Сварка  ведется на постоянном токе обратной полярности.

       Ручная дуговая сварка

     Основной  особенностью ручной дуговой сварки стали 15ГС является получение требуемого состава металла шва при сварке. Получению металла шва с необходимыми химическим составом и структурами и уменьшению угара легирующих элементов способствует применение электродов с фтористокальциевым (основным) покрытием и поддержание короткой дуги без поперечных колебаний электрода. Последнее уменьшает и вероятность образования дефектов на поверхности основного металла в результате прилипания брызг.

     Тип покрытия электрода определяет необходимость использования постоянного тока обратной полярности, величину которого назначают так, чтобы отношение его к диаметру электрода не превышало 25—30 А/мм. В потолочном и вертикальном положениях сварочный ток уменьшают па 10—30% по сравнению с током, выбранным для нижнего положения сварки. Сварка ведется на постоянном токе обратной полярности [5].

     Выбор материалов для ручной сварки

      Для сварки ответственных конструкций из низкоуглеродистых и низколегированных сталей выбираем тип электрода Э50А марки УОНИ-13/55-3,0. Ток - постоянный, полярность -  обратная [4].

 

3 Проектирование технологии  сборки и сварки

3.1 Расчёт (выбор) режимов сварки

      Расчет  режима сварки соединения №1. Для сварки полукорпусов, на основании РД 2730.940.102-92, выбираем режимы сварки под слоем флюса. Параметры приведены в таблице 3.1.

      Таблица 3.1 - Параметры режима автоматической сварки под флюсом для шва №1.

 

      Исходя  из габаритов конструкции длина проходов будет следующая:

      Для первого прохода: L = 1210мм.

      Для заполняющих проходов: L = 1330мм.

      Для облицовочного прохода: L = 1430мм.

      Для определения площадей наплавки используют следующую формулу:

                                                  _{,                                         (3.1)}

      Где α_Н – коэффициент наплавки, при сварке под флюсом на постоянном токе обратной полярности,   α_Н = 11,6 г/А·ч

      Определяем  площадь наплавки при выполнении корневого прохода:

      Определяем  площадь наплавки при выполнении заполняющего прохода:

      

      Определяем  площадь наплавки при выполнении облицовочного прохода:

      

      _{Общая площадь для заполнения разделки составляет: FH = 811,3 мм²}

      _{Определяем  количество проходов:} 

                                                                                         _(3.2)

      

      Расчет  режима сварки соединения №2. Для сварки корпуса с горловиной, на основании РД 2730.940.102-92, выбираем режимы сварки под слоем флюса. Параметры приведены в таблице 3.2.

      Таблица 3.2 - Параметры режима автоматической сварки под флюсом для шва №2.

 

      Исходя  из габаритов конструкции длина  проходов будет следующая:

      Для первого прохода: L = 754мм.

      Для заполняющих проходов: L = 836мм.

      Для облицовочного прохода: L = 917мм.

      Для определения площадей наплавки используют следующую формулу:

,

      Где α_Н – коэффициент наплавки, при сварке под флюсом на постоянном токе обратной полярности,   α_Н = 11,6 г/А·ч

      Определяем  площадь наплавки при выполнении корневого прохода:

      Определяем  площадь наплавки при выполнении заполняющего прохода:

      

      Определяем  площадь наплавки при выполнении облицовочного прохода:

      

      _{Общая площадь для заполнения разделки составляет: FH = 1950,6 мм²}

      _{Определяем  количество проходов:} 

      

      Расчет  режима сварки соединения №3. Для сварки корпуса с сёдлами, на основании РД 2730.940.102-92, выбираем ручную дуговую сварку покрытыми электродами. Электроды  УОНИИ-13/55 - 3,0 ГОСТ 9466-75.

      Ток сварки – 130А, Напряжение – 25В, полярность обратная, положение нижнее, длинна шва – 518мм. 

      Расчет  режима сварки соединения №4. Для сварки корпуса с направляющими малыми, на основании РД 2730.940.102-92, выбираем ручную дуговую сварку покрытыми электродами. Электроды  УОНИИ-13/55 - 3,0 ГОСТ 9466-75.

      Ток сварки – 130А, Напряжение – 25В, полярность обратная, положение нижнее, длинна шва – 80мм.

      Расчет  режима сварки соединения №5. Для сварки корпуса с направляющими, на основании РД 2730.940.102-92, выбираем ручную дуговую сварку покрытыми электродами. Электроды  УОНИИ-13/55 - 3,0 ГОСТ 9466-75.

      Ток сварки – 120А, Напряжение – 23В, полярность обратная, положение вертикальное, длинна шва – 84мм.

      Расчет  режима сварки соединения №6. Для сварки корпуса с направляющими малыми, на основании РД 2730.940.102-92, выбираем ручную дуговую сварку покрытыми электродами. Электроды  УОНИИ-13/55 - 3,0 ГОСТ 9466-75.

      Ток сварки – 120А, Напряжение – 23В, полярность обратная, положение нижнее, длинна шва – 26мм.

 

3.2 Анализ возможностей  возникновения дефектов  и остаточных деформаций

     При сварке конструкции «Корпус клиновой задвижки» недопустимы следующие дефекты:

         а) трещины (как горячие, так и холодные);

         б) поры и скопления  пор;

         в) усадочные раковины и кратеры;

         г) шлаковые включения;

         е) подрезы;

                ж) непровары;

                з) наплывы;

                и) смещения кромок.

      Остаточные  напряжения и деформации возникающие при сварке продольных и кольцевых швов [7]:

1. Продольные остаточные пластические деформации, создающие усадочную силу;

2. Неравномерные по толщине поперечные пластические деформации, образующие угловое перемещение в зоне сварки;

        Перемещения возникающие при сварке продольных и кольцевых шов[7]:

  1. Изгиб обечайки от неравномерного нагрева ее по ширине. Изгиб приводит к раскрыванию сварочного зазора.

  2.  Перемещения, вызываемые остыванием пластин в заваренной части шва, приводит к поступательному сближению пластин а главное, к их повороту, который вызывает закрывание зазора.

  3. Перемещения, вызываемые изменением объема металла при его структурных превращениях в процессе сварки. Они могут как открывать, так и закрывать зазор при сварке.

 

3.3 Разработка мероприятий по устранению сварочных деформаций и напряжений

 

      Для уменьшения остаточных напряжений и деформаций используем несколько методов[4]:

1. Применение многопроходной сварки;

2. Правильная последовательность сборочно-сварочных операций;

3. Снятие усиления шва;

4. Термообработка: высокотемпературный отпуск, при температуре 630±30 ⁰С с выдержкой 1,5 ч.

        Для термообработки сварных швов  изделия «Корпус» выберем установку  индукционно-нагревательную ЭЛТЕРМ-С УИНТ-2,4-100, предназначенную для термообработки сварных швов  труб и обечаек. Технические характеристики установки представлены в таблице 3.3.

      Таблица 3.3 - Технические характеристики установки ЭЛТЕРМ-С УИНТ-2,4-100

 
 
 
 
 

 

3.4 Выбор сварочного  оборудования и  профессии рабочих

 

         Оборудование  для сварки под флюсом

           В соответствии с выбранным  способом сварки, а также учитывая режим сварки, для изготовления изделия используем подвесной самоходный сварочный автомат АБС-2 фирмы ПКТБА, ЗАО, Пенза, Россия. Оснащенную системой подачи электродной проволоки, предназначенную  для дуговой сварки под слоем флюса. Сварка производится на постоянном токе обратной полярности.

       Технические характеристики сварочного  автомата АБС-2 представлены в таблице 3.4.

Таблица 3.4 - Технические характеристики сварочного автомата АБС-2