книги / Экономика отраслей машиностроения

Применительно к отдельному входящему элементу конструкции сборочной единицы основные операции сборки разделяются на этапы установки и соединения.

Этап установки включает в себя перемещение элемента конструкции и базирование, обеспечивающее с заданной точностью требуемое положение устанавливаемого элемента относительно других элементов конструкции сборочной единицы.

Этап соединения включает операции, связанные с образованием контуров соединений, заданных в конструкторской документации.

В формализованном виде технологический процесс установки и соединения детали в сборочнойединице представлен на схемерис. 14.

Подготовка детали к сборке

Перемещение детали к месту установки

Базирование детали по месту установки

Выполнение соединений с другими деталями

Контроль качества сборки

Рис. 14. Схема технологического процесса установки и соединения детали в сборочной единице

Конкретное содержание операций соединения зависит от вида соединений, применяемых средств технологического оснащения, уровня механизации и автоматизации, организации производства и т.п.

Классификация видов соединений

Виды соединений классифицируются по целостности и подвижности составных частей, форме соединяемых поверхностей и методам образования соединений (рис. 15).

31

Классификация видов сборки

Виды сборки классифицируются по объекту сборки, стадии и организации производства сборочных работ, последовательности сборки, точности сборки, механизации и автоматизации работ, подвижности объекта сборки в процессе выполнения сборочных работ.

Объектом сборки является сборочная единица – составная часть изделия или изделие в целом.

Общая сборка – сборка, объектом которой является изделие в целом. Она является заключительным этапом сборочного процесса, обеспечивающим заданное качество изделий. После окончательного (приемочного) контроля изделие обычно окрашивают. Изделие разбирают, если его размеры и масса не позволяют транспортировать его на место эксплуатации.

Сборочные единицы относятся к различным иерархическим уровням членения изделия – к агрегатам (секциям, отсекам) или узлам. Сборочная единица n-го порядка (уровня) собирается на п-м этапе процесса сборки.

Стадия сборки характеризует процесс сборки по степени его законченности.

Организация производства характеризуется сборкой изделий или его составных частей в различных условиях выполнения технологического процесса сборки.

Последовательность сборки характеризуется очередностью (порядком) выполнения этапов и операций сборки, а также возможностью их выполнения строго поочередно или одновременно (параллельно).

2.6. Технологические процессы сварки

Сварка – технологический процесс получения неразъемных соединений из металлов, сплавов и других однородных или разнородных материалов в результате образования атомно-молекулярных связей между частицами соединяемых заготовок.

Основной задачей сварки является получение прочного неразъемного соединения свариваемых заготовок с заданными физикомеханическими свойствами. Не все металлы и их сплавы и не в лю-

33

бых комбинациях могут надежно свариваться обычными методами сварки с применением традиционной технологии, т.е. не могут образовывать после сварки соединения с требуемыми механическими и физическими свойствами. Поэтому существует понятие – свариваемость металлов и их сплавов.

Свариваемостью металла называют совокупность его физических и технологических свойств, определяющих его способность обеспечить с помощью того или иного обычного методасварки ипринятого технологического процесса надежноевэксплуатации соединение.

Сварное соединение считают высокопрочным и равнопрочным, если его физико-механические свойства близки к таким свойствам основного (свариваемого) металла и в нем отсутствуют дефекты – трещины, поры, шлаковые включения, раковины и пр.

Процесс сварки является одним из наиболее совершенных, экономически выгодных, высокопроизводительных и в значительной степени механизированных технологических процессов. Поэтому сварку широко применяют практически во всех отраслях машиностроения. Сварка позволяет надежно соединять между собой детали, элементы узлов машин, заготовки практически любых толщин и конфигурации. Поэтому сварные изделия или отдельные их узлы могут иметь очень сложную форму в сочетании с незначительной массой при относительно простой и нетрудоемкой технологии изготовления.

Существует несколько десятков способов сварки и их разновидностей. Все они значительно отличаются один от другого по технике выполнения, однако по характеру протекания процессов формирования соединения и в зависимости от агрегатного состояния металла в месте во время сварки все существующие способы сварки принято объединять в две группы: сварка плавлением, сварка с примене-

нием давления.

На рис. 16 представлена классификация основных способов сварки и их разновидностей, имеющих в настоящее время промышленное значение.

При сварке плавлением происходит совместное расплавление кромок свариваемых заготовок, а в случае необходимости – также присадочного металла для дополнительного заполнения зазора между

34

В качестве исходных заготовок при дуговой сварке используют продукцию стального и цветного проката, объемной и листовой штамповки, поковки, отливки и др.

Ручная дуговая сварка. Ручную дуговую сварку широко применяют во всех областях техники. Однако этот способ малопроизводителен, и качество сварки зависит от квалификации сварщика.

Заготовку или полуфабрикат располагают на металлическом столе или стальной плите, обеспечивая при этом с помощью механических прижимов надежный электрический контакт между ними и фиксирование заданного положения свариваемых кромок. Электрод 1 (рис. 17) закрепляют в специальном электродержателе.

Рис. 17. Принципиальная схема сварки

К заготовкам 6 и электроду 1 подводится переменный или постоянный ток напряжением не ниже 60 В, и затем сварщик возбуждает между ними сварочную дугу (при нормальном горении которой устанавливается рабочее напряжение 16–20 В). За счет тепла дуги кромки заготовок и металл торца электрода взаимно расплавляются, образуется сварочная ванночка 4. При этом также расплавляются на торце электрода и обмазка 2, образуя над ванной 4 некоторый объем нейтрального газа 3 и шлака 5, которые повышают стабильность горения дуги и защищают кипящий металл ванны от вредного воздействия атмосферного воздуха.

36

Сварщик вручную перемещает электрод вдоль шва, сообщая концу электрода с горящей дугой поперечные колебательные или вращательные движения для обеспечения равномерного расплавления обеих кромок заготовок и перемешивания металла сварочной ванны. По мере перемещения дуги металл сварочной ванны затвердевает, образуя сварной шов, соединяющий заготовки.

Вслучае сварки ответственных изделий с толщиной стенок более 4–6 мм часто накладывают швы один на другой путем повторного прохода, что обеспечивает более полный провар кромок на всю их толщину.

При сварке прерывистым швом или для прихватки заготовок

вотдельных точках сварщик перемещает электрод, периодически возбуждая дугу в необходимых точках.

Взависимости от вида сварных соединений, взаимного расположения свариваемых элементов существуют различные типы свар-

ных соединений (рис. 18): встык (а), внахлестку (б), тавровые (в), угловые (г), кромочные (д), с отбортовкой кромок (е), точечные

(ж). Наиболее прочными и экономичными являются стыковые соединения. Угловые и бортовые соединения выполняют главным образом связующую роль, так как практически не способны воспринимать заметные силовые нагрузки.

Рис. 18. Виды сварных соединений

Взависимости от положения продольной и поперечной оси шва

впространстве различают сварку в нижнем, вертикальном, горизонтальном и потолочном положениях.

Области применения ограничены горизонтальными швами. Автоматическую сварку под флюсом применяют в серийном и мас-

37

совом производствах для выполнения непрерывных прямолинейных и кольцевых швов большой протяженности на металле толщи-

ной 2–100 мм.

Дуговая сварка в защитных газах. Принципиальная схема процесса сварки показана на рис. 19.

Рис. 19. Сварка в защитном газе:

1 – свариваемые детали; 2 – защитный газ; 3 – электрод; 4 – дуга

В зону действия сварочной дуги 4 непрерывно подается с помощью специальной сварочной горелки защитный газ 2, надежно защищающий металл сварочной ванны и охлаждающий металл шва. Защитные газы, как правило, обладают хорошей ионизирующей способностью, поэтому обеспечивают стабильное горение дуги при любой величине тока. В качестве защитных газов наибольшее распространение получили инертные газы: аргон или гелий, а также активный газ – углекислый газ.

Более подробно остановимся на варианте аргонодуговой сварки. Этим способом можно сваривать неплавящимся вольфрамовым электродом без присадки и с присадкой и плавящимся электродом вручную (рис. 20, а), полуавтоматическим (рис. 20, б, в) и автоматическим методами.

38

сварщик перемещает горелку непрерывно, а дугу возбуждает и включает подачу аргона и присадочной или электродной проволоки периодически.

В качестве присадочного материала и плавящегося электрода применяют в большинстве случаев проволоку d = 0,5…3 мм, по химическому составу близкую к составу свариваемого материала. Аргонодуговая сварка неплавящимся электродом является одним из лучших способов сварки тонколистовых заготовок (от 0,1 до 2 мм) изделий из многих алюминиевых и магниевых сплавов, нержавеющих и жаропрочных сталей. Также успешно сваривают изделия из тугоплавких и химически активных металлов и сплавов – ниобия, тантала, молибдена, циркония и др.

40