ЗАДАНИЯ ДЛЯ МДК 02.01
Вариант 1.
Задача. Определить величину предельной нагрузки 
, приложенной к кронштейну (см. рис.) под углом 
к его оси. Кронштейн к соединяемому элементу конструкции приварен внахлестку угловым швом по всему контуру присоединения. Материал кронштейна – сталь Ст. 3, сварка произведена вручную электродами обыкновенного качества, 
мм, 
мм, 
, 
мм, 
мм, 
МПа.
Решение
Определяем координату центра тяжести контура швов 
:
,
мм.
Определяем действующие нагрузки в центре тяжести контура сварных швов:
;
;
.
Расчет сварных швов производим методом осевого момента инерции. Согласно этому методу, напряжения в отдельных точках угловых швов от момента, действующего в плоскости контура сварных швов, пропорциональны расстоянию до этих точек от оси 
. Поэтому максимальные напряжения от момента определяются по следующей формуле:
,
МПа.
Напряжения в швах от продольной силы
МПа.
Напряжения в швах от поперечной нагрузки
МПа.
Так как напряжения от продольной нагрузки и момента действуют в одном направлении, а напряжения от поперечной силы им перпендикулярны, то результирующее напряжение
Результирующее напряжение не должно превышать допускаемого напряжения на срез для сварного шва 
. Определяем величину предельной нагрузки 
на сварные швы:
Н.
Вариант 2.
Задача. Две пластины из стали Ст. 3 сварены встык ручной дуговой сваркой электродом Э42. Определить допустимое усилие на сварное соединение при статической нагрузке; при переменной нагрузке, когда усилие изменяется от 
до 
.
Решение
Для стали Ст. 3 
МПа, при ручной дуговой сварке электродами обыкновенного качества Э42 
МПа.
При статической нагрузке допустимое усилие на сварной шов
|
|
.
При динамической нагрузке допустимое усилие на сварной шов определяется по следующей формуле:
,
в околошовной зоне
.
Коэффициент уменьшения допускаемого напряжения при расчете на усталость
,
где 
и 
– коэффициенты, устанавливаемые нормами проектирования;
–эффективный коэффициент концентрации напряжений;
– характеристика цикла нагружения.
.
По табл. 10.10 [1, с. 240] принимаем 
, 
. Эффективный коэффициент концентрации напряжений 
, определяем по табл. 1010.11
[1, с. 240–242]. Для шва 
, для основного металла 
.
Так как по условию задачи 
, а среднее напряжение /усилие/ цикла нагружения больше нуля, то коэффициенты
,
,
,
.
Основной материал, прилегающий к сварному шву, оказался более чувствительной зоной к динамическим нагрузкам, поэтому допустимое усилие на сварное соединение 
.
ЗАДАНИЯ ДЛЯ МДК 02.02
Задание 1
Необходимо разработать алгоритм сборки и сварки конструкции корпуса ацетиленового баллона.
Рис.1 Корпус ацетиленового баллона: 1-Обечайка, 2 - Верхняя крышка, 3 - Штуцер, 4 - Нижняя крышка, 5 - Опора.
Исходные данные
| H | S | Тип свар. соед | Материал | Годовой выпуск, шт | ||||
| I | II | III | ||||||
| T1 | С4 | C5 | 15ХСНД | |||||
Задание 2
Необходимо разработать алгоритм сборки и сварки конструкции корпуса баллона для пропана.
Рис.1 Корпус ацетиленового баллона: 1-Обечайка, 2 - Верхняя крышка, 3 - Штуцер, 4 - Нижняя крышка, 5 - Опора.
Исходные данные
|
|
| H | S | Тип свар. соед | Материал | Годовой выпуск, шт | ||||
| I | II | III | ||||||
| T1 | С4 | C5 | 15ХСНД | |||||
Алгоритм технологии сборки и сварки корпуса ацетиленового баллона
1. Прохождение инструктажа по ТБ и ПТЭ.
2. Подготовка рабочего места.
3. Маркирование - нанести информацию на бирку: номер чертежа, количество штук в партии, дату и цех изготовитель.
4. Сборка и сварка корпуса
4.1 Зачистить зону сварного шва корпуса с двух сторон шириной 1015 мм.
4.2 С помощью струбцин собрать корпус под прихватку и сварку согласно ТУ, выдерживая размеры в зазорах с помощью набора щупов, выдерживая овальность.
4.3 Выполнить прихватки размерами длиной 30мм, через 250-300мм на всем протяжении сварочного шва.
4.4 Зачистить прихватки шлифмашинкой и металлической щеткой.
4.5 Установить медную, охлаждаемую убирающуюся подкладку.
4.6 Произвести сварку автоматом ESAB A2 Multitrac with A2, длина шва 750мм.
4.7 Убрать подкладку, произвести визуальный осмотр, поставить клеймо межоперационных работ.
5. Сборка и сварка крышки.
5.1 Зачистить зону сварного шва крышки с двух сторон шириной 1015 мм.
5.2 С помощью струбцин собрать крышку под прихватку и сварку согласно ТУ, выдерживая размеры в зазорах с помощью набора щупов, выдерживая овальность.
5.3 Выполнить три прихватки длиной 30мм.
5.4 Зачистить прихватки шлифмашинкой и металлической щеткой.
5.5 Установить подкладное кольцо.
5.6 Произвести сварку автоматом A2 Multitrac with A2, длина шва 955мм.
5.7 Произвести визуальный осмотр, поставить клеймо межоперационных работ.
|
|
6. Выполнить сборку и сварку штуцера.
6.1 Зачистить зону сварного шва с двух сторон шириной 1015 мм.
6.2 Собрать узел, выдерживая перпендикулярность при помощи угольника, зафиксировать прихватками длиной 30мм через 250-300мм.
6.3 Произвести сварку автоматом A2 Multitrac with A2, длина шва 477мм.
6.4 Произвести визуальный осмотр, проверить геометрию шва с помощью шаблона сварщика, поставить клеймо межоперационных работ.
7. Выполнить сборку и сварку обечайки и крышки. Сборка и сварка выполняется в поворотном устройстве велосипедного типа.
7.1 Зачистить зону сварного шва с двух сторон шириной 1015 мм.
7.2 Собрать узел, выдерживая перпендикулярность, зафиксировать прихватками длиной 30мм через 250-300мм.
7.3 Произвести сварку двумя автоматами A2 Multitrac with A2 одновременно, каждая крышка сваривается одним автоматом в нижнем положении. Длина каждого шва 970мм.
7.4 Произвести визуальный осмотр, проверить геометрию шва с помощью шаблона сварщика, поставить клеймо межоперационных работ.
8. Выполнить сборку и сварку опоры с корпусом.
8.1 Зачистить зону сварного шва с двух сторон шириной 1015 мм.
8.2 Собрать узел, выдерживая перпендикулярность при помощи угольника и выдерживая размер 975мм при помощи рулетки зафиксировать прихватками длиной 30мм через 250-300мм.
8.3 Произвести сварку автоматом A2 Multitrac with A2.
8.4 Произвести визуальный осмотр, проверить геометрию шва с помощью шаблона сварщика, поставить клеймо межоперационных работ.
9. Произвести термообработку корпуса вертикального аппарата согласно ТУ.
10. Произвести радиометрический контроль сварочных стыков.
11. Заполнить паспорт на изделие.
12. Изготовить деревянную тару с габаритами соответствующими габаритам корпуса, упаковать корпус в тару, приложить паспорт и закрыть тару.
ЗАДАНИЯ ДЛЯ МДК 05.04.
Задание 1.
Произвести расчет режимов сварки УП, трубы диаметр 80 мм, толщина стенки трубы S – 3 мм.
Решение:
род тока и полярность – постоянный, обратная полярность;
диаметр электродной проволоки – 1,2мм (из Табл. 1);
сила сварочного тока – 200 – 300 А;
напряжение дуги – 22 – 25 В;
скорость подачи проволоки - 380 – 480 м/ч
вылет электрода – 10 – 13 мм;
расход углекислого газа - 8 – 11 л/мин.;
наклон электрода относительно шва - 5 – 10 о;
скорость сварки – 380 – 450 м/ч.
Задание 1.
Произвести расчет режимов сварки УП, трубы диаметр 200 мм, толщина стенки трубы S – 8 мм.
Решение:
S – 8 мм.
род тока и полярность – постоянный, обратная полярность;
диаметр электродной проволоки – 1,6 мм (из Табл. 1);
сила сварочного тока – 200 – 300 А;
напряжение дуги – 25 – 30 В;
скорость подачи проволоки - 490 – 680 м/ч
1 вылет электрода – 10 – 20 мм;
расход углекислого газа - 11 – 16 л/мин.;
наклон электрода относительно шва - 5 – 10 о;
скорость сварки – 320 – 380 м/ч.
При сварке в углекислом газе обычно применяют постоянный ток обратной полярности, так как сварка током прямой полярности приводит к неустойчивому горению дуги. Переменный ток можно применять только с осциллятором, однако в большинстве случаев рекомендуется применять постоянный ток.
Диаметр электродной проволоки следует выбирать в зависимости от толщины свариваемого металла.
Сварочный ток устанавливается в зависимости от выбранного диаметра электродной проволоки.
Основные режимы сварки полуавтоматом: 
С увеличением силы сварочного тока увеличивается глубина провара и повышается производительность процесса сварки.
Напряжение дуги зависит от длины дуги. Чем длиннее дуга, тем больше напряжения на ней. С увеличением напряжения дуги увеличивается ширина шва и уменьшается глубина его провара. Устанавливается напряжение дуги в зависимости от выбранной силы сварочного тока.
Скорость подачи электродной проволоки подбирают с таким расчётом, чтобы обеспечивалось устойчивое горение дуги при выбранном напряжении на ней.
Вылетом электрода называется длина отрезка электрода между его концом и выходом его из мундштука. Величина вылета оказывает большое влияние на устойчивость процесса сварки и качества сварного шва. С увеличением вылета ухудшается устойчивость горения дуги и формирования шва, а также увеличивается разбрызгивание. При сварке с очень малым вылетом затрудняется наблюдение за процессом сварки и часто подгорает контактный наконечник. Величину вылета рекомендуется выбирать в зависимости от диаметра электродной проволоки.
Кроме вылета электрода, необходимо выдерживать определённое расстояние от сопла горелки до изделия так как с увеличением этого расстояния возможно попадание кислорода и азота воздуха в наплавленный металл и образования пор в шве. Величину расстояния от сопла горелки до изделия следует выдерживать в приведенных значениях. 
Расход углекислого газа определяют в зависимости от силы тока, скорости сварки, типа соединения и вылета электрода. В среднем газа расходуется от 5 до 20 л/мин.
Наклон электрода относительно шва оказывает большое влияние на глубину провара и качество шва. В зависимости от угла наклона сварку можно производить углом назад и углом вперёд.
При сварке углом назад в пределах 5 – 10 град. улучшается видимость зоны сварки, повышается глубина провара и наплавленный металл получается боле плотным.
При сварке углом вперёд труднее наблюдать за формированием шва, но лучше наблюдать за свариваемыми кромками и направлять электрод точно по зазорам. Ширина валика при этом возрастает, а глубина провара уменьшается. Этот способ рекомендуется применять при сварке тонкого металла, где существует опасность сквозного прожога.
Скорость сварки устанавливается самим сварщиком в зависимости от толщины металла и необходимой площади поперечного сечения шва. При слишком большой скорости сварки конец электрода может выйти из-под зоны защиты газом и окислиться на воздухе