Выбор и характеристики основного материала

Аннотация



Тема ВКР: «Разработка технологии сварки и проектирование участка для изготовления основания палубного прибора ОЭПУ».

Объем – 89 страниц, 6 рисунков, 20 таблиц, список литературы: источников, из них – 2 интернет-источника. При расчетах и при создании графического материала использовалось программное обеспечение:

Microsoft World 2013, AutoCAD 2014.

Структура ВКР включает: введение, аналитическая часть, технологическая часть и проектная часть, а также заключение и список литературы.

Во введении представлены цели выполнения ВКР и постановка задач.

В аналитической части произведен анализ имеющихся способов обработки алюминия, резки и сварки различным оборудованием, рассмотрены виды анализа дефектоскопии.

В технологической части представлена технология изготовления и сборки основания палубного прибора ОЭПУ. Произведены расчеты режима сварки для соединения стыков аргоно-дуговой сваркой.

В проектной части представлено проектирование цеха для изготовления конструкции основания палубного прибора, произведен расчет количества необходимого оборудования и количество рабочих мест с учетом трудоемкости по операциям технологического процесса, выбраны меры по технике безопасности при выполнении сварочных работ.

В заключении приводятся результаты проделанной работы и предложения по ее практическому применению.




Введение

Современный технический прогресс в промышленности неразрывно связан с совершенствованием сварочного производства. Сварка как высокопроизводительный процесс изготовления не разъемных соединений находит широкое применение при изготовлении металлургического, химического и энергетического оборудования, различных трубопроводов, в машиностроении, в производстве строительных и других конструкций. 

Сварка – такой же необходимый технологический процесс, как и обработка металлов, резанием, литье, ковка, штамповка. Большие технологически возможности сварки обеспечили ее широкое применение при изготовлении и ремонте судов, автомобилей, самолетов, турбин, котлов, реакторов, мостов и других конструкций.

Алюминиевые сплавы отличаются низким весом и коррозионной устойчивостью в морской среде, и благодаря этому они получили широкое распространение в отрасли судостроения. Основными достоинствами их как конструкционных материалов являются малая плотность, высокая удельная прочность, высокая коррозионная стойкость. Чистый алюминий, ввиду низкой прочности, для изготовления конструкций используют в отдельных случаях в химической, пищевой и электротехнической промышленности. Алюминий высокой чистоты применяют в отраслях новой техники, в том числе при производстве полупроводников. В качестве конструкционных материалов в основном используют полуфабрикаты из алюминиевых сплавов. По показателям отношения прочности и текучести к плотности высокопрочные алюминиевые сплавы значительно превосходят чугун, низкоуглеродистые и низколегированные стали, чистый титан и уступают лишь высоколегированным сталям повышенной прочности и сплавам титана.

Разработка дипломного проекта дает возможность разработать технологии сборки и сварки в среде защитных газов, для производства конструкции основания палубного прибора системы РЛС.

1 АНАЛИТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ



1.1 Характеристики конструкции изделия



Палубный прибор АФАР представляет собой комплекс для управления корабельной зенитной артиллерией калибров 30-100 мм и неуправляемого реактивного оружия (НРО) калибров 122, 140 мм, обеспечивающий стрельбу по воздушным целям (в том числе и низколетящим), морским, а также береговым целям (видимым и невидимым). Палубный прибор ОЭПУ является неподвижной станцией РЛС установленной на палубу корабля.





Рисунок 1.1 – Прибор ПП



Эксплуатация палубного прибора находится в пределах температуры от -40?С до +50?С, а также агрессивных средах, морская вода и ухудшенные погодные условия. Некачественно выполненная сварка может привести к нарушению герметичности конструкции и ее разрушению при эксплуатации.

Конструкция основания представляет собой объёмную пространственную конструкцию и служит каркасом для палубного прибора АФАР, предназначенную для объединения отдельных деталей и механизмов в единый агрегат. Одной из главных требований, предъявляемых к каркасам – жесткость конструкции. Сварной шов – это участок сварного соединения, образовавшийся в результате кристаллизации расплавленного металла. 

Существуют технические требования, предъявляемые к сварной конструкции, а в частности: равнопрочность швов без концентраторов напряжения, после сварки обязательна термообработка.

Ввиду ответственного назначения конструкции, к изделию предъявляются повышенные требования по качеству сварных швов, соблюдению технологических размеров и требований, указанных на сборочном чертеже.

Все детали основания палубного прибора изготовлены из алюминия АМг5. В конструкции имеются угловые и стыковые соединения, выполненные сваркой в защитном газе. Нижняя плита является базовой деталью для крепления к ней несколько меньших по размеру деталей. Вес основания в сборе составляет - 450кг.



1.2 Выбор и характеристики основного материала. Входной контроль основного материала



1.2.1 Выбор и характеристики основного материала



Для обеспечения необходимых свойств сварных соединений и конструкций в целом, решающее значение имеет выбор основного и сварочного материала. Прочностные свойства металла определяются его механическими характеристиками. Одним из условий, определяющих выбор материала для сварных конструкций, является свариваемость материала, т.е. совокупность свойств основного металла, характеризующих его чувствительность к термическому циклу сварки и способность при данной технологии образовывать сварное соединение со свойствами, удовлетворяющими требованиям надежности конструкции при эксплуатации.

Алюминиево-магниевый сплав АМг5 обладает высокими антикоррозийными свойствами, при содержании магния менее 3% (за массой) имеет незначительную прочность, а при большем - (выше 5,5%) прочность увеличивается, однако снижается пластичность и стойкость к коррозии. С химическим составом по ГОСТ 4784-97, «Алюминий и сплавы алюминиевые деформируемые». Эти сплавы хорошо свариваются контактной и аргонодуговой сваркой, и удовлетворительно - атомно-водородной, и газовой. Термически не упрочняемые сплавы, в сравнении с термически упрочняемыми, имеют меньшую прочность, но значительно большую пластичность и коррозийную стойкость, хорошую свариваемость. Химический состав АМг5 описывается по ГОСТ 4784-97 в таблице 1.2.1 Это деформируемый сплав на основе Al, хорошо обрабатывается в холодном или горячем состоянии под давлением, и удовлетворительно обрабатывается на станках.



Таблица 1.2.1 - Химический состав в % материала АМг5 ГОСТ 4784-97

                                                

Fe

Si

Mn

Ti

Al

Cu

Be

Mg

Zn

Примесей



До

0,5



До

0,5



0,3-

0,8



0,02-

0,1



91,9-

94.68



До

0,1



0,0002-

0,005



4,8-

5,8



До

0,2

Прочие, каждая 0,05; всего 0,1



Таблица 1.2.2 – Физические свойства материала АМг5

T

E

а

I

r

C

R

Град

МПа

1/Град

Вт/(м?град)

кг/

Дж/(кг?град)

Ом?м

20

0,71





2650



64

100





126



922





Так же алюминиевый сплав АМг5 обладает повышенной пластичностью и высокой коррозийной стойкостью в различных агрессивных средах. Этот сплав называют морским алюминием. 

Листы из АМг5, применяемые для изготовления нагруженных элементов конструкций, как правило, плакируются, а заклёпки, изготавливаемые из этого сплава, обязательно проходят процедуру анодирования, так как под нагрузкой на них проявляется межкристаллическая коррозия, если не прибегнуть к дополнительной защите.

Несмотря на относительно высокую прочность, среди сплавов системы Al-Mg — сплав АМг5 упрочняется только в холодном состоянии с помощью давления и не может соревноваться по прочности с термоупрочняемыми сплавами. Зато из него выпускают отожжённые заготовки, которые обладают хорошей пластичностью перед обработкой.

Листы ленты и плиты этого материала - хорошо обрабатываются давлением в холодном или горячем состоянии. Пластичные отожжённые листы могут использоваться для изготовления деталей сложной формы. Плакированные плиты, листы и ленты могут применяться при возведении средненагруженных конструкций, рассчитанных для работы в умеренной или влажной среде. 



1.2.2 Входной контроль основного материала



Входной контроль (ВК) металлопродукции является обязательным на фирмах (предприятиях), разрабатывающих или изготовляющих промышленную продукцию, а также осуществляющих ее ремонт. Он организовывается и проводится в соответствии с ГОСТ 24297-87, а также со стандартами и другой нормативно-технической документацией (НТД) предприятия.

В соответствии с ГОСТ 24297-87 входной контроль проводит подразделение входного контроля - бюро входного контроля (БВК), входящее в состав службы технического контроля качества предприятия (ОТК).

Основные задачи входного контроля:

- контроль соответствия качества и комплектности продукции требованиям конструкторской и НТД;

- накопление статистических данных о фактическом уровне качества получаемой продукции и разработка на этой основе предложений по повышению качества и, при необходимости, пересмотру требований НТД на продукцию;

- периодический контроль за соблюдением правил и сроков хранения продукции поставщиков;

- проведение контроля наличия сопроводительной документации на продукцию.

ВК необходимо проводить в специально отведенном помещении (участке), оборудованном необходимыми средствами контроля, испытаний и оргтехники, а также отвечающим требованиям безопасности труда.

Средства измерений и испытательное оборудование при ВК отбираются в соответствии с требованиями НТД на контролируемую продукцию и ГОСТ 8.002-86. В случае, когда метрологические средства и методы контроля отличаются от указанных в НТД, потребитель согласовывает технические характеристики используемых средств и методы контроля с поставщиком.

На предприятии для обеспечения выполнения требований ГОСТ 24297, а также стандартов серии ГОСТ Р ИСО 9000 с учетом профиля и особенностей выпускаемой продукции разрабатывается собственная НТД («Входной контроль металлических материалов», «Технологическая инструкция (ТИ) входного контроля металлических материалов» и др.).

Проведение ВК возлагается на БВК. Во входном контроле участвуют: склад покупной металлопродукции или цех-потребитель (далее склад) и центральная заводская лаборатория (ЦЗЛ).

Входной контроль металлопродукции предусматривает следующие проверки: сопроводительной документации, удостоверяющей качество (сертификата, паспорта); маркировки, тары, упаковки; геометрических размеров; состояния поверхности; специальных свойств; марки материала (химического состава), механических свойств, структуры.

Типовая схема организации ВК рисунок-1.2 заключается в следующем. 

Поступившая на склад металлопродукция принимается с сопроводительной документацией по номенклатуре, ассортименту и количеству и не позднее 10 дней передается на входной контроль. 

На входном контроле выполняются проверки по первым четырем пунктам (см. выше) и производится отбор проб для подтверждения марки металла, структуры, механических и специальных свойств. 

Отбор проб проводится под контролем БВК. Отобранные пробы передаются в ЦЗЛ. На основании данных входного контроля, включая заключения ЦЗЛ, делается вывод о соответствии качества металлопродукции установленным требованиям.





Рисунок 1.2 - Типовая схема организации входного контроля



При положительных результатах контроля в сопроводительной документации (сертификате, паспорте) делается отметка «Входной контроль проведен, соответствует ТИ»

При несоответствии какого-либо показателя установленным требованиям контролю подвергается удвоенное количество образцов от данной партии металла. При повторном получении неудовлетворительных результатов склад, БВК и отдел снабжения составляют акт на брак.

Измерение толщины листов и плит производят на расстоянии не менее 115 мм от углов и не менее 25 мм от кромок листа штангенциркулем (ГОСТ 166-89).

Для экспрессного и маркировочного анализа химического состава сталей, чугунов и цветных сплавов широко применяются спектрографы (ИСП-30, ДФС-13, ДФС-8) и квантометры (ДФС-41, ДФС-51, МФС-4, «Папуас-4»), в основу работы которых положена общепринятая схема эмиссионного спектрального анализа. При проведении анализа между двумя электродами, одним из которых является анализируемая проба, возбуждается импульсный электрический разряд. Излучение возбужденных в разряде атомов элементов, входящих в состав пробы, проходит через полихроматор с вогнутой дифракционной решеткой и разлагается в спектр. Каждому химическому элементу соответствует своя совокупность спектральных линий, интенсивность которых зависит от концентрации элемента в пробе. 

Современные приборы для спектрального анализа, как правило, совмещены с ЭВМ, позволяющими полностью автоматизировать анализ спектров. Кроме указанных приборов на предприятиях находят применение стилоскопы типа «Спектр» для быстрого визуального качественного и сравнительного количественного анализа черных и цветных сплавов в видимой области спектра. Переносной вариант стилоскопа (СЛУ) позволяет проводить такой анализ в цехах, на складах, на крупногабаритных деталях без разрушения поверхности.



1.3 Разметка, ее назначение и технические требования. 



Разметка – операция по нанесению на обрабатываемую поверхность разметочных черт, которые определяют контуры профиля детали и места обработки. Основное назначение разметки – указание границ, до которых надо обрабатывать заготовку. 

Зависимости от формы размечаемых заготовках для деталей различают следующие виды разметки:

Плоскостная разметка выполняется на поверхности плоских деталей, на поверхности плоских деталей на полосовом или столовым материале и заключается в нанесение на заготовку контурных и параллельных перпендикулярных линий, окружностей, дуг, геометрических фигур по зональным размерам или контуров различных отверстий.

Пространственная разметка выполняется. Для разметки отдельных, пространственных деталей, расположенных под различными углами друг к другу в различных плоскостях и увязывают разметку этих отдельных поверхностей между собой.

Приспособления для плоскостной разметки – это разметочные плиты, подкладки, поворотные устройства, домкраты. Инструменты для пространственной разметки чертилка, фермеры, циркули, разметочный штанге – циркуль, линейка, угольники.

Перед разметкой необходимо произвести следующие манипуляции:

очистка заготовки от грязи, следов коррозии, тщательный осмотр заготовки на выявление раковин и трещин. 

изучение чертежа и мысленная разметка план разметки,

определение базы (поверхности) заготовки, от которых следует откладывать размеры готовить поверхности к окрашиванию. 

Для экономии времени простые заготовки часто обрабатывают без предварительной разметки.

Например, чтобы слесарю-инструментальщику изготовить обыкновенную шпонку с плоскими торцами, достаточно отрубить кусок квадратной стали из прутка определенного размера, а затем опилить по размерам, указанным на чертеже.

Заготовки поступают на обработку в виде отливок (получают из металла, заливаемого в предварительно подготовленные формы, либо в виде прокатного материала.

При обработке с поверхности заготовки удаляют определенный слой металла (припуск). При изготовлении детали на заготовке откладывают точно по чертежу ее размеры и отмечают их линиями (рисками), обозначающими границы обработки, до которых следует снимать слой металла.

На заводах крупносерийного и массового производства надобности в разметке нет, поскольку используются специальные приспособления-кондукторы, упоры и т.п. 

Применяют три основные группы разметки: 

	Машиностроительная разметка является самой распространенной операцией слесарной обработки. 

	Котельная разметка.

	Судовая разметка. 

В зависимости от формы размечаемых заготовок и деталей разметка бывает плоскостная и пространственная (объемная).

Плоскостная разметка представляет собой нанесение на поверхность плоских заготовок на листовом и полосовом металле, а также на поверхностях литых и кованых деталей различных линий.

Пространственная разметка – разметочные линии наносят в нескольких плоскостях или на нескольких поверхностях.

Применяют различные способы разметки: по чертежу, шаблону, образцу и по месту. Выбор способа разметки зависит от формы заготовки, требуемой точности и количества изделий. Точность выполнения разметки в значительной мере влияет на качество обработки. Степень точности разметки  = 0,25- 0,5 мм. Ошибки, допущенные при разметке, в свою очередь, приводят к браку.



1.3.2 Инструмент и приспособления для разметки



Рабочий стол разметчика или слесаря-инструментальщика должен иметь разного рода разметочный, контрольно-разметочный инструмент, такой как точная контрольно-разметочная плита.

Разметочные плиты отливают из серого мелкозернистого чугуна, в нижней части плита имеет ребра жесткости, которые предохраняют плиту от возможного прогиба. 

На рабочей поверхности больших плит иногда делают продольные и поперечные канавки глубиной 2-3 мм, шириной 1-2 мм на равных расстояниях (20-25 см), образующие равные квадраты. Канавки облегчают установку на плите различных приспособлений. 

Размеры плиты выбирают таким образом, чтобы ее ширина и длина были на 500 мм больше размеров размечаемой заготовки. 

Плоскостность разметочных плит проверяют при помощи точной линейки и щупа. Линейку прикладывают ребром к рабочей поверхности разметочной плиты. Зазор контролируется щупом толщиной 200-300 мм. 

Рабочие поверхности шабренных плит для точной разметки проверяют на краску линейкой. Число пятен в квадрате 25 х 25 мм = не меньше 20.

Контрольно-разметочная плита, установленная на четырех регулирующих домкратах. В нижней части, в центре, на угловых железных пластинах, прикрепленных к основанию плиты, подвешен выдвижной деревянный ящик для хранения разметочного и измерительного инструмента. Для удобства работы на плите должны постоянно находиться инструмент и приспособления первой необходимости: масштабная линейка с подставкой, рейсмус, контрольный угольник, контрольный кубик, призма и набор параллельных планок.

Поверхность плиты с помощью домкратов должна быть установлена строго горизонтально по уровню. Поверхность плиты всегда должна быть сухой и чистой. После работы плиту следует обмести щеткой, тщательно протереть тряпкой, смазать машинным маслом для предохранения от коррозии. Не менее одного раза в неделю плиту следует мыть скипидаром или керосином. Размечаемые заготовки нельзя передвигать по плите, во избежание появления царапин.

Заготовки следует устанавливать на специальные, параллельные подкладки или контрольные планки. Трудоемкие и тяжелые заготовки необходимо устанавливать на домкратах для удобства перемещения их при разметке. Применяемые при разметке инструменты и приспособления рекомендуется укладывать на плиту осторожно и передвигать их по плите плавно. 

Рабочую поверхность плиты перед началом работы рекомендуется натирать графитовым порошком для того, чтобы размечаемый инструмент и приспособления передвигались руками работающего легко и плавно. К инструментам первой необходимости при разметочных работах относятся: плиты, штангенциркули, масштабные линейки, чертилки, керны, молотки, струбцинки и другой измерительный инструмент и приспособления. Для нанесения и накернивания рисок при разметке применяют чертилки, рейсмусы, штангенциркули и кернеры.

Точную разметку производят нанесением горизонтальных линий на боковую поверхность детали (патрубок) плоской чертилкой и блоком плиток концевых мер. Необходимый размер размер в каждом случае устанавливается посредством подкладывания под чертилку набора плиток.

Способ нанесения параллельных рисок на плоскости линейки с помощью разметочной штанги (разработанной автором). Прежде чем приступить к разметке необходимо закрепить винтом чертилку, затем установить по шкале и нониусу размер между острием чертилки и плоскостью рамки. После этого плоскость рамки правой' рукой прижимают к боковой плоскости линейки, а пальцами левой руки придерживают с торца линейку и осторожно, без перекосов плоскости рамки передвигают штангу на себя. Этот способ нанесения рисок на поверхности деталей точен и производителен.

Приемы нанесения штангенрейсмасом наклонной линии на боковой поверхности валика, установленного на специальной градуированной призме. В процессе разметки валика нижнюю плиту призмы устанавливают на контрольную плиту. Затем в призматический паз верхней плиты укладывают валик и закрепляют его в хомутике винтом. После чего верхнюю плиту с валиком поднимают и устанавливают необходимый угол наклона валика по градуированному диску и закрепляют барашком. При правильной установке валика в призме к ней подводят штангенрейсмас, закрепленный на основании, и устанавливают по шкале штанги и нониусу рамки предварительный размер. Затем движок и зажим закрепляют микрометрическим винтом, устанавливают по шкале и нониусу окончательный размер, закрепляют рамку и острием чертилки наносят на боковой поверхности валика риску.



1.4 Анализ существующих технологий и оборудования для резки деталей



Оборудование для нарезки металла располагается в группе металлообрабатывающего оборудования и необходимо для фигурной и прямолинейной резки листового металла, заготовок из металла. По разновидности операций можно его условно поделить на оборудование, что необходимо для самого простого разрезания, а также на, что применяется для раскроя металла (листового). А, в общем, за счет разнообразию видов, материалов заготовок, за счет разницы конечных целей, производительности, разновидностей инструментов для резки металла довольно много, именно по этой причине его выбор ведется, исходя из функциональной составляющей.

Резку алюминия можно выполнять по различным технологиям, которые применяют к материалу, в зависимости от его технических параметров и объемов предстоящих работ.

Например, если толщина алюминиевых листов минимальна, можно выполнить их обработку обычными ножницами по металлу. Но при больших и ежедневных объемах работ с необходимостью делать большое количество разрезов уместно применить другие, более серьезные типы устройств.

В зависимости от толщины металлических листов, для их резки может использоваться болгарка, фрезерная или гидроабразивная установка.

Также работа может выполняться с помощью гильотины или плазмореза. Для очень качественной серийной резки алюминия применяют станок с ЧПУ – числовым программным управлением.

Исходя из этого, есть смысл рассмотреть каждую технологию резки алюминия по отдельности.

Особенности плазменной резки алюминия

Плазменная резка алюминия – идеальный вариант получить высокое качество среза цветного металла.

Резка алюминия плазмой с применением воздушной струи приводит к образованию грубого реза, покрытого окисью алюминия. Использование в технологии различных газов — обычно аргоно-водородной смеси — имеет смысл при плазменной резке алюминия. При правильном подборе газов в работе с алюминием получаются очень аккуратные кромки резов.

Для решения проблемы пористости при плазменной резке алюминия могут применяться технологии с использованием различных газовых смесей. Для очень тонкого листа алюминия часто используется воздух и появляется проблема оплавления (упрочнения) кромок реза. Применение топливных газов, исключающих окисление, позволяет получить края, хорошо подготовленные к сварочному процессу. Резка алюминия плазмой с высокой скоростью уменьшает локальный нагрев кромок реза и позволяет оптимизировать отношение скорости резки к мощности резки.

При правильном подборе газов можно получить гладкую кромку реза на алюминии. Изменение угла реза на алюминии фактически остаётся в норме даже по сравнению с мягкой и легированной сталью.

Резка алюминия с применением воздуха продуцирует большое количество оксида алюминия и грубую поверхность разреза. Плазменная резка алюминия применением инертного газа позволяет получить чистую и качественную кромку.

При резке заготовок из алюминия толщиной более 0,5 см толщиной стоимость за метр плазменной резки выходит в конечном счёте дешевле стоимости лазерной резки.

В некоторых случаях наиболее важна производительность труда, в других — чистота резов.

Плазменная резка алюминия и его сплавов толщиной 5–20 мм обычно выполняется в азоте, толщиной от 20 до 100 мм – в азотно-водородных смесях (65–68% азота и 32–35% водорода), толщиной свыше 100 мм – в аргоно-водородных смесях (35–50% водорода) и с применением плазматронов с дополнительной стабилизацией дуги сжатым воздухом. При ручной резке в аргоно-водородной смеси для обеспечения стабильного горения дуги содержание водорода должно быть не более 20%.

Воздушно-плазменная резка алюминия, как правило, используется в качестве разделительной при заготовке деталей для их последующей механической обработки. Хорошее качество реза обычно достигается лишь для толщин до 30 мм при силе тока 200 А.

Особенности гидроабразивной резки алюминия

Гидроабразивная резка алюминия происходит с минимальными потерями, несмотря на теплопроводность алюминия, является пожаро и взрывобезопасной.

Гидроабразивная резка алюминия основывается на применении в технологическом процессе специально очищенной воды и абразивных зерен, категория которых подбирается с учетом характеристик обрабатываемого металла и типа работ (в каких условиях проводятся).

Под воздействием водоструйной технологии удается разрезать металлические материалы с толщиной до 300 мм, что позволяет соединять тонколистовые изделия в общую упаковку и обрабатывать их за один этап.

Кроме того, гидроабразивная резка алюминиевого материала и его сплавов дает возможность выполнять высокоточное разрезание изделий со сложными формами. А это значит, что качественного результата можно добиться даже при формировании внутренних радиусов, скосов и острых углов.

Гидроабразивная резка – экологически безопасная технология, отличает ее отсутствие пыли, щепок и химических микрочастиц.

При необходимости серийной резки алюминия, используют гидроабразивный станок с ЧПУ. Наличие программного обеспечение практические не требует вмешательства оператора в рабочий процесс. В данном случае резка металла происходит строго по заданной программе.

Особенности фрезерной резки алюминия

Фрезерная резка алюминия позволяет проводить работы с изделиями любых конфигураций, включая винтовую поверхность.

При этом фрезерная установка должна быть настроена именно на работу с алюминием, а не с каким-либо другим металлом.

Объясняются данные требования повышенной пластичностью алюминия, ведь даже его фрезерная обработка на установках с ЧПУ проходит с риском, что на поверхности металла, особенно в процессе крепления, появятся какие-либо дефекты.

И все же фрезерная обработка алюминия, с применением станков ЧПУ, незаменима при необходимости получить высокое качество продукции и повысить производительность труда.

Фрезерная обработка листового материала, с применением станков ЧПУ, может использоваться для металла с толщиной от 3 мм до 280 мм.

Кроме того, станок с числовым программным управлением – идеальный вариант для воссоздания копий с электронных чертежей.

Фрезерный станок с ЧПУ позволяет с точностью изготавливать элементы различного назначения с минимально допустимой погрешностью. В последнее время начала пользоваться спросом фрезерная 3D установка с ЧПУ.

Такой станок позволяет получить готовые 3D изделия различных конфигураций, его используют для изготовления форм для литья, различного рода рекламных вывесок с объемными символами и фигурками.

Особенности резки алюминия на гильотине

С применением гильотины выполняют резку алюминиевого листового материала.

Гильотина представляет собой тип кузнечно - прессовой установки, при этом установка может эксплуатироваться в ручном, механическом и гидравлическом режиме.

Эксплуатация механической гильотины основывается на использовании системы кинематической цепочки, в то время как функционирование гидравлической гильотины происходит за счет рабочей жидкости.

Ручные гильотины легко выполняют резку тонких листов алюминия, в действие установка приходит за счет простого рычажно-пружинного механизма.

Подобные гильотинные ножницы удобны в домашнем использовании, так как имеют компактные размеры и не требуют много места для установки.

Гильотины с механическим управлением вводятся в действие за счет электропитания.

Высокоточные разрезы возможны с применением только гидравлических гильотин, они имеют внушительную конструкцию и встроенную заднюю линейку, которая способствует точности выполняемых процессов.

Модификация гидравлических гильотинных установок, в ходе которой произошла замена имеющихся двигателей на новые, более мощные, позволяет осуществлять резку алюминия любой толщины.

1.5 Существующие технологии сборки и подготовки изделия к сварке



У алюминия одной из способностей является активное взаимодействие с кислородом. Образующийся оксид алюминия (Al2O3) покрывает поверхность металла плотной пленкой. Окисление алюминия при нормальной температуре после достижения предельной толщины пленки практически прекращается, поэтому пленка обладает защитными свойствами.

Важнейшей характеристикой пленки оксида алюминия является ее способность адсорбировать газы, в особенности водяные пары.

Коэффициент теплового расширения пленки почти в 3 раза меньше, чем у алюминия, поэтому при нагреве в ней образуются трещины. При наличии в сплаве легирующих добавок состав пленки может меняться и приобретать более сложный состав, включая оксиды этих добавок. Подобные сложные пленки могут быть более рыхлыми, гигроскопичными и не обладать защитными свойствами.

Наличие оксидной пленки на поверхности алюминия и его сплавов затрудняет процесс сварки. Обладая высокой температурой плавления (20500С), оксидная пленка не расплавляется в процессе сварки и, покрывая металл прочной оболочкой, затрудняет образование общей сварочной ванны. При сварке должны быть приняты меры для разрушения пленки и защиты металла от повторного окисления. Для удаления оксидной пленки при сварке используют применение флюсов и процесс катодного распыления. Роль флюсов в удалении пленки заключается в их смывающем действии. Катодное распыление обусловлено бомбардировкой поверхности катода положительно заряженными ионами дуги. Поскольку алюминий и сплавы склонны к образованию в швах газовых пор и оксидных включений, перед сваркой требуется тщательная подготовка поверхности по удалению оксидной пленки.

При подготовке деталей из алюминиевых сплавов под сварку применяют два способа:

1) химическая обработка: обезжиривание в растворителе, травление в концентрированной щелочи NaOH (45…50 г/л) в течение 1 - 2 мин, промывка в холодной воде, осветление (пассивирование) в 30% водном растворе HNO3 в течение 2 мин, промывка в холодной воде и сушка сжатым воздухом;

2) механическая зачистка стальными проволочными щетками, шлифмашинами, напильниками и последующей протиркой зачищенных участков поверхности растворителем или ацетоном.



1.5.1 Подготовка соединений под сварку. ГОСТ 14806-80



Технология сварки, исходя из условий обеспечения качества сварной конструкции, требует:

- Обеспечения чистоты поверхности соединяемых деталей. Как правило, подлежащие сварки поверхности и прилежащие к сварному шву поверхности в зоне 20-25мм от его границ, должны быть чистыми, без наличия краски, масла, грязи. На Al-сплавах стремятся, чтобы окисная пленка была минимальной.

- Создание условий для получения сварного шва требуемого поперечного сечения. Для равнопрочных стыковых и угловых швов это условие обозначает, что до сварки (при подготовке под сварку), если невозможно обеспечить проплавление кромок на всю толщину соединяемых листов, на кромках выполняется разделка, создающая возможность, получения полного проплавления их в процессе сварки.

- Исключение взаимного смещения свариваемых деталей под действием сварочных усадок и тепловых перемещений, вызываемых сварочным нагревом. Очистка поверхности свариваемых деталей Al-деталей выполняется:

- Для мелких деталей – химическое травление всей поверхности,

- Для крупных деталей механическая зачистка.

Химическое травление может быть единственной операцией по очистке поверхности под сварку, если сварка может быть выполнена в течение 3-х суток с момента травления. В противном случае, кромки, подлежащие сварке, зачищаются непосредственно перед сваркой металлической щеткой. При выполнении сварки Al-сплавов необходимо учитывать следующее:

- Правилами Регистра и нормативной документацией на сварку запрещено производить зачистку под сварку абразивными инструментами: шкуркой, наждачной бумагой, наждачным кругом!

- После плазменной резки кромки, подвергающиеся сварке, подлежат механической обработке. Припуск на механическую обработку должен составлять: 2мм – при машинной резке и 3мм – при ручной резке. 

- Кромки, подлежащие сварке на высокопрочных сплавах, после гильотинной резки подлежат механической обработке на глубину не менее 2мм.

- Для зачистки требуется использовать металлические щетки из нержавеющей стальной проволоки.

	Технологический процесс сварки документально не разрабатывается в форме отдельного технологического документа; он является частью технологического процесса изготовления изделия в целом или отдельных частей изделия.

		Под понятием «Технологический процесс сварки» подразумевают совокупность технологических операций, предшествующих сварке, выполняемых для ее обеспечения, непосредственно процесс сварки и после-сварочные операции.

В составе технологического процесса сварки принято выделять:

Подготовку под сварку, включающую операции по разделке кромок, операции по созданию чистоты свариваемых поверхностей и операции по предварительному взаимному закреплению соединяемых деталей. Как правило, в состав подготовки включаются операции по предупреждению недопустимых сварочных деформаций;

Сварку, представляющую одну или несколько операций, как например, кантовка, обработка корня шва, предварительный подогрев, сопутствующий подогрев и т.п.

Контроль качества сварного соединения, которому может предшествовать так же несколько видов различных операций: обмер швов, подварка, зачистка, разметка под контроль, удаление временных креплений и т.п.



1.6 Анализ возможных способов сварки, выбор способа сварки



Для правильного выбора способов сварки надо принимать во внимание следующие факторы:

1) свариваемость материала;

2) требования к качеству свариваемого изделия;

3) анализ возникновения деформаций.

Основные методы сварки алюминия: ручная дуговая сварка покрытыми элек.......................