Файл: Оглавление Введение Описание конструкции Характеристика материала Выбор вида сварки Расчеты Дефекты сварки Техника безопасности источники Введение.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.01.2024
Просмотров: 272
Скачиваний: 3
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
ОглавлениеВведение………………………………………………………………………...31. Описание конструкции……………………………………………………...5 2. Характеристика материала……………………………………………….....9 3. Выбор вида сварки………………………………………………………......114. Расчеты……………………………………………………………………….205. Дефекты сварки……………………………………………………………...236. Техника безопасности ………………………………………………….......25Источники………………………………………………………………………33ВведениеCварочное производство занимает одно из главных мест в производстве конструкций из металла. Сварные соединения в металлоконструкциях являются достаточно надежными. В различных отраслях производства где применяются конструкции из металла, таких как строительной, нефтегазодобывающей, электроэнергетической, горнодобывающей, химической, машиностроительной и т.д. существенно влияет на безопасность и экономическую эффективность производства. Большая металлоёмкость требует применение высокопроизводительных и надёжных способов сварки. Большую роль в строительной отрасли играют сварные колонны. Колоннами называются вертикальные опоры, работающие на сжатие. Они применяются в качестве промежуточных опор перекрытий больших пролетов, вертикальных элементов каркасов зданий, опор эстакад и рабочих площадок, опор трубопроводов и т. п. В зависимости от условий передачи нагрузки различают центрально сжатые и внецентренно-сжатые колонны. Центрально сжатые колонны воспринимают продольную силу, приложенную по оси колонны и вызывающую в ней сжатие, распределенное равномерно по площади поперечного сечения. Внецентренно-сжатые колонны, кроме осевого сжатия, воспринимают еще и изгиб от момента, созданного внецентренным приложением продольного усилия. По конструктивному оформлению различают сплошные колонны, имеющие сплошное поперечное сечение и сквозные или решетчатые колонны, состоящие из отдельных ветвей, соединенных между собой прерывистыми связями. Колонна состоит из трех основных частей, определенных их назначением: оголовка, стержня и базы. Оголовок служит опорой, на которую опирается конструкция, нагружающая колонну. Стержень является основным несущим элементом колонны, передающим нагрузку от оголовка к базе. База или башмак колонны передает нагрузку от стержня на фундамент и служит для закрепления колонны в фундаменте.
Предметом исследования является технология сборки и сварки колонны из стали 30 ХГС. Объектом исследования является процесс изготовления колонны из стали 30 ХГС. Цель работы - разработать технологию изготовления колонны из стали 30 ХГС с использованием сборочно-cварочных приспособлений и механизированной сварки в среде защитных газов. 1. Описание конструкцииОдним из видов металлоконструкций являются колонны. Колонны предназначены для создания несущего каркаса здания. Их особенность состоит в работе на сжатие. Колонны передают сжимающие нагрузки на фундамент здания. По конструкции колонны бывают коробчатого, трубчатого и пространственного вида. Изготавливаются с консолями и без них. Консоли колонн имеют назначение для монтажа на них подкрановых балок и металлоконструкций мостового крана. Основные элементы колонн - это оголовок, монтажная пята, консоль, ребра жесткости и тело колонны (стойка). Монтажная пята предназначена для монтажа металлоконструкции на фундамент. Ее еще называют основанием колонны. На оголовок колонны устанавливают металлоконструкции кровли. Ребра жесткости имеют назначение придания металлоконструкции жесткости и надежности. Их устанавливают в местах большой нагрузки на металлоконструкцию. Тело колонны - это основной рабочий элемент металлоконструкции, работающий на сжатие. Соединения с другими колоннами осуществляется с помощью сварки, болтами или клепками. Изготавливают колонны на машиностроительных заводах и заводах металлоконструкций. Основным материалом для изготовления колонн является металлопрокат. Для изготовления колонн используют: уголок, швеллер, двутавр, трубы, листовой металл. Для изготовления колонн применяют ручную дуговую, полуавтоматическую, автоматическую сварку. Колонны делятся: на сплошные и сквозные сечения. Сварная конструкция, представленная на рисунке 1, является колонной для изготовления цехового помещения и может быть использована как в качестве угловой, так и в качестве промежуточной колонны. Рисунок 1 – Сварная колонна 1 – внутреннее ребро жесткости; 2 – основание; 3 – оголовок колонны; 4 – ребро жёсткости; 5 – накладки; 6 – швеллера Изготавливаемая опорная колонна имеет сквозное сечение. Стержень сквозной центрально-сжатой колонны состоит из двух ветвей (швеллеров) 6, связанных между собой пластинами (накладками) 5. Количество пластин определяем согласно проекту 22 шт. (по 11 с каждой стороны). Ребра жесткости 4 устанавливаем по две штуки к широкой полке швеллера, у основания 2 и оголовка стойки 3 .
В сквозных колоннах из двух ветвей необходимо обеспечивать зазор между полками ветвей (100 - 150 мм) для возможности окраски внутренних поверхностей. Расстояние между ветвями опорной колонны позволяет провести окраску и сборку конструкции, так как составляет 100 мм.Швеллеры устанавливаем полками внутрь, согласно проекту, в сварных колоннах сквозного сечениях этот метод является наиболее выгодным, так как в этом случае решетки получаются меньшей ширины, и лучше используется габарит колонны.Решетки, соединяющие ветви, образуют стержень колонны и существенно влияют на устойчивость колонны в целом. Применяются решетки разнообразных систем: из раскосов, из раскосов и распорок и как в нашем случае безраскосного типа в виде планок (рисунок 2). Рисунок 2 – Конструктивная схема сквозного сечения на планкахПланки создают в плоскости грани колонны безраскосную систему с жесткими узлами и элементами, работающими на изгиб, вследствие чего безраскосная решетка оказывается менее жесткой Безраскосная решетка хорошо выглядит и является более простой, ее часто применяют в колоннах с небольшой расчетной нагрузкой до 2000 - 2500 кН. Нагрузка, прикладываемая к опорной стойке, не превышает 2000 кН Чтобы сохранить неизменяемость контура поперечного сечения сквозной колонны, ветви колонн соединяют поперечными накладками. 2. Характеристика материалаМарка: 30ХГСЗаменитель: 40ХФА, 35ХМ, 40ХН, 35ХГСАКлассификация: Сталь конструкционная легированнаяПрименение: различные улучшаемые детали: валы, оси, зубчатые колеса, тормозные ленты моторов, фланцы, корпуса обшивки, лопатки компрессорных машин, рычаги, толкатели, ответственные сварные конструкции, работающие при знакопеременных нагрузках, крепежные детали.Таблица 1 – химический состав в % материала 30 ХГС
Температура критических точек материала 30ХГС
Таблица 2 - Механические свойства при Т=20oС материала 30ХГС.
Таблица 3 - Физические свойства материала 30ХГС.
Таблица 4 - Технологические свойства материала 30ХГС
Таблица 5 - Обозначения
3. Выбор вида сваркиНаиболее приемлемыми способами сварки для колонн сквозного сечения являются используемый способ - ручная дуговая сварка покрытыми электродами и выбранный сварка в защитных газах (сварка в СО2). Ручная дуговая сварка штучными (покрытыми) электродами (сокращенно РДС) применяется для сварки углеродистых и нержавеющих сталей. Углеродистые стали могут свариваться на переменном и постоянном токе, нержавеющие стали - только на постоянном токе. Ручная электродуговая сварка покрытыми электродами позволяет использовать длинные сварочные кабели (при монтажных и строительных работ), сварочное оборудование для РДС транспортабельно и просто в обращении, а разнообразие марок электродов позволяет сваривать почти любой материал. Толщина металла соединяемых элементов более 2 мм при небольшой протяженности швов. Сущность способа. К электроду и свариваемому изделию для образования и поддержания сварочной дуги от источников сварочного тока подводится постоянный или переменный сварочный ток. Сварочная горит между металлическим стержнем электрода и основным металлом. Под действием тепла дуги покрытие электрода, стержень и основной металл расплавляются, образуя сварочную ванну. Капли жидкого металла с торца расплавленного электродного стержня переносятся в ванну через дуговой промежуток. Плавящееся покрытие электрода
Предметом исследования является технология сборки и сварки колонны из стали 30 ХГС. Объектом исследования является процесс изготовления колонны из стали 30 ХГС. Цель работы - разработать технологию изготовления колонны из стали 30 ХГС с использованием сборочно-cварочных приспособлений и механизированной сварки в среде защитных газов. 1. Описание конструкцииОдним из видов металлоконструкций являются колонны. Колонны предназначены для создания несущего каркаса здания. Их особенность состоит в работе на сжатие. Колонны передают сжимающие нагрузки на фундамент здания. По конструкции колонны бывают коробчатого, трубчатого и пространственного вида. Изготавливаются с консолями и без них. Консоли колонн имеют назначение для монтажа на них подкрановых балок и металлоконструкций мостового крана. Основные элементы колонн - это оголовок, монтажная пята, консоль, ребра жесткости и тело колонны (стойка). Монтажная пята предназначена для монтажа металлоконструкции на фундамент. Ее еще называют основанием колонны. На оголовок колонны устанавливают металлоконструкции кровли. Ребра жесткости имеют назначение придания металлоконструкции жесткости и надежности. Их устанавливают в местах большой нагрузки на металлоконструкцию. Тело колонны - это основной рабочий элемент металлоконструкции, работающий на сжатие. Соединения с другими колоннами осуществляется с помощью сварки, болтами или клепками. Изготавливают колонны на машиностроительных заводах и заводах металлоконструкций. Основным материалом для изготовления колонн является металлопрокат. Для изготовления колонн используют: уголок, швеллер, двутавр, трубы, листовой металл. Для изготовления колонн применяют ручную дуговую, полуавтоматическую, автоматическую сварку. Колонны делятся: на сплошные и сквозные сечения. Сварная конструкция, представленная на рисунке 1, является колонной для изготовления цехового помещения и может быть использована как в качестве угловой, так и в качестве промежуточной колонны. Рисунок 1 – Сварная колонна 1 – внутреннее ребро жесткости; 2 – основание; 3 – оголовок колонны; 4 – ребро жёсткости; 5 – накладки; 6 – швеллера Изготавливаемая опорная колонна имеет сквозное сечение. Стержень сквозной центрально-сжатой колонны состоит из двух ветвей (швеллеров) 6, связанных между собой пластинами (накладками) 5. Количество пластин определяем согласно проекту 22 шт. (по 11 с каждой стороны). Ребра жесткости 4 устанавливаем по две штуки к широкой полке швеллера, у основания 2 и оголовка стойки 3 .
В сквозных колоннах из двух ветвей необходимо обеспечивать зазор между полками ветвей (100 - 150 мм) для возможности окраски внутренних поверхностей. Расстояние между ветвями опорной колонны позволяет провести окраску и сборку конструкции, так как составляет 100 мм.Швеллеры устанавливаем полками внутрь, согласно проекту, в сварных колоннах сквозного сечениях этот метод является наиболее выгодным, так как в этом случае решетки получаются меньшей ширины, и лучше используется габарит колонны.Решетки, соединяющие ветви, образуют стержень колонны и существенно влияют на устойчивость колонны в целом. Применяются решетки разнообразных систем: из раскосов, из раскосов и распорок и как в нашем случае безраскосного типа в виде планок (рисунок 2). Рисунок 2 – Конструктивная схема сквозного сечения на планкахПланки создают в плоскости грани колонны безраскосную систему с жесткими узлами и элементами, работающими на изгиб, вследствие чего безраскосная решетка оказывается менее жесткой Безраскосная решетка хорошо выглядит и является более простой, ее часто применяют в колоннах с небольшой расчетной нагрузкой до 2000 - 2500 кН. Нагрузка, прикладываемая к опорной стойке, не превышает 2000 кН Чтобы сохранить неизменяемость контура поперечного сечения сквозной колонны, ветви колонн соединяют поперечными накладками. 2. Характеристика материалаМарка: 30ХГСЗаменитель: 40ХФА, 35ХМ, 40ХН, 35ХГСАКлассификация: Сталь конструкционная легированнаяПрименение: различные улучшаемые детали: валы, оси, зубчатые колеса, тормозные ленты моторов, фланцы, корпуса обшивки, лопатки компрессорных машин, рычаги, толкатели, ответственные сварные конструкции, работающие при знакопеременных нагрузках, крепежные детали.Таблица 1 – химический состав в % материала 30 ХГС
| C | Si | Mn | Ni | S | P | Cr | Cu |
| 0.28-0.35 | 0.9-1.2 | 0.8-1.1 | до 0.3 | до 0.035 | до 0.035 | 0.8-1.1 | до 0.3 |
Температура критических точек материала 30ХГС
| Ac1=760, Ac3(Acm)=830, Ar3(Arcm)=705, Ar1=670, Mn=352 |
| Сортамент | Размер | Напр. | в | T | 5 | | KCU | Термообр. |
| - | мм | - | МПа | МПа | % | % | кДж / м2 | - |
| Сталь | 40 | | 930 | 820 | 12 | 51 | 690 | Закалка 880oC, масло, Отпуск 600oC, вода, |
| Сталь | 80 | | 860 | 730 | 14 | 50 | 780 | Закалка 880oC, масло, Отпуск 600oC, вода, |
| T | E 10-5 | 106 | | | C | R 109 |
| Град | МПа | 1/Град | Вт/(м·град) | кг/м3 | Дж/(кг·град) | Ом·м |
| 20 | 1.94 | | | 7850 | | 210 |
| 100 | 1.85 | 12.0 | 37 | 7830 | 493 | |
| 200 | 1.73 | 12.5 | 41 | 7800 | 504 | |
| 300 | 1.69 | 12.9 | 38 | 7760 | 512 | |
| 400 | 1.66 | 13.2 | 37 | 7730 | 533 | |
| 500 | 1.56 | 13.6 | 36 | 7700 | 554 | |
| 600 | | 13.9 | 35 | 7670 | 584 | |
| 700 | | | 34 | | 622 | |
| 800 | | | 32 | | 693 | |
Таблица 4 - Технологические свойства материала 30ХГС
| Свариваемость: | ограниченно свариваемая. |
| Флокеночувствительность: | чувствительна. |
| Склонность к отпускной хрупкости: | склонна. |
| Свариваемость: | |
| без ограничений | - сварка производится без подогрева и без последующей термообработки |
| ограниченно свариваемая | - сварка возможна при подогреве до 100-120 град. и последующей термообработке |
| трудносвариваемая | - для получения качественных сварных соединений требуются дополнительные операции: подогрев до 200-300 град. при сварке, термообработка после сварки - отжиг |