Основные проблемы и пути механизации и автоматизации производства сварных конструкций

Дальнейшее совершенствование технической вооруженности производства, механизации и автоматизации производственных процессов является основой повышения эффективности промышленного производства, производительности труда и качества продукции.

В сварочных цехах крупных машиностроительных заводов собственно сварочные работы по своей трудоемкости составляют не более 20-30 % от общего объема сборочно-сварочных работ, а остальные 70-80 % приходятся на долю сборочных и других операций.

Поэтому развитие сварочной техники характеризуется массовым переходом от локальной механизации отдельных сварочных операций и комплексной механизации и автоматизации сварочного производства к созданию комплексного сварочного оборудований (КСО).

Повышение производительности труда возможно только в результате комплексной механизации и автоматизации всех технологических процессов изготовления сварных конструкций, включая заготовительные, сборочные, отделочные, транспортные и вспомогательные работы. Наивысшие технико-экономические показатели при создании комплексно-механизированных и автоматизированных сварочных производств возможны при выполнении следующих основных условий:

· концентрация производства однотипных сварных конструкций и углубление специализации предприятий, цехов, участков;

· повышение технологичности сварных конструкций (снижение металлоемкости, уменьшение сечений, объема и протяженности сварных швов и др.);

· повышение точности обработки металла, заготовок и деталей для сварных конструкций.

Система комплексной автоматизации (СКА) сварочного производства решает задачи автоматизации процессов сварки, подготовительных, сборочных, термических, контрольных, транспортных и других операций, автоматизации технологической подготовки производства и управления производством.

Комплексная механизация и автоматизация достигается с применением механизированных, комплексно-механизированных, автоматизированных автоматических и комплексно-автоматических линий.

Непрерывная связь отдельных операций, последовательное расположение рабочих мест в технологическом процессе, применение механизированного транспорта для передачи изделий в ходе их изготовления приводят к созданию поточного производства, при котором обеспечивается строго согласованное выполнение всех операций технологического процесса по времени, с заранее рассчитанным темпом.

Непременным условием работы поточных линий является синхронизация технологических операций. Обязательными операциями, выполняемыми на этих линиях, являются основные технологические операции сварочного производства: сборочные, сварочные, вспомогательные, кантовочные, контрольные, загрузочные, разгрузочные и др.

К дополнительным операциям относятся: механообработка, штамповка, подгибка, гибка, резка, галтовка, правка и др.

На поточных линиях, как правило, трудоемкость изготовления изделий и себестоимость ниже, чем при серийной организации производства, короче производственный цикл и лучшее качество выпускаемой продукции.

Поточные методы производства позволяют изготовлять изделия в больших количествах при высокой экономической эффективности.

В качестве примеров наиболее показательных образцов комплексной механизации сварочного производства можно назвать такие механизированные поточные линии:

1. Линия производства прямошовных труб диаметром 529-820 мм. Линия расчленена на отдельные агрегаты (станы) и оснащена транспортной системой с гибкими связями всех технологических операций. Производительность линии (для труб диаметром 820 мм) составляет около 800 тыс. труб в год.

2. Линия производства спиральношовных труб диаметром 1020-2020 мм. На линии операции формовки и сварки труб совмещены во времени и пространстве и выполняются в одном комплексном сборочно-сварочном агрегате. Годовая производительность стана 1020 составляет около 75 тыс. т в год.

3. Комплексно-механизированные линии сборки и сварки кабин грузовых автомобилей, тракторов.

4. Автоматическая линия изготовления автомобильных колес.

5. Поточная линия изготовления сварных крупногабаритных резервуаров с использованием метода рулонирования листовых конструкций.

6. Линия изготовления крупнопрофильных сварных балок высотой более 600 мм и длиной до 12 м. Производительность линии-5 балок/ч и др.

Следует отметить, что такие линии часто не охватывают заготовительные и отделочные операции. Поэтому значение уровня комплексной механизации у них несколько ниже, чем у линий производства труб и балок.

Наиболее совершенной формой непрерывно-поточной работы являются автоматические поточные линии. На таких линиях автоматизируются не только технологические операции, но и такие вспомогательные работы, как установочные (установка, закрепление и съем детали, ее перемещение к сварочной головке и др.); транспортные (перемещение детали с операции на операцию); обслуживание (подача флюса, защитных газов, уборка шлака, отходов и т.п.); управляющие (пуск и остановка агрегата, установки, регулирование режима сварки, механизмов и всей автоматической линии).

Автоматизация коренным образом меняет характер организации производственного процесса, приводит к созданию автоматических линий, где методы регулирования могут осуществляться с помощью ЭВМ. Автоматические сборочно-сварочные линии обеспечивают наивысший уровень механизации. Характерной особенностью этих линий является автоматизация процессов управления.

В качестве примеров таких автоматических сборочно-сварочных линий можно привести следующие:

1. Трубосварочные станы для производства труб диаметром
от 6 до 529 мм методом контактной сварки сопротивлением. Все процессы на линии (формовка, сварка, снятие грата, калибровка, разрезка и др.) автоматизированы. Скорость сварки в зависимости от толщины стенки изменяется в пределах от 20 до 60 м/мин.

2. Поточные линии для индукционной сварки труб, сварки токами высокой радиочастоты сварки плоскосвариваемых труб.

3. Линия для изготовления стальных отопительных радиаторов. Производительность автоматической линии - 500 000 радиаторов в год.

1.5. Проведение контроля качества соединений – основная часть технологического процесса изготовления конструкции

От качества сварных соединений зависят прочность, надежность, количество дефектов, структура металла шва и околошовной зоны, коррозионная стойкость, число и характер исправлений при изготовлении сварных конструкций. На качество сварных соединений оказывают влияние конструктивные (конструктивно-эксплуатационные) и технологические факторы.

К конструктивным факторам можно отнести применяемый основной металл, конструкцию соединения, условия эксплуатации, методы и систему контроля, нормы по качеству.

К технологическим факторам относятся применяемые сварочные материалы, оборудование, подготовка и сборка, процесс сварки, квалификация сварщика.

Рациональная сварная конструкция (сварные соединения) должна отвечать следующим требованиям:

· конструирование сварных соединений с минимальным количеством наплавленного металла;

· рациональная форма и симметричность расположения сварных соединений, минимальный объем сварки в напряженных узлах;

· минимальное ухудшение структуры и свойств металла при сварке;

· простота конструкции деталей в местах сварных соединений;

· возможность выполнения сварки в нижнем положении, а также удобство выполнения контроля качества сварки;

· возможность механизации и автоматизации контроля качества.

Основными причинами разрушения сварных конструкций, как правило, являются нерациональное проектирование сварных соединений, наличие в них дефектов и несоблюдение технологической дисциплины.

Поэтому при создании и контроле сварных конструкций учитываются механические свойства и структура швов, внутренние напряжения в них, возможность коррозии и др.

Для сварочного производства характерны такие этапы контроля:

· контроль при конструкторской подготовке производства (выбор конструкции, технологии, основного металла, способов термообработки, методов контроля и т.п.);

· контроль технологической подготовки производства (проверка соблюдения технологических операций, подготовки и хранения исходных материалов, оборудования, применяемой оснастки, дисциплины сварщиков, их паспортизации и т.п.);

· контроль готовой продукции;

· проверка качества контрольных операций.

Соблюдение указанных этапов контроля обеспечивает выпуск сварных конструкций, соответствующих требованиям чертежей, техническим условиям и технологии их изготовления.

Таким образом, исходными данными для проектирования технологического процесса являются чертеж изделия, технические условия на его изготовление и производственная программа.

Технологичность сварных конструкций оценивают по их материалоемкости, трудоемкости, энергоемкости, длительности производственного цикла и себестоимости. Технологичную сварную конструкцию можно создать только при совместном участии конструктора, технолога и дефектоскописта.

Вопросы для самоконтроля

1. Современнее состояние сварочного производства и перспективы его развития.

2. Технологичность сварных конструкций и роль инженеров в их создании.

3. Основные этапы и исходные данные для проектирования
технологических процессов.

4. Значение комплексной механизации и автоматизации свароч­ного производства.

5. Привести примеры механизированных и автоматических поточных линий.

Дата добавления: 2014-10-31