АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Разработка технологического процесса сварки заданного узла

Читайте также:
  1. A) это основные или ведущие начала процесса формирования развития и функционирования права
  2. Анализ бизнес-процесса(ов) предприятия и построение моделей
  3. Безопасное использование технологического оборудования и производственного инвентаря
  4. Безопасность технологического процесса и оборудования
  5. В рамках единого педагогического процесса коррекция выступает как совокупность коррекционно-воспитательной и коррекционно-развивающей деятельности.
  6. В чем сущность процесса известкования воды.
  7. В чем сущность процесса коагуляции воды.
  8. Важнейшие показатели процесса естественного возобновления леса.
  9. Важнейшими факторами развития личности являются (фактор — движущая сила, причина какого-л процесса, явления) противоречия, обусловленные наследственностью, средой и воспитанием.
  10. Виды технологического оборудования и производственного инвентаря
  11. Всякая система является результатом процесса ее организации, но далеко не всякий процесс заканчивается созданием системы.
  12. Выбор нормативных значений факторов рабочей среды и трудового процесса

 

1. Назначить способ сварки.

2. Определить тип сварного соединения и его геометрические размеры.

3. Определить массу наплавленного металла.

4. Подобрать марку электродного или присадочного материала.

5. Подобрать диаметр электродного или присадочного материала.

6. Определить режимы сварки.

7. Определить число слоев сварного шва.

8. Рассчитать расход сварочных материалов.

9. Определить основное время сварки.

Эскиз сварного узла и материал узла задаются преподавателем (таблица 6)

9. Пример выполнения:

Дано стыковое соединение двух листов из стали 14ХГС толщиной 12 мм.(см. рис.)

 

 

1. Сталь 14 ХГС является низкоуглеродистой, конструкционной и обладает удовлетворительной свариваемостью. Толщина соединения составляет 12 мм. и имеет короткий шов, поэтому целесообразно назначить для этого соединения ручной дуговой способ сварки штучными электродами.

2. По ГОСТ «Соединения сварные», в зависимости от типа шва и его конструктивных особенностей, подготовки кромок, определяем геометрические размеры сварного шва.

Согласно ГОСТ 5264-80 в таб. находим геометрические размеры шва:

-зазор между пластинами в = 4 (+1;-1)мм.;

- ширина шва е = 24 (+2;-2)мм.;

- ширина обратного валика е1 = 6 (+1;-1)мм.;

- усиление валика g = 6 (+1;-1)мм.;

- усиление обратного валика g1 = 1 (+1;-1)мм.

3. Площадь поперечного сечения наплавленного металла.

Разбиваем площадь поперечного сечения наплавленного металла на простые фигуры: два сегмента круга, прямоугольник и два треугольника. Площадь верхнего сегмента (верхнее усиление шва) S1 ≈ 2 е g/3 = 2 ∙ 24 ∙ 0,5/3 = 8 мм2. Аналогично, площадь сечения обратного валика S2 ≈ 2 el gl/ 3 = 2 ∙ 6 ∙ 1/3 = 4 мм2. Площадь прямоугольника, определяемая зазором S3 = 4 ∙ 12 = 48 мм2. Площадь одного треугольника S4 = (12-1) tg25° (12-1)/2 = 25 мм2.

Общая площадь поперечного сечения наплавленного металла:

S = S1 + S2 + S3 + 2S4 = 8 + 4 + 48 + 2 ∙ 25 = 110 мм2 = 1,1 см2.

4. Определение массы наплавленного металла.

Массу наплавленного металла шва определяем по формуле

Мн = S ∙ lш ∙ ρ,

где lш - длина шва, см: ρ - плотность наплавленного металла. Для стали ρ = 7,8 г/см3.

Мн = 1,1 - 400 - 7,8 = 3432 г = 3,43 кг.

5. Сталь 14 ХГС является низколегированной конструкционной сталью. Ее химический состав и механические свойства находим по [1].

Таблица 2

Химический состав, % Механические свойства Индекс стоимости
σт σв δ KCU, при -40 °С
С Si Мn Cr МПа % Дж/см2  
0,11…0,16 0,4...0,7 0,9...1,3 0,3         1,23

 

Для обеспечения равнопрочности металла шва основному металлу следует использовать электроды типа Э50А по ГОСТ 9467-75*. Требования к металлу шва и сварного соединения приведены в табл.3.

 

Таблица 3.

Механические свойства при нормальной температуре Содержание в наплавленном металле, %
Металла шва или наплавленного металла Сварного соединения, выполненного электродами dэ < 3 мм S Р
σв, кгс/мм2 δ5,% ан, кгс/см2 σв, кгс/мм2 Угол загиба, град
Не менее Не более  
          0,030 0,035

Для обеспечения требований, соответствующих выбранному типу электродов, подходят, например, электроды марок ОЗС-18, АНО-10, АНО-Д.

Электроды ОЗС-18 с основным покрытием предназначены для сварки постоянным током обратной полярности ответственных конструкций из низколегированной атмосферно-коррозионностойкой стали 10ХНДП преимущественно толщиной до 15 мм [2].

Электроды АНО-10 предназначены для сварки ответственных конструкций в нижнем положении из низкоуглеродистых, среднеуглеродистых и низколегированных сталей. Они имеют рутилоосновное покрытие при D/d > 1,8 содержащее большое количество железного порошка. Они допускают сварку постоянном током («+» на электроде) и переменным током от источника с напряжением холостого хода не менее 80 В.

Химический состав металла шва электродов АНО-10 соответствует хорошо успокоенной стали; соотношение марганца и кремния обеспечивает высокую пластичность швов. Наплавленный металл содержит не более 0,01% азота, не более 0,07% кислорода и не более 5 см3/100 г водорода. Электроды АНО-10

рекомендуются для сварки конструкций, работающих при статических и динамических нагрузках, из сталей 09Г2, 09Г2С, 10Г2С1, 10ХСНД и др.

Таблица 4

Характеристики рассматриваемых электродов

 

Марка αн, г/(А∙час) Расход на 1 кг наплавленного металла σт, кгс/мм2 σв, кгс/мм2 δ5,% ан, кгс/см2
ОЗС-18 9...9,5 1,55 - ≥50 ≥20 ≥14
АНО-10 12,5...13,5 - 40...45      
АНО-Д 10...10,5 1,6        

 

Выбираем электроды марки АНО-Д, как обладающие повышенными технологическими свойствами.

Таблица 5

Химический состав металла, наплавленного электродами марки АНО-Д

Химический состав наплавленного металла,%
С Si Мn S Р
0,1 0,35 1,1 0,022 0,019
         

 

Для сварки корневого слоя шва выбираем электроды диаметром 4 мм, так как сварка ведется на съемной подкладке. Для сварки последующих слоев можно использовать электроды диаметром 4...5 мм. Режимы сварки следует выбирать в соответствии с рекомендациями указанными в паспорте на электроды.

По доле участия основного металла в металле шва определяем площадь поперечного сечения шва.

Ψо = Sо/(Sо+Sн) = So/Sш,

где So - площадь поперечного сечения основного металла, см2; Sш - площадь поперечного сечения шва, см2.

Поскольку по условию Ψо = 0,3,

So = Sн Ψо /(l - Ψо) = 1,1 - 0,3/(1-0,3) = 0,47 см2.

 

Площадь поперечного сечения шва Sш = 1,1 + 0,47 = 1,57 см2.

 

Определяем расход сварочных электродов.

По таблице 4 коэффициент расхода электродов марки АНО-Д составляет 1,65. Следовательно расход электродов на данный шов Мэ = Мн ∙ 1,65 = 3,43 ∙ 1,65 = 5,66 кг.

Основное время сварки.

Определяется с помощью формулы

αн = Mн/Itсв,

Мн - масса наплавленного металла, г; I - сварочный ток, A; tсв - время горения дуги, час.

Приняв сварочный ток I = 140 А, получим

Tсв = 3430/140-10 = 2,45 часа.

Определяем поперечное сечение первого (корневого) слоя шва. Его при ручной сварке рекомендуется выбирать F1 ≈ (6...8) dэ, где dэ - диаметр электрода. При сварке первого слоя dэ = 3 мм. Следовательно F1 ≈ 20 мм2. Последующие слои шва рекомендуется сваривать сечением Fn ≈(8...12) dэ. Отсюда Fn ≈ 40 мм2.

Число слоев наплавленного металла N

N = (S - F1)/Fn = (110 - 20)/40 = 2...3.

Рекомендуется сварку вести в 4 слоя, включая корневой слой. Сечение заполняющих слоев 30 мм2.

Средняя скорость сварки при заполнении слоя

Vсв = αн *I/ 3600 *ρ *S = 10 * 140/3600 * 7,8 * 0,3 = 0,1661 см/с = 5,98 м/час.

 

Таблица 6

Вариант Тип сварного соединения Марка материала Толщина металла (мм)   Длина сварного соединения (мм)  
  Стыковое прямолинейное Х18Н9Т    
  Тавровое 20к    
  Угловое 30ХГС    
  нахлесточное 10ГА    
  Стыковое кольцевое Ст3    
  Стыковое прямолинейное 09Г2С    
  Тавровое 10ХСНД    
  Угловое 14ХГС    
  нахлесточное Х23Н18    
  Стыковое кольцевое 08Г2    

 

Вопросы для самоконтроля усвоения материала.

1. Кто является автором первого сварочного трансформатора?

2. Кто является основоположником способов сварки плавящимся электродом?

3. Как маркируются электроды вольфрамовые лантанированные?

4. Как маркируются проволоки сварочные цельнометаллические и порошковые проволоки для сварки стали?

5. Как классифицируются сварочные флюсы по способу изготовления, по содержания марганца и кремния?

6. Какие функции выполняет порошок, входящий в состав порошковой проволоки?

7. Чем отличаются плавленые и керамические флюсы для сварки?

8. Каково условное обозначение покрытых электродов для сварки стали?

9. В каком состоянии поставляется для сварки углекислый газ?

10. К какой группе газов относится аргон и гелий?


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |

Поиск по сайту:



Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.006 сек.)