РПЗ (Разработать технологию и приспособление для сборки и сварки обечайки корпуса космического аппарата толщиной 10 мм)

ОглавлениеГлава 1. Задание на проект. .......................................................................................... 2Глава 2. Описание изделия. .......................................................................................... 3Глава 3. Сведения о материале. ................................................................................... 53.1. Проблемы при сварке алюминия и его сплавов............................................... 53.2. Алюминиево-магниевый сплав..........................................................................

7Глава 4. Обоснование выбора способа сварки. .......................................................... 8Глава 5. Описание существующей технологии изготовления изделия. ................ 115.1. Маршрут изготовления изделия. ..................................................................... 115.2. Подготовка аргона............................................................................................. 145.3. Подготовка сварочной проволоки под сварку.

.............................................. 145.4. Подготовка заготовок под сварку.................................................................... 155.5. Краткое описание сборочно-сварочной установки. ...................................... 18Глава 6. Контроль и исправление дефектов. ............................................................ 19Глава 7. Критика существующей технологии. ......................................................... 21Глава 8. Расчеты для обоснования перспективности перехода на сваркувольфрамовым электродом в среде защитного газа (аргона) с использованиемтрехфазной дуги........................................................................................................... 241.

Расчет мощности дуги. ...................................................................................... 242. Расчет расхода присадочной проволоки. ........................................................ 263. Расчет расхода защитного газа (аргона). .........................................................

284. Расчет расхода охлаждающей жидкости. ........................................................ 28Список литературы: .................................................................................................... 311Глава 1. Задание на проект.Цель проекта:“Разработать технологию и приспособление для сборки и сварки обечайки корпуса космического аппарата толщиной 10 мм”Объем проекта:- 4 листа формата A1- расчетно-пояснительная записка.Содержание листов:1 лист - чертеж изделия и технические требования к нему, характеристики исвойства материала, технические требования к сварному соединению и контрольным операциям, обоснование выбора способа сварки.2 лист - укрупненная схема технологического процесса.3 лист - технологическая оснастка (приспособление для сборки - сварки).4 лист - общий вид сварочной установки.Консультант (руководитель проекта):доцент., к.т.н., Коновалов А.В.Дни и часы консультаций:четверг, 15.40.Срок сдачи проекта:24.12.20192Глава 2.

Описание изделия.Данное изделие является одной из составных частей космического летательного аппарата.Изделие представляет из себя тонкостенный цилиндрический сосуд больших размеров c днищем с одной стороны, в котором в дальнейшем будет находиться люк для перехода. Другой конец путем прилегания фланца и его крепления будет присоединяться к основному модулю станции.Принимая во внимания отрасль, среду и место применение данного изделия,на него накладываются требования по герметичности и прочности, кроме этогодля обеспечения достаточной точности при сборке есть требование на соосность.3Изделие является составным. Оно собирается путем последовательной подварки шпангоутов и обечаек к днищу.

Для увеличения прочности всей конструкции у шпангоутов предусмотрены ребра жесткости.В производстве изделия используются характерные для таких конструкцийстыковые соединения. Обечайки свариваются прямолинейными продольнымишвами. Кольцевыми швами соединяются сферическое донышко и обечайки сошпангоутами.4Глава 3. Сведения о материале.3.1. Проблемы при сварке алюминия и его сплавов.а) Наличие и возможность образования тугоплавкого окисла Al2O3 с плотностью больше, чем у алюминия, затрудняет сплавление кромок соединения испособствует загрязнению металла шва частичками этой пленки.Перед сваркой для удаления пленки следует очищать поверхности кромоки прилегающего основного металла и особенно тщательно поверхность присадочного металла.б) Резкое падение прочности при высоких температурах может привести кразрушению (проваливанию) твердого металла нерасплавившейся части кромокпод действием веса сварочной ванны.В связи с высокой жидкотекучестью алюминий может вытекать через корень шва.

Размеры сварочной ванны трудно контролировать, так как алюминийпри нагреве практически не меняет своего цвета. Для предотвращения проваловили прожогов при однослойной сварке или сварке первых слоев многопроходных швов на большой погонной энергии необходимо применять формирующиеподкладки из графита или стали.в) В связи с большой величиной коэффициента линейного расширения инизким модулем упругости сплав имеет повышенную склонность к короблению.

Поэтому необходимо прибегать к жесткому закреплению листов с помощью грузов, а также пневмо- или гидравлических прижимов на специальныхстендах. Ввиду высокой теплопроводности алюминия приспособления следуетизготавливать из материалов с низкой теплопроводностью (легированные сталии т.п.).г) Необходима самая тщательная химическая очистка сварочной проволоки и механическая очистка и обезжиривание свариваемых кромок, так каксварку осложняет не только окисная пленка. В связи с резким повышением рас-5творимости газов в нагретом металле и задержкой их в металле при его остывании возникает интенсивная пористость, обусловленная водородом, приводящаяк снижению прочности и пластичности металла.

Водород, растворенный в жидком металле, должен в количестве 90-95% своего объема выделится из металлав момент его затвердевания. Этому препятствует пленка тугоплавких окислов инизкий коэффициент диффузии водорода в алюминии.Поры образуются преимущественно в металле шва; часто наблюдаютсяпоры у линии сплавления в связи с диффузией водорода из основного металлапод действием термического цикла сварки. Предварительный сопутствующийподогрев до температуры 150-250 градусов Цельсия при сварке толстого металла замедляет кристаллизацию металла сварочной ванны, способствуя болееполному удалению газов и уменьшению пористости. Наиболее склонными кпорам являются сплавы типа АМг.д) Вследствие высокой теплопроводности алюминия необходимо применение мощных источников теплоты.

С этой точки зрения в ряде случаев желательны подогрев начальных участков металла до температуры 120-150 градусовЦельсия или применение предварительного и сопутствующего нагрева.е) Металл шва склонен к возникновению трещин в связи с грубой столбчатой структурой металла шва и выделением по границам зерен легкоплавких эвтектик, а также развитием значительных усадочных напряжений в результатевысокой литейной усадки алюминия (7%).63.2.

Алюминиево-магниевый сплав.Химический состав алюминиево-магниевого сплава (ГОСТ 4784-97)Fe, % Si, %Mn,Ti, %Al, % Cu, % Be, %%Mg,Zn, % Примесей,%%додо0,5-0,02-91,1-до0,0002- 5,8-допрочие,0,40,40,80,193,680,10,0050,2каждая6,80,05;всего 0,1Сплав обладает высокой коррозионной стойкостью после отжига при температуре 310-335° С. Коррозионная стойкость сварного шва такая же как и у основного металла.Нагартовка шва прокаткой приводит к существенному снижению коррозионной стойкости.Сплав деформируется в горячем и холодном состоянии.

Термомеханические режимы ковки сплава в прессованном состоянии приводятся в соответствующих таблицах. Температурный интервал деформации 430-320° С. Охлаждениепосле деформации на воздухе. Детали, полученные ковкой, следует обязательноотжигать перед установкой в изделие. Пластичность листового материала вотожженном состоянии хорошая. Сплав термической обработкой не упрочняется, отжиг проводится при температуре 310-335° С, охлаждение на воздухе.Сплав хорошо сваривается аргоно-дуговой сваркой с присадкой из сплаваАМг6 и удовлетворительно – газовой и точечной сваркой.

Соединения получаются герметичными. Пластичность сварных швов хорошая. Прочность сварного соединения составляет 90-95% σв основного материала. Обрабатываемостьсплава резанием хорошая. В сплаве АМг6, как и в других сплавах схожего типа,в толще листового материала встречаются расслоения. Контроль осуществляется при помощи ультразвука.7Глава 4. Обоснование выбора способа сварки.Алюминий и его сплавы можно сваривать многими способами дуговойсварки, угольным электродом, металлическим покрытым электродом, плавящимся электродом под слоем флюса, вольфрамовым и плавящимся электродомв среде инертных газов и электрошлаковой сваркой.Ниже приведена сравнительная таблица (таблица 1) по некоторым видамсварки.Таблица 1Способ сварки1.