Технология сварки двутавровой балки

Национальный технический  университет Украины

“Киевский политехнический институт”

Кафедра сварочного производства

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Курсовая работа

по дисциплине “Сварка плавлением”

Тема: ”Технология сварки двутавровой балки ”

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                      Выполнил:

                                                                                                    студент 3-го курса

                                                                         гр.

                                                                                                 Бондаренко Д. С.

                                                                                       Проверил:

                                                                                                Зворыкин К. О.

 

 

 

 

 

Киев-2005

Исходные данные.

 

 

Сварное изделие:

 

 

 

Материал:

Согласно бланку задания на курсовую работу изделие изготовлено из Стали 09Г2С.

 

 

Тип производства:

Согласно бланку задания на курсовую работу изделие изготавливается серийно, т. е. смотря на габариты изделия серийное производство можно считать около 1000 штук.

Содержание.

1. Вступление……………………………………………………………………………ст
2. Конструкторско – технологический анализ изделия ………………………………ст
3. Оценка свариваемости основного металла …………………………………………ст
4. Выбор способа сварки………………………………………………………………...ст
5. Выбор сварочных материалов………………………………………………………..ст
6. Выбор стандартной или разработка не стандартной подготовки кромок…………ст
7. Расчёт режимов сварки………………………………………………………………..ст
8. Техника сварки………………………………………………………………………....ст
9. Выбор сварочного оборудования общего или специального назначения…………ст
10. Расчёт технологической себестоимости сварки по всем выбранным технологиям……………………………………………………………………………..ст
11. Принятие решения……………………………………………………………………..ст
12. Выводы по работе……………………………………………………………………...ст
13. Список использованной литературы………………………………………………….ст 

1. Вступление.

Целью данной курсовой работы является ознакомление студента с разработкой  технологии сварки плавлением, получение студентом навыков выполнения данной работы.

Задачей данной курсовой работы является разработка технологии сварки данного  в задании изделия, то есть для  разработки правильной и корректной технологии нужно выполнить следующие пункты задания:

Произвести конструкторско – технологический  анализ изделия при этом уделяя особое внимание расположению и доступности швов. Грамотно рассчитать свариваемость основного металла, чтобы правильно выбрать способ сварки. Выбрать два способа сварки, учитывая тип производства. Выбрать сварочные материалы, учитывая специфику материала и их дефицитность. Выбрать тип подготовки кромок из ГОСТов, учитывая особенности конструкции. Произвести расчёт режимов сварки. Оговорить технику сварки, для того чтобы сварщики имели представление о том как будет выполняться тех. процесс. Выбрать сварочное оборудование, учитывая его стоимость и дефицитность. Произвести расчет технологической себестоимости сварки по всем выбранным технологиям, чтобы можно было сравнить эконом. эффект. Принять решение о том какая из технологий является более корректной в данном случае.

2. Конструкторско –  технологический анализ изделия.

Назначение, конструкция и условие  эксплуатации:

Корончатая балка может служить  опорой для разного рода конструкций, балка это конструкция работающая на изгиб. Масса приблизительно составляет около 2 тонн. Следовательно, балка представляет собой крупно – габаритное изделие, что следует учитывать при организации сварных работ. Условия эксплуатации: работа при температурах от -10 до 20-25ºС, в условиях умеренного климата .

Сварные соединения:

Балка имеет три сварных шва. Все соединения являются тавровыми.

Протяженность швов: 1и2 - 2100 мм, 3 – 1360 мм. Доступность всех швов без ограничений, при условии возможности кантовки изделия. Конфигурация соединений является прямолинейной. Толщина материала: 1 – 10/18 мм, 2 – 18/10 мм, 3 – 8/10мм.

Организация сварочных работ:

Общая схема сварки и сборки задана конструкцией вала. Предлагается проводить  сварку всех соединений в заводских условиях.

3. Оценка свариваемости  основного металла.

Из марочника сталей находим  механические свойства и химический состав стали 09Г2С.

Общие сведения

Заменитель

стали: 09Г2, 09Г2ДТ, 09Г2Т, 10Г2С.

Вид поставки

сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 19281-73, ГОСТ 2590-71, ГОСТ 2591-71, ГОСТ 8240-72. Лист толстый ГОСТ 19282-73, ГОСТ 5520-79, ГОСТ 5521-76, ГОСТ 19903-74. Лист тонкий ГОСТ 17066-80, ГОСТ 19903-74, ГОСТ 19904-74. Полоса ГОСТ 103-76, ГОСТ 82-70. Поковки и кованые заготовки ГОСТ 1133-71.

Назначение

различные детали и элементы сварных металлоконструкций, работающих при температуре от -70 до +425 ╟С.

Химический  состав

Химический  элемент	%
Кремний (Si)	0.5-0.8
Медь (Cu), не более	0.30
Мышьяк (As), не более	0.08
Марганец (Mn)	1.3-1.7
Никель (Ni), не более	0.30
Фосфор (P), не более	0.035
Хром (Cr), не более	0.30
Азот (N), не более	0.008
Сера (S), не более	0.040

Механические  свойства

Термообработка, состояние поставки	Сечение, мм	s0,2, МПа	sB, МПа	d5, %	d4, %
Сортовой и  фасонный прокат	<10	345	490	21
Листы и полосы (образцы поперечные)	10-20	325	470	21
Листы и полосы (образцы поперечные)	20-32	305	460	21
Листы и полосы (образцы поперечные)	32-60	285	450	21
Листы и полосы (образцы поперечные)	60-80	275	440	21
Листы и полосы (образцы поперечные)	80-160	265	430	21
Листы после  закалки, отпуска (образцы поперечные)	10-32	365	490	19
Листы после  закалки, отпуска (образцы поперечные)	32-60	315	450	21
Листы горячекатаные	2-3,9		490		17

Технологические свойства

Температура ковки

Начала 1250, конца 850.

Свариваемость

сваривается без  ограничений. Способы сварки: РДС, АДС  под флюсом и газовой защитой, ЭШС.

Обрабатываемость  резанием

В нормализованном, отпущенном состоянии при sB = 520 МПа Ku тв.спл. = 1,6, Ku б.ст. = 1,0.

Склонность  к отпускной способности

не склонна

Флокеночувствительность

не чувствительна

 

            Рассчитаем склонность к образованию  горячих трещин:

                     HCS= C(S+P+0.04Si+0.01Ni)/(3Mn+Cr+Mo+V)=

0.09(0.04+0.035+0.04*0.8+0.01*0.3)/(1.3*3+0.3+0)=0.024

Так как HCS<0.004 металл не склонен к образованию горячих трещин.

Рассчитаем склонность к образованию  холодных  трещин:

C_экв=C + Mn/6 + (Cr+Mo+V)/5 + (Ni + Cu)/15=

0.09+1.7/6+(0.3+0)/5+(0.3+0.3)/15=0.47

Так как C_экв<0.4…0.45 металл несколько склонен к образованию холодных трещин.

Можно сделать логический вывод, что  металл обладает хорошей свариваемостью.

4. Выбор способа сварки.

Выбор способа сварки зависит от многих факторов, заполним таблицу 1 в соответствии с приведенными ниже рисунками.

                                                                                                                                Рисунок 1.

Рисунок 2.

Таблица 1. Выбор способа сварки.

Факторы	Способы	РДЗ	АП	ИП	АФ	Ш	Г	ИН	П	ЭЛ	Л
Материал		+	++	+	++	++	+	(+)	(+)	(+)	(+)
Толщина -10/18 и 10/8 мм		-	++	+	++	-	-	-	-	+	+
Положение шва		+	++	++	++	-	++	++	+	+	+

 

« - » - не рекомендуется,

« + » - рекомендуется ограниченно,

« (+) » - рекомендуется,

« ++ » - рекомендуется предпочтительно.

Выходя из таблиц выбираем АП  и АФ.

5. Выбор сварочных  материалов.

Выбор сварочного флюса:

Для сварки Стали 09Г2С рекомендуется использовать активный высокомарган- цевый сварочный флюс. Такой сварочный флюс АН – 348А, предназначенный для механизированной и автоматизированной сварки и наплавки широкой номенклатуры углеродистых и низколегированных сталей.

Сварочно – технологические свойства: стойкость дуги – хорошая; разрывная длина дуги до 13мм; формировка шва - удовлетворительная; склонность металла шва к образованию пор и трещин - удовлетворительная; отрыв шлаковой корки – удовлетворительный.

Таблица 3. Химический состав сварочного флюса.

Флюс	SiO2	MnO	TiO2	Al2O3	CaO	MgO	CaF2	FeO
АН-348А	43	36	-	4	6	6	5	-

Данные по применению: род и значение допустимого тока - ~,= 1000 А; допустимая скорость сварки – 120 м/ч; температура  сушки - 400ºС ( около 2ч).

Выбор газовой защиты:

Для сварки Стали 09Г2С   рекомендуется использовать газовую смесь К-2 (Pureshield P3): это наиболее универсальная из всех смесей для углеродисто-конструкционных сталей. Состоит из 82% аргона и 18% двуокиси углерода. Подходит практически для всех типов материалов. 

Перечень исходных газов, используемых для получения газовых смесей.
№ п/п	Наименование  газа	Сорт (марка)	НТД
1	Кислород газообразный технический	второй	ГОСТ 5583-78
2	Азот газообразный	особой чистоты, второй сорт	ГОСТ 9293-74
3	Двуокись углерода	высший, первый	ГОСТ 8050-85
4	Аргон чистый		ТУ 6-5761810-01-92

 

Преимущество защитных газовых смесей.  

• небольшое разбрызгивание металла; 
• превосходная глубина проплавления; 
• незначительность деформации (искривления) металла при сварке; 
• меньшее потребление сварочной проволоки; 
• высокая степень скорости сварки; 
• наибольшая эффективность с точки зрения уменьшения общих затрат на сварку.