Разработка технологического процесса сварки корпуса колонного аппарата

 

 м/час.

 

Расчет расхода сварочного материала.

 

Определим расход сварочной проволоки. Найдем длину проволоки по формуле:

 

 

где t_св – время сварки:

 

 

 

Определение расхода защитного  газа и расстояния между изделием и соплом, в зависимости от диаметра электродной проволоки:

-расход газа: 20 л/мин;

-расстояние от сопла горелки  до изделия: 12 мм.

 

Выбор сварочного оборудования.

 

Выбираем автомат АДГ-515 со следующими характеристиками [1]:

• сила сварочного тока I_ном = 500 А;
• диаметр сварочной проволоки: 1,2…2,0 мм;
• скорость подачи: 108…720 м/ч;
• скорость сварки: 15…70 м/ч;
• тип источника питания ВДУ-506.

 

б) Сварка средней обечайки, укрепляющего кольца с люком – лазом по РД 26 – 18 – 89 “ Сварка соединения при  варке люков, штуцеров и муфт ”. Исходя из толщин свариваемых деталей   (S₁ = S₂ = S = 32 мм),  выбираем вид сварного соединения У17, способ сварки УП.

 

s, s₁ – толщины свариваемых деталей, k – катет шва

Рисунок 2.5 - Сварка средней обечайки, укрепляющего кольца с люком–лазом

S= S₂ = 32 мм; k=32 мм; b=0; e₁=50 мм; е=44 мм; g=6 мм.

Расчет  режима сварки.

 

Подбираем режимы сварки для толщины  S = 32 мм;

По толщине свариваемых деталей подбираем диаметр электрода:

 

d_э = 2 мм.

 

Определяем число проходов n по формуле (2.1).

Площадь сечения наплавленного металла при сварке средней обечайки, укрепляющего кольца с люком – лазом определяется по формуле:

 

F_н1 = 2· (2S+2g)+0,5· (S-1)² +0,5· (S-2)² +0,75·(e-2)·g+0,75·g·(e₁-2);

 

F_н1 = 2· (2·32+2·6)+0,5· (32-1)² +0,5· (32-2)² +0,75·(44-2)·6+0,75·6·(50-2) = 1424,5 мм²;

 

.

 

Принимаем n=15, тогда F₁=95 мм²;

Определение сварочного тока производится по формуле:

 

     (2.19)

 

где  h_пр – глубина провара, определяется по формуле (2.4)

 

 мм;

 

K_a-коэффициент, зависящий от диаметра сварочной проволоки:

 

K_a = 1,55 мм/А

 

;

 

Окончательный выбор диаметра электродной  проволоки проводят с использованием формулы (2.5):

 

i =150 мм² [1]

 

 мм,

 

Следовательно, d_эл = 2 мм.

 

Определение напряжения дуги U_д, производится по формуле (2.6):

 

 В.

 

a_н – коэффициент наплавки, определяется по формуле (2.7);

y – коэффициент потерь на угар и разбрызгивание при дуговой сварке в среде защитных газов, определяется по формуле (2.8):

 

y = - 4,72 +А·10 ^–2 i - 4,48·10^-4 i² ,

 

где А- коэффициент, значение которого зависит от защитного газа [1]:

 

А =20.

 

a_р – коэффициент расплавления, значение коэффициента в зависимости от диаметра сварочной проволоки и сварочного тока [1]:

 

a_р =16 г/А·ч;

 

;

 

.

 

Скорость сварки, как для автоматических, так и для механизированных способов определяется по формуле (2.9):

 

 м/час.

 

Скорость подачи электродной проволоки  зависит от величины сварочного тока I_св, диаметра сварочной проволоки d_э и определяется по выражению (2.9):

 

 м/час.

 

Расчет расхода сварочного материала.

 

Определим расход сварочной проволоки. Найдем длину проволоки по формуле:

 

 

где t_св – время сварки:

 

 

 

Определение расхода защитного  газа и расстояния между изделием и соплом, в зависимости от диаметра электродной проволоки:

-расход газа: 20 л/мин;

-расстояние от сопла горелки  до изделия: 12 мм.

 

Выбор сварочного оборудования.

 

Выбираем автомат АДГ-515 со следующими характеристиками [1]:

• сила сварочного тока I_ном = 500 А;
• диаметр сварочной проволоки: 1,2…2,0 мм;
• скорость подачи: 108…720 м/ч;
• скорость сварки: 15…70 м/ч;
• тип источника питания ВДУ-506.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.4 Узел приварки средней обечайки  с нижней обечайкой (Узел Е)

При сварке данного узла используем сварку под слоем флюса по  
ГОСТ 8713 – 79. Особенность данного соединения состоит в том,  что свариваются детали с разными толщинами. По толщине свариваемых деталей (S = 32 мм; S₁ = 60 мм) из ГОСТа выбираем вид сварного соединения С32, способ сварки АФф.

 

s, s₁ – толщины свариваемых деталей, b – зазор в стыке, e – ширина шва, g – усиление шва

Рисунок 2.6 - Сварка средней обечайки с нижней обечайкой

S = 32 мм; S₂ = 60 мм; g = 2,5 мм; e  = 23 мм.

 

Расчет режима сварки.

 

 Если сварной шов не формируется за один проход, так как величина F_н за один проход, как правило, не превышает от 70 до 100 мм², определяют число проходов n по формуле (2.1)

Площадь сечения наплавленного  металла определяем по формуле:

 

F_н = 2·S+0,5·8·8+8·(S-8-4)+0,5· (S-8-4)²·tg(13)+0,75·e·g+0,75·4·2;

 

F_н = 2·32+0,5·8·8+8·(32-8-4)+0,5·(32-8-4)²·0,23+0,75·23·2,5+0,75·2·4 = 351 мм²;

 

Тогда число проходов:

 

;

 

Принимаем n=4, тогда F₁=87,75 мм².

Коэффициент формы провара, определяется по формуле (2.13)

Глубина проплавления при многопроходном сварном шве определяется по формуле (2.14):

 

 мм;

 

Коэффициент формы провара:

 

;

 

Коэффициент формы провара находится  в допустимом пределе [1].

Коэффициент формы валика определяем по формуле (2.15):

 

.

 

Коэффициент формы валика удовлетворяет требованиям [1].

После скоса кромок толщина свариваемых  деталей стала равна 32 мм, следовательно, выбираем d_Э = 6 мм [1].

Сварочный ток, необходимый для  получения заданной глубины проплавления основного металла, рассчитывают по формуле (2.16):

Марка флюса ОСЦ-45, переменный ток, следовательно  = 0,9 мм /А  [1].

 

Скорость подачи сварочной проволоки  , определяется в зависимости от величины сварочного тока и диаметра проволоки:

 

= 60 м / час.

 

Скорость сварки , м/мин, рассчитывается по формуле (2.17):

 

 м/час.

 

Напряжение дуги выбирается в зависимости  от силы сварочного тока, диаметра электродной  проволоки и марки флюса, и  составляет 42 В.

 

Расчет расхода сварочных материалов.

 

Определим расход сварочной проволоки. Найдем длину проволоки по формуле:

 

 

где t_св – время сварки:

 

 

 

Подбор сварочного оборудования.

 

Согласно определенным режимам  сварки выбираем сварочный  
трактор [1]:

• марка источника: АДФ – 1602;
• сила сварочного тока: 1600 А;
• диаметр сварочной проволоки: 3…6 мм;
• скорость подачи: 18…360 м/час;
• скорость сварки: 12…120 м/час;
• тип источника питания: ВДУ-1601.

 

3.5 Узел  приварки нижней обечайки, нижнего  эллиптического днища и опорной  обечайки (узел Г)

 

В данном узле содержится два типа сварных соединений.

а) Узел приварки нижней обечайки и  нижнего эллиптического днища электрошлаковой  сваркой по ГОСТ 15164-78. Исходя из толщины свариваемых деталей (S₁=S₂=60 мм) по ГОСТу выбираем вид сварного соединения С1, способ сварки - ШЭ (сварка проволочным электродом).

 

 

s_1, s₂ – толщины свариваемых деталей, b_р – зазор в стыке,  
g – усиление шва.

Рисунок 2.7 - Сварка нижней обечайки и  нижнего  
эллиптического днища

S₁ = S₂ = 60 мм; g = 3 мм; b_p = 25 мм.

 

Данный способ широко используют в  промышленности для соединения металлов повышенной толщины: стали и чугуна различного состава, меди, алюминия, титана и их сплавов. К преимуществам  способа относится возможность  сварки за один проход металла практически  любой толщины, что не требует  удаления шлака и соответствующей  настройки сварочной установки  перед сваркой последующего прохода, как при других способах сварки. Для сварки используют один или несколько  проволочных электродов или электродов другого увеличенного сечения и  флюс.

Расчет режимов электрошлаковой  сварки.

 

Электрошлаковая сварка характерна тем, что основная часть тепла, необходимая  для нагрева и плавления основного  и электродного металлов, образуется за счет прохождения электрического тока через расплавленный флюс –  шлак. Такая сварка чаще всего ведется  с принудительным формированием  шва и обычно выполняется при  вертикальном положении свариваемых  деталей. Образование шлаковой ванны  производится дуговым процессом, но может быть также осуществлено с  помощью электропроводного флюса. Электрошлаковый процесс протекает  устойчиво как на постоянном, так  и на переменном токе, но чаще электрошлаковую  сварку ведут на переменном токе от трансформатора с жесткой характеристикой. Установлено, что устойчивость электрошлакового процесса возрастает с повышением электропроводности флюса.

Расстояние между сварочными проволоками  d, мм определяют по формуле (2.20):

 

,                                            (2.20)

 

где S – толщина свариваемых деталей;

      – расстояние между смежными электродами в момент нахождения их в противоположных крайних положениях, принимаем [10]:

 

= 17 мм;

 

      – наименьшее расстояние от электродной проволоки до кромки заготовки при колебательных движениях, принимаем [10]:

 

= 4 мм;

n - количество электродных проволок, штук. Принимаем по  
таблице 5 [10]:

 

n = 2.

 

Расстояние между сварочными проволоками  равно:

 

 

 

Скорость сварки, напряжение сварочного тока на электродных проволоках, количество электродных проволок выбираем по таблице 5 [10] в зависимости от толщины  свариваемых кромок заготовок (S=60 мм):

- скорость сварки ;

- напряжение сварочного тока на электродных проволоках – 48 B;

- количество электродных проволок – n = 2.

Скорость подачи электродной проволоки  определяют по формуле:

 

                                                 (2.22)

 

где - площадь завариваемого зазора, ( =15 см²).

   - суммарная площадь поперечного сечения электродных проволок:

 

см².

 

Скорость подачи электродной проволоки  равна:

 

 

Сила сварочного тока рассчитывается по формуле: