторонняя У-образная, двусторонняя Х-образная и др.

При сварке углеродистых сталей применяют в основном две системы флюсов и электродной проволоки. Первая система — марганцовый высококремнистый флюс в сочетании с низкоуглеродистой или марганцевой электродной проволокой. Вторая система — безмарганцевый высококремнистый флюс в сочетании с высокомарганцевой проволокой. Общим для этих систем является высокое содержание кремнезема во флюсе и применение электродной проволоки из кипящих и полуспокойных сталей. При этих системах легирование металла шва кремнием достигают за счет флюса, легирование марганцем — за счет или флюса (первая система) или электродной проволоки (вторая система).

Применение автоматической сварки под флюсом по сравнению с ручной электродуговой сваркой имеет ряд преимуществ:

1 Производительность сварки выше в 5—20 раз за счет увеличения плотности тока, увеличения скорости сварки и повышения коэффициента использования сварочной дуги, повышения коэффициента наплавки и уменьшения количества присадочного металла.

2 Высокое качество сварного шва достигают защитой расплавленного металла флюсом от воздействия кислорода и азота воздуха, легированием металла шва, увеличением плотности металла шва и лучшим его формированием.

3 Экономия сварочных материалов за счет уменьшения расхода электродной проволоки на угар, разбрызгивание и сварку, отсутствие покрытия на сварочной проволоке, экономия электроэнергии 30—40%.

4 Эксплуатационные преимущества заключаются в полной автоматизации процесса сварки.

5 Лучшие условия труда сварщика, высокий общий уровень и культура производства.

Автоматическую сварку под флюсом применяют во всех отраслях машиностроения и в строительстве преимущественно для выполнения в нижнем положении прямолинейных и кольцевых швов. При этом толщина свариваемого металла составляет от 2 до 100 мм. Сваривать можно углеродистые и легированные стали, медные и алюминиевые сплавы.

Режим автоматической сварки под флюсом определяется следующими параметрами: диаметром электродной проволоки, силой тока, скоростью сварки, напряжением на дуге, маркой флюса, скоростью подачи электродной проволоки. Их назначают в зависимости от толщины свариваемого металла расчетом или по справочнику. Плотность тока и скорость сварки являются силовыми параметрами, от которых зависит глубина провара. Напряжение на дуге влияет на геометрические размеры шва.

Для сварки низкоуглеродистых сталей в большинстве случаев применяется флюс марки АН – 348А (ГОСТ 9087 – 81) и низкоуглеродистая проволока марки Св-08 (ГОСТ 2246-70).

Табличные значения режимов сварки взяты из справочника и состовляют: сила сварочного тока равна 950-1000 А, скорость подачи электрода равна 92 м/ч, напряжение дуги равна 30-40В,скорость сварки 15м/ч, коэффицент наплавки равен 15г/(А ч),диаметр электродной проволоки 5 мм.

Но можно рассчитать по формулам:

1) сварочный ток

2) скорость сварки

V

 

 

3) исходя из скорости сварки найдём время сварки

 

4) найдём кол-во проволоки

5) найдём объём проволоки

V=

 

6) найдём массу наплавляемого металла

M=V =722200

 

 

На всю свариваемую поверхность.

7) Потери на угар и разбрызгивание составляют 2…5% от массы наплавляемого металла это 283,45 г.Масса будет состовлять 5385г.

8) Расход электроэнергии:

 

=1000

 

9)Сделаем проверку правельно ли мы взяли коэффицент наплавки

,

 

Удельная плотность электрода.

Качество сварных соединений оценивают с помощью разрушающих и неразрушающих методов контроля.

Контроль качества сварки начинается с проверки исходных материалов, оборудования, квалификации сварщиков, технологического процесса и т. п. и заканчивается проверкой качества готового изделия.

Дефекты сварных соединений могут быть наружными или поверхностными и внутренними.

Для предупреждения и обнаружения дефектов существуют предварительный, промежуточный и окончательный методы контроля.

Предварительный и промежуточный контроль предусматривает контроль исходных материалов и всех технологических операций, сопутствующих изготовлению сварной конструкции.

Окончательный контроль предусматривает следующие методы для обнаружения дефектов: наружный осмотр, механические испытания сварных швов и соединений, испытание на плотность, микро- и макроструктурные испытания, просвечивание швов гамма - и рентгеновскими лучами, а также магнитный и ультразвуковой контроль.

При обнаружении дефектов определяют границы их распространения и затем приступают к устранению. После исправления дефекта конструкция подвергается повторному контролю.

Разрушающие испытания проводят обычно на контрольных образцах, реже на моделях и на самих изделиях. Контрольные образцы сваривают из того же материала и по той же технологии, что и сварные соединения изделий. К разрушающим методам контроля относятся: механические испытания, металлографические исследования, химический анализ, коррозионные испытания, исследования на свариваемость. Эти испытания позволяют получить числовые данные, характеризующие прочность, качество и надежность соединений.

К неразрушающим методам контроля относят: контроль на непроницаемость (керосином, сжатым воздухом, мыльной пеной, способом погружения, вакуумированием, гидравлическими течеискателями), магнитный и электромагнитный, люминесцентный; радиационный, ультразвуковой и магнитографический.

Испытание швов керосином основано на высокой проникающей способности керосина. Швы покрывают меловой обмазкой с внешней стороны, после высыхания которого внутреннюю сторону смачивают керосином. Время выдержки изделия после смачивания керосином зависит от толщины свариваемых деталей: чем больше толщина и чем ниже температура воздуха, тем больше время выдержки. Дефекты выявляются со стороны окрашенной мелом в виде ржавых полос и пятен.

Гидравлические испытания позволяют определить плотность и прочность сварных швов. Они проводятся с полным или частичным заливом водой, с полным заливом и дополнительным давлением от напорной трубки, с полным заливом и созданием давления около 1,5 – 2 от рабочего. Изделие выдерживают в течение 5 -10 минут, затем осматривают. В это время швы осматривают на отсутствие течи, капель и отпотеваний. Для повышения чувствительности контроля используют водные растворы, обладающие повышенной проникающей способностью, а также растворы с радиоактивными добавками (в этом случае радиационные индикаторы выявляют мелкие течки). Применяется и авиационное масло или дизельное топливо.

Наиболее распространенным способом радиационного контроля является фотографический. Рентгеновские лучи, проходя через испытываемый сварной шов, частично поглощаются и действуют на находящуюся за ним фотопленку, экран или ионизационную камеру. Дефекты видны как почернения различной величины и формы соответственно характеру дефекта.