Файл: 2 произвести подбор сварочного оборудования и сварочных материалов.rtf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.11.2023
Просмотров: 162
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Введение
Сварочная техника и технология занимает одно из ведущих мест в современном производстве. Развитие техники и технологии предъявляет все новые требования к способам производства и, в частности к технологии сварки. Сегодня свариваются материалы, которые еще относительно недавно считались экзотическими. Свариваются детали электроники толщиной в несколько микрон и детали тяжелого оборудования толщиной в несколько метров. Постоянно усложняются условия, в которых выполняются сварочные работы: сваривать приходится под водой, при высоких температурах, в глубоком вакууме, при повышенной радиации, в невесомости. Недаром сварка стала вторым после сборки технологическим процессом, впервые в мире опробованным нашими космонавтами в космосе.
Сварка во многих случаях заменила такие трудоёмкие процессы изготовления конструкций, как клёпка и литьё, соединение на резьбе и ковка.
В последующие годы стали применять: сварку ультразвуком, электронно-лучевую, плазменную, диффузионную, холодную сварку, сварку трением и др.
Необходимость повышения производительности труда ведет к увеличению уровня механизации и автоматизации сварочного производства, к его оснащению новыми сложными машинами и агрегатами, без которых сегодня немыслимо серийное производство многих видах продукции.
В последние годы патентные ведомства ежемесячно регистрируют более 200 изобретений в области сварочной техники и технологии - таковы темпы развития сварочного производства [2].
Целью выпускной квалификационной работы является разработка технологии сборки и сварки внутренних швов сосуда изотермической емкости.
Исходя из цели, в выпускной квалификационной работе рассмотрены следующие задачи:
1) охарактеризовать свариваемость и металлургические процессы данной марки материала;
2) произвести подбор сварочного оборудования и сварочных материалов;
) выбрать метод подготовки кромок перед сваркой и обработка швов после сварки;
) выбрать контроль качества данного сварного соединения;
) подобрать оборудование для сборки и сварки внутренних швов сосуда изотермической емкости;
) рассчитать приспособления;
) рассчитать сварной шов на прочность;
) рассчитать расходы сварных материалов на изготовление данного изделия;
) рассчитать нормы времени.
1. Технологическая часть
.1 Описание конструкции изделия
Сосуд изотермической емкости предназначен для хранения жидкой двуокиси углерода. Характеристика изделия представлена в таблице 1.
Таблица 1 - Характеристика сосуда
| Характеристика | Наименование рабочего пространства | ||
| | Корпус | Подогреватель | |
| Рабочие или условное давление, мПа (кгс/см2) | До 0,007(0,7) | 1,0(10,0) | |
| Расчетное давление, мПа (кгс/см2) | 0,07(0,7) | 1,0 (10,0) | |
| Пробное давление, мПа (кгс/см2) | гидравлическое | 0,2(2,0) | 1,27 (12,7) |
| | пневматическое | - | - |
| Рабочая температура среды, 0С | 50-80 | 180 | |
| Расчетная температура стенки, 0С | 150 | 180 | |
| Минимально допустимая отрицательная t стенки, 0С | -60 | | |
| Масса пустого сосуда, кг | 10333 | - | |
| Испытательная среда | Вода | Вода | |
| Температура испытательной среды, 0С | 15 | 15 | |
| Внутренний диаметр, мм | 3000 | Ф32х3 | |
| Длина (высота), мм | 5570 | 52000 | |
| Наименование рабочей среды | Сырая нефть, вода | пар водяной | |
| Внутренний объем, м3 | 32 | - | |
1,2 - днища, 3…7 - трубопроводы, 8 - подогреватель, 9 - накладки, 10 - проушины, 11 - фланец.
Рисунок 1 - Сосуд изометрической емкости
Сосуд представляет собой цилиндр, сваренный из нескольких обечаек, изготовленный из листовой стали. К цилиндрическим кромкам корпуса привариваются днища, также состоящие из нескольких листов. К наружной поверхности сосуда привариваются трубопроводы обвязки, фланец крышки. Внутри емкости находится испаритель для поддержания паровой фазы углекислоты [11].
.2 Характеристика основного металла
При разработке технологии сварки конкретной конструкции необходимо учитывать как свойства материала, так и те изменения, которые могут наблюдаться при сварке в материале сварного соединения.
В свою очередь эти изменения определяются технологическими параметрами выбранного способа сварки (концентрация источника нагрева, скорость сварки и т.д.) составом и температурой окружающей среды, составом используемых дополнительных материалов, флюсов, присадочной проволоки, защитных и инертных газов, характером подготовки деталей под сварку (разделкой кромок, подготовкой поверхности и т.д.) пространственным положением осуществляемого процесса сварки.
В зависимости от климатической зоны, в которой будет эксплуатироваться изделие, прочностных требований, выбирают ту или иную сталь. Для изготовления емкости и по данному проекту применяется сталь 09Г2С, которая относится к низколегированным конструкционным сталям [10]. Химический состав марки стали 09Г2С приведен в таблице 2. Механически свойства приведены в таблице 3.
Таблица 2 - Химический состав марки стали 09Г2С в %
| С | Si | Mn | Cr | Ni | Cu | S | P |
| | | | | | | не более | |
| ≤0,12 | 0,5 - 0,8 | 1,3 - 1,7 | ≤0,30 | ≤0,30 | ≤0,30 | 0,040 | 0,035 |
Таблица 3-Механические свойства марки стали 09Г2С
| Предел прочности(кг/мм2) | Предел текучести(кг/мм2) | Относительное удлинение (%) | Ударная вязкость (кгс*м/см2) |
| 85 | 65 | 15 | 6 |
.3 Особенности свариваемости основного металла
Свариваемость - это свойство металла или сочетания свойств металлов образовывать при установленной технологии сварки соединение, отвечающие требованиям, обусловленными конструкцией и эксплуатацией изделия.
Низколегированная сталь 09Г2С, относятся к числу хорошо сваривающихся металлов. Для этой стали технологию сварки выбирают из условий обеспечения комплекса требований, главные из которых достижение равнопрочности сварного соединения с основным металлом и отсутствие дефектов в сварном соединении [31].
Свойства стали в известных пределах регулируют за счет изменения содержания углерода и легирующих элементов. Повышение вероятности образования горячих трещин при увеличение содержания углерода обусловлено склонностью углерода к ликвации, а холодных трещин - тем, что углерод снижает температуру мартенситного превращения и способствует формированию малопластичного мартенсита. Объемные изменения (увеличение объема) при превращении аустенита в мартенсит с повышением содержания углерода возрастают. Это приводит к увеличению внутренних напряжений.
В связи с отмеченным, в сварных конструкциях применим сталь 09Г2С, относящиеся к низколегированной стали повышенной прочности перлитного класса, содержащие 0,09% С. Она обладает достаточной прочностью и относительно хорошей свариваемостью.
Сталь 09Г2С поставляется в основном в горячекатаном состоянии или после нормализации по ГОСТ19282 -73 и специальным техническим условиям.
Образование горячих трещин предотвращают также за счет рационального выбора материалов: флюсов, электродов, электродных проволок таким образом, чтобы при осуществлении любого отмеченного металлургического варианта обеспечивалось снижение вредных примесей в металле шва.
Образование пор при сварке стали, связанно с выделением окиси углерода, водорода и азота. Вероятность образования пор из-за выделения окиси углерода небольшая, поскольку в сварочной ванне, как правило, обеспечивается достаточная концентрация сильных раскислителей (например, кремния).
Вероятность образования пор из-за водорода при сварке низколегированных сталей выше, чем при сварке углеродистых сталей из-за повышенной степени раскисленности. Поэтому при сварке стали 09Г2С необходимо предусматривать меры для снижения вероятности попадания водорода и азота в зону сварки.
Сталь 09Г2С сваривается практически всеми видами и способами сварки плавлением [10].
1.4 Способ сварки изделия
Для сварки внутренних и внешних продольных швов обечайки из низкоуглеродистой стали 09Г2С рекомендуется использовать автоматическую сварку под слоем флюса.
При сварке под флюсом сварочная дуга между концом электрода и изделием горит под слоем сыпучего вещества, называемого флюсом [7].
На рисунке 2 изображен продольный разрез зоны сварки под флюсом, где 1- электрод, 2 - газовый пузырь, 3 - сыпучий флюс, 4 - ванна жидкого металла.
Рисунок 2 - Продольный разрез зоны сварки под флюсом
Флюс насыпается слоем толщиной 50-60 мм; дуга утоплена в массе флюса и горит в жидкой среде расплавленного флюса, в газовом пузыре, образуемом газами и парами, непрерывно создаваемыми дугой. При среднем насыпном весе флюса около 1,5 г/см2 статическое давление слоя флюса на жидкий металл составляет 7-9 г/см2. Этого незначительного давления, как показывает опыт, достаточно, чтобы устранить нежелательные механические воздействия дуги на ванну жидкого металла, разбрызгивание жидкого металла и нарушение формирования шва даже при очень больших токах. В то время как при открытой дуге механическое воздействие дуги на ванну жидкого металла делает практически невозможной сварку при силе тока выше 500-600, а вследствие разбрызгивания металла и нарушения правильного формирования шва, погружение дуги во флюс дало возможность увеличить применяемые токи в среднем до 1000-2000 А и максимально до 3000-4000 А. Сварка под флюсом даёт возможность повысить сварочный ток в 6-8 раз по сравнению с открытой дугой с сохранением высокого качества сварки и отличного формирования шва [1].