Размещено на http://www.allbest.ru/

Санкт-Петербургский Государственный Политехнический Университет

Институт машиностроения ВТУЗ-ЛМЗ

Кафедра “Оборудования и технологии сварочного производства”

Курсовая работа по

“Производство сварных конструкций”

Выполнил: ст.гр.5306

Елкин П.Я.

Приняла: Завьялов В.Е.

Санкт-Петербург 2013

Содержание

1. Оценка свариваемости основной конструкции

2. Описание конструкции

3. Технические условия на основной материал

4. Выбор способа сварки

5. Выбор и обоснование метода сварки

6. Сварка в среде защитных газов

Список литературы

1. Оценка свариваемости основной конструкции

Под свариваемостью металлов понимают их свойство, характеризующее способность образовывать при установленной технологии сварки соединения с требуемым комплексом свойств, обусловленным условиями эксплуатации конструкции.

Различают понятия физической и технологической свариваемости. Физическая свариваемость определяет свойство материалов образовывать монолитное неразъемное соединение с установлением в нем химических связей. Способность металлов свариваться является важной характеристикой, определяющей принципиальную возможность образования сварного соединения. Физической свариваемостью практически обладают все однородные металлы и большинство их сочетаний. Однако она не полностью определяет возможность получения качественного и экономичного соединения, обладающего необходимым комплексом свойств, определяющих работоспособность изделия в определенных условиях эксплуатации. Достижение этих свойств во многом будет зависеть от применяемой технологии сварки. Поэтому вводится понятие технологической свариваемости металлов, определяющей их реакцию на воздействие конкретных условий сварки и способность при этом образовывать соединение с требуемыми свойствами. Свариваемость не является неизменным свойством материала, подобно его физическим характеристикам. Она зависит от способа и режимов сварки, состава присадочного металла, флюса, покрытия, защитного газа и сопровождающих условий (например, подогрев) и т. п. Понятие свариваемости является комплексным и характеризуется совокупностью свойств в зависимости от природы Металла и условий эксплуатации. Поэтому для оценки свариваемости применяют ряд испытаний, каждое из которых характеризует ту или другую сторону этого вопроса.

Основными показателями свариваемости металлов и их сплавов являются окисляемость металла в условиях сварки, сопротивляемость образованию горячих и холодных трещин, чувствительность металла к тепловому воздействию сварки, к образованию пор, соответствие свойств сварного соединения заданным эксплуатационным требованиям. При оценке технологической свариваемости целесообразно использовать дифференцированный подход: с одной стороны, рассматривая поведение металла в сварочной ванне и изменение его свойств в результате взаимодействия с окружающей средой (газами и ишаками), а также кристаллизации в условиях сварочного процесса (металлургическая свариваемость); с другой стороны, оценивая реакцию металла на тепловые воздействия в тех или иных условиях сварки (тепловая свариваемость). Оценка с металлургических позиций необходима для выбора способа и средств защиты и металлургической обработки ванны. Оценка тепловой свариваемости важна для выбора оптимального термического цикла сварки, т. е. источника нагрева и режима. Такой дифференцированный подход к оценке свариваемости позволяет упростить выбор наиболее целесообразного технологического варианта выполнения сварного соединения

Технологические свойства материала 12Х18Н10Т .

сварка металл окисляемость

Наиболее используемая и распространённая нержавеющая сталь (нержавейка) - сталь 12Х18Н10Т - нержавеющая титаносодержащая сталь аустенитного класса. Химический состав регламентирован ГОСТ 5632-72 нержавеющих сталей аустенитного класса. Преимущества: высокая пластичность и ударная вязкость. Оптимальной термической обработкой для этих сталей является закалка с 1050оС-1080оС в H2O, после закалки механические свойства характеризуются максимальной вязкостью и пластичностью, невысокими прочностью и твёрдостью.

Аустенитные стали используют как жаропрочные при температурах до 600оС. Основными легирующими элементами являются Cr-Ni. Однофазные стали имеют устойчивую структуру однородного аустенита с незначительным содержанием карбидов Ti (для предупреждения межкристаллитной коррозии. Такая структура получается после закалки с температур 1050оС-1080оС). Стали аустенитного и аустенитно-ферритного классов имеют относительно небольшой уровень прочности (700-850МПа).

Коррозионностойкая хромо-никелевая сталь 12Х18Н10Т с различной степенью упрочнения используется при необходимости сочетания высоких прочностных и упругих свойств металла, работающего в условиях средней агрессивности (транспортерные ленты, кузова пассажирских вагонов, диафрагмы компрессоров специальных дыхательных аппаратов, отрезных кругов для особотвердых материалов и т. д.).

Основные потребительские свойства - предел прочности и относительное удлинение стали регламентируются с известной степенью приближенности, а справочные данные не учитывают упрочняемости металла конкретного химического состава плавки и технологических параметров предшествующей обработки.

Сталь 12Х18Н10Т рекомендуется для изготовления сварных изделий, в разбавленных растворах азотной, уксусной, фосфорной кислот, растворах щелочей и солей и другие детали, работающие под давлением при температуре от 196 до +600 °С, а при наличии агрессивных сред до +350 °С. Сталь коррозионно-стойкая аустенитного класса.

2. Описание конструкции

Металлоконструкция стенка задняя по технологическому признаку относится к машиностроительным . Этот деталь полностью изготавливается на заводе в цеховых условиях т.к требуют высокой прочности выполнения заготовок сборки и сварки.

Металлоконструкция Фланцев изготавливается из стального прутка, при помощи Станков ЧПУ

Основные требования, предъявляемые стенке задней :

1) Длительно работающие при температуре до 500° .

2) хорошая коррозионная стойкость .

Основные требования, предъявляемые к сварному шву:

1) Прочность

2) Деформация Детали в пределах допуска

3) Швы должны соответствовать тех.условиям к изготовлению детали ( по ОСТ1 00450-82 ).

3. Технические условия на основной материал

Основной материал , применяемыйдля изготовления металлических конструкций, подбирается в соответствии с требованиями чертежа, ГОСТов и ТУ.

Для проектирования металлоконструкции стенки задней поставляемая по ГОСТу ГОСТ 5632 - 72 (Прутки. Технические условия)

Получив металл, ОТК предприятия-заказчика проверяет сохранность Упаковки, массу, наличие и правильность маркировки металла. Металл, Удовлетворяющий требованиям ГОСТа или ТУ, признается годным и допускается ОТК к хранению на складе и запуску в производство; в противном случае его бракуют и ОТК составляет на него акт-рекламацию с перечислением обнаруженных дефектов. Бракованный металл возвращается заводу-поставшику вместе с актом-рекламацией для замены годным металлом.Характеристика материала 12Х18Н10Т

Химический состав в % материала 12Х18Н10Т

ГОСТ 5632 - 85

Технологические свойства материала 12Х18Н10Т .

Механические свойства при Т=20oС материала 12Х18Н10Т

Физические свойства материала 12Х18Н10Т .

4. Выбор способа сварки

Выбор способа сварки зависит от марки стали назначения, и не во всех случаях получается разнозначные механические и коррозионные свойства.

На данный момент существует два основных способа сварки нержавейки:

1) электродуговая сварка аустенитных сталей вольфрамовым электродом (неплавящимся и плавящимся).

2) газовая аргонная-дуговая сварка аустенитных сталей с использованием инертных газов и их смесей.

Для сварки стали 12Х18Н10Т предлагается использовать следующий способ сварки:

- Электродуговая автоматическая сварка вольфрамовым неплавящимся электродом в среде аргона с присадочной проволокой. Это самый распространенный способ, который применяется в промышленных предприятиях. В процессе сварки происходит повышение стабильности дуги, и уменьшение частоты образования пор при помощи аргона. Сварка вольфрамовым неплавящимся электродом производится с применением постоянного тока прямой полярности. Если в нержавеющей стали имеется доля содержащегося алюминия, то ее варят переменным током с целью разрушения окислительной пленки.

Для сварки стали 12Х18Н10Т выбираем нержавеющею проволоку марки 12Х18Н10Т (без окислов) - это проволока с антикоррозийными свойствами. Производится нержавеющая стальная проволока согласно ГОСТ 18143-72 из высоколегированной, устойчивой к многим видам коррозии (агрессивные среды, почвенная коррозия и др.) и жаростойкой стали. Проволока из нержавейки обычно используется для сварки деталей из нержавеющей стали и является одной из самых популярных видов проволоки, т.к. срок службы по сравнению с остальными видами проволоки намного больше.

5. Выбор и обоснование метода сварки

Для обозначения аргонодуговой сварки могут применяться следующие названия

РАД - ручная аргонодуговая сварка неплавящимся электродом,

ААД - автоматическая аргонодуговая сварка неплавящимся электродом,

ААДП - автоматическая аргонодуговая сварка плавящимся электродом.

Для обозначения аргонодуговой сварки вольфрамовым электродом:

TIG - Tungsten Inert Gas (Welding) - сварка вольфрамом в среде инертных газов

GTAW - Gas Tungsten Arc Welding - газовая дуговая сварка вольфрамом

Для данного способа сварки представлены следующие сварочные автоматы: АПНГ-1; АПНФ 4; КА-001; АДФ-1250. Исходя из технических характеристик автоматов более рентабельный автоматДФ-1250.

Сварочный автомат АДФ-1250 предназначен для автоматической сварки и наплавки электродной проволокой под флюсом изделий из малоуглеродистых сталей. Он может производить сварку металлических соединений встык с разделкой и без разделки кромок, с копирами и без копиров, угловых швов, а так же нахлесточных соединений. Швы могут быть прямолинейными и кольцевыми. Сварочный автомат состоит из сварочного выпрямителя ВДУ-1250(рис 1) и трактора АДФ-1250(рис 3).

Рис.1 Выпрямитель для автоматической сварки ВДУ-1202.

ВДУ-1202 это источник с универсальными внешними характеристиками (падающими и жесткими) предназначен для комплектации сварочных и наплавочных автоматов. Технические характеристики представлены в таблице 4 и принципиальная схема рис 2.

Технические характеристики ВДУ-1202.

ТУ 16-88 ИЕАЖ.435412.016 ТУ

Технические характеристики

Выпрямитель выпускается для внутригосударственных поставок на напряжение трехфазной питающей сети 380 в частотой 50 гц, для поставок на экспорт - на напряжения 380, 415 в частотой 50 гц и 380, 400, 415 и 440 в частотой 60 гц.

Номинальный сварочный ток, а - 1250

номинальная продолжительность включения, пв, % - 100

диапазон регулирования сварочного тока, а - 250-1250

номинальное рабочее напряжение, в - 56

диапазон регулирования рабочего напряжения, в - 24-56

напряжение хх, в, не более - 85

потребляемая мощность, кв·а - 100

потребляемый ток, а, не более - 155

кпд, %, не менее - 83

уровень звука, дба, не более - 85

масса, кг, не более, для исполнений: у3 - 500

о4 - 550

выпрямитель имеет три вида внешних вольт-амперных характеристик: два вида жестких характеристик (жвх) с крутизной наклона 0,011-0,015 в/а и 0,006-0,009 в/а, а также падающие характеристики (пвх) с крутизной наклона 1,4-1,6 в/а. Крутизна наклона падающих характеристик определяется как отношение установившегося тока кз на внешней характеристике, соответствующей номинальному режиму, к номинальному току выпрямителя.

Регулирование сварочного тока при работе на падающих характеристиках и рабочего напряжения при работе на жестких характеристиках плавное во всем диапазоне работы выпрямителя.

Выпрямители допускают возможность включения на параллельную работу двух источников на один сварочный пост с регулированием режима от одного из выпрямителей.

Гарантийный срок - 1 год со дня ввода выпрямителя в эксплуатацию, но не позднее 6 мес со дня поступления на действующие и 9 мес на строящиеся предприятия.

6. Сварка в среде защитных газов

При сварке в среде защитных газах для защиты зоны сварочной дуги и расплавленного металла испoльзуют специальный газ, подаваемый струей в зону плавления при помощи горелки, или сварку выполняют в камерах, заполненных газом.

Наиболее распространенной являетcя струйная местная защита потокoм газа, истекающим из соплa сварочной горелки (риc. 1). Качество струйной защиты завиcит oт размеров и конструкции сопла 1, расстояния L oт среза сопла A - A дo поверхности свариваемого материалa, и от расхода защитного газа. B строeнии газового потока различaют двe облаcти: 2 - ядро струи и 3 - периферийный участок. Надежнaя защита металла гарантирована толькo в пределах ядра потока, максимальнaя длина H которого наблюдается пpи ламинарном истечении газа из соплa.

 Список литературы

1. Оборудование для дуговой сварки: Справочное пособие / Под ред. В.В. Смирнова. - Л.:Энергоиздат, 1986, - 656 с.

2. Справочник сварщика / Под ред. В.В. Степанова, 4-е изд. М.: Машиностроение, 1982. - 560 с.

3. Сварка в машиностроении. Справочник. В 4 т. Т2 /Под ред. А.И. Акулова. -М.: Машиностроение, 1978, - 462 с.

4. http://www.profprokat.ru/content/view/167/7/

5. http://specnerjaveika.ru/articles/metalloobrabotka/svarka/svarka_nerjaveiki_polnoe_opisanie

6. http://www.argonshik.ru/catal1.htm

7. http://www.seveko.ru/catalog/02-mig-mag/08/adf-1250.html

8. http://spec-nerjaveika.ru/produkts/provolka

Размещено на Allbest.ru