Цель выполнения курсового проекта

Курсовой проект

По дисциплине:

 

“Производство сварных конструкций”

 

Вариант №7

 

	Выполнил студент группы: 5216 Девятеров М.В Проверил: Марков С.П.

 

 

г. Санкт-Петербург

2019г.

СОДЕРЖАНИЕ

Цель выполнения курсового проекта. 3

Задачи. 3

1. Исходные данные. 4

2. Описание конструкции. 5

3. Анализ вариантов технологических операций для изготовления элемента трубопровода. 5

3.1. Резка листовых заготовок для изготовления труб. 5

3.2. Подготовка кромок под сварку. 5

3.3. Изготовление труб. 6

4. Выбор способа сварки. 7

4.1. Вид сварки. 7

4.2. Сварка под слоем флюса. 7

4.3 Сварка в среде защитных газов. 8

4.4. Защитная среда для сварки. 8

4.5. Защитная среда для приварки фланцев. 9

4.6. Электродная проволока. 10

5. Характеристика и свариваемость материала. 11

6. Выбор оснастки/приспособления, обеспечивающего минимальные затраты времени на изготовление. 13

6.1. Резка листовых заготовок для труб. 13

6.2. Изготовление труб. 13

6.3. Сварочное оборудование для сварки продольных и кольцевых швов. 14

7. Расчёт режимов для автоматической сварки под слоем флюса. 19

8. Методы контроля качества сварных швов. 22

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.. 24

 

Цель выполнения курсового проекта

Ознакомится с разработкой технологической цепочки изготовления сварных конструкций. Работа выполнятся для изделия по конкретному чертежу/эскизу, который выдаёт преподаватель.

Задачи

1. Дать характеристику свариваемости материала, из которого изготовлена конструкция.

2. Рассмотреть варианты принципиальной технологии конструкции/узла и обосновать выбранный вариант;

3. Выбрать и обосновать способ сварки, обеспечивающий высокую производительность и качество выполненных сварных швов, а также экономическую целесообразность применения того или иного способа сварки;

4. Выбрать конструктивные элементы разделки кромок и способ, их выполнения;

5. Выбрать необходимое сварочное оборудование;

6. Определить необходимую оснастку/приспособления, обеспечивающую минимальную затрату времени на изготовление/сварку узла;

7. Выбор и расчёт режимов сварки;

8. Рекомендовать методы контроля качества сварных швов для рассматриваемой конструкции.

 

 

Исходные данные.

· Наименование конструкции - элемент трубопровода;

· Материал – 09Г2С;

· L = 6000 мм;

· D_т = 470 мм;

· D_ф = 670мм;

·  d = 12 мм.

Рисунок 1.1 - Чертёж изделия

 

Рисунок 1.2 - 3D

 

Описание конструкции.

Составные части элемента трубопровода:

- Фланец: 2-670-27 ст. 09Г2С ГОСТ 19281-89;

- Трубы:

3. Анализ вариантов технологических операций для изготовления элемента трубопровода.

Подготовка кромок под сварку.

Для обработки кромок под сварку, а именно подготовки разделки кромки на кольцевых стыках возможны два варианта:

- Обработка на строгальном станке;

- Обработка ручным фаскоснимателем.

В наше время продольно-строгальные станки применяются для обработки различных поверхностей и плоскостей стальными резцами. С их помощью можно качественно обработать не только крупные и сложные конструкции, но и мелкие и средние детали, требующие особого подхода и сноровки. К одному из преимуществ работы на строгальном станке, является простая и быстрая наладка и отстройка механизма. Установка деталей крупных размеров совсем несложная. Совокупность этих факторов указывает не только на экономическую выгоду, но и простоту работы и обслуживания.

Ручные фаскоснимтели имеют более низкую стоимость, а работа с ними более трудоемкая. Недостатком также является необходимость дополнительных обработок труб перед их применением, но при этом листы после обработки можно передавать на сварку, не подвергая дополнительным обработкам.

Исходя из перечисленных преимуществ строгальных станков выбираем данный вид обработки кромок при изготовлении расширительной емкости.

Изготовление труб.

Изготовление труб диаметром 470 мм можно произвести следующими способами:

- Трёхвалковые вальцы;

- Чертырёхвалковые вальцы.

Преимущества трехвалковых вальцов заключаются в том, что они способны гнуть профили большого размера, а также профили малых размеров и радиусов, в сочетании со значительной полезной длиной и повышенной жесткостью поддерживающих валов, с межцентровым расстоянием между вальцами, имеющим широкий диапазон изменчивости.

Четырехвалковые вальцы обладают следующими преимуществами:

1. Благодаря более совершенной функции гибки и подгибки, достигается наиболее укороченный плоский край.

2. За один проход возможно осуществление вальцовки. В том числе и подгибка с двух краев листового металла, при достаточной мощности машины.

3. Исключается предварительная операция по подгибке металла с обоих краев, как того требовалось при использовании трехвалковых машин.

4. Автоматический режим подгибки позволяет обойтись без перезаправки листа. Если в трехвалковых станках требовалась наклонная подача, то в четырехвалковых станках листовой прокат заправляется горизонтально.

Так как на трехвалковых вальцах возможно обработать металлический лист толщиной S=12 мм, ширины l=1500мм и длины l=3000 мм, качество гибки на высоком уровне, а также обеспечивает нужный результат за 1-2 прохода, при этом стоимость данного типа вальцов значительно ниже, выбираем данный вид вальцов.

Выбор способа сварки.

Вид сварки.

В процессе формирования сварного соединения участвует сталь Ст3, которая обладает хорошей свариваемостью.

Для сварки расширительной емкости реально возможны два вида сварки:

- сварка под слоем флюса;

- сварка в среде защитных газов.

Сварка под слоем флюса.

    Преимущества сварки под флюсом:

Обеспечивается высокое и стабильное качество сварки. Это достигается за счет надёжной защиты сварочной ванны и металла шва в период кристаллизации и охлаждения от воздействия атмосферы (кислорода, азота воздуха); пониженный расход электродного металла, и пониженный расход электроэнергии.

Недостатки:

Сварка ведётся только в нижнем положении, хотя возможность применения для сварки кольцевого шва существует, но это сопровождается усложнением и удорожанием применяемой оснастки; значительны затраты времени на засыпку флюса и удаления шлака; требования к чистоте поверхности выше, чем при сварке в защитных газах.

 

Защитная среда для сварки.

При изготовлении емкости применяется сталь 09Г2С – это конструкционная низколегированная сталь; при автоматической сварке под слоем флюса этой стали в качестве защитной среды наиболее распространён флюс. Однако процесс сварки под слоем флюса обладает наряду неоспоримыми достоинствами, например более высокие технологически свойства (защита, формирование, отделимость шлаковой корки и др.) и меньшая стоимость, возможность в более широких пределах легировать металл шва через флюс.

Недостатками сварки под слоем флюса, является повышенная жидкотекучесть расплавленного металла и флюса. Поэтому сварка возможна только в нижнем положении при отклонении плоскости шва от горизонтали не более чем на 10—15⁰. В противном случае нарушится формирование шва, могут образоваться подрезы и другие дефекты. Это одна из причин, почему сварку под флюсом не применяют для соединения поворотных кольцевых стыков труб диаметром менее 150 мм.

 

Кроме того, этот способ сварки требует и более тщательной сборки кромок под сварку и использования специальных приемов сварки. При увеличенном зазоре между кромками возможно вытекание в него расплавленного металла и флюса и образование в шве дефектов [7].

Наиболее перспективным с точки зрения высоких сварочно-технологических характеристик является флюс АН-22. Он обеспечивает оптимальное сочетание сварочно-технологических характеристик, стоимости выполнения сварочных работ и качества сварных конструкций.

По сравнению со сваркой под слоем флюса ФЦ-16, он обеспечивает:

- плавный переход от наплавленного к основному металлу;

- снижение трудоемкости при зачистке основного металла от шлака в 8-10 раз;

- повышение производительности труда сварщиков на 20-30%;

- хорошая отделимость шлаковой корки;

- повышение показателей механических свойств металла шва, в том числе значения ударной вязкости при отрицательных температурах;

- улучшение санитарно-гигиенических и экологических характеристик процесса сварки.

Ввиду требований, предъявляемых для сварки данного вида, стали и более высокой производительности сварки, по сравнению с флюсом ФЦ-16, выбираю сварку под слоем флюса АН-22. Наименьшие затраты на зачистку.

Электродная проволока.

Для сварки расширительной емкости под слоем флюса рекомендуется использовать сварочную проволоку:

- Св-10ГА;

- Св-10Г2.

Они обеспечивают малую загрязнённость металла шва оксидными включениями. Меньшая загрязнённость металла шва оксидными включениями при сварке стали обусловлена более рациональным содержанием Si и Mn; при котором продукты раскисления формируются в виде жидких силикатов.

 

Таблица 1 - Химический состав рекомендуемых электродных проволок по ГОСТ 2246-70

Марки проволоки	С, не более	Mn, не более	Si, не более	Cr, не более	Ni, не более	Mо, не более	Ti, V	S	P
								не более
Св–10ГА	0.04	0,87	0.03	-	-	-	-	0,012	0,011
Св-10Г2	0.12	0,12–0,35	0,4-0,7	-	1-1,5	-	0,4-0,5	-	-

 

Выбираем проволоку Св–10ГА, так как хим.состав наиболее близок к свариваемым материалам, а также даёт возможность обеспечить равнопрочность сварного шва основному металлу и обеспечивает требуемые механические свойства.

 Для сварки и приварки фланца в среде защитных газов рекомендуется использовать сварочные проволоки Св-08Г2С и Св–08Г2; они обеспечивают малую загрязнённость металла шва оксидными включениями. Меньшая загрязнённость металла шва оксидными включениями при сварке стали обусловлена более рациональным содержанием Si и Mn; при котором продукты раскисления формируются в виде жидких силикатов.

Изготовление труб.

Для изготовления обечайки используем вальцовочный станок ИБ2222В, обладающий высоким качеством и надежностью.

Вальцовочный станок ИБ 2220В специально разработан для работы с листами толщиной до 16 мм. Схема вальцовки обечайки показана на рис.6.2.1.

Рисунок 6.2.1 – Схема вальцовки.

Таблица 3 – Технические характеристики вальцовочного станка ИБ2222В

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Акулов А.И., Бельчук Г.А., Демянцевич В.П. Технология и оборудование сварки плавлением. –М: Машиностроение, 1977. – 432 с.

2. Николаев Г.А., Винокуров В.А. Сварные конструкции. Расчет и проектирование. -М.: Высшая школа, 1990. -446 с.

3. Николаев Г.А., Куркин С.А. Сварные конструкции. Технология изготовления, механизация, автоматизация и контроль качества в сварочном производстве.- М.: Высшая школа, 1991. – 398 с.

4. Никифоров Г.Д., Технология и оборудование сварки плавлением. –М: Машиностроение, 1978.- 278 с.

5. Справочное издание «Сварка в машиностроении» в 4 томах.-М: Машиностроение.

6. Волченко В.Н. Контроль качества сварных конструкций. -М.: Машиностроение, 1986. – 52 с.

7. Глизманенко Д.Л. Газовая сварка и резка металлов. Изд. Высшая школа - М, 1973. – 271 с.

8. Куркин С.А., Ховов В.М., Рыбачук A.M. Технология, механизация и автоматизация производства сварных конструкций. Атлас. -М.: Машиностроение, 1989. -327с.

9. Евстифеев Г.А., Веретенников И.С. Средства механизации сварочного производства. – М: Машиностроение, 1977. – 264 с.

10. Проектирование сварных конструкций в машиностроении./ Под ред. Куркина С.А.- М: Машиностроение, 1975.

11. Пешковский О.И., Технология изготовления металлических конструкций, - М: Стройиздат, 1990.

12. Номенклатурный каталог. Электротермическое оборудование. Серия 12.НК 12.0.01-84. Электропечи сопротивления термодинамического действия.

13. Гуревич С.М. Справочник по сварке, -К   : Наукова думка, 1981.

Курсовой проект

По дисциплине:

 

“Производство сварных конструкций”

 

Вариант №7

 

	Выполнил студент группы: 5216 Девятеров М.В Проверил: Марков С.П.

 

 

г. Санкт-Петербург

2019г.

СОДЕРЖАНИЕ

Цель выполнения курсового проекта. 3

Задачи. 3

1. Исходные данные. 4

2. Описание конструкции. 5

3. Анализ вариантов технологических операций для изготовления элемента трубопровода. 5

3.1. Резка листовых заготовок для изготовления труб. 5

3.2. Подготовка кромок под сварку. 5

3.3. Изготовление труб. 6

4. Выбор способа сварки. 7

4.1. Вид сварки. 7

4.2. Сварка под слоем флюса. 7

4.3 Сварка в среде защитных газов. 8

4.4. Защитная среда для сварки. 8

4.5. Защитная среда для приварки фланцев. 9

4.6. Электродная проволока. 10

5. Характеристика и свариваемость материала. 11

6. Выбор оснастки/приспособления, обеспечивающего минимальные затраты времени на изготовление. 13

6.1. Резка листовых заготовок для труб. 13

6.2. Изготовление труб. 13

6.3. Сварочное оборудование для сварки продольных и кольцевых швов. 14

7. Расчёт режимов для автоматической сварки под слоем флюса. 19

8. Методы контроля качества сварных швов. 22

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.. 24

 

Цель выполнения курсового проекта

Ознакомится с разработкой технологической цепочки изготовления сварных конструкций. Работа выполнятся для изделия по конкретному чертежу/эскизу, который выдаёт преподаватель.

Задачи

1. Дать характеристику свариваемости материала, из которого изготовлена конструкция.

2. Рассмотреть варианты принципиальной технологии конструкции/узла и обосновать выбранный вариант;

3. Выбрать и обосновать способ сварки, обеспечивающий высокую производительность и качество выполненных сварных швов, а также экономическую целесообразность применения того или иного способа сварки;

4. Выбрать конструктивные элементы разделки кромок и способ, их выполнения;

5. Выбрать необходимое сварочное оборудование;

6. Определить необходимую оснастку/приспособления, обеспечивающую минимальную затрату времени на изготовление/сварку узла;

7. Выбор и расчёт режимов сварки;

8. Рекомендовать методы контроля качества сварных швов для рассматриваемой конструкции.

 

 

Исходные данные.

· Наименование конструкции - элемент трубопровода;

· Материал – 09Г2С;

· L = 6000 мм;

· D_т = 470 мм;

· D_ф = 670мм;

·  d = 12 мм.

Рисунок 1.1 - Чертёж изделия

 

Рисунок 1.2 - 3D

 

Описание конструкции.

Составные части элемента трубопровода:

- Фланец: 2-670-27 ст. 09Г2С ГОСТ 19281-89;

- Трубы:

3. Анализ вариантов технологических операций для изготовления элемента трубопровода.