Докт. техн. наук, проф. Варуха Е.Н.

НОРМИРОВАНИЕ ВРЕМЕНИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ

ПРОЦЕССОВ СВАРКИ

 

Методические указания

по выполнению лабораторной работы

по дисциплине «Технологическая подготовка производства»

 

Ростов–на–Дону

2005 г.

Составители: канд. техн. наук, доц. Евченко В.М.,

докт. техн. наук, проф. Варуха Е.Н.

 

УДК 62I. 791:658.53(07)

 

Нормирование времени технологических процессов сварки: Метод. указания по выполнению лабораторной работы по дисциплине «Технологическая подготовка производства» /ДГТУ, Ростов н/Д 2005,24с.

 

Представлены нормы времени основных технологических процессов сварки: ручной дуговой покрытыми электродами, механизированной и автоматической сварки плавящимся электродом в углекислом газе, автоматической сварки под флюсом, электрошлаковой сварки, точечной контактной и роликовой сварки. Рассмотрены возможные пути снижения трудоемкости и повышения производительности труда сварщиков при выполнении конкретных технологических операций.

Методические указания могут быть использованы в курсовом и дипломном проектировании.

Предназначены для студентов всех форм обучения специальностей 120500 «Оборудование и технология сварочного производства» и 030500 «Профессиональное обучение».

Печатается по решению методической комиссии (факультета «Технология машиностроения»).

Научный редактор профессор, докт. техн. наук В.Ф. Лукьянов

 

 

С Донской государственный технический

университет, 2005

 

- 2 -
5. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Общемашиностроительные нормативы времени на дуговую сварку. - М.: Колос, 1981.- 231с.

2. Отраслевые нормативы времени на автоматическую, полуавтоматическую сварку и сварку электрозаклепками в среде углекислого газа. Ростов – на – Дону: НИИТМ, 1982.- 720 с.

3. Сварка в машиностроении: Справочник- Т.3 /Под ред. В.А. Винокурова, - М.: Машиностроение, 1979.- 567 с.

4. Справочник нормировщика /А.В. Ахумов, Б.М. Гекин, H.Ю. Иванов, и др.; Под общ. ред. А.В. Ахумова. - Л.: Машиностроение, Ленинград. оℓтд., 1987, 458 с.

5. Юрьев В.П. Справочное пособие по нормированию материалов и электроэнергии для сварочной техники. - М.: Машиностроение. 1972.- 150 с.

6. Акулов А.И., Бельчук Г.А. и др. Технология и оборудование сварки плавлением. - М.: Машиностроение. 1977.- 431 с.

7. Потапьевский А.Г. Сварка в защитных газах плавящимся электродом. - М.: Машиностроение. 1974.- 237 с.

8. Моисеенко В.П. Щёкин В.А. Методическое руководство по расчету и выбору параметров режимов ручной дуговой сварки покрытыми электродами. - Ростов-на-Дону: РИСХМ. 1981. - 25 с.

9. Щекин В.А., Моисеенко В.П. Методическое руководство по расчету и выбору параметров режима сварки плавящимся электродом в защитных газах. - Ростов-на-Дону: РИСХМ. 1981. - 28с.

10. Электроды для дуговой сварки и наплавки: Каталог.- Киев: Наукова думка.1967.-40 с.

11. Щёкин В.А., Моисеенко В.П. Методическое руководство по расчету и выбору параметров режима и шва при автоматической и полуавтоматической сварки под флюсом - Ростов-на-Дону: РИСХМ. 1982.- 22 с.

12. Электрошлаковая сварка и наплавка. /Под ред. Б.Е. Патона. - М.: Машиностроение. 1980.- 511 с.

13. Моисеенко В.П., Щёкин В.А. Методическое руководство по выбору и расчету параметров режима электрошлаковой сварки. - Ростов-на-Дону: РИСХМ. 1981. - 25 с.

14. Технология и оборудование контактной сварки. /Под ред. Б.Д. Орлова. - М.: Машиностроение. 1986.- 351 с.

15. Единый тарифно-квалификационный справочник работ и профессий рабочих, - М.: Машиностроение. 1974.- 520 с.

 

 

- 15 -

Таблица 3.11

Коэффициент К₁ к неполному штучно-калькуляционному

времени в зависимости от положения шва в пространстве.

Тип соединения	Толщина металла или катета, мм	Положение шва
нижнее	вертикальное	потолочное
коэффициент К1
Механизированная сварка в защитном газе
Стыковое	1…120		1,10	1,35
Тавровое	1,15
Ручная дуговая покрытыми электродами
Стыковое	1…6		1,2	1,3
Тавровое	7…100		1,5	1,7
Ручная аргонодуговая сварка неплавящимся электродом
Стыковое и тавровое	1…20		1,2	1,4

Таблица 3.12

Коэффициент К₂ к неполному штучно-калькуляционному

времени в зависимости от типа производства.

Тип производства	Коэффициент К
Мелкосерийное	1,0
Серийное	0,85
Крупносерийное (массовое):	0,75

 

Тип производства оценивается с помощью коэффициента «а» по следующей формуле:

а =(t_o+t_в): 60: 8: 22 N, (3.1)

где N – программа выпуска изделий.

Если а , то относим производство к мелкосерий-ному, при 3<а - к серийному и при а>9мес - к крупно-серийному (массовому).

 

- 14 -

 

1. СОСТАВ ТЕХНИЧЕСКИХ НОРМ ВРЕМЕНИ

СВАРОЧНЫХ РАБОТ

Все затраты рабочего времени делятся на нормируемые и ненормируемые.

Нормируемые затраты времени необходимы для выполнения задан­ной работы. Ненормируемые затраты - это потери рабочего времени, не включаемые в норму времени (вынужденные перерывы в работе по организационным и техническим причинам, нарушения трудовой дисциплины).

Обобщающим показателем нормируемых затрат времени на изготовление одного изделия является штучно-калькуляционное время - t_шк, равное:

, (мин), (1.1)

где t_пз ^- подготовительно-заключительное время; n - количество изделий в партии; t_ш - штучное время сварки одного изделия:

, (мин), (1.2)

где t₀ - основное (машинное) время сварки; t_вш - вспомогательное время, зависящее от длины шва; t_ви - вспомогательное время, зависящее от изделия и типа оборудования; К - коэффициент, учитывающий положение шва в пространстве и тип производства; t_обс - время обслуживания рабочего места; t_отд - время на отдых и естественные надобности.

Основное время (t_о) рассчитывается по параметрам режима сварки.

Вспомогательное время (t_вш и t_ви) определяется по нормативам (см. табл. 3.1-3.2).

Коэффициент К представляет собой произведение:

, (1.3)

где K₁ - нормативный коэффициент, учитывающий положение шва в пространстве (см. табл.3.11); K₂ - нормативный коэффициент, учитывающий тип производства (табл. 3.12).

Сумма основного и вспомогательного времени называется оперативным временем (t_on):

, (мин) (1.4)

Подготовительно-заключительное время зависит от типа производства и составляет приблизительно 3% от оперативного времени:

, (мин) (1.5)

- 3 -

Время t_обс и t_отд зависит от условий выполнения работ и выражается в процентах от оперативного времени (t_оп).

Время обслуживания рабочего места составляет в среднем

t_обс = 0,04 t_оп,(мин) (1.6)

Время на отдых и естественные надобности принимается при сварке:

-в удобном положении t_обс = 0,06 t_оп;

-в неудобном положении t_обс = 0,09 t_оп;

-в напряженном положении t_обс = 0,13 t_оп.

Удобное положение - шов находится не выше уровня груди сварщика, работа выполняется при нормальном освещении, хорошем доступе воздуха, в положении сидя или стоя около свариваемого изделия.

Неудобное положение - шов находится выше уровня груди свар­щика или расположен в труднодоступном месте, сварщик выполняет его в согнутом положении, а также внутри сосудов сечением более 0,75 м².

Напряженное положение - сварка производится на значительной высоте или в согнутом положении при плохом притоке воздуха и не­достаточной освещенности внутри сосуда сечением менее 0,75 мм².

2. РАСЧЕТ ОСНОВНОГО ВРЕМЕНИ СВАРКИ

2.1. Основное время ручной дуговой сварки

покрытыми электродами

Основное время однопроходной сварки (время горения дуги) рассчитывается по формуле:

, (2.1)

где F_н – площадь наплавки, мм²; ℓ_ш - длина шва, м; g - плотность наплавленного металла, г/см³; I_св- сварочный ток, А; a_н - коэффициент наплавки, г/А·ч.

Расчетные значения F_н для швов, выполненных по ГОСТ 5264, представлены в справочнике [5].

Для сварных швов, выполненных ручной дуговой сваркой под острыми и тупыми углами (ГОСТ 11534), дуговой сваркой в защитном газе (ГОСТ 14771), а также для нестандартных сварных швов F_н рассчитывается как сумма площадей элементарных геометрических фигур, на которые она может быть разбита.

Плотность наплавленного металла g принята для сталей 7,85 г/см³, для алюминия и алюминиевых сплавов 2,67 г/см³, для сварки меди и медно-никелевых сплавов 8,8 г/см³, для сварки титановых сплавов 4,5 г/см³.

 

- 4 -

Таблица 3.9

Время на одно перемещение при механизированной и ручной сварке:

 

а) свободное перемещение

Характер перемещения	Расстояние перемещения, м
Время на одно перемещение, мин
С подающим механизмом, шлангом, держателем (при механизированной сварке)	0,3	0,45	0,6	0,75	0,9
С электрододержателем, проводом, ящиком с электродами или присадочной проволокой и инструментом (при ручной сварке)	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6

 

б) затрудненное перемещение

Характер перемещения	Вид сварки	Время перемещения, мин
Подъем и спуск на площадку или леса одного яруса	механизированная
ручная
Подъем и спуск при помощи переносных лестниц на высоту до 3м	механизированная.
ручная
Подъем и спуск при помощи переносных лестниц на высоту до 10м	механизированная.
ручная

Таблица 3.10

Вспомогательное время, связанное

с подготовкой оборудования к сварке

Вид сварки	Многопроходные, первый или последующие проходы	Швы однопроходные
стыковые	тавровые, угловые, нахлесточные.
Время на I м за один проход, мин
Автоматическая под флюсом	1,7	0,95	1,2
Механизированная в защитном газе, ручная дуговая сварка	0,35	0,45	0,55

Примечание. Учитывается время на проверку правильности установки головки автомата по центру шва с прокаткой автомата вхолостую, откатку автомата в исходное положение, ожидание охлаждения металла после каждого прохода, смену кассеты и подачу проволоки к мундштуку, откусывание огарков проволоки, подтягивание проводов, осмотр и клеймение шва.

- 13 -

Таблица 3.8	Время на установку в приспособление или рабочее место свариваемых изделий (узлов), поворот и их снятие краном	Снятие и транспортирование на кладочное место	Длина изделия в м.	>10	Время на одно изделие, мин	1,7	2,0	2,2	2,4	2,6	3,0	3,9	5,4	6,4	9,6	12,8
	1,6	1,9	2,1	2,3	2,4	2,9	3,7	5,2	6,2	9,3	12,4
	1,5	1,8	2,0	2,2	2,3	2,7	3,5	5,0	6,0	9,0	12,0
	1,3	1,6	1,8	2,0	2,1	2,4	3,2	4,7	-	-	-
	1,2	1,4	1,6	1,7	1,9	2,1	2,9	-	-	-	-
	1,1	1,2	1,3	1,5	1,6	1,8	-	-	-	-	-
Установка или поворот	>10	2,2	2,4	2,5	2,6	2,9	3,3	4,9	6,4	7,4	10,6	14,3
	2,1	2,3	2,4	2,5	2,8	3,2	4,7	6,2	7,2	10,3	13,9
	2,0	2,2	2,3	2,4	2,6	3,0	4,5	6,0	7,0	10,0	15,3
	1,9	2,0	2,1	2,3	2,5	2,7	4,2	5,6	-	-	-
	1,7	1,9	2,0	2,2	2,5	2,3	4,0	-	-	-	-
	1,6	1,8	1,9	2,0	2,1	2,2	-	-	-	-	-
Масса изделия, кг, до											>30000

 

- 12 -

Величина тока дуги определяется расчетным путем или по справочным данным [6 - 9]. Значения коэффициентов наплавки покрытых электродов и при сварке в защитных газах представлены в справочной литературе [5, 10].

Основное время (мин) при многопроходной сварке рассчитывается:

, (2.2)

где F₁ F₂… F_n- площадь наплавки для первого и всех последующих слоев шва, мм²; I₁, I₂… I_n – величина сварочного тока для первого и всех последующих слоев шва, А; a_н1, a_н2… a_нn - коэффициенты наплавки для первого и всех последующих слоев шва, г/А·ч.

При ручной дуговой сварке и механизированной сварке углеродистых и низколегированных сталей площадь наплавки первого слоя шва F₁ не должна превышать соответственно 30 и 25 мм², а для последующих слоев шва может быть равна 50 мм² и более. При выполнении последующих слоев шва возможно использование высокопроизводительных марок электродов большего диаметра.

2.2. Основное время при механизированной и автоматической сварке

плавящимся электродом под флюсом, в защитном газе

и при электрошлаковой сварке

Для сварки однопроходных швов по заданной скорости сварки:

, (2.3)

где - длина сварного шва (по чертежу), м; V_св - скорость сварки, м/ч.

Для многопроходных швов:

, (2.4)

где V_св1 V_св2… V_свn - скорость сварки соответствующего слоя шва, м/ч.

Скорость сварки V_св определяется расчетным путём [9, 11].

 

Основное время электрошлаковой сварки определяется по формуле:

 

 

- 5-

. (2.5)

Скорость сварки V_св определяется для конкретной схемы процесса по соответствующим методикам [I2, I3].

2.3. Основное время ручной дуговой сварки неплавящимся

(вольфрамовым) электродом в инертном газе

На основе статистической обработки экспериментальных данных основное время представлено как время наплавки 1 г присадочного металла [14] (табл. 2.1).

Таблица 2.1

Время наплавления 1 г присадочного металла, мин.

Основной металл	Тип соединения	Толщина металла или катет шва, мм
							10-14	16 и более
Высоколегированные стали	стыковое	0,33	0,23	0,15	0,13	0,12	0,1	0,08	0,08	0,08
тавровое	0,18	0,09	0,07	0,07	0,07	0,07	0,07	0,07	0,07
Алюминий и его сплавы	стыковое	0,53	0,30	0,26	0,19	0,17	0,15	0,13	0,11	0,10
тавровое	0,47	0,24	0,20	0,15	0,15	0,13	0,13	0,11	0,09
Медь и медно-никелевые сплавы	стыковое и тавровое	0,04	0,03	0,03	0,03	0,02	0,02	0,02	0,01	-

 

2.4. Основное время ручной ацетилено-кислородной сварки

Основное время зависит от марки и толщины свариваемого металла, мощности пламени, способа сварки, положения шва в пространстве. Средние значения основного времени ручной ацетилено-кислородной сварки представлены в табл. 2.2. Эти данные относятся к левому способу сварки низкоуглеродистой стали в нижнем положении шва.

 

- 6 -

Таблица 3.7

Время на установку в приспособление или на рабочее место

свариваемых изделий (узлов), поворот и снятие вручную

Масса изделия (узла), кг.	Установка и снятие	Поворот
на стол	в приспособление
Время на одно изделие, мин
0,3	0,12	0,17	0,06
0,5	0,15	0,20	0,07
0,8	0,17	0,24	0,08
1,0	0,18	0,26	0,09
1,5	0,22	0,31	0,11
2,0	0,23	0,34	0,12
3.0	0,28	0,40	0,13
5,0	0,32	0,47	0,15
8,0	0,38	0,56	0,18
10,0	0,41	0,60	0,20
15,0	0,49	0,71	0,24
20,0	0,53	0,78	0,26
30,0	0,58	0,86	0,28

 

- 11 -

Таблица 3.5

Вспомогательное время на зачистку шва от окисной плёнки после

выполнения каждого прохода (при сварке в защитном газе)

Вид шва	Способ зачистки
механизированный	вручную
Время на 1 м за один проход
Стыковые без скоса и со скосом кромок, тавровые и угловые со скосом кромок	Однопроходные	0,1	0,15
Многопроходные - первый и последующие проходы	0,15	0,20
Тавровые и угловые без скова кромок	Однопроходные	0,15	0,20
Многопроходные -первый и последующие проходы	0,25	0,30

 

 

Таблица 3.6

Время на закрепление и открепление деталей

Вид прижима (зажима)	Длина завертывания, мм
Время на одно закрепление в открепление детали, мин.
Стационарный винтовой прижим	0,30	0,50	0,8
Пневмо-эксцентриковый прижим	0,15
Струбцина съемная	0,40	0,60	1,0
Струбцина откидная односторонняя	0.30	0.50	0,9
Струбцина откидная двусторонняя	0,4	0,6	1.0
Барашек	0,1	0.16	-
Ручные тиски	0,15	0,20	0,3

 

- 10 -

Таблица 2.2

Основное время ручной ацетилено-кислородной сварки

Вид свариваемого соединения	Основное время в мин. на 1 м шва при толщине металла, мм
0,5
С отбортовкой кромок (сварка без присадочного металла)		-	-	-	-	-	-	-	-
Стыковое соединение без скоса кромок, одностороннее	-						-	-	-
Стыковое соединение с разделкой кромок 70°, одностороннее	-	-	-	-	-

 

Расчёт основного времени при сварке других металлов в положениях, отличных от нижнего или с использованием правого способа сварки производится с использованием поправочных коэффициентов К_з, представленным в табл. 2.3.

Таблица 2.3

Значения поправочных коэффициентов К_з

Металл и условия сварки	Коэффициент Kз
Легированные стали	1,2
Чугун	0,77
Медь	0,85
Латунь и бронза	0,7
Алюминий и его сплавы	0,6
Вертикальное положение шва	1,2
Потолочное положение шва	1,6
Правый способ сварки	0,85

2.5. Основное время контактной точечной и шовной сварки

Основное время контактной сварки - t₀ включает время на опускание электродов, на сжатие изделия, протекание тока, выдержку при повышенном давлении и возвращение электродов в исходное положение. Время на включение и выключение рабочего хода машины также учитывается основным временем.

Основное время при точечной сварке:

(2.6)

где n - число рабочих ходов электрода в минуту; t_вк - время включения и выключения рабочего хода, мин; m - число точек, свариваемых за одно включение машины.

 

- 7 -

При шовной сварке: , (2.7)

где V_св - скорость шовной сварки, м/мин.

Продолжительность составляющих цикла точечной контактной сварки и скорость шовной сварки определяются при расчете и выборе параметров режима [15]. Основное время точечной сварки машинами автоматического, неавтоматического управления и клещами для всех типов производства в зависимости от производительности машин (число ходов в минуту; 1/мин.) представлено в табл. 2.4.

Таблица 2.4