Сборочно-сварочные операции. Расчет режимов сварки и подбор сварочных материалов

Сборка свариваемых элементов в аппаратостроении не является законченной частью технологического процесса. Она предшествует операциям сварки и фиксирует положение свариваемых элементов в пространстве, последующая операция сварки окончательно закрепляет положение деталей, установленное при сборке под сварку. В процессе сварки под действием сварочных напряжений возможно изменение пространственного положения соединяемых элементов. Поэтому на операции сборки на сварку накладывается дополнительные условия учета сварочных напряжений и деформаций. Особенностью является также наличие сварочного зазора.

Из возможных видов сборки свариваемых элементов более распространенной является стационарная сборка. Это объясняется характером нефтяного аппаратостроения как разновидности тяжелого машиностроения с единичным и мелкосерийным производством.

В операцию сборки свариваемые элементов входят следующие виды работ:

- установка привариваемых элементов в сборочных приспособлениях;

- проверка сопряжений кромок и сборочных баз;

- подгонка свариваемых элементов;

- фиксация кромок неразъемными и разъемными способами;

- сварка и последующая обработка.

На сборку поступают детали после прохождения заготовительных операций. Поэтому здесь проявляется качество выполнения операций, согласованность функциональных и технологических допусков.

Ручная дуговая сварка

Ручная дуговая сварка характеризуется большим количеством проходных швов, первый проход выполняется электродами диаметром от 3 до 4 мм, так как применение электродов большого диаметра затрудняет провар корня шва. Чтобы избежать непровара при ручной сварке и добиться нормального формирования шва прибегают к скосу кромок.

Режим сварки – совокупность характеристик сварочного процесса, обеспечивающих получение сварных соединений заданных размеров, формы и качества. При ручной сварке такими характеристиками являются: диаметр электрода, сила сварочного тока, скорость перемещения электрода вдоль шва, род тока, полярность.

Рассчитаем режимы ручной электродуговой сварки для соединения
1-го участка и днища. При толщине свариваемых листов S = 20 мм,

принимаем диаметр электрода d_эл=4мм.

Геометрические размеры шва принимаем по ГОСТ 5264-80 и сводим их в таблицу 7.1

Таблица 7.1 – Геометрические размеры разделки кромок

S	b	h	е	e1	q	q1	α, град
	5±1		32±3	6±1

Рисунок 7.1.1 - Сечение стыкового шва

При определении числа проходов следует учитывать, что сечение

первого прохода не должно превышать 28 мм².

Площадь поперечного сечения первого прохода F , мм² вычисляется по формуле

F₁ = (6...8) d_эл , (7.1)

F₁ = 7 ^. 4 = 28 мм².

Площадь поперечного сечения последующих проходов F, мм² вычисляется по формуле

F_c = (8...12)d_эл , (7.2)

F_c = 10 ^. 4 = 40 мм².

Площадь сечения стыкового шва с V-образной разделкой и подваркой F, мм вычисляется по формуле

F_ш = 0,75е ^. q +b ^. S + 0,75 е₁ ^. q₁ + h^{2 .} tgα/2, (7.3)

где е - ширина выпуклости шва, мм;

q - высота выпуклости шва, мм;

b - величина зазора между свариваемыми частями;

e₁ - ширина подварки корня шва, мм;

q₁ - высота подварки корня шва, мм;

h - высота обработанной части кромки, мм;

α - угол разделки кромок.

F_ш = 0,75^.32 ^. 0,5 + 5^.20 +0,75^.6^. 1+ 18^{2 .} tg50^°/2 = 268 мм².

Общее число проходов вычисляется по формуле

Принимаем n = 7.

Величина сварочного тока, А

, (7.5)

где i - допустимая плотность тока, i =10 А/мм²;

Напряжение на дуге при ручной дуговой сварке изменяется в пределах от 20 до 36 В и при проектировании технологических процессов ручной сварки не регламентируются. Скорость перемещения дуги, м/ч вычисляется по формуле

, (7.6)

где α - коэффициент наплавки, α = 8 г/Ач;

γ - плотность наплавленного металла, γ = 7,8 г/см³;

f_h - площадь поперечного сечения наплавленного металла см²;

Полученные расчетным путем значения режимов ручной дуговой сварки сведем в таблицу 7.2

Таблица 7.2 – Режимы ручной дуговой сварки

По [2.табл. 91] выбираем тип электрода и марку покрытия для сварки третьего участка из стали 03Х23Н28Ю4Т и нижнего днища. Электрод
Э -08Х20Н9Г2Б с покрытием ЦЛ-17.