Разработка технологического процесса сварки корпуса колонного аппарата

 

,         (2.23)

 

 

Расчет расхода сварочных материалов.

 

Требуемый объем флюса находится:

 

 

где h – глубина шлаковой ванны, (h = 40 мм) [10].

 

Определяем требуемый объем  флюса:

 

 

Сухой вылет электрода l_э принимается равным 100 мм [10].

Определим расход сварочной проволоки. Найдем длину проволоки по формуле:

 

 

где t_св – время сварки:

 

 

 

Выбор сварочного оборудования.

 

Выбираем сварку плавящимся мундштуком с источником А1494М [1]. Характеристики источника:

- сила тока - 10000 А;

- ПВ - 100%;

- размер электрода: 3…6 мм;

- количество электродов – 1…6  шт;

- скорость подачи электродов - 14…306 м/ч;

- максимально свариваемая толщина  - 140 мм;

- тип источника питания - ТШС  – 10000.

 

б) узел приварки нижнего эллиптического днища и опорной обечайки ручной дуговой сваркой по ГОСТ 5264 – 80. Это тавровое соединение с толщиной свариваемых деталей  S₁ = 60 мм; S₂ = 32 мм, следовательно выбираем вид сварного соединения Т6.

 

Рисунок  2.8 -  Сварка нижнего эллиптического днища и опорной обечайки, е =  32 мм

 

 Расчет режима ручной дуговой сварки.

 

Так как  S = 32 мм, следовательно выбираем электроды: d_э1 = 5 мм (при первом проходе), и d_э2 = 6 мм (при последующих проходах).

Расчет сварочного тока ведется:

 

I_св= ,      (2.24)

 

где d_эл- диаметр электрода,;

       k-коэффициент  учитывающий пространственное положение шва (для нижнего шва – 1; для вертикального – 0,9; для потолочного –0,8);

        i-допускаемая плотность тока, А/мм², при которой температура нагрева электродного стержня к концу плавления не должна превышать 600..650⁰ С, определяется в зависимости от вида покрытия и диаметра электрода, коэффициент наплавки: 9,5 г/А·ч..

 

K=1;

i=10.

 

 А;

 А.

 

Площадь наплавленного металла по формуле (2.19):

 

 мм²;

 

Площадь сечения первого прохода по формуле:

 

 мм².    (2.25)

 

Площадь сечения последующих проходов по формуле:

 

     (2.26)

 

 мм².

 

Определение числа проходов по формуле:

 

;     (2.27)

 

.

 

Следовательно принимаем n = 10, следовательно F_n  =56,4 мм²;

Скорость сварки u_c, м/ч рассчитывается по формуле (2.9):

скорость сварки первого прохода:

 

 м/час;

 

скорость сварки последующих проходов:

 

 м/час

 

Расчет расхода сварочного материала.

 

Расход количества электродов определяется по формуле:

 

,

 

где М – масса наплавленного  металла; К_расх=1,6 – коэффициент расхода электродов.

 

где l – длина шва, ρ – плотность стали.

 

 

Подбор сварочного оборудования.

 

Для сварки ручной дуговой сваркой  выбираем выпрямитель [1]:  
ВД – 313 со следующими техническими характеристиками:

• напряжение сети: 380 В;
• сила сварочного тока: 315 А;
• ПВ: 60%;
• потребляемая мощность: 21 кВт.

 

3.6 Узел приварки опорной обечайки  с фундаментом (Узел Д)

 

Узел варится ручной дуговой  сваркой по ГОСТ 5264 – 80. Это тавровое соединение с толщиной свариваемой  детали  S = 32 мм, следовательно, выбираем вид сварного соединения Т6.

 

Рисунок  2.9 - Сварка опорной обечайки с фундаментным кольцом

е = 32 мм

 

 Расчет режима ручной  дуговой сварки.

 

Так как  S = 32 мм, следовательно выбираем электроды: d_э1 = 5 мм ( при первом проходе), и d_э2 = 6 мм (при последующих проходах).

Расчет сварочного тока ведется:

 

I_св= ,      (2.24)

 

где d_эл- диаметр электрода,;

       k-коэффициент  учитывающий пространственное положение шва (для нижнего шва – 1; для вертикального – 0,9; для потолочного –0,8);

        i-допускаемая плотность тока, А/мм², при которой температура нагрева электродного стержня к концу плавления не должна превышать 600..650⁰ С, определяется в зависимости от вида покрытия и диаметра электрода, коэффициент наплавки: 9,5 г/А·ч.

K=1;

i=10.

 А;

 А.

 

Площадь наплавленного металла по формуле (2.19):

 

 мм²;

 

Площадь сечения первого прохода по формуле:

 

  мм².    (2.25)

 

Площадь сечения последующих проходов по формуле:

 

                       (2.26)

 

 мм².

 

Определение числа проходов по формуле:

 

;     (2.27)

 

.

 

Следовательно принимаем n = 10, следовательно F_n  = 56,4 мм²;

Скорость сварки u_c, м/ч рассчитывается по формуле (2.9):

скорость  сварки первого прохода:

 

 м/час;

 

скорость  сварки последующих проходов:

 

 м/час

 

Расчет расхода сварочного материала.

 

Расход количества электродов определяется по формуле:

 

,

 

где М – масса наплавленного  металла; К_расх=1,6 – коэффициент расхода электродов.

 

где l – длина шва, ρ – плотность стали.

 

 

Подбор сварочного оборудования.

 

Для сварки ручной дуговой сваркой  выбираем выпрямитель [1]: ВД – 313 со следующими техническими характеристиками:

• напряжение сети: 380 В;
• сила сварочного тока: 315 А;
• ПВ: 60%;
• потребляемая мощность: 21 кВт.

 

Список использованных источников

 

1. Учебно-методическое пособие для выполнения практических работ курсового проекта. /Файрушин А.М., Ризванов Р.Г., Карпов А.Л.–Уфа,2004,–60с.;
2. Технология и оборудование сварки плавлением. /Акулов А.И. -Учебник для студентов вузов, М., Машиностроение, 1977;
3. ГОСТ 14771-76 Дуговая сварка в защитном газе. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры.–М.: Издательство стандартов,1978.–47с.;
4. ГОСТ 5264-80. Ручная дуговая сварка. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры.–М.: Издательство стандартов,1980.–57с.;
5. ГОСТ 8713-79 Сварка под флюсом. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры.–М.: Издательство стандартов,1980.–64с.;
6. ГОСТ 380-94 Сталь углеродистая обыкновенного качества. Марки.
7. ГОСТ 15164-78 Электрошлаковая сварка.  Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры.–М.Издательство стандартов,1987.–17с.;
8. ГОСТ  2246-70 Проволока стальная сварочная. Технические условия (2002, с попр. 2003);
9. РД-26-18-8-89. Сварные соединения приварки люков, штуцеров, муфт. Основные типы, конструктивные элементы и размеры.–Подольск.:ЦКБН,1990.–18с.;
10. ГОСТ 30482-97 Электрошлаковая сварка сталей. Требования к технологическому процессу;
11. ГОСТ 5632-72 Стали высоколегированные и сплавы коррозионостойкие, жаростойкие и жаропрочные. Марки.

 

Приложение А

 

Карта технологического процесса сварки

 

1. Наименование изделия: Сосуды, работающие под давлением

2. Способ сварки: Дуговая сварка в среде защитных газах

3. НТД по сварке: Сосуды и аппараты стальные сварные ОСТ-26-291-94

4. Основной материал: Сталь 08Х17Н15М3Т по ГОСТ 5632-72

   Диаметр 2000 мм, толщина 32 мм

5. Соединение:

вид соединения: стыковое

вид разделки: с двумя симметричными скосами одной кромки

тип соединения: C15 по ГОСТ 14771-76

 

Конструкция соединения	Конструктивные элементы шва

 

Толщина свариваемых кромок S, мм	Ширина шва e, мм	Усиление шва g, мм	Зазор между кромками b, мм
32	18	2	1

 

 

6. Способ подготовки  кромок: Обработать края свариваемых деталей режущим инструментом для получения нужного размера и угла скоса кромок, свариваемые кромки и прилегающие к ним поверхности зачистить механическим способом до металлического блеска на ширину не менее 20 мм с наружной и внутренней стороны детали. Удалить следы масел, грязи и других загрязнений.

7. Способ сборки: на прихватках с обеспечением равномерного зазора.

8. Требования к прихваткам: Длина прихватки должна составлять 20…50 мм, а расстояние между ними 100…400 мм. Прихватки должны быть проверены на отсутствие дефектов внешним осмотром, участки, имеющие дефекты, перед сваркой необходимо удалить механическим способом.

9. Сварочный материал  по ГОСТ 2246-70

 

Марки сталей	Сварочная проволока
08Х17Н15М3Т	Св – 06Х25Н12Т

 

10. Положения шва при  сварке: все пространственные положения

11. Подогрев: Сварка производится дополнительным нагревом при температуре 154°C.

12. Сварочное оборудование: автомат АДПГ-500

13. Режим сварки: 

 

Диаметр электрода dэл,мм	Сварочный ток I, А	Скорость сварки ,м/ч	Скорость подачи проволоки ,м/ч	Число проходов n	Расход газа л/мин
2	407,8	12,9	248,2	7	20

 

14. Технологические требования  к сварке: перед гашением дуги заполнить кратер путем постепенного отвода электрода и вывода дуги назад на 15 – 20 мм. Зажигание дуги на ранее выполненном шве.

15. Термическая обработка  сварного соединения: По качественному признаку данная сталь относится к классу аустенитно коррозионно-стойкой стали.

Чтобы добиться стойкости стали  против межкристаллической коррозии, нужно исключить или ослабить эффект выпадения карбидов, т.е. стабилизировать  свойства стали, что достигается:  закалкой на аустенит, т.е. нагрев до температур 1050…1100 ºС, выдержка 1…1,5 мин толщины  с последующим охлаждением в  воде или на воздухе. Нагрев вызывает распад карбидов хрома и перевод  его в твердый раствор. Быстрое  охлаждение не позволяет в области  критических температур вновь образовываться карбидами хрома. Те же цели преследует стабилизирующий отжиг. Нагрев до температур 850…920 ºС, выдержка 2…4 часа, охлаждение на воздухе.

16. Требования по контролю  качества сварного соединения:

Визуальный и измерительный  контроль - 100 % стыков (равномерная чешуйчатость с размерами чешуек не более 1мм; отсутствие западаний между валиками; плавный переход от одного валика к другому и к поверхности трубы; размеры шва в соответствии с требованиями п.5; недопустимыми дефектами являются: трещины всех видов и направлений; непровары (несплавления) между основным металлом и швом, а также между валиками шва; наплывы (натеки) и брызги металла; не заваренные кратеры; свищи, прожоги, скопления включений).

Рентгенконтроль, УЗК: Объем контроля в соответствии с требованиями НТД, либо проекта. Нормы оценки качества в соответствии с ОСТ 26-291-94. Другие методы контроля согласно требованию проекта.