48771

Расчет вала гидротурбины

Курсовая

Производство и промышленные технологии

Толщины: Сварка покрытыми электродами выполняется при толщине листов 4 мм. В строительстве применяется ограниченно при возведении мостов листовая сварка в судостроении. Толщины: Минимальная толщина листов при сварке под флюсом от 3 мм. Дуговая сварка неплавящимся вольфрамовым электродом в инертных газах Применение: Она является лучшим способом для сварки изделий из тонколистового металла так как обеспечивает минимальную деформацию изделия и высокое качество сварного шва.

Русский

2013-12-29

630.5 KB

16 чел.

Уфимский Государственный Авиационный Технический Университет

Кафедра оборудования и технологии сварочного производства

100

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

90

80

70

60

50

40

30

20

10

 

Пояснительная записка

к курсовому проекту по

дисциплине ”Технологические основы сварки плавлением и давлением”

                           

(обозначение документа)

Группа СП-445

Фамилия И. О.

Подпись

Дата

Оценка

Студент

Филиппенко В.В.

Консультант

Гумеров Т.Р.

Принял

Уфа 2007

Содержание

1. Введение…………………………………………………………4

2. Описание изделия……………………………………………….5

3. Описание сплава………………………………………………...6

4. Выбор способов сварки…………………………………………10

5. Выбор режимов обработки……………………………………..21

6. Выбор технологического оборудования……………………….24

7. Экономическое основание выбора варианта сварки…………..33

8. Заключение……………………………………………………….33

9. Список использованной литературы…………………………....34

10. Приложение……………………………………………………..35

Введение

Сварка широко применяется в основных отраслях производства, так как резко сокращает сроки выполнения работ и трудоемкость производственных процессов.

Выпуск сварных конструкций и уровень механизации сварочных работ растет из года в год. Получаемая за счет применения сварки ежегодная экономия в народном хозяйстве исчисляется многими сотнями миллионов рублей.

Применение сварки способствует совершенствованию машиностроения и развитию новых отраслей техники — ракетостроения, атомной энергетики, радиоэлектроники. Сварка позволяет уменьшить затраты на единицу продукции, сократить длительность производственного цикла, улучшить качество изделий.

Целью данной курсовой работы является анализ технических возможностей способов сварки плавления, изделия  вала гидротурбины изготовленного из стали аустенитного класса 10Х18Н10Т,  толщиной металла 70 мм. Выбора комплекта оборудования, рекомендуемых режимов сварки, и провести экономическое сравнение вариантов технологии сварки, и определить наиболее экономичный вариант.  

Описание изделия

Данной сварной конструкцией является – вал гидротурбины. Применяется на гидроэлектростанциях. Сварное соединение №1 – одностороннее стыковое, труб диаметром 2365 мм и фланцев. Шов – круговой. Материал изделия – сталь 10Х18Н10Т.

Вал гидротурбины состоит из двух фланцев (1,3) и двух труб (2). Фланцы (1,3) и трубы (2) свариваются тремя швами по замкнутому контуру.

Рисунок 1 – Вал гидротурбины

Описание сплава

Аустенитные высоколегированные стали можно подразделить на три группы: коррозионностойкие; жаропрочные; жаростойкие. В ряде случаев хромоникелевые аустенитные стали, вследствие их способности сохранять пластичность и высокую ударную вязкость при низких температурах, применяют в качестве хладостойких.

В хромоникелевых сталях хром и никель служат основными легирующими элементами, обеспечивающими аустенитную структуру. Особенно большое распространение получили, стали этого класса, содержащие около 18-20% Cr и 9-10% Ni (10Х18Н10Т) с присадками различных элементов для придания этим сталям тех или иных свойств.

Для аустенитных высоколегированных сталей применяют практически все промышленные способы сварки плавлением, контактную электросварку и холодную сварку. Одним из основных процессов сварки высоколегированных аустенитных сталей является сварка под флюсом.

При сварке аустенитных сталей наибольшие затруднения вызывает вопрос  о предупреждении образования и развития горячих трещин, которые могут наблюдаться как в виде мельчайших микронадрывов, так и достаточно крупных макроскопических несплошностей.

Состав и свариваемость стали 10Х18Н10Т.

Марка стали

Легирующие элементы, %

Свариваемость

C

Cr

Ni

Ti

Si

Mn

S          не более

P          не более

10Х18Н10Т*

≤ 0,10

17-19

9-11

5С - 0,70

≤0,80

1,00-2,00

0,020

0,035

хорошая

* - содержание Ti зависит от количества углерода.

Сварка аустенитных сталей.

Основные трудности сварка аустенитных высоколегированных сталей обусловлены многокомпонентностью их легирования и разнообразием условий эксплуатации сварных конструкций. Главной и общей особенностью сварки является склонность к образованию в шве и околошовной зоне горячих трещин, имеющих межкристаллитный характер. Горячие трещины могут возникнуть и при термической обработке или работе конструкции при повышенных температурах. Образование горячих трещин связано с формированием при сварке крупнозернистой макроструктуры, особенно выраженной в многослойных швах, когда кристаллы последующего слоя продолжают кристаллы предыдущего слоя, и наличием напряжений усадки.

Металлу сварных швов свойственны ячеисто-дендритные формы кристаллизации, что приводит к образованию крупных столбчатых кристаллов и обогащению междендритных участков примесями, образующими легкоплавкие фазы. В аустенитных швах столбчатая структура выражена наиболее четко. Применение методов, способствующих измельчению кристаллов и устранению столбчатой структуры, повышает стойкость швов против горячих трещин.

Для предотвращения горячих трещин в гетерофазных и гомогенных аустенитных швах возможны следующие пути:

  1.  Ограничение вредных, а также ликвирующих примесей, образующих жидкие прослойки на завершающей стадии кристаллизации металла шва.
  2.  Повышение содержания некоторых ликвирующих элементов до концентраций, обеспечивающих на завершающей стадии неравновесной кристаллизации шва в его структуре сплошную объемную сетку эвтектики.
  3.  Блокирование или торможение полигонизационных процессов закристаллизовавшегося металла шва при температурах, близких к солидусу (легирование сварочной ванны).

Одним из наиболее действительных средств борьбы с горячими трещинами является применение швов таких композиций, которые обеспечивают наличие δ-феррита в структуре шва. Однако в швах количество δ-феррита должно быть ограничено 4-5%.

Снижению склонности аустенитных сталей и сплавов к горячим околошовным трещинам способствует, более полное рафинирование основного металла (вакуумная выплавка, электрошлаковый переплав), а также аустенизирующая термическая обработка при высоких температурах, измельчение зерна.

Влияние напряжений и усадочных деформаций при сварке аустенитных сталей в жестких конструкциях, возможно снизить, путем: 1) ограничения тока и диаметра электрода; 2) заполнения разделки валиками относительно небольшого сечения; 3) заделка кратеров при обрыве дуги; 4) применение надлежащих конструкций разделок кромок.

Одним из основных условий, обеспечивающих достаточную сплошность металла шва и сварных соединений, является выбор надлежащего состава присадочных материалов. Необходимо также следить за надлежащей прокалкой электродов и флюсов и хранением их в термостатах для обеспечения минимальной влажности, так как водород при сварке аустенитных сталей может способствовать образованию горячих трещин.

Для стали 10Х18Н10Т применяют следующие способы сварки плавлением:

  1.  Дуговая сварка покрытыми электродами
  2.  Сварка под флюсом
  3.  Сварка плавящимся электродом в инертных газах
  4.  Дуговая сварка неплавящимся вольфрамовым электродом в инертных газах
  5.  Плазменная сварка
  6.  Электрошлаковая сварка
  7.  Электронно-лучевая сварка

Выбор способов сварки

1. Дуговая сварка покрытыми электродами

Применение:

Этот вид сварки является очень маневренным, он позволяет воздействовать, через электродный стержень и покрытие, на химический состав металла шва в сторону его улучшения (корректирования) для повышения жаропрочности, а также технологической прочности (повышение сопротивляемости образования горячих трещин).

Толщины:

Сварка покрытыми электродами выполняется при толщине листов > 4 мм. Металл толщиной ≥ 10 мм предварительно подогревают. Температуру предварительного подогрева выбирают в зависимости от толщины металла в интервале 100-400 ºС. Металл толщиной до 10 мм сваривают без разделки кромок.

Преимущества:

- простое и надежное оборудование,  маленькие затраты на приобретение и эксплуатацию;

    - возможность изготовления швов практически любой сложности.

Недостатки:

-   внутренняя пористость сварных швов;

- необходимость в подготовке высококвалифицированного рабочего, соответственно дорогое обучение и затраты.

Вывод:

Дуговая сварка покрытыми электродами не подходит, так как при толщине металла 70 мм необходим нагрев металла до больших температур, что будет проблематично при данных размерах конструкции. Также будет необходимо большое число проходов.

2. Сварка под слоем флюса

Применение:

    Промышленное применение преимущественно: тяжелое машиностроение, нефтехимическое и энергетическое машиностроение. В строительстве применяется ограниченно при возведении мостов, листовая сварка в судостроении. Является одним из основных процессов сварки высоколегированных сталей в химической и нефтяной промышленности.

Номенклатура свариваемых материалов подавляющее большинство сталей, медных, никелевых, титановых сплавов.

 

Толщины:

Минимальная толщина листов при сварке под флюсом от 3 мм. В редких случаях применяют на материалах толщиной 2 мм. На большом токе за один проход удается проваривать сталь толщиной более 25 мм выше многопроходная.

Преимущества:

- высокая производительность наплавки, связанная с глубоким проплавлением металла и использованием диапазона силы тока до 2000А.

- высокое качество сварных соединений, обеспечивающееся эффективной защитой сварочной ванны и околошовной зоны расплавленным флюсом.

- маленькие потери металла при сварке, поскольку разбрызгивание жидкого металла идет под колпаком расплавленного флюса.

- маленькие потери в окружающую среду.

- отсутствие излучения дуги при сварке.

Недостатки:

- ограниченность пространственных положений сварки (в подавляющем большинстве случаев – нижнее).

- невозможность визуального наблюдения формирования шва (нарушения формы, несплавление).

- не приемлем для сварки коротких швов от 1м. В основном прямолинейные и круговые швы. Не приемлем для швов с маленьким радиусом кривизны, кроме кольцевых.

- громоздкое и дорогое оборудование.

Вывод:

Данный вид сварки подходит, так как обеспечивает проплавление большой толщины металла (70 мм) за малое количество проходов. Обладает высокой производительностью, и возможен для сварки кольцевых швов.

3. Сварка плавящимся электродом в инертных газах.

Применение:

Практически все отрасли машиностроения. В строительстве на монтаже крупногабаритных конструкций, автоматическая сварка неповоротных стыков трубопроводов большого диаметра и толщины стенок (до 100 мм).

 

Толщины:

Для металла < 4 мм не удается добиться устойчивого горения дуги при мелкокапельном струйном переносе металла. При объемном содержании гелия в смеси до 70% за один проход можно сварить металл толщиной до 16 мм, а за два прохода – толщиной более 30 мм.

Преимущества:

- хорошее перемешивание ванны, невысокая вероятность получения в металле швов крупных оксидных включений;

- высокая производительность, особенно при сварке металла больших толщин;

- возможность визуального контроля горения дуги и формирования шва;

- возможность сварки во всех пространственных положениях;

- достаточно высокий КПД процесса в сравнении со сваркой неплавящимся электродом;

- высокая универсальность, сопоставимая с ручной сваркой покрытыми электродами;

- высокая производительность наплавки металла;

- практическое исключение в сварном шве неметаллических вкраплений, так как защита только газовая.

Недостатки:

- снижение по сравнению со сваркой неплавящимся электродом показателей механических свойств;

- значительный уровень разбрызгивания электродного металла, если не использовать дорогостоящее оборудование с программным управлением каплепереноса металла;

- дорогостоящее современное оборудование (полуавтоматы, автоматы).

Вывод:

Данный вид сварки  подходит, так как: 1 – возможность сварки больших толщин; 2 –  подходит для сварки громоздких конструкций. Является универсальным и подходящим, непосредственно для данного изделия.

4. Дуговая сварка неплавящимся вольфрамовым электродом в инертных газах

Применение:

Она является лучшим способом для сварки изделий из тонколистового металла, так как обеспечивает минимальную деформацию изделия и высокое качество сварного шва. Сварка в аргоне, реже в гелии. Применяется во всех отраслях машиностроения, строительства – сварка высоколегированных сталей, сварка корневых швов трубопроводов малого диаметра.

Толщины:

Она целесообразна для аустенитных сталей при толщине металла до 12 мм. Металл толщиной  0,5 мм сваривают за один проход без подкладки; при толщине металла 0,1 мм сварку выполняют с подкладкой и отбортовкой. Толщину 1-4 мм сваривают без разделки кромок.  При толщине металла 4-12 мм применяют разделку кромок (V- или X- образную),

Преимущества:

- при сварке вольфрамовым электродом высокая стабильность дугового разряда и, соответственно, формирования сварного шва;

- возможность визуального контроля формирования шва;

- возможность сварки в любых пространственных положениях

- возможность практически исключить металлургическую обработку металла в процессе сварки. Сохраняется исходный состав металла;

- достаточно высокая универсальность процесса в ручном варианте.

Недостатки:

- использование дорогого защитного газа, дефицитных и дорогих

вольфрамовых электродов;

- низкий ресурс работы электрода. При неудачно выбранных режимах электрод оплавляется через десятки секунд, в нормальных условиях – работает часы;

- высокое содержание паров металла. Требуется хорошая вентиляция.

Вывод:

Дуговая сварка неплавящимся вольфрамовым электродом в инертных газах не подходит, так как сварка металла большой толщины этим способом практически не возможна.

  1.  Плазменная сварка

Применение:

Она является перспективным способом сварки благодаря высокой скорости, стабильности процесса и значительному сокращению зоны термического влияния. В основном сварку ведут на переменном токе. Для сварки на постоянном токе обратной полярности требуются специальные горелки с усиленным принудительным охлаждением вольфрамового электрода.

- наиболее широко применяется при сварке малых толщин, т. е как микроплазменная сварка (авиационно-космический комплекс и точное приборостроение);

-  широко применяется как высокопроизводительная сварка материалов больших толщин, производство – серийное и выше.

Плазменная сварка пока еще считается процессом,  имеющим перспективы увеличения промышленного применения, прежде всего из-за высокой производительности в сравнении со сваркой неплавящимся и плавящимся электродами в среде защитных газов.

Толщины:

Сваривает толщины от 0,1 мм до 20 мм и более.

Преимущества:

- по сравнению с аргонодуговой сваркой вольфрамовым электродом, повышает производительность на 50-70%, снижает расход аргона в 4-6 раз, улучшает качество сварных соединений;

- значительно более широкие технологические возможности регулирования источника нагрева и силового давления на сварочную ванну (за счет геометрии электродного и соплового узлов плазмотрона);

- на порядок выше концентрация в пятне нагрева по сравнению со сваркой в защитных газах. Соответственно возможность получения более узких швов и увеличения глубины проплавления, поскольку давление дуги выше.

- дуга по форме близка к цилиндрической, при больших изменениях длины дуги, мало меняется геометрия проплавления;

- в связи  с газовой стабилизацией и увеличении температуры столба дуги, повышается пространственная стабильность дугового разряда и соответственно увеличение скорости сварки;

- возможность сварки круговых швов на обечайках без систем регулирования длины дуги;

- уменьшение коробления.

Недостатки:

- с технологической точки зрения основным недостатком является большое количество параметров, влияющих на режим работы. Соответственно, проблемы стабильности и оптимизации режимов, в основном, по этой причине плазменная сварка не получила широкого применения;

- значительно сложное и дорогое оборудование,  низкий ресурс электродных и сопловых элементов плазмотрона, отсюда, большие затраты на запчасти.

Вывод:

Данная сварка подходит, так как ей можно сваривать толстостенные конструкции. Подходит для серийного производства. Но является сложным и дорогостоящим процессом.

  1.  Электрошлаковая сварка

Применение:

Для сварки малых толщин и для электрошлакового переплава используется однофазная сеть,  в остальных случаях – трехфазная. Преимущественно ЭШС применяется для сварки больших толщин.

Тяжелое машиностроение, энергомашинострение (изготовление станин прессов, прокатных станов, валов газовых турбин электростанций, лопастей гидротурбин).

Толщины:

Экономически выгодно применять ЭШС при толщине металла более 30 мм (возможность сваривать толщины более 100 мм).

Преимущества:

- высокая производительность;

- в связи с достаточно равномерным прогревом низкий уровень остаточных напряжений и деформаций;

- возможность металлургической обработки шва (рафинирование, легирование);

- пониженная чувствительность к образованию горячих трещин, вследствие малой скорости перемещения источника нагрева, отсутствия в стыковых соединениях больших угловых деформаций.  

Недостатки:

- громоздкое и дорогое оборудование;

- нижний диапазон толщин, начиная с 25 мм;

- необратимые изменения в структуре металла, снижение прочности и пластичности околошовной зоны, вследствие длительного пребывания металла при высоких температурах (1200-1250ºС).

Вывод:

Электрошлаковая сварка является подходящим способом для данного изделия, так как обеспечивается сварка большой толщины. Процесс высокопроизводителен, но дорогостоящий.

  1.  Электронно-лучевая сварка

Применение:

Точное машиностроение, авиационная и ракетная промышленность, судостроение, электронная промышленность. Сваривают почти все виды металлических материалов.

Толщины:

При ЭЛС возможно соединение за один проход металлов и сплавов толщиной в наиболее широком среди других методов сварки диапазоне от 0,01 до 200 мм.

Преимущества:

- концентрацию потока энергии до 1010 Вт /см2 ,  для сравнения,   обычно газовое пламя дает 103 Вт/см2,  электрическая дуга 105 Вт/см2,    сжатая электрическая дуга 106 Вт/см2.  Поэтому становится возможным однопроходная сварка,  толщиной до 200 мм.  

- возможность фокусировки пятна нагрева,  где-то до десятых долей миллиметра,  что позволяет сваривать миниатюрные детали в электронике и в точном приборостроении.

- сварка ведется в вакууме,  та же так называемый низкий вакуум 100 - 10-1 Па,  обеспечивает содержание примесей,  плюс к этому в вакууме происходит эффективно дегазация и соответственно получение плотных швов без пор.

- высокий эффективный КПД процесса 80-90%,  для сравнения,  аргонодуговая сварка имеет КПД 0, 5%;

- возможность получения сварных швов с коэффициентом формы шва 1:20. В связи с этим возможность снижения коробления конструкций. Это позволяет сваривать детали после окончательной механической обработки.

Недостатки:

- очень дорогостоящее оборудование.

- необходимость наличия вакуумных камер, что ограничивает размеры свариваемых изделий;

- цикл вакуумирования занимает от 30-60 минут;

- вредное рентгеновское излучение в процессе ЭЛС;

- необходимость высококвалифицированного персонала;

- в вакууме нельзя сваривать материалы, содержащие легкоиспаряющие элементы (цинк,  свинец).

Вывод:

ЭЛС для предложенного в задании изделия теоретически возможна, но практически реализовать данный способ будет крайне проблематично, так как  конструкция имеет большие размеры и организовать вакуум будет очень сложно. Также процесс ЭЛС очень дорогостоящий - используется дорогое оборудование.

Для данной конструкции не возможны следующие способы сварки:

- дуговая сварка покрытыми электродами и сварка неплавящимся электродом в инертном газе, так как на данной толщине эти способы сварки не применяются;

- электронно-лучевая сварка, так как для данного способа сварки необходима вакуумная камера, изготовить которую для конструкции, имеющей данные размеры, практически невозможно.

Возможным, но не целесообразным является плазменная сварка. Этим способом можно сварить конструкцию данной толщины, но данный процесс является сложным и дорогостоящим. Выгоднее использовать методы, имеющие сопоставимую производительность, но более дешевые.

Наиболее перспективные и подходящие способы для изготовления стыкового шва, толщиной металла 70 мм:

  

  •  Сварка под слоем флюса;
  •  Полуавтоматическая сварка плавящимся электродом в инертных газах;
  •  Электрошлаковая сварка.

Выбор режимов обработки

Сварка под слоем флюса

Ориентировочные режимы автоматической сварки под флюсом аустенитных сталей (соединение встык): [3, 121 стр.]

Ток, А……………………………………………..1000 - 1050

Род тока…………………………………………...Постоянный

Диаметр электродной проволоки, мм….……….8

Марка электродной проволоки….…………........Св-06Х19Н9Т

Скорость сварки, м/ч……………………………..28

Число проходов…………………………………...6

Разделка кромок…………………………………..U – образная

Напряжение дуги, В……………………………….35-40

Скорость подачи электродной проволоки, м/ч….84

Марка флюса……………………………………….АНФ-14

Полуавтоматическая сварка плавящимся электродом в инертных газах.

Основные параметры режима:

Ориентировочные режимы полуавтоматической сварки плавящимся электродом  аустенитных сталей (соединение встык): [3, 128 стр.]

Сварочный ток, А………………………………..320-400

Род тока……………………………………………Постоянный, обратной полярности

Напряжение на дуге, В…………………………...25-27

Скорость сварки, м/ч………………………..........14-16

Диаметр электродной проволоки, мм……………1,6

Расход газа, л/мин…………………………...........12-18

Газ…………………………………………………Аргон сорт 1

Число проходов…………………………………...14

Вылет электрода, мм.....…………………………..12-14

Разделка кромок…………………………………...V – образная, под углом 50º

Скорость подачи электродной проволоки, м/ч….70-80

Марка электродной проволоки…………………… Cв-06Х19Н9Т, Cв-01Х18Н10, Cв-01Х19Н9.

Электрошлаковая сварка

Основные параметры режима:

Ориентировочные режимы электрошлаковой сварки высоколегированной аустенитной стали встык: [3, 144 стр.]

Номинальная толщина детали в месте сварки, мм…….....70

Зазор между кромками свариваемых деталей, мм…….....26±2

Ширина шва, мм……………………………………….…...33±5

Усиление шва, мм…………………………………………..3,0±2,0

Диаметр электродных проволок, мм……………………....3-5

Число электродных проволок……………………………...1-3

Скорость поперечных колебаний электродов, мм/с……...9-10

Время выдержки электродов в крайних положениях, с.....4-5

Сухой вылет электрода, мм……………………………......40-50

Сила тока на одну электродную проволоку, А…………...до 450

Напряжение на шлаковой ванне, В………………………..34-36

Скорость сварки металла толщиной s, мм/с……………....не более 98/300+s

Глубина шлаковой ванны, мм……………………………..40-50

Температура охлаждающей воды, ºС……………………..не более 60

Марка флюса………………………………………………..АНФ-14

Марка электродной проволоки…………………………….

СВ-08Х20Н9Г7Т

Выбор технологического оборудования

Сварка под слоем флюса

1. Автомат для дуговой сварки А-1406 (Цена: 184 016 руб.)

 

Технические характеристики

с КИУ501

с КИУ1201

Номинальное напряжение сети, В

380

380

Частота тока питающей сети, Гц

50

50

Номинальный сварочный ток, А

при ПВ=60%
500

при ПВ=100%
1000

Диапазон  регулирования  сварочного тока, А

60 ÷ 500

250 ÷ 1250

Количество электродов, шт

1

1

Диаметр электродной проволоки, мм:
     - сплошной

     - порошковой


1,2 ÷ 2,0
2,0 ÷ 8,0
2,0 ÷ 3,0


1,2 ÷ 2,0
2,0 ÷ 8,0
2,0 ÷ 3,0

Пределы плавного регулирования скорости подачи электродной проволоки, м/ч

17 ÷ 553

17 ÷ 553

Вертикальное перемещение сварочной головки:
     - ход, мм
     - скорость, м/ч


500
29,4


500
29,4

Поперечное перемещение сварочной головки:
     - ход, мм
     - скорость, м/ч


±70
от руки


±70
от руки

Регулировка угла наклона электрода (мундштука), град

±30
ручное

±30
ручное

Амплитуда колебания электрода при наплавке порошковой проволокой диаметром до 3 мм., мм

10 ÷ 70

10 ÷ 70

Флюсоаппаратура:
     - объем, дм
3
     - расход воздуха, м
3
     - высота всасывания флюса, м


40
20
2


40
20
2

Масса, кг:
     - сварочной головки
     - источника питания


185
275


185
550

Габаритные размеры, мм:
     - сварочной головки
     - источника питания


1010×890×1725
805×600×1030


1010×890×1725
960×680×890

         2. Универсальный сварочный выпрямитель КИУ-1201:

(Цена: 107 500 руб.)

Номинальное напряжение сети, В

380

Частота тока питающей сети, Гц

50

Номинальный сварочный ток при ПВ 100%, А

1250

Пределы плавного регулирования сварочного тока, А

падающие
200÷1250

жесткие
250÷1250

Пределы регулирования рабочего напряжения, В

падающие
28÷56

жесткие
20÷56

Активная максимальная эквивалентная потребляемая мощность (с учетом ПВ), кВт

84

Напряжение холостого хода, В

85

Диаметр электродов, мм

4÷10

Масса, кг

550

Габаритные размеры, мм

960×680×890

Вспомогательные материалы:

  1.  Флюс АНФ-14. Цена 623 руб. (1-10 кг), 590 руб. (более 30 кг).
  2.  Проволока СВ-08Х20Н9Г7Т (катушки 15 кг)

5 – 300 кг

Более 500 кг

121,00 руб./кг

118,00 руб./кг

Полуавтоматическая сварка в инертных газах плавящимся электродом

  1.  Источник питания: КИУ-501 (Цена: 45 548 руб.)

Технические данные:

 

  

Номинальное напряжение сети, В

380

Частота тока питающей сети, Гц

50

Номинальный сварочный ток при ПВ 60%, А

500

Пределы плавного регулирования сварочного тока, А

падающие
50÷500

жесткие
60÷500

Пределы регулирования рабочего напряжения, В

падающие
22÷46

жесткие
18÷50

Активная максимальная эквивалентная потребляемая мощность (с учетом ПВ), кВт

18

Напряжение холостого хода, В

85

Диаметр электродов, мм

2÷6

Масса, кг

275

Габаритные размеры,  мм

805×600×1030

  1.  Привод подачи присадочной проволоки: КП-018 (аналог ПДГО-510) (Цена 22 880 руб.)

Технические данные:

Регулирование напряжения на дуге (в зависимости от источника)

плавное или ступенчатое

Пределы регулирования сварочного тока, А (в зависимости от источника)

50÷315; 50÷400;
50÷500; 60÷630

Диаметр электродной проволоки, мм
     - сплошной
     - порошковой


0,8÷2,0
1,2÷3,2

Скорость подачи электродной проволоки, м/ч

80÷1200

Регулирование скорости подачи электродной проволоки

плавное

Масса электродной проволоки в кассете, кг

15

Габаритные размеры механизма подающего, мм

520×190×285

Масса механизма подающего, кг

10

Вспомогательные материалы

1. Защитный газ:

Аргон газообразный  высокой чистоты 40л

баллон

340,00р.

2. Электродная проволока:

Cв-06Х19Н9Т (катушки 15 кг)

 

5 – 300 кг

Более 500 кг

115,00 руб./кг

103,00 руб./кг

 Электрошлаковая сварка

  1.  Автомат для ЭШС: А-535 (Цена 215 540 руб.)

Технические характеристики

А 535

Номинальное напряжение сети, В

380

Частота тока питающей сети, Гц

50

Номинальный сварочный ток, А
     - при ПВ =   80%
     - при ПВ = 100%


1000
900

Количество электродов, шт

3

Диаметр электродной проволоки, мм

3

Диапазоны регулирования скорости подачи электродной проволоки, м/ч

60 ÷ 450

Толщина свариваемого металла, мм

50 ÷ 450

Скорость вертикального перемещения автомата при сварке, м/ч

0,4 ÷ 9,0

Маршевая скорость вертикального перемещения, м/ч

0 ÷ 70

Радиальная корректировка мундштуков, град.

± 5

Расход воды для охлаждения, л/мин

10 ÷ 30

Масса, кг:

375

Габаритные размеры, мм:

470×365×430

Требования к источникам питания для ЭШС менее жестки, чем для дуговой сварке. Источники питания, применяемые для дуговой сварки, годятся и для ЭШС. Однако более стабильный процесс можно получить с помощью специализированных источников питания с низким напряжением холостого хода, жесткой или пологопадающей внешней характеристикой.

Электрошлаковый процесс на переменном токе протекает более устойчиво, чем на постоянном. Поэтому для ЭШС используют, как правило, трансформаторы.

  1.  Источник питания: ТДФЖ-2002 (Цена 128 500 руб.)

Технические данные:

Напряжение питающей сети, В

380

Частота питающей сети, Гц

50

Номинальный сварочный ток (ПВ, %), А

2000(100)

Пределы регулирования сварочного тока, А

600…2200

Количество ступеней регулирования тока

Плавно 2

Напряжение холостого хода, В, не более

120

Пределы регулирования рабочего напряжения, В

30-60

Масса, кг:

850

Габаритные размеры, мм:

1370×760×1220

Максимальная потребляемая мощность, кВА

240

Вспомогательные материалы:

1.Флюс АНФ-14. Цена 623 руб. (1-10 кг), 590 руб. (более 30 кг).

2.Проволока СВ-08Х20Н9Г7Т (катушки 15 кг)

5 – 300 кг

Более 500 кг

121,00 руб./кг

118,00 руб./кг

Механическое сварочное оборудование

1. Вращатель М211170 предназначен для вращения свариваемых изделий со сварочной скоростью, а также для установки изделий на маршевой скорости в положение удобное для сварки. Применяется для автоматической, полуавтоматической и ручной электродуговой сварки, а также для наплавочных работ, имеет следующие технические характеристики:

Технические характеристики вращателя М211170: 

1) грузоподъемность 1600 кг;

2) крутящий момент 1600 Н·м;

3) частота вращения шпинделя

            - сварочная 0,05—2,5 об/мин;

            - маршевая 2,5 об/мин;

4) габаритные размеры 1400x1200x900 мм;

5) Масса изделия 800 кг.

Цена, руб.  174 340

2. Колонна Т22301 для сварочных автоматов и полуавтоматов.

Технические характеристики колонны Т22301:

1) Скорость горизонтального перемещения консоли:

- маршевая  0,1 м/с;

- сварочная: макс. 0,05 м/с;

                     мин. 0,001 м/с;

2) Угол поворота 360 градусов;

3) Вертикальный ход 1600 мм;

4) Горизонтальный ход 1600 мм;

5) Масса 4200 кг;

6) Габаритные размеры 4100х2500х3800 мм.

Цена, руб. 523 000

Заключение

Вывод:

В курсовой работе произвел экономический расчет трех способов сварки, он показал, что суммарная  себестоимость годовой программы на электрошлаковую сварку меньше по сравнению с автоматической сваркой под слоем флюса и полуавтоматической сваркой плавящимся электродом в инертных газах. Поскольку данным способом сварки полный провар осуществляется за один проход, следовательно, это позволяет экономить время, материалы, сокращает время работы оборудования и количество операций. Несмотря на то, что используемое при ЭШС оборудование превосходит по цене оба других способа.

Заключение о проведенной работе

            В ходе проведенной курсовой работы проанализировали соответствие технических возможностей способов сварки плавлением изделия из заданного материала и с заданной геометрией свариваемой поверхности;

Выбрали технологические рекомендации по сварке плавлением  и рекомендуемые диапазоны изменения всех необходимых параметров режима;

Определили рациональные марки основного и вспомогательного оборудования, обеспечивающего требуемые параметры процесса; выполнили  экономическое сравнение вариантов технологии сварки плавлением и выбрали наиболее экономичный вариант.

По приведенной суммарной себестоимости годовой программы выяснили затраты на  автоматическую сварку под слоем флюса, на полуавтоматическую сварку плавящимся электродом в среде инертных газов и на электрошлаковую сварку.

Список использованной литературы:

  1.  «Сварка и свариваемые материалы», В.Н. Волченко 1 том
  2.   «Сварка и свариваемые материалы», В.Н. Волченко 2 том
  3.  «Справочник. Сварка, резка, контроль», Н.П. Алешин, Г.Г. Чернышев 1 том
  4.  «Технологические основы сварки и пайки в авиастроении», В.А.Фролов; В.В. Пешков
  5.  «Технология и оборудование сварки плавлением», А.И. Акулов; Г.А. Бельчук
  6.  «Сварка и резка материалов», Ю.В. Казаков
  7.  «Сварка и резка металлов», М.В. Ханапетов
  8.   «Теория сварочных процессов», К.В, Багрянский
  9.  «Справочник по сварке», И.А. Акулов

Приложение

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВАРИАНТОВ

СВАРКИ

   Параметры

Варианты

Базовый

Проектный 1

Проектный 2

Способ сварки

Сварка под слоем флюса

Полуавтоматическая сварка плавящимся электродом в инертных газах

Электрошлаковая сварка

Параметры

режима сварки

Iсв=10001050А

Uд =3540 В

св = 28 м/ч

пр = 84 м/ч

dпр= 8 мм

Iсв=320400А

Uд=2527В

св=1416 м/ч

пр = 7080 м/ч

gпг=1218 л/мин

dпр = 1,6 мм

Iсв = 1350А

Uш = 3436 В

dпр = 35 мм

пр = 90 м/ч

св=19,535 м/ч

Оборудование  и технологическое оснащение

Выпрямитель КИУ-1201, Автомат для дуговой сварки А-1406, Вращатель М211170, Колона Т22301

Выпрямитель КИУ-501, Полуавтомат КП-018, Вращатель М211170

Трансформатор ТДФЖ-2002, Автомат для ЭШС А-535, Вращатель М211170, Колона Т22301

Вспомогательные материалы

Электродная проволока Св-06Х19Н9Т, Флюс АНФ-14

Электродная проволока Св-06Х19Н9Т, Аргон 1 сорт

Электродная проволока Св-08Х20Н9Г7Т, Флюс АНФ-14


         

 4

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

         

 6

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

         

 20

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

         

 8

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

         

 14

ист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

         

 10

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

         

 18

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

         

 17

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

         

 16

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

         

 21

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

         

 9

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

         

 19

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

         

 12

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

 35

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

         

 

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

         

 27

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

         

 32

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

         

 30

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

         

 24

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

         

 11

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

         

 15

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

         

 22

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

         

 23

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

         

 34

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

         

 33

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

         

 3

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

         

 5

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

         

 13 

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

         

 7

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

         

 25

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

         

 26

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

         

 28

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

         

 29

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

         

 31

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

64335. Кінетика та механізми мікрохвильового спікання матеріалів з різним типом поглинання енергії НВЧ 7.15 MB
  Серед цих переваг можливість створення унікальних мікроструктур та властивостей які неможливо отримати з застосуванням традиційних методів спікання велика продуктивність методу значне збереження енергії завдяки суттєвому...
64336. АГРОБІОЛОГІЧНІ ОСОБЛИВОСТІ БАГАТОРІЧНИХ ЗЛАКОВИХ ТРАВ СТЕПОВОГО ЕКОТИПУ І ВДОСКОНАЛЕННЯ ПРИЙОМІВ ЇХ ВИРОЩУВАННЯ У КРИМУ 640.13 KB
  Враховуючи біологічні особливості встановлено й удосконалено оптимальні параметри основних прийомів вирощування найбільш продуктивної для умов Криму культури стоколосу безостого: оптимальні строки сівби а також для кожного з них оптимальна глибина загортання насіння...
64337. НАПРУЖЕНО-ДЕФОРМОВАНИЙ СТАН ЗАЛІЗОБЕТОННИХ ЕЛЕМЕНТІВ ПРИ РІЗНИХ ШВИДКОСТЯХ НАВАНТАЖЕННЯ В УМОВАХ НАГРІВАННЯ ДО +200 С 394.5 KB
  Для бетону в умовах підвищених температур істотним чинником є температурне старіння що проявляється в значній кількісній зміні характеристик механічних і реологічних властивостей при збільшенні тривалості навантаження і нагрівання.
64338. ІНФОРМАЦІЙНО-КОМУНІКАТИВНИЙ ПРОСТІР ПОЛІТИКИ ЯК ПРЕДМЕТ ТЕОРЕТИКО-СОЦІОЛОГІЧНОЇ РЕФЛЕКСІЇ 244.5 KB
  Феномен інформаційно-комунікативного простору політики його структурнозмістовну неоднорідність не вдається ефективно вивчати в межах загальновизнаних політикофілософських і соціологічних теорій підходів і шкіл.
64339. ТЕХНОЛОГІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ГОЛОЗЕРНОГО ВІВСА ТА МЕТОДИ ЙОГО ЗБЕРІГАННЯ 242.5 KB
  Завдяки усуненню головного недоліку вівса плівчастого твердої плівки витрати на переробку вівса голозерного значно зменшилися а отже відповідно зріс і попит на нього у виробників. Свіжозібране зерно голозерного вівса з поля потрапляє на хлібоприймальні підприємства та заготівельні...
64340. ЕРГО-ДИЗАЙНЕРСЬКИЙ ПІДХІД ДО ФОРМУВАННЯ АРХІТЕКТУРНОГО СЕРЕДОВИЩА ЛІКУВАЛЬНИХ ЗАКЛАДІВ 504.31 KB
  Сучасні вимоги до лікувальних закладів в світовій практиці їх проектування і будівництва наскільки змінилися, що виникла необхідність в удосконаленні архітектурних принципів формування їх архітектурного середовища.
64341. Формування теоретичних та нормативно-технічних засад оцінювання якісного рівня продукції 873 KB
  При чому всі названі складові потребують отримання оцінок на базі кількісного оцінювання якості. Становлення галузі знань про кількісне оцінювання якості своїми коренями сягає 20х років коли в своїй праці з теорії розмірностей...
64342. ОРГАНІЗАЦІЙНО-ПЕДАГОГІЧНА ТЕХНОЛОГІЯ МЕНЕДЖМЕНТУ УЧНІВСЬКИХ ФІЗКУЛЬТУРНО-ОЗДОРОВЧИХ КЛУБІВ 200.5 KB
  Актуальною формою практичної реалізації такого напрямку організації позакласної фізкультурнооздоровчої та спортивномасової роботи у загальноосвітніх навчальних закладах є учнівські фізкультурнооздоровчі клуби.
64343. Інформаційні технології в системах навчання оперативного технічного персоналу екологічно-небезпечних виробництв 812.5 KB
  З урахуванням специфіки роботи подібних підприємств в Україні прийнято Закон Про об'єкти підвищеної небезпеки який регламентує первинну та повторну інформаційну підготовку ІП технічного персоналу як у традиційній формі так і з використанням інформаційних технологій.