Разработка технологии сварки корпуса водила II ступени (стр. 4 из 8)
Удельная норма расхода газа определяется по формуле
,где
- оптимальный расход защитного газа по ротаметру, л/мин; 
([2], с. 112); 
- машинное (основное) время сварки 1 м шва, мин.Основное время при сварке неплавящимся электродом определяется по формуле
2. Электрод.
Хотя чистый вольфрам относится к группе тугоплавких металлов (Тпл=3300–36000С) и при горении дуги он не расплавляется, однако его применение в качестве электрода ограничивается возможностью его частичного разрушения (выкрашивания) и засорения металла шва частицами вольфрама. Это связано с тем, что эмиссионная способность чистого вольфрама мала и поэтому требуется сильный нагрев для стабильного горения дуги. Для улучшения эмиссии электронов с поверхности вольфрамового электрода в него добавляют окись иттрия Y2О3 или окись лантана Lа2О3, а так же некоторые другие элементы. Добавка окиси иттрия или окиси лантана приводит к понижению температуры стабильного горения дуги, а следовательно способствует повышению стойкости вольфрамового электрода.
В качестве неплавящегося электрода будем использовать вольфрамовый электрод ЭВИ-2 Ø2 мм ГОСТ 23949–80, он содержит 2–3% Y2О3.
Норма расхода
( 
) электрода на изделие определяется исходя из длины швов 
( 
) и удельной нормы расхода электрода 
на 1 м шва: 
Удельная норма расхода рассчитывается по формуле
,где
- расчетная масса наплавленного металла, кг/м; 
- коэффициент расхода, учитывающий неизбежные потери электрода, 
([2], c. 27); 
- плотность наплавленного металла, 
, 
([2], с. 22); 
- площадь поперечного сечения наплавленного металла шва, 
3. Присадочная проволока.
Для сварки корпуса водила II ступени в связи с ответственностью конструкции будем использовать проволоку того же состава, что и основной металл.
Проволока ПТ-3В по ТУ-1–9–922–82 диаметром 2 мм.
5. Выбор сварочного оборудования и краткая его характеристика
5.1 Описание и техническая характеристика установки ЭЛУ-21
Исходя из габаритных размеров проектируемого корпуса (длина 1660 мм, наружный диаметр 1198 мм), выбираем установку ЭЛУ-21. Установка для электронно-лучевой сварки ЭЛУ-21 предназначена для сварки плоских и объемных узлов в вакууме (остаточное давление в вакуумной камере 5–8·10-5 мм рт. ст.).
5.2 Технические данные
Рабочее размещение сварочной пушки вдоль осей X, Y, Z, мм: 5000×2000×1600
Мощность пушки, кВт: 60
Ускоряющее напряжение, кВ: 60
Рабочее давление в вакуумной камере, мм рт. ст.: 5–8·10-5
Достижение рабочего давления, мин: 25
Скорость сварки кольцевым швом при диаметре больше 100 мм, м/час: 8–60
Скорость перемещения сварочной пушки вдоль и поперек рабочей камеры по вертикали, м/час: 10–80, 5–30
Внутренний размер вакуумной камеры, мм: 7000×3200×3600
Объем вакуумной камеры, м3: 82
Площадь, занимаемая установкой, м2: 23,5×11=258,5
Масса установки, кг: 160000
5.3 Устройство установки
Установка питается от трехфазной сети с нулем, ~ 50 Гц, 380 В. Присоединение сети производится через силовую сборку цеха. Установочная мощность установки 110 кВт.
Основной составной частью установки является вакуумная камера, которая предназначена для осуществления процесса электронно-лучевой сварки изделия в вакууме. Камера состоит из трех сварочных секций, герметично соединенных между собой. Между стыками секций проложен замкнутый резиновый вакуумный шнур.
С торцов вакуумная камера герметизируется двумя крышками. На каждой секции имеются смотровые окна.
На левой стороне камеры расположены: площадка оператора, два пульта управления следующими движениями: перемещение крышек камеры, опускание и подъем перекладных направляющих; вакуумметр ВИТ-3.
Площадка оператора имеет возможность продольного и вертикального перемещения от приводов, которые закреплены на них.
С другой стороны вакуумной камеры расположено вакуумное оборудование. Вакуумная станция состоит из трех основных частей:
1. форвакуумный насос НВ3–300 с затворами Ду-260КЭ;
2. вакуумные агрегаты АВ3Д-40/800 УВН с затворами Ду90СП;
3. приборы контроля вакуума, сигнализация состояния агрегатов.
Управление вакуумной станцией может производиться в двух режимах:
1. рабочий (наладочный);
2. автоматический.
На пульте смонтированы также блокировочные вакуумметры типа ВЭМБ-1:
1. высоковольтного источника питания;
2. освещение зоны сварки и наоборот, отключает высоковольтный источник питания, и освещение зоны сварки при недопустимом понижении вакуума в вакуумной камере.
Вакуумная станция состоит из нескольких групп откачки.
Форвакуумная группа состоит из 4-х станций форвакуумных СФ-1, с помощью которых достигается остаточное давление 5–6·10-3 мм р.ст. Два вакуумных агрегата АВП-400/1600, предназначенные для уменьшения остаточного давления до 8·10-5 мм рт. ст., после чего они выключаются. Три вакуумных агрегата АВЭД-40/800 включаются в работу при остаточном давлении в вакуумной камере порядка 10-3 мм рт. ст.
Внутри вакуумной камеры установлена и закреплена станина, на которой имеются направляющие для перемещения каретки для плоских и цилиндрических изделий, а также портала. Электрическое питание к кареткам, пушкам, порталу подводится через цепи энергоподачи, которые также расположены внутри вакуумной камеры.
Крышка камеры предназначена для герметизации вакуумной камеры. Крышка перекрывается из одного крайнего положения в другое от привода крышки. Крышка выполнена из листовой нержавеющей стали с ребрами жесткости. Скорость перемещения крышки V=2 м/мин.
Портал предназначен для крепления и перемещения электронных пушек мощностью 30 и 60 кВт. Пушки перемещаются в трех координатах, а также имеют возможность вращаться в горизонтальном и вертикальном положениях. Портал состоит из 2-х опорных кареток, двух стоек с поперечной балкой, привода перемещения портала, траверсы, каретки траверсы.
Траверса предназначена для крепления и перемещения каретки траверсы. Траверса совершает вертикальное перемещение. Траверса выполнена из сварной балки коробчатой формы из нержавеющей стали.
Каретка траверсы предназначена для возвратно-поступательного перемещения вдоль траверсы пушки, механизма подачи присадочной проволоки от приводного винта, который имеется в траверсе. Каретка состоит из сварного корпуса, на котором закреплены опорные и центрирующие ролики.
Пневмопитание предназначено для подачи сжатого воздуха в один из 4-х воздухораспределителей (4 пневмоцилиндра). Воздушная панель состоит из панели, на которой закреплены вентиль, фильтр, редуктор давления, отстойник и коллектор на 4 воздухораспределителя.
Привод каретки предназначен для перемещения кареток для плоских или цилиндрических изделий в зону сварки или на позиции загрузки-выгрузки.
Каретка цилиндрических изделий предназначена для сварки тел вращения в горизонтальной и вертикальной осях. Каретка состоит из следующих узлов: коробки распределительной, вращателя горизонтального, вращателя вертикального, каретки. Вращатель состоит из электродвигателя типа ПБСТ-33 и редуктора. Вращатель горизонтальный предназначен для закрепления и вращения изделия в горизонтальной плоскости. Вращатель состоит из шпиндельного узла с планшайбой и корпуса. Корпус выполнен из нержавеющей стали. На корпусу крепится три тормоза, на которые должны гасить дисбаланс изделия.
Вращатель вертикальный предназначен для закрепления и вращения свариваемого изделия в вертикальной плоскости. Вращатель состоит из шпиндельного узла и привода.
Люнет предназначен для центровки длинных изделий, которые расположены в горизонтальной плоскости. Люнет состоит из корпуса с направляющими и панели. Длина продольного перемещения люнета 1000 мм. Панель перемещается от ручного привода на величину 200 мм.