Разработка технологического процесса изготовления сварной конструкции

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ «ГОРНЫЙ»

Кафедра машиностроения

ОТЧЕТ

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА

«разработка технологического процесса изготовления сварной конструкции»

Выполнил: студент гр.ОНГ-13-1 Михайлищев М.И.

Санкт-Петербург 2014 год

Введение

Цель работы -- изучение основ технологии сварочного производства. Разработка технологического процесса неразъемного соединения металлических конструкций с использованием ручной электродуговой сварки плавящимся электродом, как наиболее распространенной в условиях ремонтно-механических цехов горных предприятий.

Порядок выполнения работы:

· Определить типы сварного соединения и сварных швов.

· Определить наличие и тип разделки кромок.

· Определить количество и схемы простановки прихваток.

· Определить диаметр электрода.

· Рассчитать: силу сварного тока, напряжение в столбе дуги, полную и эффективную мощность дуги, массу наплавленного металла, массу электродного материал, основное время сварки, необходимое кол-во электродов.

· Выбрать тип электродов.

· Определить свариваемость заданной стали, дать рекомендацию по технологии сварки.

· Выполнить чертеж сварной конструкции с соблюдением всех норм.

Дано: Сварить трубы из стали 10ХНД встык.

10ХНД - низколегированная сталь, низкая коррозионная стойкость.

1. Определить типы сварного соединения и сварных швов

При стыковом соединении изделий большей толщины (3 < S ? 20 мм) с целью предотвращения непровара рекомендуется производить V-образную разделку кромок с притуплением, которое необходимо для того, чтобы при сварке кромки не проплавлялись и расплавленный металл не протекал внутрь конструкции. Величина притупления принимается равной 2...3мм для толщин изделий до 20мм. Угол обработки кромки 50-60 . Соединение угловое, тавровое соединение использовать не рекомендуется, хоть толщина свариваемых деталей более 8 мм (10 мм), но проваривать внутри не удобно. Шов с плоской поверхностью или нормальный, т.к. не известно для чего он был использован.

2. Определить наличие и тип разделки кромок

Разделку кромок под сварку можно производить различными способами. Самым грубым и малопроизводительным из них является срубание кромок ручным или пневматическим зубилом. При этом способе края кромок получаются неровными. Наиболее ровные и чистые кромки получаются при изготовлении их на специальных кромкострогальных или фрезерных станках. Применение кислородной резки, ручной или механизированной, для скоса кромок является самым экономичным. Шлаки и окалина, остающиеся после кислородной резки, должны быть удалены с помощью зубила и стальной щетки или шлифовальных машин.

Следует уделять большое внимание чистоте кромок, так как загрязненная поверхность кромок металла приводит к плохому провару и образованию в сварном шве неметаллических включений. Поэтому перед сваркой кромки стыка, а также соседние с каждой кромкой участки на ширину 20...30 мм должны очищаться до металлического блеска от окалины, ржавчины, масла, краски и других загрязнений. Очистка от окалины, краски и масла может осуществляться пламенем сварочной горелки. При этом окалина отстает от металла, а масло и краска сгорают. После нагрева пламенем поверхность зачищается стальной щеткой.

При сборке деталей под сварку нужно следить за тем, чтобы кромки правильно располагались одна относительно другой, чтобы выдерживались установленные зазоры, не было перекосов и т. д.

3. Определить количество и схемы простановки прихваток

Трубы соединяют с помощью прихваток длиной 30...50 мм. При диаметре труб до 300 мм ставят три-четыре прихватки, при большем диаметре число прихваток увеличивают. Порядок постановки их такой же, как и при сварке днищ. Первая прихватка обычно ставится внизу.

Рис. 1 Схема постановок прихваток

4. Определить диаметр электрода

При сварке регламентируют только два параметра режима -- диаметр электрода и сварочный ток. Длина дуги составляет обычно 0,5...1,1 от диаметра электрода и выдерживается сварщиком вручную. Лучшее качество сварки обеспечивает короткая дуга. Диаметр электрода d_э выбирают исходя из толщины S свариваемых изделий, руководствуясь следующими примерными соотношениями:

Таблица 1

Рассчитать:- силу сварного тока, - напряжение в столбе дуги,

- полную и эффективную мощность дуги, - массу наплавленного металла,

- массу электродного материал, - основное время сварки, - необходимое кол-во электродов.

Сварочный ток I указывается в паспорте на марку электрода. Его ориентировочно можно определить по упрощенной формуле

I (А) = (20 + 5 d_э ) d_э,

где d_э в мм

При зажигании дуги напряжение U_д между электродом и свариваемой деталью составляет примерно 60 В. При замыкании сварочной цепи оно падает до нуля, а после возбуждения дуги поддерживается в пределах 16...30В в зависимости от длины дуги и марки электрода. Так для стальных электродов напряжение дуги может быть вычислено по формуле

U_д = а + b l ,

где а = 8...25 В, b = 2,3...4,3 В/мм, l - длина дуги в мм.

Эффективная мощность дуги (мощность, расходуемая на нагрев металла)

Q_э = h_э Q₀

де h_э эффективный КПД процесса нагрева металла, h_э = 0,7...0,85, Q₀ - полная мощность, выделяющаяся в столбе дуги, Q₀ (Вт) = I U_д.

Вт)

Вт)

Площадь сечения сварного шва стыкового соединения:

S_ст = К_ст* (S_^+9,4)= ? 15,96 мм²,

где К_ст - коэффициент, учитывающий увеличение площади сечения шва за счет высоты усиления h₁ и величины проплава h₂ (Принимаем равным 1,2).

Объём сварного шва стыкового соединения:

V_ст = S_ст * L_ст= мм³

где L_ст - длина сварного шва стыкового соединения.

Масса наплавленного металла в сварном шве изделия:

g_Ме = V_ст * с =5012,89 * 0,00795= 47,82г,

где с - плотность материала шва (для стали 7950кг/ м³).

Необходимая масса электродного материала:

g_э = g_Ме /0,8 = 59,78 г.

Масса рабочей части электрода (L_эл = 450мм) диаметром 5 мм стандартной длины:

g₃ = S_эл * L_эл * с = 3,14 * 2,5² * 450 * 0,0078 = 68,92 г.

Количество электродов, необходимое для изготовления изделия:

N= g_э / g₃ = 59,78 / 68,92= 0,72 ? 1 электродов.

Основное время сварки:

t = 59,78/ 10/ 225 = 0,0265часа = 1,59 мин

5. Выбрать тип электродов

Тип электрода выбираем, исходя из прочностных свойств свариваемого материала (предел прочности материала сварного шва не должен уступать значению аналогичного показателя стали 10ХНД (у_в= 510 МПа )): электрод назначения У группы Г типа Э50 марки УОНИ-13/55.

Определить свариваемость заданной стали, дать рекомендацию по технологии сварки.

Сэ = С + Mn/6 + Si/24 + Ni/40 + P/2 + Cr/5 + Cu/13

Таблица 2

Сэ =0,12+0,015+0,1+0,015+0,06+0,16+0,05=0,52%

Тип стали: плохо свариваемая.

Рекомендация по технологии сварки: плохо сваривающиеся стали обладают склонностью к образованию трещин. При сварке этих сталей режимы сварки следует соблюдать в узких пределах; механические свойства улучшают соответствующим выбором электродов; применяют предварительный и сопутствующий подогрев и последующую после сварки термическую обработку. Сварка допускается только при положительных температурах окружающего воздуха.

сварка шов электрод металл

Вывод

По окончанию данной работы изучили основы технологии сварочного производства, разработали и проделали процесс соединения металлических конструкций с использование ручной электродуговой сварки с плавящимся электродом.

Размещено на Allbest.ru