Технология сварочных работ

Сварка - это процесс получения неразъёмных соединений посредством установления межатомных связей между свариваемыми частями при их местном или общем нагреве, пластическом деформировании или совместном действии того и другого
Сварка является одним из ведущих технологических процессов в машиностроении и в строительстве. Трудно назвать отрасль хозяйства, де бы не применялась сварка.
Сварка универсальна: этим способом могут соединяться металлы в изделиях различных размеров при толщине соединяемого металла от сотых долей миллиметра до метров, при массе изделия от долей грамма до сотен и тысяч тонн. Размеры сварных изделий могут быть от микрскопических (приборы электроники) до гигантских размеров (пролетные конструкции железнодорожных и шоссейных мостов, корпуса океанских лайнеров, трубопроводы длиною в тысячи километров).
В условиях непрерывного усложнения конструкций, неуклонного роста объема сварочных работ большую роль играет подготовка грамотных специалистов-сварщиков, способных решать на высоком уровне задачи, возникающие на производстве.
Целью выполнения данной работы является разработка технологического процесса образования сварного соединения ГОСТ 11534-75-Т1; β=45°; δ=6 мм; L=6 м из стали 08Х17М2Т.
Для достижения этой цели нам необходимо решить следующие задачи:
- изучить свойства материала из которого изготовлены детали конструкции;
- рассчитать нормы времени на выполнение сварочных операций;
- определить химический состав и структуры стали;
- изучить технологические особенности сварки стали;
- выбрать сварочные материалы и рассчитать их расход;
- рассчитать химсостав сварного шва и определить его структуру
- выбрать сварочное оборудование и рассчитать расход электроэнергии
Курсовая работа 22.02.06 Стр
3

- составить карту технологического процесса.

Курсовая работа 22.02.06 Стр
4

1. Эскиз сварного соединения

Выполним эскизы подготовки кромок (рис. 1) и сварного шва (рис. 2) свариваемых деталей сварного соединения ГОСТ 11534-75-Т1; β=45°.

Рисунок 1. Эскиз подготовки кромок свариваемых деталей сварного соединения ГОСТ 11534-75-Т1; β=45°.

Курсовая работа 22.02.06 Стр
5


Рисунок 2. Эскиз сварного шва ГОСТ 11534-75-Т1; β=45°.

2. Классификация материала и расчет параметров режима сварки

Материал, из которого изготавливается конструкция – легированная коррозионно-стойкая жаропрочная хромомолибденотитановая сталь ферритного класса 08Х17М2Т.
Сталь применяется для изготовления изделий, работающих в окислительных средах, а также в атмосферных условиях, кроме морской атмосферы, в которой возможна точечная коррозия, теплообменников, труб. Сварные конструкции, изготовленные из этой стали, не должны подвергаться действию ударных нагрузок и работать при температуре не ниже - 20 °С.
Химический состав стали 08Х17М2Т приведен в таблице 1, а ее механические свойства – в таблице 2.

Курсовая работа 22.02.06 Стр
6
Таблица 1. Химический состав стали 08Х17М2Т по ГОСТ 5632 – 2014.
С Si Mn Ni S P Cr Ti Mo Cu
до 0,08 до 0,8 до 0,8 до 0,6 до 0,025 до 0,035 16 - 18 до 0,8 2,0 – 3,0 до 0,3

Таблица 2. Механические свойства стали 08Х17М2Т.
σв (МПа) δ5 (%)
440 18

Определим свариваемость металла, рассчитав эквивалента углерода по формуле
С_э=С+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15
С_э=0,08+0,8/6+(17+2,5)/5+(0,5+0,2)/15=4,16
Считается, что стали, имеющие эквивалент углерода менее 0,4 % свариваются без ограничений, в случае, если эквивалент углерода находится в пределах 0,4 - 0,75 % - нужен предварительный подогрев, а при большем значении и сопутствующий. Температура подогрева рассчитывается по формуле:
Т_под=350√(С_Э-0,25)
Т_под=350√(4,16-0,25)=692°С
Однако, эта формула не применима для оценки свариваемости ферритных хромистых высоколегированных сталей, поэтому свариваемость рассматриваемого материала мы оценим ниже.
Основными параметрами режима являются: сила сварочного тока Iсв, напряжение на дуге Uд, скорость подачи сварочной проволоки Vп.пр., диаметр электрода или проволоки dэ, скорость сварки Vсв.
Первоначально следует задаться диаметром проволоки или электрода dэ. Его значение зависит от толщины свариваемого металла и способа сварки.
Для нашего случая
dэ = 5,0 мм.

Курсовая работа 22.02.06 Стр
7
Для ручной дуговой сварки силу сварочного тока выбирают в зависимости от диаметра электрода по формуле
I_св=(πd^2)/4 j
j = 12 А/мм2 - плотность тока
I_св=(3,14*5^2)/4 12=235,5 А.
Напряжение на дуге устанавливают в зависимости от способа сварки, а также от марки и диаметра электрода. Для ручной дуговой сварки U2=20+0,04Iсв (ГОСТ95-77),
U2=20+0,04*235,5=29,4 В.
Скорость сварки Vсв, м/час, вычисляют по формуле
V_св=(α_н I_св)/(γF_н 100)
где αн = 9 - коэффициент наплавки для ручной сварки покрытыми электродами, г/(А .ч);
Iсв - сила сварочного тока, А;
γ - плотность металла, γ=7,8 г/см3;
Fн - площадь поперечного сечения наплавленного металла за один проход, см2.
F= K^2/2 sinα
Площадь наплавленного металла зависит от типа сварного соединения. Для угловых и тавровых швов (рисунок 3) она определяется как площадь треугольника, умноженная на коэффициент а, учитывающий форму шва:

Рисунок 3. Определение площади наплавленного металла