Розробка технології виготовлення горизонтальної цистерни

Заготівельні операції виробництва прокату: розмічування, різання, обробка крайок, гнуття та очищення. Технологія виготовлення конструкції цистерни. Розрахунок режимів зварювання швів. Зменшення зварювальних напружень. Аналіз дефектів зварних з'єднань.

Рубрика Производство и технологии
Вид курсовая работа
Язык украинский
Дата добавления 16.01.2014
Размер файла 624,0 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Зміст

  • 1. Технологічні процеси зварювального виробництва
    • 1.1 Основні дефекти прокату та прийоми і засоби травлення прокату
      • 1.2 Розмічування прокату та листів
      • 1.3 Різання та розробка крайок заготівок
      • 1.4 Надання необхідної форми заготівкам (вальцювання, гнуття)
      • 1.5 Різновиди очищення металу та захист його поверхні від впливу оточуючого середовища
    • 2. Технологічні процеси виготовлення горизонтальної цистерни
      • 2.1 Стисла характеристика виробу
      • 2.2 Характеристика матеріалу виробу
      • 2.3 Вибір зварювальних матеріалів
      • 2.4 Обробка крайок
      • 2.5 Підготовка крайок
      • 2.6 Розрахунок режимів зварювання
        • 2.6.1 Розрахунок режимів при автоматичному і механізованому зварюванні під флюсом
    • 3. Технологія складання та зварювання конструкції
      • 3.1 Підготовка конструкції до зварювання
      • 3.2 Складання зварної конструкції
      • 3.3 Визначення послідовності зварювання швів цистерни
    • 4. Методи зменшення зварювальних напружень
    • 5. Методи зменшення деформацій і переміщень від зварювання
    • 6. Аналіз дефектів зварних з'єднань, що утворились під час виготовлення зварної конструкції
      • 6.1 Назва, причини утворення та способи виправлення дефектів
      • 6.2 Класифікація методів контролю
    • 7. Визначення трудомісткості та кількості зварювальних матеріалів при зварюванні сталевих конструкцій
      • 7.1 Визначення кількості зварювальних матеріалів при механізованому зварюванні у середовищі захисних газів стикових з'єднань
        • 7.1.1 Визначення кількості зварювальних матеріалів
        • 7.1.2 Визначення кількості зварювальних матеріалів при виконанні автоматичним зварюванням під шаром флюсу
        • 7.1.3 Визначення трудомісткості при автоматичному зварюванні стикового з'єднання конструкції
        • 7.1.4 Визначення трудомісткості та кількості зварювальних матеріалів при виконанні таврового з'єднання балки механізованим зварюванням у середовищі захисного газу
    • 8. Техніка безпеки та охорона праці
    • 9. Загальні висновки
  • Список литератури

1. ТЕХНОЛОГІЧНІ ПРОЦЕСИ ЗВАРЮВАЛЬНОГО ВИРОБНИЦТВА

Литі, ковані і штамповані заготівки поступають до зварювання у готовому вигляді й не потребують додаткових операцій. Після підбору прокатного матеріалу по розділах і марках доводиться виконувати попередні наступні операції:

- виправлення;

- очищення поверхні листів та нанесення захисного покриття;

- розмічування;

- різання;

- обробка крайок;

- гнуття;

- очищення заготівок в місці зварювання.

1.1 Основні дефекти прокату та прийоми і засоби правлення прокату

Рисунок 1.1. Види деформацій листової сталі:

а - хвилястість; б - серповидність в площині; в - місцеві вигини; г - заламані кромки; д - місцева погнутість; е - хвилястість поперек частини листа

Листи прокату вимагають виправлення в тому випадку, якщо металургійний завод постачає його в неправленому стані, а також, якщо деформації утворилися при транспортуванні. Найбільш характерні деформації листової сталі наведені на рисунок 1.1.

Виправлення здійснюється створенням місцевої пластичної деформації і, як правило, проводиться в холодному стані. Для усунення хвилястості листів і штаб завтовшки 0,5...50 мм широко використовують багатовалкові машини (з числом валків більше п'яти). Виправлення досягається багатократним вигином при пропусканні листів між верхнім і нижнім рядами валків, розташованих в шаховому порядку (рис. 1.2, а).

Рисунок 1.2. Схеми правки листових і профільних елементів:

а - на листоправильних вальцях; б - в кутникоправильних вальцях; в - на пресі

Листи товщиною більше 40...50 мм зазвичай правлять під пресом (рис. 1.2, в). Тонкі листи, завтовшки менше 0,5мм, правлять розтягуванням на спеціаль-них розтягувальних машинах.

Серповидність листової і широкоштабової сталей (викривлення в площині) піддається виправленню обмежено.

Виправлення дрібно- і середньосортового, а також профільного прокату проводять на роликових машинах (рис 1.2, б), що працюють по тій же схемі, що і листоправильні. Для двотаврів і швелерів такий спосіб використовується тільки для виправлення в площині меншого моменту інерції. Виправлення в іншій площині здійснюється на правильно-згинальних пресах кулачкового типу (рис. 1.2, в). При постійному ході штовхача 3 числове значення деформації профілю 2 регулюється зміною відстані між опорами 1.

Холодна деформація супроводжується зменшенням пластичності металу. Тому зниження відносного подовження (?) необхідно обмежувати.

У разі потреби створення значніших деформацій правка і гнуття сталей повинні проводитися в гарячому стані після нагрівання до 900…1000 °С для сталей класів до 3 46/33 включно і 900...950 °С для сталей класів 3 52/40 і 3 60/46. Деформація при високій температурі супроводжується процесом рекристалізації і пластичні властивості металу при цьому не знижуються.

1.2 Розмічування прокату та листів

Індивідуальне розмічування - трудомістка операція. Розмічування за допомогою шаблону більш продуктивне, проте, виготовлення спеціальних шаблонів не завжди економічно доцільно. Оптичний метод дозволяє вести розмічування без шаблону - по кресленню, що проектується на розмічувану поверхню. Розмічувально-маркувальною машиною з пневмокернером проводять розмічування з швидкістю до 8...10 м/хв при точності ± 1 мм. У цих машинах застосовують програмне управління. Використання засобів для мірного різання прокату, а також машин для термічного різання з масштабною системою управління, або програмним управлінням, дозволяє обходитися без розмічування.

Автоматизація розкрою листового і профільного прокату здатна забезпечити багаторазове зниження трудомісткості при високому коефіцієнті використання металу (до 90%). При цьому скорочення термінів підготовки даних для термічного різання дозволяє ефективно використовувати високопродуктивні портальні машини з числовим програмним управлінням (ЧПУ) в умовах дрібносерійного і одиничного виробництв.

В даний час використовуються різні системи автоматизованого проектування розкрою листового і профільного прокату. Розкрій може бути ручним, механізованим або автоматичним.

При ручному методі формування карту розкрою здійснюють макетуванням.

При механізованому методі формування карти розкрою здійснюють на екрані дисплею.

1.3 Різання та розробка крайок заготівок

Різання деталей з прямолінійними кромками з листів завтовшки до 40 мм, як правило, проводиться на гильотинних ножицях. Для поперечного різання фасонного прокату застосовують прес-ножиці з фасонними ножами або дискові пили.

Продуктивним є процес вирубування листових заготівок в штампах. При номінальних розмірах деталей 1,0...4,0 м відхилення можуть відповідно складати ± 1,0...2,5 мм.

Термічне різання менш продуктивне, ніж різання на ножицях, але більш універсальне і застосовується для отримання заготівок як прямолінійного, так і криволінійного контурів у широкому діапазоні товщин. Разом з газополум'яним кисневим різанням все ширше застосовують плазмово-дугове різання, що дозволяє обробляти практично будь-які метали і сплави. Використання в якості плазмоутворювального газу стиснуте повітря дає не тільки економічні, але і технічні переваги, оскільки разом з високою якістю різання забезпечується значне підвищення швидкості різання, особливо при вирізанні заготівок із сталей малої і середньої товщини (до 60 мм).

Широке застосування отримує різання за допомогою променя лазера. Висока густина потоку (105…106 Вт/см2) забезпечує настільки швидке нагрівання металу, що процес різання починається практично відразу після пуску лазерного променя (незалежно від теплофізичних властивостей металу). Найчастіше лазерне різання використовують для тонколистових матеріалів, чутливих до перегріву, таких, як високолеговані високоміцні сплави заліза, алюмінію, титану і нікелю, а також для розкрою неметалевих матеріалів - пластмас, деревини, тканини, скла, гуми. Цей процес характеризується високими швидкостями різання (до 6…10 м/хв.) при малій ширині різу.

Ручне і механізоване різання листів здійснюють зазвичай за розміткою; автоматичне - по масштабному кресленню або на машинах з програмним управлінням. Масштабні креслення містять інформацію тільки про траєкторію, тому при розкроюванні цілого листа перехід від кожного окремого різу до іншого доводиться здійснювати вручну. Використання машин з цифровим програмним управлінням дозволяє автоматизувати процес різання в межах всього листа без участі оператора при одночасному підвищенні точності різання.

Термічне різання застосовують і при виготовленні скосу крайок під зварювання. Якщо ця операція поєднується з різанням, то однобічний скіс з притупленням отримують, використовуючи одночасно два різаки, а двобічний скіс - три різаки.

1.4 Надання необхідної форми заготівкам (вальцювання, гнуття)

Деталі циліндричної або конусної форми отримують гнуттям листів на листозгинальних вальцях. При холодному гнутті пластичну деформацію, визначену відношенням радіусу вигину R до товщини листа S, доводиться обмежувати. Якщо R/S> 25, то гнуття зазвичай виконують в холодному стані, при меншому значенні цього відношення - у гарячому. Для формоутворення елементів оболонок великих розмірів застосовують штампування вибухом. У серійному і масовому виробництвах для

отримання елементів з поверхнею складної форми широко використовують холодне штампування з листового матеріалу товщиною переважно до 10 мм. Висока продуктивність холодного штампування, точність розмірів і форми отримуваних заготівок, їх мала маса і низька собівартість забезпечують виготовлення технологічних штамповано-зварних виробів. При холодному гнутті профільного прокату і труб використовують роликозгинальні і трубозгинальні верстати.

1.5 Різновиди очищення металу та захист його поверхні від впливу оточуючого середовища

Для очищення прокату, деталей і зварних вузлів застосовують механічні і хімічні методи. Вилучення забруднення, іржі і окалини проводять за допомогою дрібоструминних і дрібометальних апаратів; використовують зачисні верстати, робочим інструментом яких може бути металеві щітки, голкофрези, шліфувальні круги і стрічки.

При дрібоструминному і дрібометальному очищенні застосовують чавунний або сталевий дріб розміром 0,7…4,0 мм, залежно від товщини металу.

У дрібоструминних апаратах дріб викидається на очищувану поверхню через сопло стиснутим повітрям.

У дрібометальних апаратах дріб викидається лопатками ротора (продуктивність вище і очистка коштує дешевше, проте відбувається швидке зношування лопаток). Дрібоструминне і дрібометальне очищення зазвичай здійснюють в камерах. Через таку камеру лист проходить у вертикальному положенні і очищується одночасно з двох боків. Швидкість руху очищуваного листа, складає декілька метрів на хвилину. Безпилові дрібоструминні апарати дозволяють обходитися без камер, але вони менш продуктивні, їх застосовують у дрібносерійному виробництві а також для очищення великогабаритних зварних вузлів, які не вміщуються в камері.

Хімічними методами проводять знежирення і травлення поверхні. Розрізняють ванний і струминний хімічні методи.

Для оберігання металу від корозії після очищення проводять пасивування або ґрунтування, що дозволяють проводити зварювання без попереднього вилучення захисного покриття.

Слід мати на увазі, що виконання заготівельних операцій може привести до появи таких залишкових явищ у матеріалі заготівок, які можуть понизити якість виконання подальших операцій складання та зварювання, а також роботоздатність готових виробів. Таке привнесення властивостей, набутих при виконанні попередньої операції на подальші, отримало назву технологічної спадковості.

Для запобігання або усунення шкідливого впливу технологічної спадковості заготівельних операцій нерідко доводиться вводити обмеження або додаткові заходи. Так, при холодному виправленні та гнутті металу обмежують значення пластичної деформації, при механічному розділовому різанні на ножицях іноді передбачають вилучення шару металу на поверхні різу, де не виключена наявність надривів. При виконанні розкрою листів термічним різанням доводитися враховувати вплив термічного циклу на властивості металу. При механічній обробці таких заготівок можливе зниження точності розмірів і форми внаслідок наявності поля залишкових напружень.

зварювання цистерна прокат шов

2. ТЕХНОЛОГІЧНІ ПРОЦЕСИ ВИГОТОВЛЕННЯ ГОРИЗОНТАЛЬНОЇ ЦИСТЕРНИ

2.1 Стисла характеристика виробу

Ємності із стінками середньої товщини (8...40 мм) широко використовуються в хімічному апаратобудуванні, а також як місткості для зберігання і транспортування рідин і зріджених газів. Нерідко вимагається захист робочої поверхні апарату від корозійної дії середовища і збереження в'язкості і пластичності матеріалу конструктивних елементів при низькій температурі. Тому матеріали, використовуються дуже різноманітні: вуглецеві і високо леговані стали, мідь, алюміній, титан і їх сплави. Оскільки для забезпечення необхідного терміну служби апарату досить мати шар корозійностійкого матеріалу завтовшки всього декілька міліметрів, то нерідко використовують двошаровий прокат.

Рисунок 2.1. Конструкція горизонтальної цистерни

Апаратуру ємнісного типу зазвичай виготовляють у вигляді циліндричних судин. При надлишковому тиску 0,4.. 1,6 МПа і вище, а також в ємностях, що використовуються для транспортування рідин, з'єднання листових елементів обичайок І днищ виконують тільки стиковими (рис. 3.1). Прикладом таких посудин служать залізничні цистерни різного призначення. Для перевезення нафтопродуктів випускають цистерни місткістю 60 і 120 т, діаметром до 3 м зі сферичними або еліпсоїдними днищами; їх виготовляють із статі ВСт3сп або 09Г2С. При виготовленні цистерн для перевезення кислот застосовують двошарову сталь, алюмінієві сплави, різні захисні покриття.

2.2 Характеристика матеріалу виробу

Корпус горизонтальної цистерни виготовляється зі сталі марки ВСт3сп. Сталь поданої марки відноситься до низьковуглецевих сталей загального призначення, що постачаються згідно ГОСТ 380-87 у вигляді листового, сортового та фасонного прокату.

Таблиця 2.1. Хімічний склад сталі марки ВСт3сп

Марка сталі

Хімічний склад в %

C

Si

Mn

Ni

S

P

Cr

Cu

Al

ВСт3сп

0,14 - 0,22

0,12 - 0,3

0,4 - 0,65

до 0,3

до 0,05

до 0,04

до 0,03

до 0,03

до 0,08

Сталь марки ВСт3сп відноситься до сталей, що контролюються за хімічним складом та механічними властивостями. Сталі цієї групи переважно використовують для виготовлення зварних конструкцій. Структура та механічні властивості прокату змінюються лише в зоні термічного впливу зварювання, а за межами цієї зони вони не змінюються.

Таблиця 2.2. Механічні властивості сталі марки ВСт3сп /10/

Марка сталі

Границя міцності, МПа

Границя плинності, МПа при товщині, мм

Відносне подовження,% при товщині, мм

до 20

20-40

40-100

більше 100

до 20

20-40

більше 40

ВСт3сп

370-480

245

235

225

205

26

25

23

Сталь марки ВСт3сп за рахунок низького вмісту вуглецю (0,14-0,22 %) має хорошу зварюваність всіма способами, включаючи зварювання в захисних газах.

Еквівалентний вміст вуглецю (Секв,%) в даній сталі розрахуємо за формулою:

, (3.1)

де С, Mn, Cr, Mo, V, Ni, Сu - вміст елементів у сталі, %

Підставивши значення отримаємо:

. (3.2)

Сталь марки Вст3сп має еквівалентний вміст вуглецю Секв = 0,33 %, що менше допустимого значення Ceкв = 0,45%. Це означає, що подана сталь стійка проти коло шовних тріщин, зварювальний шов має низький вміст сірки, фосфору та інших елементів, що впливають на якість шва.

Зварювання виконується без попереднього підігріву і наступної термічної обробки.

2.3 Вибір зварювальних матеріалів

Для виготовлення поданої конструкції, а саме повздовжніх швів використовується автоматичне зварювання під шаром флюсу. Даний вид зварювання використовується для з'єднання деталей з маловуглецевих, низьколегованих і корозійно-стійких сталей.

Автоматичне зварювання як правило використовують дротом діаметром 3 - 5 мм, механізоване - дротом 1,2 - 2 мм. Рівноміцність з'єднання досягається за рахунок підбору відповідного складу флюсу, електродного дроту та вибору режиму і техніки зварювання. При зварюванні маловуглецевих сталей у більшості випадків використовують флюси марок АН-348-А і ОСЦ-45 та маловуглецеві електродні дроти марок Св-08 та Св-08А. При зварюванні відповідальних конструкцій, а також іржавого металу рекомендується використовувати електродний дріт марки Св-08ГА.

Використання зазначених матеріалів дозволяє отримати метал шва з механічними властивостями, рівними або перевищуючими властивості основного металу. При зварюванні низьколегованих сталей використовують ті ж флюси та електродні дроти марок Св-08ГА, Св-10ГА та Св-10Г2. Легування металу шва марганцем за рахунок дротів та кремнієм за рахунок провару основного металу при підборі відповідного термічного циклу (погонної енергії) дозволяє отримати метал шва з необхідними механічними властивостями. Використовуванням зазначених матеріалів досягається висока стійкість металу швів проти утворення пор та кристалізаційних тріщин.

В конструкціях з маловуглецевих та низьколегованих сталей наряду зі зварюванням з обробленням крайок широко використовується зварювання стикових швів і швів без обробки крайок. Збільшення частки основного металу в металі шва, характерним для цього випадку, та деяке збільшення вмісту в ньому вуглецю можуть підвищити міцністні властивості та знизити пластичні властивості металу шва.

Також для виготовлення поданої конструкції використовується механізоване зварювання в захисному газі.

При зварюванні маловуглецевих і низьколегованих сталей для захисту розплавленого електродного металу і металу зварювальної ванни широко використовують вуглекислий газ. В останні роки в якості захисних газів знаходять застосування суміші вуглекислого газу з киснем (до 30%) і аргоном (до 50%). Добавки кисню, збільшуючи окислюючу дію газового середовища на розплавлений метал, дозволяють зменшувати концентрацію легуючих елементів у металі шва. Це іноді необхідно при зварюванні низьколегованих сталей. Крім того, декілька зменшується розбризкування розплавленого металу, підвищується його рідкотекучесть. Пов'язуючи водень, кисень зменшує його вплив на утворення пор.

Добавки в вуглекислий газ аргону (іноді в цю суміш вводять кисень) змінюють технологічні властивості дуги (глибину проплавлення і форму шва, стабільність дуги та ін.) і дозволяють регулювати концентрацію легуючих елементів у металі шва.

Аргон і гелій в «чистому» вигляді у якості захисних газів знаходять обмежене застосування - тільки при зварюванні конструкцій відповідального призначення.

Зварювання в вуглекислому газі та його сумішах виконують плавким електродом. У деяких випадках для зварювання у вуглекислому газі використовують неплавкий вугільний або графітовий електрод. Однак цей спосіб знаходить обмежене застосування, наприклад при зварюванні бортових з'єднань маловуглецевих сталей товщиною 0,3 - 2 мм (каністр, корпусів конденсаторів і т.д.). Так як зварювання виконується без присадки, вміст кремнію і марганцю в металі шва невеликий. У результаті міцність з'єднання зазвичай складає 50 - 70% міцності основного металу.

При автоматичному і напівавтоматичному зварюванні плавким електродом швів, розташованих у різних просторових положеннях, зазвичай використовують електродний дріт діаметром до 1,2 мм; при зварюванні в нижньому положенні - діаметром 1,2 - 3,0 мм. Для зварювання маловуглецевих і низьколегованих сталей використовують леговані електродні дроти марок Св-08ГС і Св-08Г2С. Дріт марки 12ГС можна використовувати для зварювання низьколегованих сталей 14ХГС, 10ХСНД і 15ХСНД і спокійних маловуглецевих сталей марок ВСт1 і ВСт2. Однак з метою попередження значного підвищення вмісту вуглецю у верхніх шарах багатопрохідних швів цей дріт зазвичай застосовують для зварювання одно-трьох-шарових швів.

Підвищення корозійної стійкості швів в морській воді досягається з використанням електродного дроту марки Св-08ХГ2С. Структура і властивості металу шва і біляшовної зони у маловуглецевих і низьколегованих сталях залежать від марки використаного електродного дроту, складу та властивостей основного металу та режиму зварювання (термічного циклу зварювання, частки участі основного металу у формуванні шва і форми шва). Вплив цих умов зварювання і технологічні рекомендації приблизно такі ж, як і при ручному дуговому зварюванні та зварювання під флюсом.

Вуглекислий газ захищає розплавлений метал від взаємодії з повітрям, яке особливо шкідливе для зварювання унаслідок наявності в ньому азоту, який викликає пористість і крихкість металу шва.

Розбризкування металу при зварюванні призводить до підвищення трудомісткості на зачищення виробу, сопел при видаленні бризк. Крім того, накопичення бризк на соплі та наконечнику призводить до погіршення захисту ванни, викликаючи вимушені перерви в роботі на очищення від бризк, що знижує можливість використання зварювання в захисних газах на автоматичних та роботизованих установках.

Для автоматичного зварювання сталі під шаром флюсу слід використовувати флюс марки ОСЦ-45 та маловуглецевий електродний дріт Св-08А.

Для механізованого зварювання сталі в середовищі захисних газів слід використовувати низьколеговану проволоку Св-08Г2С та вуглекислий газ.

Таблиця 2.3. Хімічний склад електродного дроту марки Св-08А та Св-08Г2С

Элемент, %

Марка стали

низкоуглеродистая

легированная

Св08А

Св08Г2С

С не более

0,10

0,10

Мn

0,35-0,60

1,80-2,10

Si не более

0,03

0,70-0,95

Р S

0,030

0,030

0,030

0,025

Сr не более

0,12

0,20

Ni не более

0,25

0,25

Al не более

0,01

-

Сu не более

0,25

0,25

Таблиця 2.4. Хімічний склад флюсу ОСЦ-45

Марка флюсу

Химический состав флюса, %

SiO2

MnO

CaO

MgO

Al2O3

CaF2

Fe2O3

S

P

Не более

Не более

ОСЦ-45

38 - 44

38 - 44

6,5

2,5

5

6 - 9

2

0,15

0,1

2.4 Обробка крайок

Підготовка, або розробка, крайок деталей під зварювання полягає в наданні їм скосу необхідної форми: одностороннього чи двостороннього. Обробку крайок виконують на газорізальному чи механізованому устаткуванні в процесі виготовлення деталей. Лінії скосу можуть бути прямолінійними чи криволінійними. Зварювання може виконуватись по крайкам, що не мають скосу (різання виконане перпендикулярно до поверхні листа).

У випадку необхідності зварювання встик двох різних за товщиною листів, лист більшої товщини зрівнюють з листом меншої товщини шляхом зрізу його торця під кутом 15°. Такий скіс називається ласкою.

Конструктивні елементи розробки крайок деталей для зварювання в захисних газах, дугового та електрошлакового зварювання регламентуються державними стандартами.

Розробка крайок має різне призначення. При механізованому зварюванні в нижньому положенні листів товщиною до 20 мм розробка потрібна для розміщення наплавленого металу та утворення шва з невеликим посиленням та плавним переходом до металу шва. Повне проплавлення досягається за рахунок проникаючої властивості дуги. Проваром називається структурний зв'язок між основним металом та зварним швом по всій зоні їх контакту.

При нормальних режимах ручного зварювання в нижньому положенні можна забезпечити провар до 3...4 мм, при автоматичному зварюванні на підвищених режимах можна проварити товщину значно більше (10...12 мм), але форма шва може бути незадовільною.

При виборі форм підготовки крайок стикових з'єднань, поряд з необхідністю забезпечення провару, слід також врахувати технологічні та економічні фактори.

При автоматичному зварюванні під шаром флюсу, тип розробки крайок і їх розміри, а також умови їх збирання і зварювання залежать від конструкції зварного з'єднання, складу (марки) зварюваного матеріалу, умов зварювання і т, д. і звичайно вказуються в технічних умовах на виготовлення конструкцій або повинні відповідати ГОСТ 8713-79. Після розмітки деталей їх вирізують, використовуючи механічні способи, газову або плазмове різання. Після цього, якщо необхідно, обробляють кромки згідно з кресленням. Іноді операції вирізки деталі та підготовки кромок поєднують. Кромки підготовляють також механічними способами, газової або плазмовим різанням.

2.5 Підготовка крайок

Перед зварюванням заготовок слід поверхню шва і прилягаючі до нього поверхні мають бути зачищені від бризок металу, шлаку та інших забруднень. Зачищення може виконуватись наждачним кругом, фрезою, зубилом, проволочними щітками. При необхідності забруднені місця протирають ганчір'ям.

Ширина поверхні, яка зачищається при стикуванні заготовок перед зварюванням:

а) для стикових з'єднань мм (при підготовці крайок під автоматичне зварювання з примусовим формуванням шва L = 50 мм);

б) для таврових з'єднань мм; мм; мм; мм.

Після підготовки деталі зварних конструкцій надходять на складання.

Складанням називається процес послідовного з'єднання деталей між собою в порядку, що передбачений технологічним процесом, для наступного зварювання.

Перед складанням, за допомогою електроприхваток, скоб і інших тимчасових кріплень, встановлюють зазори по стиках і пазах відповідно до вимог під зварювання. У разі відхилення проміжків їх виправляють підрізуванням кромок листів або наплавленням. Для наплавлення використовують зварювальні матеріали, відповідні марці основного металу. Обов'язкова наступна зачистка наплавленого металу.

Для усунення зазорів між деталями при складанні вузлів і секцій ручний або механізований інструменту з прикладанням зусилля.

Процес складання закінчується постановкою електроприхваток або фіксацією вузла в складальному пристрої. Частіше застосовують электраприхватки, оскільки вони допускають транспортування складеного вузла. Розміри і кількість прихваток регламентовані ОСТ 5.9083-83. При складанні стикових з'єднань висота прихваток складає (0,5-0,7)s, де s - найменша з товщини, що з'єднуються, але не більше 12 мм. Довжина електроприхваток складає 20-50 мм, відстань між ними визначається залежно від товщини деталей, що з'єднуються.

Початок і кінець зварних з'єднань слід виконати на вивідних планках, при виконанні кільцевих швів початок і кінець зварного шва необхідно вивести на сам виріб, щоб уникнути виникнення дефектів зварних швів.

Для виготовлення горизонтальної цистерни в залежності від способу зварювання вибираємо типи зварних з'єднань, конструктивні елементи та розміри. При виконанні поздовжніх швів - автоматичне зварювання під шаром флюсу на неплавких мідних охолоджувальних підкладках використовуємо зварні з'єднання типу С19 згідно з ГОСТом 8713-79, при виконанні поперечних швів - механізоване зварювання в захисному газі на керамічних або скловолоконих прибираємих підкладках використовуємо зварні з'єднання типу С18 згідно з ГОСТом 14771-76 та Т1 згідно з ГОСТом 14771-76 (табл.. 2.1 і 2.2).

Таблиця 2.5. Конструктивні елементи та розміри зварних з'єднань (згідно ГОСТу 8713-79)

Умовне позначення зварного шва

Конструктивні елементи

s=s1, мм

b

?, не м.енее

m, не менее

e

g

Підготованих крайок деталей, що зварюються

Шва зварного з'єднання

Номин.

Пред.откл.

Номин.

Пред.откл.

Номин.

Пред.откл.

C19

8

2

±1,0

3

30

16

±3

1,5

±1,0

Таблиця 2.6. Конструктивні елементи та розміри зварних з'єднань (згідно ГОСТу 14771-76)

Умовне позначення зварного шва

Конструктивні елементи

s = s1

b

c

e

g

?, град ± 2

Підготованих крайок деталей, що зварюються

Шва зварного з'єднання

Номин.

Пред. откл.

Номин.

Пред. откл.

Номин.

Пред. откл.

Номин.

Пред. откл.

Т1

6-12

0

+1,5

-

-

-

-

-

-

-

С18

8-11

1

± 1

1

± 1

12

± 2

1,0

+1

20

2.6 Розрахунок режимів зварювання

Конструктивні елементи підготовки крайок і виконуваних швів для різних типів зварних з'єднань регламентуються державними стандартами: ГОСТ 5264-80* «Швы сварных соединений. Ручная электродуговая сварка»; ГОСТ 8713-79* «Швы сварных соединений. Автоматическая и полуавтоматическая сварка под флюсом»; ГОСТ 15164-78* «Сварные соединения и швы. Электрошлаковая сварка» ГОСТ 14771-76* «Швы сварных соединений. Электродуговая сварка в защитных газах». Наведені стандарти враховують можливість змінювати величину зварювального струму, напругу, діаметр електродного дроту і швидкість зварювання.

В умовах, коли зварювання виконується на великих струмах, великій густині струму і концентрації теплоти, можливе використання підвищеного притуплення, менших кутів розробки крайок і меншої величини зазору. При ручному дуговому зварюванні такі параметри, як величина зварювального струму, напруга на дузі і швидкість зварювання змінюються в невеликих межах, тому, щоб забезпечити проплавлення кромок деталей товщиною більше 4 мм, необхідно виконати розробку крайок.

При товщині листів 9…100 мм ГОСТ 5264-80 для стикових з'єднань передбачає обов'язкову розробку крайок і зазор залежно від товщини металу і типу з'єднання.

При зварюванні в середовищі вуглекислого газу тонким електродним дротом діаметром 0,8…1,2 мм підготовку крайок виконують згідно ГОСТ 14771-76*.

При механізованому зварюванні під флюсом згідно ГОСТ 8713-79 без скосу кромок можна зварювати встик листи товщиною до 20 мм, при великій товщині необхідно збільшувати зазор або виконувати розробку крайок. При обробленні з прямолінійним скосом крайок кут розробки (60 ± 5)°, при криволінійному скосі кромок - 25...26°. Притуплення c = 2…6 мм, зазор b = 0 + 1 мм. Прямолінійний скіс крайок застосовують для листів товщиною до 60 мм, для листів більшої товщини (до 160 мм) передбачений криволінійний скіс кромок з кутом розробки 25...26°, оскільки це забезпечує значно менший об'єм наплавленого металу і зменшує кутові деформації. Зварювання таврових з'єднань без скосу крайок можливе для металу завтовшки до 40 мм. Залежно від вимог що ставляться до міцності з'єднань, пов'язаних з наскрізним проваром, передбачені з'єднання з однобічним несиметричним скосом для товщини 8…30 мм і двостороннім симетричним - для товщини 30…60 мм. Таким чином, під час розрахунку оптимальних режимів дугового зварювання необхідно детально ознайомитися з конструктивними елементами зварних з'єднань, а потім приступити до розрахунку режимів зварювання.

2.6.1 Розрахунок режимів при автоматичному і механізованому зварюванні під флюсом

Розрахунок режиму зварювання починають з того, що задають необхідну глибину провару при зварюванні з першого боку

, (3.3)

мм. (3.3)

Потім визначають зварювальний струм, маючи на увазі, що в середньому кожні 80-100 А дають глибину провару 1 мм:

, (3.4)

або

, (3.5)

де h - задана глибина провару, мм; Кп - коефіцієнт пропорційності режиму, який залежить від роду струму і його полярності, від діаметра електроду і від складу флюсу (табл. 3.5).

Таблиця 2.7. Значення Кп в залежності від умов проведення зварювання

Марка флюсу або захисного газу

Діаметр електродного дроту

Кп, мм / 100А

Змінний струм

Постійний струм

Пряма полярність

Зворотна полярність

ОСЦ-45

2

1,30

1,15

1,45

3

1,15

0,95

1,30

4

1,05

0,85

1,15

5

0,95

0,75

1,10

6

0,90

-

-

АН - 348А

2

1,25

1,15

1,40

3

1,10

0,95

1,25

4

1,00

0,90

1,10

5

0,95

0,85

1,05

6

0,90

-

-

Вуглекислий газ

1,2

-

-

2,10

1,6

-

-

1,75

Зварювальний струм, розрахуємо за формулою (3.4):

(3.6)

Швидкість зварювання залежить від величини зварювального струму і для зварювання під шаром флюсу може бути визначена таким чином. При автоматичному зварюванні електродним дротом діаметром 4...6 мм

, (3.7)

. (3.8)

При цьому необхідно мати на увазі, що швидкість автоматичного однодугового зварювання без особливих технологічних прийомів не повинна виходити за межі 15...60 м/год. Верхня межа швидкості при механізованому зварюванні складає 30...35 м/год, нижня межа може бути до 10...12 м/год.

Діаметр електродного дроту визначають за величиною зварювального струму і допустимою густиною струму для електрода

, (3.9)

де j - густина струму, наближені значення якої приведені нижче:

Таблиця 2.8. Наближенні значення густини струму j в залежності від діаметру електродного дроту

Діаметр електрода, мм

2

3

4

5

6

Допустима густина струму, А/мм2

65...200

45...90

35...60

30...50

25...45

Діаметр електродного дроту визначаємо за формулою (3.9):

. (3.10)

Приймаємо діаметр дроту de = 4 мм.

Напругу на дузі приймають для стикових з'єднань 32...40 В, а для кутових 28...36 В. Більшим струму і діаметру електрода відповідає більша напруга на дузі.

Під час проектування технології необхідно особливу увагу звертати на забезпечення форми, розмірів і точності конструкції. Напруження, деформації, що утворюються внаслідок зварювання, можна визначити розрахунками [5,6].

Таблиця 2.9. Режим автоматичного зварювання під шаром флюсу при виконанні поздовжніх швів

Товщина металу s, мм

Параметри режиму

dе, мм

Iзв, А

Uд, В

Vзв, м/ч

8

4

630

35

40

Таблиця 2.10. Режим механізованого зварювання в вуглекислому газі при виконанні поперечних швів

Товщина металу s,

мм

Параметри режиму

dе, мм

Iзв, А

Uд, В

Vзв, м/ч

Витрата газу , л/хв

6-8

2

250-300

28-30

18-22

16-18

Таблиця 2.11. Трактор ТС-17М-1 для автоматичного зварювання

Марка апарата

Защита зоны сварки или наплавки

O проволоки, (ширина ленты), мм

Ток сварки Iсв при ПВ=65%, А

Скорость подачи проволоки, Vпр, м/ч

Скорость сварки (наплавки),Vсв, м/ч

Источник питания

ТС-17М-1

флюс

1,6-5,0

200-1000

52-403

16-126

ТДФ-1001

3. ТЕХНОЛОГІЯ СКЛАДАННЯ ТА ЗВАРЮВАННЯ КОНСТРУКЦІЇ

3.1 Підготовка конструкції до зварювання

На підставі проведеного аналізу поведінки металу при зварюванні, вибраного способу зварювання, запропонованих зварювальних матеріалів, розрахованих режимів зварювання та вибраних заходів щодо забезпечення точності конструкції необхідно визначитись з підготовкою заготовок до зварювання.

Форма розробки крайок вибирається в залежності від з'єднуваних заготовок відповідно до державних стандартів ГОСТ 5264-80, ГОСТ 8713-79, ГОСТ 14771-76, ГОСТ 15164-78.

Рисунок 3.1. Ширина зачищених поверхонь кромок з'єднуваних деталей або конструкцій: а, б, в - стикові з'єднання; г, д, е - таврові з'єднання

Перед складанням кромки заготівок зачищаються до металевого блиску згідно зі схемами, наведеними на рис. 5.1., та табл. 5.1.

Таблиця 3.1. Ширина зачищуваних поверхонь, що підлягають зварюванню

Позначення

Величина, мм

L1

e/2 + (5...10)

L2

К + (5...10) або е + (5...10)

L3

S + 2K + (5...10)

L4

S + 2g + (5...10)

L5

S + (g + K1) + (5...l0)

L6

K1 + (5 ? 10)

3.2 Складання зварної конструкції

Мета складання полягає в забезпеченні правильного взаємного розташування і закріплення складових зварної конструкції перед зварюванням. Для виконання складальних операцій використовують складальне або складально-зварювальне устаткування і пристрої. В першому випадку використання пристроїв закінчується після установки прихоплень. У випадку використання складально-зварювального устаткування конструкція звільняється від пристроїв лише після зварювання. Складально-зварювальне устаткування може слугувати для фіксування заготівок, зменшення деформацій у наслідок жорсткого закріплення, для виконання попереднього зворотного очікуваним деформаціям вигину і т.п.

Прихоплення під час складання можуть використовуватись для закріплення заготівок між собою та тимчасового закріплення складального або складально-зварювального устаткування та пристроїв.

Кількість прихоплень, що закріплюють елементи складної форми може сягати до 10 на 1 п.м на звичайних конструкціях 1...2 на п.м.

Можуть використовуватись точкові і жорсткі прихоплення.

Точкові прихоплення довжиною 10...20 мм слугують для забезпечення незмінного зазору між крайками і для запобігання виходу заготівки із площини стикового з'єднання.

Жорсткі прихоплення довжиною 50...70 мм ставлять на кінцях стикових з'єднань. Вони сприймають зусилля від деформації конструкції.

В таврових з'єднаннях характер і ефективність роботи прихоплень залежить від її розташування відносно лінії дії зовнішнього зусилля. Під дією згинального моменту в сторону прихоплення, воно буде руйнуватися від кореня шва і матиме незначний опір дії моменту.

Розміри поперечного перерізу прихоплень повинні бути такими, щоб під час зварювання вони повністю переплавлялися.

В деяких випадках (зварювання на мідному повзуні, зварювання на керамічних формувальних підкладках та ін.) деталі закріплюються за допомогою гребінок, виготовлених із листового металу (див. рис.6.1, а).

Рисунок 3.2. Вивідні планки:

а - кутових швів; б - стикових швів без розробки крайок; в - стикових швів з розробкою крайок

На кінцях складених з'єднань установлюються вивідні планки (рис. 3.2). Вони слугують для забезпечення початку і завершування процесу зварювання за межами виробу. Вивідні планки виготовляються із того матеріалу і такої ж товщини, як і зварювані заготівки і мають аналогічну підготовку крайок і закріплюються до них стиковим швом. Складальна операція має забезпечити правильне взаємне розташування і закріплення деталей виробу, що складається. Для виконання складальної операції використовують складальне або складально-зварювальне устаткування.

Для механізованого зварювання в середовищі СО2 використовується установка ACTA /8/, на якій виконується зварювання конструкції.

Зварювальна установка ACTA призначена для автоматичного зварювання електродом, що плавиться в електродом, що не плавиться в захисному газі стикових, кутових і напусткових з'єднань корпусів теплообмінних апаратів із вуглецевих та корозійно-стійких сталей.

Установка складається з рами, трьох колон, приводу, зварювальних головок, шафи керування і переносних пультів керування.

На рамі встановлені два ряди роликових опор: привідні опори з електроприводом і вільно сидячі перекидні опори.

По кінцям рами в поперечному напрямі переміщуються два візка, що несуть колони зі штангами. Штанги мають горизонтальний хід вздовж оболонки. На кожній штанзі встановлена зварювальна головка, подаючий механізм зварювальної проволоки і касета.

На колоні візка, що переміщується вздовж рами, встановлена штанга, яка має вертикальний і горизонтальний хід. На штанзі змонтована зварювальна головка для зварювання в захисному газі плавким електродом кільцевих і поздовжніх стикових з'єднань корпуса, а також приварювання до зовнішньої поверхні корпусу деталей насичення.

3.3 Визначення послідовності зварювання швів цистерни

При зварюванні деталей можуть виникнути зварювальні деформації, що призводять до втрати деталлю форми. Щоб уникнути виникнення деформацій використовують раціональне проектування зварних швів.

З метою попередження виникнення напружень та деформацій слід в першу чергу зварювати стикові шви, а таврові шви - наступними.

Для поданої конструкції послідовність зварювання швів така:

1. Зварювання поздовжнього стика обичайки.

2. Приварювання днища кільцевим швом.

3. Зварювання штуцерів.

4. МЕТОДИ ЗМЕНШЕННЯ ЗВАРЮВАЛЬНИХ НАПРУЖЕНЬ

У основі відомих методів зменшення зварювальних напружень і зміни форми зварних конструкцій лежать три основні способи їх регулювання [5,6].

Зменшення об'єму металу, що піддається пластичній деформації на стадії його нагрівання і зменшення самої пластичної деформації.

Створення в зонах пластичних деформацій, що утворилися від нагрівання, додаткових деформацій протилежного знаку. Це може бути виконано як в процесі охолодження, так і після повного охолодження.

Компенсація деформацій і переміщень шляхом симетричного розташування швів, створення додаткових зон пластичних деформацій, попереднього переміщення, забезпечення вільної усадки та ін.

Попереднє підігрівання впливає на термічний цикл при зварюванні, змінює температурні поля і зварювальні деформації, а також у ряді випадків і властивості металу. Це сприяє зменшенню максимальних залишкових напружень. При підігріванні до дуже високих температур, при яких ?T мале, залишкові напруження також малі.

Проковування застосовується як під час охолодження металу безпосередньо після зварювання, так і після повного охолодження. Проковуванням осаджують метал по товщині, створюючи пластичні деформації подовження в площині, перпендикулярній напряму удару. Цим досягають зменшення розтягувальних або навіть появи стискувальних залишкових напружень. Слід звернути увагу на зниження пластичності металу в наслідок проковування.

При імпульсній обробці вибухом використовують заряди стрічкового типу, які укладають на оброблювані поверхні. Вибух, який проводять в спеціальній камері, створює напруження в поверхневому шарі. Застосовується цей метод як засіб підвищення витривалості зварних з'єднань при змінних навантаженнях. При такій обробці відбувається перерозподіл залишкових напружень.

Прокатування зони зварного з'єднання використовується головним чином для зменшення залишкових переміщень або для загладжування поверхні швів. У місцях прокатування розтягувальні напруження зменшуються і можуть стати стискувальними.

Під час зварювання можуть здійснюватися навантаження так, щоб в зоні зварювання створити розтягувальні напруження. Це зменшує залишкові розтягувальні напруження і усадочну силу. Якщо навантаження проводиться після зварювання, необхідно, щоб напруження від навантаження складалася із залишковими розтягувальними напруженнями і викликали пластичні деформації. Після зняття навантаження напруження знижуються. Для повного зняття напружень, напруження від навантаження мають бути близькими до межі текучості металу, що зазвичай важко досягти.

Застосовують як статичне, так і вібраційне навантаження. У останньому випадку напруження знижується незначно, але цього буває достатньо, щоб сума робочих і залишкових напружень не змінювали розмірів конструкції при експлуатації.

Створення нерівномірних розігрівання і охолодження. Якщо створити з двох сторін зварного з'єднання нагріті зони, то метал, розширюючись, викличе розтягування уздовж шва і стиснення поперек шва. Така схема напружень сприятлива для протікання пластичних деформацій вздовж шва, необхідних для зменшення залишкових розтягувальних напружень.

Якщо створювати концентроване охолодження ділянки з розтягувальними напруженнями, то вона скорочуватиметься і залишкові напруження будуть складатися з розтягувальними напруженнями від охолоджування Це викличе пластичну деформацію і подальше зниження залишкових напружень після вирівнювання температур.

Місцеве концентроване нагрівання окремих зон застосовують, щоб викликати усадку металу в місці нагрівання і створити напруження стискання в сусідніх зонах. Як засіб регулювання напружень він знаходить застосування в суднобудуванні.

Відпуск зварних конструкцій застосовують для зміни структури і властивостей металу і зниження залишкових напружень. Використання відпуску для зниження залишкових напружень доцільно, якщо ставляться підвищені вимоги до міцності зварної конструкції і точності її розмірів. Крім того, інколи доцільно відновити пластичні властивості металу в зонах, де концентрувалися пластичні деформації при зварюванні, а також підвищити опірність крихким руйнуванням. Розрізняють загальний відпуск, коли рівномірно нагрівають виріб цілком; місцевий - нагрівають лише частину конструкції в зоні зварного з'єднання; поетапний - джерело нагрівання рухається уздовж конструкції, наприклад труби або оболонки, і послідовно нагріває її ділянки; по елементний - термічній обробці піддають вузли зварної конструкції, а потім зварюють їх між собою. Основна перевага відпуску як методу зниження залишкових напружень в тому, що він не викликає пластичних деформацій, які б зменшували пластичність металу.

Операція відпуску складається з чотирьох стадій: нагрівання, вирівнювання температур, витримки і охолодження. В основному напруження знімаються на стадії нагрівання. Ступінь зниження напружень залежить в основному від температури нагрівання і мало залежить від швидкості нагрівання. В процесі витримки відбувається додаткове деяке зниження напружень.

Тривала витримка, як засіб зниження напружень, не рекомендується. Ефективніше трохи підвищити температуру відпуску. Потрібно призначати таку температуру відпуску для зниження напружень, але щоб унеможливити перехід сталі в крихкий стан.

Як зазначалося, при зварюванні і термічній обробці масивних деталей в глибині металу утворюються об'ємні напруження. Їх зменшення відбувається значною мірою із-за пластичних деформацій і релаксації напружень в поверхневих шарах, а не в глибині металу. Повзучість металу на поверхні викликає перерозподіл напружень, і відбувається їх зниження у всьому об'ємі тіла. Слід мати на увазі, що максимальні напруження в областях з об'ємним напруженим станом в 2...2,5 рази вищі, ніж при одновісній або двовісній схемі напружень. Збільшення тривалості витримки в цих випадках не дає позитивного ефекту, оскільки уповільнення релаксації напружень на поверхні є причиною такого ж сповільненого зниження напружень в глибині. Температури відпуску (°С), що забезпечують зниження залишкових напружень до рівня (0,05...0,2) ?T, для різних металів приведені в таблиці 3.1:

Таблиця 4.1. Температури відпуску для різних металів

Тип металу

Т, °С

Тип металу

Т, °С

Магнієві сплави

250...300

Конструкційні сталі

580... 680

Алюмінієві сплави

250...300

Аустенітні сталі

850...1050

Титанові сплави

550...600

Ніобієві сплави

1100...1200

5. МЕТОДИ ЗМЕНШЕННЯ ДЕФОРМАЦІЙ І ПЕРЕМІЩЕНЬ ВІД ЗВАРЮВАННЯ

Заходи щодо зменшення деформацій і переміщень від зварювання передбачаються на всіх етапах проектування і виготовлення більшості зварних конструкцій [2, 4, 5, 6].

На стадії розробки проекту потрібно приймати такі конструктивні рішення, які б дозволили технологові уникнути значних деформацій зварної конструкції і, якщо необхідно, організувати правку.

1. Призначають мінімальні об'єми металу, що наплавляється, переріз кутових швів слід приймати за розрахунком на міцність або відповідно до рекомендацій щодо мінімальних катетів швів. Площа поперечного перерізу і погонна енергія при однопрохідному зварюванні, усадочна сила і поперечна усадка пропорційні квадрату катета шва (K2).

2. Використовують способи зварювання з мінімальним тепловкладенням, наприклад, контактне зварювання замість дугового, багатопрохідне замість однопрохідного. При призначенні способу зварювання слід мати на увазі допустимі швидкості охолодження металу і не перевищувати їх.

3. Балочні конструкції проектують з таким поперечним перерізом і розташуванням швів, щоб моменти, що створюються усадочними силами, були зрівноваженими, а кути зламу від поперечних швів взаємно компенсували прогинання.

4. Слід прагнути до такої послідовності складально-зварювальних операцій, коли моменти інерції і площі поперечних перерізів конструкції під час виконання тих або інших швів були по можливості максимальними. Наприклад, послідовне нарощування елементів в складних конструкціях дає більші зміни розмірів, ніж складання всієї конструкції на прихопленнях і наступним зварюванням.

5. В деяких випадках доцільно забезпечити вільне скорочення елементів від усадки, щоб не викликати зміни форми конструкції в цілому. Наприклад, стикове з'єднання листів виконують без закріплення їх до інших частин конструкції, забезпечуючи можливість безперешкодної поперечної усадки швів.

6. У конструкціях з тонкостінними елементами шви розташовують або на жорстких елементах, або поблизу них.

7. У всіх випадках, коли є небезпека небажаної зміни розмірів і форми конструкції, проектування ведуть так, щоб забезпечити можливість подальшої правки.

При розробці технології і здійсненні зварювання використовують наступні заходи.

1. Застосовують раціональну послідовність складально-зварювальних операцій, яка або передбачена проектом конструкції, або вибрана технологом в межах можливостей, що є у нього. Наприклад, конструкцію розчленовують на окремі вузли, які можуть бути окремо легко виправлені, а потім зварені між собою з мінімальними відхиленнями.

2. Призначають економічні способи і режими зварювання з мінімальним тепловкладенням і таким характером зміни форми, який допустимий для конструкції. Наприклад, регулюванням швидкості охолодження і хімічного складу металу шва змінюють характер структурних перетворень і усадочну силу; застосовують багатопрохідне зварювання.

3. Застосовують відповідне оснащення і пристрої для складання і закріплення зварюваних елементів. Вони особливо ефективні для ліквідації тимчасових переміщень, які значні за розміром, але не супроводжуються великими усадочними силами, наприклад притискання тонких листів до стенду при зварюванні стикових з'єднань, закріплення ребер і діафрагм при виконанні кутових швів, утримання листа в площині при контактному точковому і шовному зварюванні, фіксація елементів рами при зварюванні її в кутах і перехрестях.

4. Призначають розміри заготовок з врахуванням подальшої усадки, наприклад, виставляння зазору по довжині при електрошлаковому зварюванні, компенсація кута при зварюванні стикових з`єднань, створення попередньої кривизни балки зворотної очікуваним деформаціям шляхом викроювання стінки з кривизною.

5. Попередньою пластичною деформацією заготівок перед зварюванням створюють переміщення, протилежні очікуваним внаслідок зварювання. Наприклад, згинають полиці, щоб зменшити грибовидність внаслідок виконання подовжніх швів балки, розкочують краї оболонок перед зварюванням кільцевих швів, згинають краї отворів в штампованих оболонках, щоб компенсувати наступне переміщення з'єднання до осі оболонки.

6. Штучним охолодженням зменшують зону пластичних деформацій.

7. Створюють в зоні зварювання за допомогою пристроїв або спеціальних установок напруження розтягування (зазвичай шляхом вигину, рідше розтягуванням), щоб зменшити усадочну силу. Такий прийом використовують при зварюванні балок.

8. Створюють безпосередньо після зварювання пластичні деформації подовження проковуванням металу спеціальним інструментом або зварювальним електродом при точковому контактному зварюванні.

Для правки конструкцій після зварювання використовують різні механічні і термічні способи.

Механічні способи засновані на створенні пластичних деформацій подовження з метою компенсації пластичних деформацій скорочення, викликаних зварюванням. Здійснюється за рахунок згинання, розтягування, проковування, статичного осаджування металу по товщині під пресом для його подовження в площині, вібрації, плющення. При цьому прагнуть до того, щоб забезпечити рівномірне зменшення пластичних деформацій і залишкових напружень в зоні зварного з'єднання. Необхідно, щоб усадочна сила наближалась до нуля.

Правку здійснюють механічним і термічним способом. Механізм та процеси, що супроводжують правку викладено в [1].

Термічні способи засновані на створенні пластичних деформацій необхідного знаку. При місцевих нагріваннях (так звана термічна правка) створюють пластичні деформації скорочення. Це означає, що нагрівання, як правило, повинне проводитися поза зонами пластичних деформацій, що утворилися внаслідок зварювання. Вуглецеві сталі зазвичай нагрівають газовим полум'ям до 600-800 °С. Нагрівання ведуть плямами або смугами. Необхідно прагнути до короткочасного і концентрованого нагрівання, щоб сусідні зони залишалися не нагрітими і чинили опір розширенню нагрітого металу, викликаючи в ньому усадку.


Подобные документы

  • Характеристика виробу і матеріалу. Аналіз технологічності конструкції і технології виготовлення виробу. Вибір маршрутної схеми, зварювальних матеріалів і обладнання. Обґрунтування вибору способу та режиму зварювання. Контроль якості зварних з'єднань.

    курсовая работа [1,5 M], добавлен 16.11.2015

  • Вибір обладнання для зварювання кільцевих швів теплообмінника і його закріплення на обладнанні. Перевірочний розрахунок найбільш навантажених вузлів пристрою. Розробка схеми технологічних процесів для виготовлення виробу і визначення режимів зварювання.

    курсовая работа [401,7 K], добавлен 28.01.2012

  • Організація робочого місця зварювача. Вибір зварювальних матеріалів для виготовлення кришки. Механічні властивості сталі 09Г2С. Розрахунки зварних швів на міцність, їх дефекти. Контроль якості зварних з'єднань. Зовнішні характеристики перетворювача.

    курсовая работа [2,4 M], добавлен 29.11.2014

  • Аналіз технологічності деталі. Обгрунтування методу виготовлення заготовки. Вибір металорізальних верстатів. Вибір різального інструменту. Розрахунок режимів різання. Розробка конструкції верстатного пристрою. Розробка конструкції контрольного пристрою.

    курсовая работа [368,8 K], добавлен 18.11.2003

  • Характеристика зварної конструкції балона побутового та матеріали для його виготовлення. Технічні умови на виготовлення балона, правила його будови та безпечної експлуатації. Розрахунок режимів зварювання. Визначення витрат зварювальних матеріалів.

    курсовая работа [404,7 K], добавлен 09.08.2015

  • Розробка технологічного процесу виготовлення деталі "тяга": вибір методу виготовлення заготовки, устаткування і інструмента для кожної операції технологічного процесу, призначення послідовності виконання операцій, розрахунок елементів режимів різання.

    курсовая работа [459,6 K], добавлен 27.09.2013

  • Розрахунок режимів різання розрахунково-аналітичним методом для токарної та фрезерної операції. Знаходження коефіцієнтів для визначення складових сили різання. Визначення загального поправочного коефіцієнту на швидкість різання. Види фрезерних операцій.

    контрольная работа [1,2 M], добавлен 04.07.2010

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.