Определение норм расхода сварочных материалов при сварке емкости с плоским днищем из низкоуглеродистой стали

Размещено на http://www.allbest.ru/

Расчетно-графическая работа

по дисциплине «Производство сварных конструкций»

Задание

Определить нормы расхода сварочных материалов при сварке ёмкости с плоским днищем из низкоуглеродистой стали.

Содержание

Методические указанию по выполнению

1. Определение габаритных размеров ёмкости

2. Определение длины сварных швов

3. Выбор способа сварки

4. Определение нормы расхода сварочных материалов

5. Выполнение чертежа ёмкости

Методические указанию по выполнению

Сборочная операция имеет целью обеспечить правильное взаимное расположение собираемых деталей с последующей их прихваткой, которые позволяют создать необходимую жесткость конструкции и сохранить неразъемность и расположение деталей относительно друг друга в процессе транспортировки, кантовки и сварки.

Порядок и последовательность сборки устанавливаются технологами и указываются в картах технологического процесса. Все детали перед сборкой тщательно проверяются слесарем-сборщиком наружным осмотром на предмет соответствия их требованиям чертежа и технологического процесса.

Сопрягаемые поверхности и прилегающие к ним зоны собираемых деталей шириной не менее 20 мм перед сборкой тщательно очищаются от масла, грязи, окалины и влаги.

При сборке под сварку прихватки, накладываемые для соединения собираемых деталей, размещаются в местах расположения сварных швов.

Сборочные прихватки выполняются с использованием тех же сварочных материалов, какие используются при сварке, размеры прихваток и их количество должны быть указаны в картах технологического процесса.

В картах техпроцесса указываются режимы, на которых осуществляются прихватки, сборочное оборудование, сварочные материалы, технологическая оснастка и инструмент.

Конструирование емкости

1. Определение габаритных размеров емкости

Так как обечайка по форме представляет собой цилиндр, то зная объем цилиндра, можно рассчитать его высоту.

Объем цилиндра:

Vоб. r2h

Отсюда, высота обечайки будет равна:

h= V_об / r²

где, r - внутренний радиус обечайки.

Так как сосуд состоит из днищ и обечайки, то необходимо из полного объема сосуда вычесть объем днищ и получим объем обечайки.

Vo=Vп - 2Vд

где, V_п - полный объем сосуда, V_д. - объем днища

Объем днища берется из ГОСТов (ГОСТ 6533-78 «Днища эллиптические отбортованные, стальные для сосудов, аппаратов и котлов. Основные размеры». ГОСТ 12620-78 «Днища конические неотбортованные с углами при вершине 60, 90 и 120°»). Тогда высота обечайки будет равна, в нашем случае возьмем из ГОСТ 6533-78 эллиптическое днище со следующими размерами

Dв= 600мм.=0.6м.

S=2мм.- по условию

h₁=25

h_в=150мм.

V_д= 35,2 дм³=0,0352М³

Vo=Vп - 2Vд =0,9-2*0,0352=0,83м3.

Найдем(высоту цилиндра) длину обечайки диаметром 600мм.

H= Vo/рr2=0.83/3.14*0.62=0,73м.

Таким образом имеем следующие габаритные размеры емкости: длина емкости 730мм, диаметр 600мм.

Для сварки изделия выбираем Ст3сп.

2. Определение длины сварных швов

Масса наплавленного металла, кг определяется по формуле:

М_?нм=?Fh _*?LШ _*, О)

где ?F_H - сумма площадей наплавленного металла всех швов, см²;

Y - плотность металла, 7,85 г/см³;

Lш - сумма длин всех швов, см, в нашем случае длинна швов будет равна

Lш= Lш1+ Lш2+ Lш3, где Lш1= Lш2=0,6*2=1,2м(длина окружности обичайки или днища)., а Lш3=0.73м - длинна шва обичайки. Lш = 1,2+0,73=1,93м.

Таким образом: общая длина швов изделия составляет 1,93м.

3. Выбор способа сварки

Для изготовления данного изделия выбираем сварку в полуавтоматическую сварку в среде углекислого газа.

Для сварки выбираем стыковой шов С2 без разделки кромок ввиду малой толщины свариваемых кромок согласно ГОСТ 14771-76

Площадь наплавленного металла шва С2 определяется по формуле

F_H=b_*s+1.5eg

F_H=b_*s+1.5eg= 2*2+1.5*6*2=22мм²=0,22см²

4. Определение нормы расхода сварочных материалов

Масса наплавленного металла, кг определяется по формуле:

М_?нм=?Fh _*?LШ _{**0,001 (кг)}, О)

где ?F_H - сумма поперечных сечений швов, см² ; для сварки всех трех швов (два шва обечайки с днищем, и один продольный шов самой обечайки), т.к. шов у нас один С2, тогда М_?нм=F_{h *}?_{LШ **0,001 =} 0,22*193*7,85*0,001=0,333кг.

- плотность металла, 7,85 г/см³;

Lш - сумма длин всех швов, 1,93м.=193 см,

Теперь определим общий расход присадочного материала с учетом коэффициента ш потерь на угар, разбрызгивание и неиспользуемые остатки. Коэффициент ш учитывает потери присадки на угар, разбрызгивание и неиспользуемые остатки. Величина ш при сварке в углекислом газе составляет n = 1,1 - 1,15 ; Моб= М_?нм* ш

Моб=0,333*1,15=0,38кг.

Определяем нормы расхода (л) защитного газа на изделие Нг определяется по формуле углекислом газе Нг = Qг L + Qдоп,

где Qг - удельная норма расхода газа на 1 м шва данного типоразмера, л; L - длина шва, м; Qдоп - дополнительный расход газа на подготовительно-заключительные операции: продувку газовых коммуникаций перед началом сварки, защиту сварочной ванны после окончания сварки, принимается 20% от Qг

Удельную норму расхода газа вычисляют по формуле Q_г = q_{г *} t₀

где q_г - расход защитного газа через сопло горелки, л/мин определяется по ротаметру примем для проволоки d=1мм, 8л/мин.

t₀- основное время сварки в мин/м шва может быть взято из нормативов времени на сварку в защитных газах или рассчитано по формуле, t₀₌ 60/ V св=60/14=4,3 мин/м

тогда Q_г = q_{г *} t₀₌ 4,3*8=34,4

Qдоп =34,4*0,2=6,9

Следовательно Нг = Qг L + Qдоп = 34,4+6,9=41,3л,

С учетом трех проходов расход газа на изделие Нгобщ.= 41,3*3 = 124л.

Удельные нормы расхода углекислого газа приведены в табл.

Табл. 2

Удельные нормы расхода углекислого газа при сварке сталей

сварка емкость низкоуглеродистый сталь

Расчет сварочного тока, А, при сварке проволокой сплошного сечения производится по формуле:

Iсв= 3,14*1,6

Где а - плотность тока в электродной проволоке, А/мм2 (при сварке в СО₂ а=110 ч 130 А/мм2 ; d_Э - диаметр электродной проволоки=1мм из табл3., мм., берем 120 А/мм²

В основу выбора диаметра электродной проволоки при сварке и наплавке в углекислом газе положены те же принципы, что и при выборе диаметра электрода при ручной дуговой сварке, Для сварки изделия из стали Ст3сп выбираем сварочную проволоку марки Св-08Г2С диаметром 1мм. Углекислый газ поставляемый по ГОСТ 8050-76. Диаметр электродной проволоки dэ выбирают в зависимости от толщины свариваемого металла и положения шва в пространстве с учетом обеспечения высокой производительности процесса и устранения прожога в процессе сварки. Рекомендуемые значения диаметра проволоки при сварке малоуглеродистых и низколегированных конструкционных сталей проволоками Св-08ГС или Св-08Г2С приводятся в табл. 3.

Таблица 3

Диаметр сварочной проволоки в зависимости от толщины свариваемой стали

Тогда I_СВ.= 3,14*1²*120/4 = 94А,

Определим скорость подачи электродной проволоки, м/ч, рассчитывается по формуле:

Vпр. = 4*10,5*94/3,14*1²*7,85 = 160м/ч

де б_Р - коэффициент расплавления проволоки, г/А ч ; с - плотность металла электродной проволоки, г/см3 (для стали с =7,85 г/см3).

Значение б_Р рассчитывается по формуле:

б_Р = 3+0,08*94/1= 10,5А/мм²

Скорость сварки (наплавки), м/ч, рассчитывается по формуле:

,

где б_Н - коэффициент наплавки, г/А ч; б_Н = б_Р(1-Ш), где Ш - коэффициент потерь металла на угар и разбрызгивание. При сварке в СО₂ Ш = 0,1- 0.15; F_B - площадь поперечного сечения одного валика, см2.

б_Н = б_Р(1-Ш)=10,5(1-0,1)=9,45 г/А ч

F_в1= (6ч8)d_эл= 8*1=8мм² - за первый проход

F_в2= (8ч12)d_эл= 10*1=10мм2 за второй и последующие, значит число проходов будет равно трем.

Vсв=9,45*94/100*8*7,85= 14м/ч

Если известна масса наплавленного металла М_НМ одного метра шва, то расход электроэнергии W, кВт·ч, можно вычислить из удельного расхода электроэнергии по формуле: W = б_э · М_НМ

где б_э - удельный расход электроэнергии на 1 кг наплавленного металла, кВтч/кг.

Для укрупнённых расчётов величину б_э можно принимать равной:

- при сварке на переменном токе, кВтч/кг 3...4;

- при многопостовой сварке на постоянном токе, кВтч/кт 6...8;

- при автоматической сварке на постоянном токе, кВтч/кг 5...8;

- под слоем флюса, кВтч/к 3...4

- в среде вуглекислого газа, кВтч/к 4...6

W= 6*0,38= 2,28кВт

Таблица 3

Сводная таблица расхода материалов

Литература

1. Овчинников, В. В. Производство сварных конструкций [Текст]: учебник для использования в учеб. процессе образоват. учр-ний, реализ. программы СПО / В. В. Овчинников ; рец.: С. И. Феклистов, В. Ф. Савельев. М.: Форум ; М.: Инфра-М, 2017. 288 с.: табл. (Проф. образование). Библиогр.: с. 284. ISBN 978-5-8199-0622-4 (Форум) (в пер.). ISBN 978-516-010680-9 (Инфра-М).

2. Овчинников, В. В. Технология изготовления сварных конструкций [Текст]: учебник для использования в учебном процессе образоват. учр-ий, реализ. программы СПО / В. В. Овчинников ; рец.: С. И. Феклистов, В. Ф. Савельев. М.: Форум ; М.: Инфра-М, 2017. 208 с.: рис., табл. (Проф. образование). Библиогр.: с. 206. ISBN 978-5-8199-0627-9 (Форум) (в пер.). ISBN 978-5-16-010829-2

3. Овчинников, В. В. Оборудование, механизация и автоматизация сварочных процессов [Текст]: учебник / В. В. Овчинников. М.: Академия, 2010. 256 с: граф., ил., табл. (Среднее профессиональное образование). Библиогр.: с. 251. ISBN 978-5-7695-5985-3

4. Компьютерное проектирование и подготовка производства сварных конструкций [Текст]: учеб. пособие для студ. вузов / Под ред. С. А. Куркина, В. М. Ховова. М.: Издат. МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2002. 464 с.: ил. Библиогр.: с.462. ISBN 5-7038-2053-7 (в пер.)

Дополнительная литература

1. ВСН 416-81. Общие производственные нормы расхода материалов в строительстве. Сборник 30. Сварочные работы. М.; Машиностроение, 1981. 149 с. 5.

2. Юрьев В.П. Справочное пособие по нормированию материалов и электроэнергии для сварочной техники. М.; Машиностроение, 1972. 52 с.

3. Куркин С. А., Николаев Г. А. Сварные конструкции. М.: Высшая школа, 1991. 398с.

4. Овчинников, В. В. Технология изготовления сварных конструкций [Текст]: учебник для использования в учебном процессе образоват. учр-ий, реализ. программы СПО / В. В. Овчинников ; рец.: С. И. Феклистов, В. Ф. Савельев. М.: Форум ; М.: Инфра-М, 2017. 208 с.: рис., табл. (Проф. образование). Библиогр.: с. 206. ISBN 978-5-8199-0627-9 (Форум) (в пер.). ISBN 978-5-16-010829-2

Размещено на Allbest.ru