Выбор и технико-экономическое обоснование
технологии сварки [1,7,20,21,24,27,28,33,39,54,55]
Выбор вида и способа сварки в проекте должны быть обоснованы, исходя из их характеристики технических возможностей, производительности и экономической эффективности, в зависимости от:
— химического состава металла и его теплофизических свойств;
— назначения изделия (виды нагрузок, условия эксплуатации, наличие высоких или низких температур);
— конструкции и габаритов изделий.
Необходимо широко использовать новые прогрессивные способы сварки, добиваясь комплексной механизации и автоматизации сварочных работ, снижения трудоемкости и улучшения качества. Следует стремиться к применению номинального количества видов сварки при изготовлении конструкции.
При выборе способы сварки следует учитывать возможное расчленение сварного изделия на узлы. Принятые способы сварки для подузлов должны обеспечивать необходимую точность размеров, наименьшие собственные напряжения, без усложнения транспортных средств передавать узел с одного рабочего места на другое, обеспечить проведение сварки с минимальным количеством оборотов.
Обоснование выбора способа сварки можно проводить путем сопоставления и расчета двух возможных способов сварки. Для этого производят расчет себестоимости сварки одного погонного метра или килограмма наплавленного металла по тем статьям, которые зависят от способа сварки. Такими статьями являются: стоимость сварочных материалов, прямая заработная плата сварщика, стоимость расходуемой при сварке электроэнергии, амортизационные отчисления и расходы на текущий ремонт сварочного оборудования. Сравнение стоимости одного погонного метра или килограмма наплавленного металла при различных способах сварки дает возможность сделать вывод о применении наиболее экономичного способа. Затем необходимо раскрыть сущность принятого способа сварки и его металлургические особенности.
Описание технологии сварки выполнять в следующей последовательности:
— способ сварки, наплавки, резки, пайки выбрать исходя из характеристик свариваемого изделия, материалов, анализа достоинств и недостатков различных способов сварки с учетом программы выпуска изделий;
— согласно выбранному способу сварки установить вид подготовки кромок согласно ГОСТа на сварку, дать схему сварного соединения, указать размеры;
— указать расположение шва и положение сварки в пространстве, количество слоев, проходов швов в каждом сварном соединении;
— обосновать мероприятия по уменьшению сварочных напряжений и деформаций.
— указать преимущества выбранного способа сварки, описать его сущность и особенности.
2.5 Выбор и обоснование сварочных материалов [12,32,54]
Выбор сварочных материалов производится в соответствии с принятыми способами сварки.
Выбор сварочных материалов выполнить из условия получения металла шва равноценного основному металлу по химическим и механическим свойствам, дать характеристику сварочных материалов.
При выборе сварочных материалов следует исходить из необходимости обеспечения:
— требуемой эксплуатационной прочности, получения плотных бездефектных швов, определенного уровня механических свойств металла шва в сочетании с основным металлом;
— необходимой сплошности металла шва (без пор и шлаковых включений или с минимальными размерами и количеством указанных дефектов на единицу длины шва);
— высокой стойкости металла шва против образования горячих и холодных трещин;
— требуемых механических свойств металла шва (прочности, пластичности, ударной вязкости);
— требуемых специальных свойств металла шва (жаропрочности, жаростойкости, коррозионной стойкости);
— высокой производительности сварки.
Обоснование выбранных сварочных материалов следует производить анализом свойств металла шва и основного металла (механических свойств и химического состава) с подтверждением этих свойств металловедческих анализов сварного соединения.
После обоснования выбора сварочных материалов для принятых в проекте способов сварки необходимо привести в форме таблиц химический состав этих материалов или механические свойства и химический состав наплавленного металла.
2.6 Выбор и обоснование режимов сварки[1,5,12,20,37,42,54]
Обосновать режимы основного процесса (сварки, наплавки, резки, пайки) расчетами, анализом и сопоставлением существующего производства и литературного материала по изученному курсу.
Обоснованному выбору подлежит род, сила тока, напряжение, диаметр и марка электрода и проволоки, флюса, вид и расход защитного газа, количество слоев, скорость сварки и подачи проволоки, вылет электрода, последовательность выполнения швов, расположение в пространстве.
Расчет режимов сварки следует производить по существующим методикам [1] на основе рассмотренных показателей свариваемости металла, выбранного способа сварки и сварочных материалов. При этом следует исходить из следующих условий: получение швов с оптимальными размерами и формой; обеспечение такого термического цикла, который обеспечит оптимальные свойства зон термического влияния и металла шва.
Если для данного вида или способа сварки нет методики расчета режима сварки, то его выбирают по таблицам справочников или по опытным данным предприятия.
Для металлов, у которых под воздействием термического цикла сварки могут произойти структурные изменения и связанные с ними ухудшение механических или специальных свойств, а также появление склонности к трещинам, в основу расчета режима сварки должно быть положено обеспечение требуемых размеров шва, определение области допустимых погонных энергий, формирующих свойства сварного соединения на ниже требуемых, а также структурный состав сварного соединения, гарантирующий отсутствие склонности к трещинам.
Выбранные или рассчитанные показатели режимов сварки необходимо представить в виде сводной таблицы 2.1 или таблицы 2.2.
Режимы ручной дуговой сварки покрытыми электродами
| ГОСТ, Тип соединения | Толщина детали S  , мм | Марка и диаметр электрода d  , мм. | Количество проходов (слоев) N, шт. | Род тока, полярность | Сила сварочного тока I  , А. | Напряжение на дуге U  , В. | Скорость сварки V , м/ч. |
Режимы полуавтоматической сварки в среде защитных газов
| ГОСТ, Тип соеди-нения | Толщина детали S , мм, или Катет шва К, мм. | Диаметр проволоки d  , мм. | Коли-чество проходов (слоев) N, шт. | Род тока, поляр-ность | Режим сварки | Вылет Электро-да l  , мм. | Произ-води-тель-ность Q  , г/с. |
| Сила тока I , А. | Напряже-ние на дуге U , В. | Расход газа q  , л/мин |
Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).
Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.
Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ — конструкции, предназначенные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.
Источник
Выбор и технико-экономическое обоснование выбора способа сварки
Данная сварная конструкция, т.е. система аварийного охлаждения активной зоны, сваривается автоматической сваркой под флюсом. При выборе способа сварки проводят экономическое сравнение. Для этого производят расчеты стоимости сварки одного погонного метра наплавленного металла по тем показателям, которые зависят от способа сварки. Такое сравнение стоимости одного погонного метра наплавленного металла при различных способах сварки даст возможность сделать вывод о применении наиболее экономичного способа сварки. Для сварки данной сварной конструкции применяют два способа сварки: полуавтоматическую в среде углекислого газа и автоматическую сварку под флюсом. Определим стоимость одного погонного метра шва при этих двух способах сварки. Определяем площадь сечения шва при автоматической сварке
,
,
,
.
,
,
,
.
В соответствии с ГОСТ 14771-79 для металла толщиной 36 мм применимо по технологическим данным стыковых соединений С25:
Определяем площадь сечения шва при полуавтоматической сварке в углекислом газе,
 | ||
 | ||
,
,
,
.
,
,
,
.
Определяем стоимость сварочных материалов. Для этого необходим расход сварочных материалов при двух способах. При автоматической сварке под флюсом стали 20К применяем проволоку Св-08А и флюса АН-22. При полуавтоматической Св – 08А.
Расчет расхода сварочной проволоки при полуавтоматической сварке в углекислом газе, кг
где 
-масса проволоки;
-масса наплавки .
Расчет расхода сварочной проволоки при автоматической сварке под флюсом, кг
где -масса проволоки;
-масса наплавки.
Масса наплавленного металла на 1 погонный метр при автоматической сваркой под флюсом шва находиться по формуле, кг/м
где 
-плотность наплавленного металла (для стали 7,8 г/ 
)
-при автоматической сварке под флюсом:
-при полуавтоматической сварке в углекислом газе:
Коэффициент расхода проволоки при автоматической сварке под флюсом 
=1,02; при полуавтоматической сварке в углекислом газе 
= 1,12.
Расход флюса определяется по расходу проволоки и коэффициенту расхода флюса 
и на 1 погонный метр составляет кг/м
,
При сварке стыковых соединений со скосом кромок применяют 
=1,2.
Тогда расход флюса на 1 погонный метр шва составит:
Расход углекислого газа Нr находится из соотношения, л
,
где q – удельный расход газа, л/мин;
To – основное время сварки одного погонного метра шва;
1,2 – коэффициент, учитывающий расход газа при настройке и продувке шлангов.
Согласно режимам полуавтоматической сварки в углекислом газе удельный расход газа равен 15 л/мин.
Рассчитаем основное время полуавтоматической сварки в среде углекислого газа одного погонного метра шва рассматриваемого продольного стыка рамы по формуле или определим по нормативной документации, мин
-при полуавтоматической в среде защитного газа:
-при автоматической сварке под слоем флюса:
Тогда расход углекислого газа на один погонный метр составит, л
,
.
Один килограмм углекислоты дает 509 литров углекислого газа. Исходя из этого, расход углекислоты на сварку одного метра шва составит, кг
,
.
Стоимость сварочных материалов определяется, исходя из расходов их и цены за килограмм. Цена проволоки СВ-08А диаметром 5 мм, за одну тонну составит 70000 рублей, следовательно, 1 килограмм проволоки равен 70 рублей.
Тогда стоимость сварочной проволоки Сп составит, руб
-при автоматической сварке под флюсом:
,
.
-при сварке в среде углекислого газа:
Цена одного килограмма углекислоты 15 рублей, тогда стоимость газа составит, руб
,
.
Стоимость сварочных материалов автоматической сварке. Цена флюса составит 40 руб/кг, тогда стоимость флюса на один погонный метр шва составит, руб
,
.
Определяем основную заработную плату сварщика, выполняющего 1 погонный метр шва. Примем разряд работы при обоих способах сварки – четвертым. При этом часовая тарифная ставка рабочего сварщика составляет 50 рублей час, а норма штучного времени сварки одного погонного метра шва при полуавтоматической сварке и автоматической под флюсом рассчитывается по формуле, мин
-при автоматической сварке под флюсом:
,
.
-при сварке в среде углекислого газа:
,
.
или определяем по нормативам.
Основная заработная плата определяется по формуле, руб
Тогда основная заработная плата сварщика, выполняющего, один погонный метр шва составит:
-при полуавтоматической сварке в среде углекислого газа:
,
.
-при автоматической сварке под флюсом:
,
.
Амортизационные отчисления и расходы на текущий ремонт устанавливаются в процентах от удельной стоимости оборудования, принятого для выполнения полуавтоматической сварки в среде углекислого газа – ПДГ-508 с горелкой А-1231-5Г2 и источником питания ВДУ-506, а для автоматической сварке под флюсом А – 1416 и источник питания КИУ 1201.
Стоимость автомата ПДГ-508 в комплекте с источником питания ВДУ-506 и горелкой А-1231-5Г2 составит 67760 рублей, а стоимость автоматической сварке под флюсом А – 1416 и источник питания КИУ 1201 составит 600000 рублей. Для нахождения удельной стоимости оборудования, отнесенной к одному погонному метру сварки, необходимо знать производительность поста сварки. Действительный годовой фонд времени работы оборудования 3975 часов, коэффициент использования поста – 0,8. Тогда производительность поста полуавтоматической сварки определяем по формуле:
Тогда производительность поста сварки при сварке под флюсом
,
.
при сварке в углекислом газе:
,
.
Удельная стоимость оборудования определяется по формуле:
И составит при автоматической сварке под флюсом:
,
.
при полуавтоматической в среде углекислого газа:
,
.
Коэффициент 1,08 учитывает транспортные, заготовительно-складские расходы и расходы по монтажу сварочного оборудования устанавливаются в зависимости от цены единицы оборудования.
Нормы амортизационных отчислений и расходов на текущий ремонт сварочного оборудования составляет 34,2% и 10%.
Определяем амортизационные отчисления и расходы на текущий ремонт, отнесенные к одному погонному метру сварки:
Указанные расходы составят при автоматической сварке под флюсом:
,
.
при полуавтоматической сварке в углекислом газе:
,
.
Определяем стоимость расходуемой при сварке электроэнергии по удельному расходу и массе наплавленного металла. Удельный расход электроэнергии при полуавтоматической сварке на постоянном токе 5-6 кВт×час/кг.
Цена одного кВт×час устанавливается по заводским данным. Цена одного кВт×час равна 4 рублям, стоимость энергии, расходуемой, на один погонный метр шва составит, руб
при автоматической сварке под флюсом:
,
.
при полуавтоматической сварке в углекислом газе:
,
.
Результаты расчетов сводим в таблицу 4
Расчет показал, что себестоимость одного погонного метра сварки ниже при полуавтоматической в среде углекислого газа, но все равно мы выбираем автоматическую сварку под флюсом т.к. при выполнении годовой программы выпуска целесообразней использование АСФ, кроме того она имеет следующие преимущества: при АСФ уменьшается скорость охлаждения по сравнению с РДС; больше удаляется газов из металла шва и сплывают шлаковые включения шва; металлы имеющие мелкозернистую структуру более стойким к образованию трещин; имеет лучшие прочные свойства по этому добавление элементов модификаторов Al,Ti,V может измельчить структуру зерна; расплавленный флюс защищает зону горения дуги от воздействия атмосферных газов и значительно улучшает качество шва.
Источник
