Роль углерода в стали и чугунах

S1 = 16 мм; S=16мм; e =11 мм;

S, S1 – толщины свариваемых элементов, е – катет сварного шва, условие  s1≥0,5s выполняется: 16≥8мм

Диаметр электрода выбираем в зависимости от катета сварного шва по таблице 2.4 (для угловых швов). Следует учитывать, что сварку в вертикальном положении осуществляют электродами диаметром не более 5 мм, а в потолочном положении – электродами диаметром не более 4 мм.

Таблица 2.4 - Диаметр электрода в зависимости от катета сварного шва

Катет сварного шва, мм	3	4…5	6…9	более 9
Диаметр электрода, мм	3	4	5	6

dЭ=6мм;

dЭ=6мм;

Расчет сварочного тока производится по формуле:

,     (2.7)

где dэл – диаметр электрода, мм;

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…650°С, определяется в зависимости от вида покрытия и диаметра электрода из таблицы 2.5.

Таблица 2.5 – Значения допускаемой плотности тока i в электроде

Вид покрытия	Допускаемая плотность тока в электроде (А/мм2),  при dэл, мм
	≤3	4	5	≥6
Кислое, рутиловое, целлюлозное	14…20	11,5…16	10…13,5	9,5…12,5
Основное	13…18,5	10…14,5	9…12,5	8,5…12

 

 

Iсв=(3,14·62)/4·12·1=339,12А

Для определения числа проходов необходимо найти площадь сечения наплавленного металла, которая рассчитывается по данным, приведенным в ГОСТ 5264-80 (Ручная дуговая сварка. Соединения сварные), в зависимости от толщины и вида соединения свариваемых кромок.

В случае угловых швов площадь наплавленного металла определяется по формуле:

Fн ,     (2.8)

где  k – катет углового шва, мм ;

kу – коэффициент, учитывающий площадь усиления,  определяется в зависимости от величины катета шва по таблице 2.6.

Таблица 2.6

Катет шва, мм	3…4	5…6	7…10	10…20	20…30	≥30
Коэффициент kу	1,5	1,35	1,25	1,15	1,1	1,05

 

 

Fн=1,15·112/2=69,575мм2.

Как правило, детали толщиной до 6 мм сваривают за один проход.

При выполнении многослойных швов число проходов определяется по формуле:

,      (2.9)

где Fн – площадь сечения наплавленного металла, мм2;

F1 – площадь сечения первого прохода, мм2;

Fп – площадь сечения последующих проходов, мм2.

При этом следует учитывать, что корневой шов в многослойных швах выполняют электродом диаметром не более 3 мм, площадь сечения первого прохода не должна превышать 30…35 мм2 и может быть определена по формуле:

.      (2.10)

F1=6·3=18мм2.

Площадь сечения последующих проходов рассчитывается по формуле:

.      (2.11)

Fc=8·6=48мм2.

n= ((69,575-18)/48)+1=2.

Выбор присадочных материалов (электродов) при ручной дуговой сварке производится главным образом в зависимости от марки свариваемой стали и условий производства сварочных работ.

Наиболее распространенными типами и марками электродов для ручной дуговой сварки стали 25Г2С являются: тип электрода Э-10Х17Т,

Э-08Х20Н15ФБ, Э-Х20Н15Б с марками покрытия ЦЛ-9, УОНИ/10Х17Т,АНВ-9, АНВ-10,ЦТ-23, ЦТ-28.

Согласно определенным режимам сварки выбираем трансформатор:

• марка источника: ТДМ – 401;
• сила сварочного тока: 400А;
• напряжение сети: 220,380В;
• продолжительность включения 60%;
• потребляемая мощность:26,6кВт;

 

2.3 Выбор параметров режимов сварки в среде защитных газов

 Преимущества: Высокое качество сварных соединений на разнообразных металлах и сплавах различной толщины, сварку можно выполнять в различных пространственных положениях, лучшими условиями труда и меньшими требованиями к квалификации рабочих, по сравнению с ручной дуговой сваркой покрытыми электродами. Возможность визуального наблюдения за образованием шва, отсутствие операций по засыпки и уборки флюса и удалению шлака, высокая производительность процесса.

Недостатки: На свойства металла шва значительное влияние оказывает качество углекислого газа. При повышенном содержании азота и водорода, а так же влаги в швах могут образовываться поры. Увеличение напряжения дуги, повышает угар легирующих элементов, приводит к снижению механических свойств сварного шва. Сварка на повышенных силах тока приводит к получению металла швов с пониженными показателями пластичности и ударной вязкости. В отличие от сварки под слоем флюса, необходимо применение защитных мер против световой и тепловой радиации дуги.

При сварке плавящимся электродом значительное влияние на характер переноса электродного металла, производительность расплавления электрода, разбрызгивание, и форму проплавления оказывает состав защитного газа, в котором горит дуга. Хорошие перспективы по улучшению этих показателей дает применение смесей газов. Улучшает перенос электродного металла и позволяет получать более плавную наружную поверхность шва применение смеси углекислого газа с 2 … 15 % кислорода. Широко применяется при сварке двойная смесь, состоящая из 80% аргона и 20% углекислого газа, позволяющая реализовать мелкокапельный и струйный перенос электродного металла. Применение многокомпонентных смесей, состоящих из аргона, углекислого газа, окиси азота, водорода и др. газов позволяет увеличить производительность расплавления и наплавки более чем в 2 раза при благоприятной форме проплавления и наружной поверхности шва.

Учитывая все достоинства и недостатки этих способов сварки, толщину свариваемых деталей, тип соединения, длины свариваемых швов и их пространственное положение можно сделать выводы.

В соответствии с приведенными рисунками применяем автоматическую сварку под слоем флюса (АФ).

 

3.  ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА ПРОЦЕССА СВАРКИ

1. Наименование изделия  Сосуды, работающие под давлением

2. Способ сварки Электрошлаковая  сварка

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

4. Основной материал Сталь 12ХМ по ГОСТ 5520-79

Диаметр 1025 мм, толщина 16 мм

Материал камеры 1 Сталь 25Г2С по ГОСТ 5781-82.

5. Соединение: вид соединения  стыковое

вид разделки - скос одной кромки

тип соединения – Т8 по ГОСТУ  5264-80;

6. Способ подготовки кромок: Обработать края свариваемых деталей режущим инструментом для получения нужного размера, свариваемые кромки и прилегающие к ним поверхности зачистить механическим способом до металлического блеска на ширину не менее 12 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 прихваток должна составлять 60…80 мм и располагаться они должны равномерно по окружности трубы в количестве 8-10 штук. Прихватки должны быть проверены на отсутствие дефектов внешним осмотром, участки, имеющие дефекты, перед сваркой необходимо удалить механическим способом.

9. Сварочный материал  по ГОСТ 2246 –80, ГОСТ 9087-81

Марки сталей	Сварочная проволока	Флюс
12ХМ	Св-08Г2С	ОСЦ-45

 

 

10. Положения шва при  сварке: все пространственные положения

11. Подогрев: Сварка производится  дополнительным нагревом до температуры 106°C.

12. Сварочное оборудование:

сварочная головка А-1416, выпрямитель ВДУ-1201;

сварочные трактора типа АДФ-1002, выпрямитель ВДУ-1001.

13. Режим сварки:

 

Диаметр электрода dэл,мм	Сварочный ток I, А	Скорость сварки ,м/ч	Скорость подачи проволоки ,м/ч	Число проходов n
5	1280	0,68	3,5	1

 

 

14. Термическая обработка  сварного соединения: предназначенные для работы в средах, вызывающих коррозию, должны подвергаться термической обработке по требованию, оговоренному в проекте. Режим термической обработки должен быть согласован со специализированной научно-исследовательской организацией.

15. Требования по контролю  качества сварного соединения:

Визуальный и измерительный контроль - 100 % стыков

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

 

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Учебно-методическое пособие для выполнения практических работ курсового проекта. /Файрушин А.М., Ризванов Р.Г., Карпов А.Л.–Уфа,2004,–60с.

2. ОСТ 26-291-94  Сосуды и аппараты стальные сварные. Общие технические условия.– М.: Издательство стандартов,1994.

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 5632-72 Стали высоколегированные и сплавы коррозионно-стойкие, жаростойкие и жаропрочные. 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.