Сборка и сварка фланца (стр. 1 из 3)

Введение

Сварке подвергаются практически любые металлы и неметаллы в любых условиях на земле, в воде и космосе. Соединения, получаемые сваркой, характеризуются высокими механическими свойствами, небольшим расходом металла, низкой трудоемкостью и невысокой себестоимостью. Надежность соединений, выполняемых сваркой, позволяет применять ее при сборке самых ответственных конструкций.

Научно-технические, экспериментальные и практические работы, выполняемые в последнее время (примерно с 1970-х годов) в области сварки, позволили создать принципиально новые конструкции машин.

Главное требование- это соответствие эксплуатационному назначению.

Конструкции должны быть прочными, жесткими и надёжными, а так же экономичными и минимально трудоемкими при изготовлении и монтаже.

Каждая конструкция проходит 3 этапа: проектирование, изготовление и сборка или монтаж.

Основоположниками дуговой сварки являются российские ученые и инженеры- В.В.Петров, Н.Н.Бенардос, и Н.Г.Славянов.

В дуговой электросварке источником тепла является электрическая дуга, которая возникает между электродом и металлом. Сущность электродуговой сварки в том, что свариваемый металл плавится теплом дуги.

При дуговой сварке плавящимся электродом шов образуется за счет расплавления электрода и свариваемого металла. При сварке неплавящимся электродом шов заполняется металлом свариваемых частей, но иногда присадочным металлом, подаваемым в зону дуги со стороны.

Темой данного проекта является сборка и сварка фланца.

1. Описание конструкции с анализом ее технологичности

Понятие технологичности сварной конструкции- это возможность изготовления всех деталей конструкции и с ее наименьшими трудовыми затратами удобными способами и с применением самого производственного оборудования, например штамповка деталей вместо кислородной резки.

Фланцы могут быть элементами трубы, фитинга, вала, корпусной детали и т.д. Фланец в виде отдельных деталей чаще всего приваривают или привинчивают к концам соединяемых деталей. Фланцы применяются для соединения изделий арматуры с трубопроводами, соединения отдельных участков трубопроводов между собой и для присоединения трубопроводов к различному оборудованию. Фланцевые соединения обеспечивают герметичность и прочность конструкций, а также простоту изготовления, разборки и сборки.

При проектировании, а так же при изготовлении сварных конструкций необходимо помнить, что очень больше внутренние напряжения (иногда- до частичного саморазрушения) возможны при сварке электрозаклепками, поэтому следует избегать таких соединений, применяя нахлесточную сварку либо в широких прорезях.

Конструкция технологична, т.к. ее можно сваривать ручной, полуавтоматической и автоматической сваркой.

2. Характеристики свариваемого материала

Свариваемость-это способность металлов и сплавов образовывать соединение с помощью сварки без трещин, пор и других дефектов.

Низколегированные стали содержат до 0,23% углерода, имеют легирующие добавки и иногда называются сталями повышенной прочности.

Особенности сварки низколегированных сталей: они ведут себя при сварке так же, как и низкоуглеродистая стал, но имеются отличия при действии термических циклов.

1. Больше склонность к росту зерен в околошовной зоне, особенно при перегреве.

2. Более склонны к подкладке при повышенных скоростях остывания.

3. Стойкость металла шва против образования горячих трещин ниже из-за легирующих элементов.

4. Чувствительность к концентраторам напряжений и даже к тепловым «ожогам».

Химический состав стали

C	Si	Mn	S	P	Cr	Ni
0,17-0,25	0,17-0,37	0,35-0,65	0,045	0,040	0,30	0,30

Механические свойства стали

Предел прочности кг/мм2	Отностительная удельная δ10% не меньше
40-52	22

3. Определение свариваемости материала конструкции

Сэкв.=С + Mn/6+Cr/6+Si/5+P/2+Ni/12+S/5

Cэкв.=0,2+0,48/6+0,25/5+0,04/2+0,30/12=0,37

Если Сэкв.=0,46…0,59%, то сталь хорошо сваривается

Если Сэкв.

0,6%, то сталь плохо сваривается

Вывод: Свариваемость металла хорошая, т.к. Сэкв.≤0,45

4. Разработка технологического процесса изготовления сварной конструкции

Способ изготовления заготовки и подготовка кромок.

Изготовление заготовки фланца можно разбить на следующие этапы:

1)правка листа

2)зачистка листа и подготовка поверхности

3)подготовка кромок под сварку

1)правка листа

Листа правильные многовалковые машины предназначены для правки листового проката и листовых заготовок. Правкой осуществляет между рядами вращающихся валков, расположенных в шахматном порядке расстояния между нижним и верхнем рядами валков регулируют и устанавливают в зависимости от толщины выправленного листа .При прохождением между валками каждый участок листа получает многократный изгиб в противоположены стороны и выправляется. В зависимости от величины искривления листа правка производится за один или несколько проходов листа правильные многовалковые машины имеют 23 валка. Заготовка проходит между двумя рядами правильных роликов, расположенных в шахматном порядке, многократно изгибается и выправляется. Ролики выполняют сменными в зависимости от конфигурации сечения выпрямляемого материала, что позволяет править на одно машин различные профилями.

2)зачистка листа и подготовка поверхности

Очистку применяют для удаления с поверхности металла средств консервации, загрязнений, смазочно-охлаждающих жидкостей, ржавчины, окалин, заусенцев, грата и шлака, затрудняющих процесс сварки, вызывающих дефекты сварных швов и препятствующих нанесению. Для очистки проката, деталей и сварных узлов применяют механические и химические методы. К механическим методам относятся способом очистки: дробеструйная, дробеметная, на зачистных станках, в галтовочных барабанах, с помощью ручных пневматических и электрических машин. К химическим- обезжиривание и травление, выполняемые ванным или струйным способами.

Дробеструйный и дробеметный способы применяют для очистки листов и профильного проката и сварных узлов от окалины, ржавчины и загрязнений при толщине металла 3мм и более. При дробеструйном и дробеметном способах очистки дробь выбрасывается с большой скоростью на очищаемый металл и ударяясь, удаляет имеющиеся на нем загрязнения, ржавчину и окалину.

Дробеструйная очистка осуществляется дробеструйными аппаратами, которые выбрасывают дробь на очищаемую поверхность через сопло с помощью сжатого воздуха.

В дробеметных аппаратах дробь выбрасывается лопатками ротора в результате центробежной силы. Дробеметную и дробеструйную очистку производят в камерах, в которых установлены очистные аппараты, оборудованные для размещения и транспортировки очищаемых изделий, устройства для сбора, сепарации (очистки), возврата дроби и для вытяжки загрязненного воздуха.

3)подготовка кромок под сварку

При назначении форм подготовки кромок учитывают прежде всего глубину провара, технологические и экономические условия процесса. Так например, стыковые соединения с V-образной подготовкой кромок рекомендуется применять для металла толщиной 3-26мм. При возможности кантовки стыкового соединения, при доступе с двух сторон, для металла толщиной 12-40мм выполняется К-образная подготовка кромок, при толщине до 60мм Х-образная разделка. В данном курсовом проекте применяется именно Х-образная разделка кромок.

Выбор сварочных материалов.

Выбор сварочных материалов осуществляется с учетом химических и механических свойств сварочного металла. Кроме того, нужно учитывать технологические особенности сварочной конструкции и состав сварки. В данном случае для автоматической сварки фланца выбирается следующие сварочные материалы:

1)сварочная проволока Св-08А

2)флюс ФЦ-16

Электродная проволока при автоматической сварке под флюсом является одним из основных элементов, определяющих качество сварного соединения. Ее выбирают в соответствии с химическим составом сварного материала и флюса. Механические свойства наплавленного металла должны быть не менее нижнего предела механических свойств сварного металла.

Флюс является одним из важнейших элементов для успешного проведения сварки, и во многом определяет качество металла шва. Основные требования:

-обеспечение устойчивого процесса сварки

-обеспечение отсутствия трещин и пор в металле шва

-обеспечение требуемых механических свойств металла шва

-обеспечение хорошего формирования шва с легкой отделяемостью шлака

-минимальное выделение вредных газов при сварке

-сварка с их применением должна быть экономически выгодной

Выбранный флюс должен соответствовать требованиям ГОСТа и ТУ на данную марку.

Химический состав флюса ФЦ-16,% ОСТ 24.948.02-99

SiO2	MnO	MgO	Al2O3	CaF2	CaO	NaF	Fe2O3	S	P
26-32	3-6	6-9	17-21	12-18	15-21	3-8	1,0	0,03	0,035

Сварочная проволока Св-08А ГОСТ 2246-70

C	Mn	Si	P	S	Cr	Ni	Al	Cu
0.10	0.35-0.6	0.03	0.03	0.03	0.12	0.25	0.25	0.25

Выбор способов сборки и сварки.

Для изготовления сварных конструкций высокого качества требуется правильная сборка деталей свариваемого изделия, т.е. правильная взаимная установка и закрепление.

Процесс сборки свариваемого изделия из ряда последовательных операций. Сначала детали подаются на рабочее место, затем собирается изделие или сварной узел. Для этого необходимо установить детали в сборочном устройстве в определенном положении. В этих положениях детали должны быть закреплены, после чего их сваривают. Подача деталей к месту сборки и установка их в требуемом положении осуществляется универсальным или специальным подъемно-транспортным оборудованием. Положение деталей во время сборки определяется установочными элементами приспособления или другими смежными деталями.