Mechanical engineering | Higher education » AWI hegesztés számítási feladat

AWI hegesztés számítási feladat Készítse el az alábbi ábrán látható alkatrész hegesztésének technológiai utasítását, az ahhoz szüksé-ges számításokkal. Alapanyag: X3 CrTi 17 (≈KO4 Ti) Rajzszám: HEG-062 Darabszám: 950 db Hegesztési technológia: AWI Varratminőség: II. Megoldás 1. A hegesztőpálca meghatározása: a, Az alapanyag króm-és nikkelegyenértéke: Összetétel: Cmax= 0,1%, Si= 1%, Mn= 1%, Cr= 17%, Ti= 0,65%, Cre = 1,5 ⋅ Si + Cr + Mo + 0,5 ⋅ ( Nb + Ta ) + 2 ⋅ (Ti + W ) + V + Al Cre = 1,5 ⋅ 1 + 17 + 2 ⋅ 0,65 = 19,8 Nie = 30 ⋅ (C + N ) + 0,5 ⋅ ( Mn + Co) + Ni + 0,3 ⋅ Cu Nie = 30 ⋅ 0,1 + 0,5 ⋅ 1 = 3,5 1 b, A választott hegesztőanyag, és annak króm-és nikkelegyenértéke: X 6 NiCrMoCuNb 20 18, jelzőszáma: 1.4507 Összetétel: C≤ 0,07%, Cr= 18.75%, Mo= 2,25%, Ni= 21%, Si= 0,5%, Cu= 2%, Nb= 0,85%, Cre = 1,5 ⋅ Si + Cr + Mo + 0,5 ⋅ ( Nb + Ta ) + 2 ⋅ (Ti + W ) + V + Al Cre = 1,5 ⋅ 0,5 + 18,75 + 2,25 + 0,5 ⋅

0,85 = 22,175 Nie = 30 ⋅ (C + N ) + 0,5 ⋅ ( Mn + Co) + Ni + 0,3 ⋅ Cu Nie = 30 ⋅ 0,07 + 21 + 0,3 ⋅ 2 = 23,7 2. A varrattömegek meghatározása: a, V-varrat, gyökhegesztéssel: Az alapanyag vastagsága: s= 10mm, A varratdudor magassága: c= 3mm, Az illesztési hézag: i= 0,1s= 1mm, Egy folyóméter varrat térfogata: A számításnál figyelembe kell venni a gyök térfogatát, amelyet táblázatból olvashatunk ki. VGY= 43,4cm3 , ha a lemez vastagsága: s= 9-10mm. 2 0,577 ⋅ s 2 + i ⋅ s + (1,154 ⋅ s + i ) ⋅ ⋅ c 3 ⋅ 1000 + V VV = GY 1000 2 0,577 ⋅ 10 2 + 1 ⋅ 10 + (1,154 ⋅ 10 + 1) ⋅ ⋅ 3 3 ⋅ 1000 + 43,4 = 136,18cm 3 = 0,13618dm 3 VV = 1000 Egy munkadarabon a varrat térfogata: Egy munkadarabon a tompa V-varrat hossza: l= 700mm= 0,7m VV = l ⋅ VV = 0,7 ⋅ 136,18 = 95,326cm 3 = 0,095326dm 3 A 950 darabos szériánál a varrat térfogata: A szériánál az összes varrathossz: L = 950 ⋅ 0,7 = 665m VV " = L ⋅ VV = 665 ⋅ 136,18 = 90559,7cm 3 =

90,5597dm 3 A varrattömegek: kg ρ var rat = 7,85 3 dm 1 m varrat esetén: M var rat = VV ⋅ ρ var rat = 0,13618 ⋅ 7,85 = 1,069kg 1 munkadarab esetén: M var rat = VV ⋅ ρ var rat = 0,095326 ⋅ 7,85 = 0,749kg A széria esetén: M var rat " = VV "⋅ ρ var rat = 90,5597 ⋅ 7,85 = 710,894kg 2 b, Domború sarokvarrat térfogata: Az alapanyag vastagsága: s= 10mm, A varrat jellemző vastagsága: a= 4mm, A varrat hossza: K = 2 ⋅ (d ⋅ π ) = 2 ⋅ (450 ⋅ π ) = 2827,43mm = 2,82743m 1 folyóméter varrat térfogata: VV = 0,5 ⋅ a 2 ⋅ π 0,5 ⋅ 4 2 ⋅ π ⋅ 1000 = ⋅ 1000 = 25,13274123cm 3 = 0,025132741dm 3 1000 1000 1 munkadarabon a varrat térfogata: VV = K ⋅ VV = 2,82743 ⋅ 0,025132741 = 0,071061065dm 3 A 950 darabos szériánál a varrat térfogata: VV " = 950 ⋅ VV = 950 ⋅ 0,071061065 = 67,508dm 3 A varrattömegek: kg ρ var rat = 7,85 3 dm 1 m varrat esetén: M var rat = VV ⋅ ρ var rat = 0,025132741 ⋅ 7,85 = 0,196507016kg 1

munkadarab esetén: M var rat = VV ⋅ ρ var rat = 0,071061065 ⋅ 7,85 = 0,55782936kg A széria esetén: M var rat " = VV "⋅ ρ var rat = 529,94kg 1 munkadarabhoz szükséges teljes varrattömeg: Ennek értékét megkapjuk, ha összeadjuk a V-varrat és a sarokvarrat egy munkadarabra számított tömegét. M M var rat = 0,749 + 0,55782936 ≅ 1,31kg A szériához szükséges teljes varrattömeg: Ennek értékét megkapjuk, ha összeadjuk a V-varrat és a sarokvarrat szériára számított tömegét. M Ö var rat = 710,894 + 529,94 = 1240,834kg 3. A szükséges huzalmennyiség: AWI hegesztési eljárásnál a felhasznált hegesztőhuzal 95 %-a válik varrattá. M A szükséges huzal mennyisége 1 munkadarabra: M Mhuzal = M var rat ≅ 1,38kg 0,95 M 1240,834 A szükséges huzal tömege szériára: M Öhuzal = Ö var rat = = 1306,14kg 0,95 0,95 4. A szükséges argongáz mennyisége: 3 a, V-varrat, gyökhegesztéssel: V-varrat elkészítéséhez szükséges idő:

Táblázatból kiolvasva a hegesztés sebessége, s= 10mm anyagvastagság esetén AWI eljárásm sal: v heg = 0,1 min A hegesztési sorok számának táblázatból kiolvasott értékei: Gyökoldal: s=8-10mm anyagvastagság esetén 2 hegesztési sor. Korona-oldal: s=10-12mm anyagvastagság esetén 3 hegesztési sor. Tehát a V-varrat elkészítése 5 hegesztési sorral lehetséges.  1   = 5 ⋅  1  = 50 min 1 méter varrat elkészítése: t heg . fő = 5 ⋅  v  m  0,1   heg   l   = 5 ⋅  0,7  = 35 min 1 munkadarabon a V-varrat elkészítése: t heg . = 5 ⋅  v   0,1   heg   L   665  A szérián a V-varrat elkészítése: t heg . " = 5 ⋅   = 5 ⋅   = 33250 min = 554,16h  0,1   0,1  A szükséges gáz tömege és térfogata, V-varrat esetén: 1 m varrat esetén: M Ar = 0,014 ⋅ t heg . fő = 0,014 ⋅ 50 = 0,7 kg , VAr=300 l 1 munkadarab hegesztése

esetén: M Ar = 0,014 ⋅ t heg . = 0,014 ⋅ 35 = 0,49kg , VAr=210 l A széria esetén: M Ar " = 0,014 ⋅ t heg . " = 0,014 ⋅ 33250 = 465,5kg , VAr=199500 l b, Sarokvarrat: A sarokvarrat elkészítéséhez szükséges idő: Táblázatból kiolvasva a hegesztés sebessége, s= 10mm anyagvastagság esetén AWI eljárásm sal: v heg = 0,1 . min Mivel a sarokvarrat vastagsága: a= 4mm, a hegesztés egy sorral elkészíthető. 1 1 = = 10 min 1 m sarokvarrat elkészítése: t heg . fő = v heg 0,1 K 2,82743 = = 28,27 ≅ 29 min 0,1 0,1 (950 ⋅ K ) = 2686 = 26860 min ≅ 448h A szériánál a sarokvarrat elkészítése: t heg . " = 0,1 0,1 1 munkadarabon a sarokvarratok elkészítése: t heg . = A szükséges gáz tömege és térfogata, sarokvarrat esetén: 1 m varrat esetén: M Ar = 0,014 ⋅ t heg . fő = 0,014 ⋅ 10 = 0,14kg , VAr=40 l 1 munkadarab hegesztése esetén: M Ar = 0,014 ⋅ t heg . = 0,014 ⋅ 29 = 0,406kg , VAr=116 l A széria hegesztése

esetén: M Ar " = 0,014 ⋅ t heg . " = 0,014 ⋅ 26860 = 376,04kg VAr=107440 l c, Az összes hegesztési főidő, és gázmennyiség a sarok-és V-varrat elkészítéséhez: 4 1 munkadarab hegesztése esetén: t Mheg = 35 + 29 = 64 min M MAr = 0,49 + 0,406 = 0,896kg , VŐar= 210 + 116 = 326l A széria hegesztése esetén: t Öheg . = 33250 + 26860 = 60110 min ≅ 1002h MÖAr= 199500 + 107440 = 306940l 5, Hegesztőgép típusa és főbb paraméterei: Táblázatból kiolvasott gépigény: V-varrat elkészítéséhez szükséges áramerősség: A szükséges áramerősség s=10mm anyagvastagság esetén: I=320 A. Sarokvarrat elkészítéséhez szükséges áramerősség: A szükséges áramerősség s=10mm anyagvastagság esetén: I=300 A. A választott hegesztőgép: Típusa: HEGA-A-350 Áramerősség-tartomány: I=20-350 A Üresjárati teljesítmény: NÜ=0,6 kW Hatásfoka: η=0,8 Ívfeszültség: Uív=25V 6. A hegesztés energiaköltsége: Az összes felhasznált

energia, 1 munkadarab esetén: EM = (EMHV + EMHS) +(EMÜV+EMÜS) V-varrat elkészítésekor az energiafogyasztás: U ⋅ I ⋅ t heg . 25 ⋅ 320 ⋅ 0,583 E MHV = = = 5,83kWh 0,8 ⋅ 1000 η ⋅ 1000 EMÜV=NÜ ⋅ theg.mellék= 0,6⋅(theg’⋅0,15)= 0,6⋅(0,583⋅0,15)=0,05247kWh Sarokvarrat elkészítésekor az energiafogyasztás: U ⋅ I ⋅ t heg . 25 ⋅ 300 ⋅ 0,483 E MHS = = = 4,528kWh 0,8 ⋅ 1000 0,8 ⋅ 1000 EMÜS=NÜ ⋅ theg.mellék= 0,6⋅(theg’⋅0,15)=0,6⋅(0,483⋅0,15)=0,04347kWh EM=(5,83+0,052487) + (4,528+0,04347)=10,453957kWh Az összes felhasznált energia széria esetén: EÖ=(EÖHV+EÖÜV)+(EÖHS+EÖÜS) V-varrat elkészítésekor az energiafogyasztás: 5 U ⋅ I ⋅ t heg . " 25 ⋅ 320 ⋅ 554,16 = 5541,6kWh 0,8 ⋅ 1000 η ⋅ 1000 EÖÜV=NÜ ⋅ theg.mellék= 0,6⋅(theg”⋅0,15)=0,6⋅(554,16⋅0,15)=49,8744kWh EÖHV = = Sarokvarrat elkészítésekor az energiafogyasztás: U ⋅ I ⋅ t heg . " 25 ⋅ 300 ⋅ 448 EÖHS = = =

4200kWh 0,8 ⋅ 1000 η ⋅ 1000 EÖÜS=NÜ ⋅ theg.mellék=0,6⋅(tfő”⋅0,15)=0,16⋅(448⋅0,15)=40,32kWh EÖ=(5541,6 + 4200) + (49,8744 + 40,32)=9831,8kWh 7. A hegesztés további előírásai: A V-varrat elkészítésekor s=10mm anyagvastagság esetén az elektróda átmérője AWI eljárás során dW=4 mm, a hegesztőpálca átmérője dp=5 mm. A sarokvarrat elkészítésekor s=10mm anyagvastagság esetén az elektróda átmérője AWI eljárás során dw=3 mm, a hegesztőpálca átmérője dp=4 mm. A hosszú varratok miatt a hegesztést középről kiindulva, két irányba haladva kell elvégezni. 6