Режимы механизированной наплавки порошковой проволокой.
Механизированная наплавка порошковой проволокой применяется там, где затруднено использование автоматической сварки под слоем флюса или в среде углекислого газа. Наплавка порошковой проволокой открытой дугой отличается большой маневренностью и простотой, позволяет вести наплавку деталей сложной формы, с глубокими внутренними поверхностями.
Основное преимущество рассматриваемого процесса – возможность легирования наплавленного металла в широких пределах и получения необходимых механических свойств.
Для наплавки порошковой проволокой используются: аппараты А384МК, А-580М, А874Н, АБС, полуавтоматы А-765, А1197 и источники питания постоянного тока – преобразователя ПСГ- 500 или выпрямитель ВС-600.
Расход порошковой проволоки при наплавке определяется с учетом потерь проволоки при наладке режима, остатка в бухте, а также массы флюса, переходящего в шлаковую корку.
 (20)
Рекомендуемые режимы механической наплавки порошковой проволокой приведены в таблице 30.
Таблица 30.
Диаметр проволоки, мм
|
Сварочный ток, А
|
Напряжение на дуге, В
|
Коэффициент наплавки, г/А·ч
|
2,5
|
240 – 260
320 - 340
380 – 400
|
22 – 25
23 – 26
24 – 27
|
13 – 18
|
2,8
|
290 – 310
350 – 370
480 – 500
|
23 – 26
24 – 27
26 – 30
|
12 – 19
|
3,0
|
360 – 380
430 – 450
430 – 500
540 – 560
|
24 – 28
25 – 29
26 – 30
27 – 31
|
13 - 20
|
Механизированная и автоматическая наплавки характеризуются повышенным, в сравнении с ручной дуговой сваркой, коэффициентом наплавки, значения которого представлены в таблице 31.
Таблица 31.
Сварочный ток, А
|
200
|
250
|
300
|
350
|
400
|
450
|
500
|
550
|
600
|
Коэффициенты наплавки (переменный ток)
|
10,68
|
11,69
|
12,71
|
13,73
|
14,75
|
15,77
|
16,79
|
17,81
|
18,83
|
Коэффициенты наплавки (постоянный ток обратной полярности)
|
8,55
|
9,47
|
10,15
|
10,98
|
11,80
|
12,63
|
13,42
|
14,22
|
15,12
|
Режимы упрочняющей наплавки индукционно-металлургическим способом деталей автосцепного устройства (корпуса автосцепки, замка, центрующей балочки, клина, маятниковой подвески).
На новые неизношенные детали подвижного состава допускается наносить упрочняющий слой индукционно-металлургическим способом (ИМС) высотой не более 2 мм в пределах допуска чертежа на деталь. Если детали имеют износы не выше предельно допустимых, то перед нанесением упрочняющего слоя необходимо произвести восстановление изношенных поверхностей наплавкой электродуговым способом до чертежных размеров детали (по нижнему пределу). Для индукционного нагрева поверхностей деталей используются высококачественные установки. Размещение, закрепление, позиционирование и перемещение детали при наплавке производится с помощью манипулятора.
В качестве наплавочных материалов при упрочнении деталей ИМС применяется порошок на основе железа марки УС4-31, УС4-30 (ТУ 48-4206-87) в смеси с наплавленным флюсом НП-3 (по весу 25% флюса и 75% порошка УС4-31). Перед употреблением шихта прокаливается в печи при температуре 100…150 0С в течении 35…40 мин.
Основные технологические параметры процесса упрочняющей наплавки деталей приведены в таблице 32.
Таблица 32.
Толщина упрочняющего слоя, мм
|
Высота насыпного слоя шихты, мм
|
Напряжение анодное, кВ
|
Ток анодный, А
|
Сеточный ток, А
|
Скорость наплавки, мм/с
|
Рабочая частота наплавки, кГц
|
Температура плавления шихты, 0С
|
1 - 2
|
3 - 6
|
6 - 7
|
5 - 6
|
1,5-2,0
|
0,8-3
|
66-440
|
1200-1300
|
6.НОРМИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
СВАРКИ И НАПЛАВКИ ДЕТАЛЕЙ ВАГОНОВ
Затраты времени при выполнении электросварочных работ зависят от количества наплавляемого металла, толщины детали, марки электрода, величины сварочного тока, положения шва в пространстве и др. /35, 36, 37/.
Норма штучного времени определяется по формуле:
, (21)
где То – основное время, мин;
Тв – вспомогательное время, мин;
Тд – дополнительное время, мин.
Основное время затрачивается на образование сварочного шва.
Вспомогательным временем называется время, затрачиваемое на установку, снятие, закрепление, подноску, укладку, поворот изделия, управление станком, осмотр и очистку шва, зачистку кромок и т.д.
Дополнительное время состоит из затрат времени на содержание рабочего места в надлежащем состоянии, времени перерывов исполнителя на отдых и естественные надобности.
Сумма основного и вспомогательного времени составляет оперативное время:
 (22)
Подготовительно-заключительное время Тпз относится к затратам времени на получение задания, нормотивно-технической документации, сдачу ее, получение инструмента, сдачу рабочего места сменщику.
Основное время при ручной и полуавтоматической сварке и наплавке определяется по формуле:
 , (23)
где Qн – масса наплавленного металла, г;
aн – коэффициент наплавки, г/А·ч;
I – сила сварочного тока, А;
K – поправочный коэффициент, учитывающий положение шва в пространстве.
Значения коэффициента k представлены в таблице 33.
Таблица 33.
Положение шва в пространстве
|
Значения коэффициента, k
|
Наплавка в горизонтальной плоскости сверху (шов нижний)
|
1,0
|
Наплавка в вертикальной плоскости (вертикальный шов)
|
1,25 – 1,3
|
Наплавка в горизонтальной плоскости снизу (потолочный шов)
|
1,2 – 1,6
|
Кольцевой шов на вертикальной плоскости
|
1,35
|
При автоматической наплавке на один метр шва:
 , (24)
где Vсв – скорость наплавки, м/ч.
При вибродуговой наплавке цилиндрических поверхностей:
 , (25)
где L – длина наплавляемой поверхности, мм;
i – число слоев наплавки;
n – число оборотов детали в минуту;
S – шаг наплавки на один оборот детали или продольная подача наплавочной головки (суппорта), мм/об.
При вибродуговой наплавке плоских поверхностей:
 , (26)
где В – ширина плоскости, мм;
l – длина плоскости, мм;
i – число слоев наплавки;
Vсв – скорость наплавки, м/ч;
Si – шаг наплавки, мм/мин.
Вспомогательное время разделяют на время, связанное со свариваемым швом и изделием, и определяют по формуле:
 , (27)
где Тв1 – вспомогательное время, необходимое на установку, закрепление и снятие детали и зависящее от массы детали и способа ее крепления, мин (таблицы 34, 35);
Тв2 – вспомогательное время, затрачиваемое на управление станком и головкой, отвод и привод электрода и очистку кромок шва, подачу охлаждающей жидкости, смену электродов, промер шва и т.д., мин (таблица 36).
Вспомогательное время. Связанное с образованием 1м шва:
 , (28)
где Т1 – время на зачистку кромок под шов, мин/м;
Т2 – время на смену электродов, мин/м;
Т3 – время на зачистку шва после каждого прохода, мин/м;
Т4 – время на промеры и осмотр шва, мин/м;
Т5 – время на установку, поворот и снятие деталей вручную или краном, мин;
Т6 – время на крепление и открепление деталей в приспособлении, мин;
Т7 – время на перемещение сварщика к месту работы, мин;
Время на установку и снятие детали приведено в таблице 34.
Таблица 34.
Условия
|
Время, мин
|
Масса детали, кг
|
Вручную
|
Краном
|
5
|
10
|
15
|
20
|
50
|
100
|
250
|
500
|
1000
|
При выполнении всех элементов
|
0,2
|
0,3
|
0,5
|
0,5
|
1,0
|
1,5
|
2,0
|
2,4
|
3,0
|
Без выполнения элементов 4-10
|
0,12
|
0,22
|
0,32
|
0,42
|
0,90
|
1,42
|
1,90
|
2,4
|
3,0
|
Примечание. Установка и снятие изделия включает следующие элементы действий:
1-взять деталь (узел) или застопорить;
2-установить деталь (узел) на место;
3-отстопорить деталь (узел);
4-взять электродержатель;
5-взять щиток или опустить маску;
6-подвести электрод к месту наплавки (сварки);
7-укрыть лицо щитком;
8-отвести электрод от места сварки и щиток от лица;
9-положить электродержатель;
10-положить щиток или поднять маску;
11-отложить деталь (узел) от места сварки;
12-застропить деталь (узел) и переместить;
13-отстопорить деталь (узел).
Элементы "застопорить" и "отстопорить" деталь (узел) учитываются лишь в том случае, если деталь (узел) подается краном. Если элементы 1-10 не выполняются, то время на установку и снятие детали соответственно уменьшается.
Вспомогательное время на установку, снятие и поворот изделия краном приведено в таблице 35.
Таблица 35.
Масса изделия, кг
|
Продолжительность переходов, мин
|
Подноска и укладка
|
Снятие и относка
|
Поворот
|
30-100
|
3,0
|
2,5
|
3,0
|
101-250
|
3,2
|
3,2
|
3,2
|
251-500
|
3,5
|
3,5
|
3,5
|
501-750
|
4,0
|
3,8
|
4,0
|
751-1000
|
4,5
|
4,0
|
4,5
|
1100-5000
|
6,0
|
5,0
|
6,0
|
Время на зачистку кромок под шов Т1, зачистку шва Т2, промеры и осмотр шва представлены в таблице 36.
Таблица 36.
Элементы работы
|
Время на 1м шва, мин
|
Примечание
|
Зачистить и осмотреть кромки, разделать их при толщине:
до 10 мм
Свыше 10 мм
|
0,3
0,45
|
Зачистку производить стальной щеткой вручную
|
Собрать флюс и ссыпать его в бункер автомата
|
0,4
|
Включается в норму времени в случае сварки без флюсоотсоса
|
Измерить и осмотреть шов (слой): стыковой
угловой
|
0,3
0,4
|
Зачистка шва производится вручную зубилом с стальной щеткой
|
Возвратить тележку или трактор к месту начала сварки
|
0,15
|
Включается при сварке прямолинейных швов, при многослойной сварке время на возврат умножается на число слоев
|
Переместить несущую конструкцию установки
|
0,3
|
Перемещение производится вручную
|
Время на смену электродов:
 , (29)
где tэ – время на смену одного электрода, мин;
nэ – количество электродов, необходимое для наложения 1м шва;
 (30)
Параметры электродов при ручной сварке приведены в таблице 37.
Таблица 37.
Диаметр электрода, мм
|
Длина электрода, мм
|
Длина огарка, мм
|
Масса стержня электрода, г
|
Коэффициент перехода металла в шов
|
Наплавленный одним электродом объем металла, см3
|
2
|
250
|
50
|
6,2
|
0,85-0,95
|
0,53-0,60
|
3
|
350
|
50
|
19,2
|
1,81-2,02
|
4
|
450
|
50
|
44,2
|
4,27-4,78
|
5
|
450
|
50
|
69,3
|
6,67-7,47
|
6
|
450
|
50
|
100,0
|
9,6-10,8
|
Вспомогательное время, не зависящее от длины шва приведено в таблице 38.
Таблица 38.
Элементы работы
|
Время, мин
|
Примечание
|
Установить клеймо сварщика в одном месте
|
0,11-0,17
|
|
Сменить один электрод
|
0,3
|
|
Установить автомат в начале шва
|
2,1
|
Засыпка в бункер флюса, установка проволоки на оси шва, опускание проволоки, включение самохода
|
Отключить автомат после сварки
|
0,5
|
|
Собрать флюс в конце шва
|
0,25
|
Включается в норму при сварке без флюсоотсоса
|
Установить токопровод и снять его
|
0,4
|
При отсутствии стационарного токопровода к детали
|
Переместить направляющие тележки (трактора) или спустить "постель"
|
0,7
|
При сварке на установках мостового типа
|
Установить трактор на изделие или на направляющие и убрать его
|
3,7
|
В случае сварки переносным сварочным трактором
|
Подготовить флюсовою подушку для прямолинейных швов:
до 2м
от2 до 5 м
|
1,5
2,8
|
Поджатие флюса к детали производится пневматически
|
Подготовить флюсовую подушку для кольцевых швов быстродействующим прижимом
|
3,5
|
|
Вспомогательное время на крепление и открепление деталей прижимными приспособлениями (без установки) (Т6) приведено в таблице 39.
Таблица 39.
Виды крепления
|
Время на одно крепление (открепление), мин
|
Стационарный винтовой прижим
|
0,80
|
Пневмоприжим
|
0,10
|
Эксцентриковый прижим
|
0,15
|
Струбцина объемная
|
1,00
|
Струбцина откидная односторонняя
|
0,90
|
Струбцина откидная двусторонняя
|
1,00
|
Барашек
|
0,15
|
Ручные тиски
|
0,30
|
Время на перемещение сварщика (Т7) приведено в таблице 40.
Таблица 40.
Характер перемещения
|
Расстояние перемещения, м
|
2
|
4
|
6
|
8
|
10
|
Время перемещения, мин
|
Свободное
|
0,1
|
0,14
|
0,18
|
0,22
|
0,26
|
Стесненное
|
0,30
|
0,45
|
0,60
|
-
|
-
|
Подъем и опускание на высоту 3м с установкой и уборкой лестницы
|
|
2,0
|
Тоже без установки лестницы
|
|
0,4
|
Вспомогательное время на установку детали при автоматической и вибродуговой наплавке приведено в таблице 41.
Таблица 41.
Способ установки детали
|
Условия наплавки
|
Масса детали, кг (не более)
|
1
|
3
|
5
|
10
|
18
|
30
|
Время, мин
|
В центрах с хомутом
|
Длина детали до 1000 мм
|
0,5
|
0,7
|
0,9
|
1,2
|
1,3
|
2,0
|
В центрах с дюнетом
|
То же
|
0,9
|
1,2
|
1,6
|
2,1
|
2,6
|
3,0
|
В кулачковом патроне
|
Без выверки
|
0,4
|
0,5
|
0,6
|
0,7
|
0,9
|
1,1
|
То же
|
С выверткой
|
1,0
|
1,2
|
1,6
|
1,9
|
2,3
|
2,6
|
То же, с поджатием задним центром
|
-
|
0,5
|
0,7
|
0,9
|
1,1
|
1,3
|
1,6
|
В трехкулачковом патроне с люнетом
|
Длинна детали до 1000 мм
|
0,6
|
0,8
|
1,0
|
1,2
|
1,5
|
1,8
|
На план шайбе с угольником
|
Вывертка средней сложности
|
4,0
|
5,0
|
5,9
|
6,8
|
8,0
|
9,2
|
Дополнительное время учитывает дополнительное организационно - техническое время на обслуживание рабочего времени, на отдых и естественные надобности рабочего:
 , (31)
где Торг – дополнительное организационно – техническое время, принимается 2-5% от Топ;
Торм – дополнительное время, связанное с организацией рабочего места, принимается 2-5% от Топ;
Тест – дополнительное время, связанное с естественными надобностями рабочего и отдыхом, принимается 2% от Топ;
То – в среднем принимается 8-10% от Топ.
Нормы времени на обслуживание рабочего места, отдых и естественные надобности можно принимать также в процентах от оперативного времени. Общий коэффициент Кд определяется из следующей формуле:
 , (32)
где а – коэффициент, учитывающий время на обслуживание рабочего места (принимают равным 4% от оперативного времени);
в – коэффициент, учитывающий время на отдых и естественные надобности (принимается равным 5% от оперативного времени).
Тогда:
  (33)
Более точные данные о величине ТД с учетом серийности производства и условий выполнения работы представлены в таблице 42.
Таблица 42.
Условия выполнения сварки
|
Время на обслуживание рабочего места, мин
|
Время на отдых и естественные нужды, мин
|
Коэффициент, КД
|
Тип производства
|
Единичное и мелкосерийное
|
Серийное и крупносерийное
|
Единичное и мелкосерийное
|
Серийное и крупносерийное
|
Единичное и мелкосерийное
|
Серийное и крупносерийное
|
В нормальном положении
|
3
|
2
|
6
|
6
|
1,09
|
1,10
|
В неудобном положении
|
5
|
2
|
8
|
8
|
1,13
|
1,12
|
В напряженном положении
|
6
|
-
|
11
|
-
|
1,17
|
-
|
Норма подготовительно – заключительного времени предусматривает затраты времени на следующие работы:
- получение производственного задания, инструктажа, деталей и пр.;
- ознакомление с работой: чертежами, технологической картой, инструментами, техническими условиями;
- подготовку приспособлений и рабочего места к работе;
- постановку и уборку ограждений при работе в других цехах, отделениях, площадях;
- наладку оборудования в начале выполнения конкретной работы;
- сдачу работы, уборку рабочего места.
Продолжительность подготовительно – заключительного времени зависит от местных условий работы, но не зависит от размеров партии ремонтируемых деталей. При расчете подготовительно – заключительного времени учитывается следующее:
а) простая работа, не требующая подготовки приспособлений и ознакомления с чертежом или технологиями, -10 мин;
б) работа средней сложности, требующая подготовки приспособлений, ознакомления с технологической документацией, -17 мин;
в) сложная работа, требующая подготовки специальной оснастки, мер по уменьшению возможных деформаций детали при сварке, ознакомления с технологией, 24 мин.
Норма выработки за смену определяется по формуле:
 , (34)
где Ф – фонд времени за смену (480 или 490 мин).
7. ТЕХНИКО - ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ СПРОЕКТИРОВАННОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
|
