ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Факультет Машиностроительный

Специальность Оборудование и технология сварочного производства

Кафедра Оборудование и технология сварочного производства

Пояснительная записка

по курсу Менеджмент

по теме: «Сварка кольцевых швов конуса»

Выполнили: студенты гр. 4611

Романов Н.А

Дата « »__________ 2005 г.

Подпись __________

Руководитель:

Прокофьев Ю.П.

Дата « »_______ 2005 г.

Подпись __________

Томск 2005

1 ОБЩАЯ ЧАСТЬ 4

1.1 Описание сварной конструкции 4

2.2 КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СПОСОБОВ СВАРКИ 9

4 РАСЧЕТ РЕЖИМА СВАРКИ 13

5.1.1 Выбор сварочного оборудования 21

6 ОПРЕДЕЛЕНИЕ НОРМ ВРЕМЕНИ 22

36

7.3 Третья ситуация 36

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 39

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 40

Введение

Данный курсовой проект предусматривает рассмотрение вопросов проектирования технологии сварки обода колеса, выполненного из стали 10ХСНД. Обоснование выбора способа сварки, расчета параметров.

В ходе выполнения экономической оценки будут рассмотрены такие вопросы как возможность проведения сварки с использованием альтернативных способов и средств сварки, которыми располагает предприятие и когда необходимо выбрать лучший процесс; провести экономическое обоснование замены существующего процесса сварки на новый; провести сравнительную оценку альтернативных процессов сварки при создании нового производства.

1 Общая часть

1.1 Описание сварной конструкции

Конструкция конусов должна обеспечивать надежность и безопасность эксплуатации в течение расчетного срока службы и предусматривать возможность проведения технического освидетельствования.

Конус состоит из двух сваренных между собой пластин толщиной 8мм, образуя конус, и приваренного к конусу днища толщиной 10мм, внешний диаметр которого 560мм, внутренний 516мм.

1. Конус изготовлен из стали 10ХСНД. Химический состав стали и механические свойства по ГОСТ 19282-73. Сортамент проката листового горячекатаного по ГОСТ 17066-80, технические условия на

прокат листовой по ГОСТ 19281 - 73.

2. Смещение кромок стыковых швов не должно превышать 1,0 мм;

3. Отклонения предельных размеров по длине и диаметру конуса не должны превышать ± 5 мм;

4. Трещины и поры не допускается.

1.2 МАТЕРИАЛ СВАРНОЙ КОНСТРУКЦИИ

Для изготовления конуса используется сталь 10ХСНД. Так как её назначение: элементы сварных металлоконструкций и различные детали, к которым предъявляются требования повышенной прочности коррозионной стойкости с ограничением массы и работающие при температуре от -70 до 450 ⁰С [1, С.121].

Качество и свойства материалов и полуфабрикатов должны удовлетворять требованиям соответствующих стандартов и технических условий и подтверждаться сертификатами поставщиков. При отсутствии или неполноте сертификата или маркировки изготовитель сосуда (ремонтная, монтажная организация) должен провести все необходимые испытания с оформлением их результатов протоколом, дополняющим или заменяющим сертификат поставщика материала.

В сертификате должен быть указан режим термообработки полуфабриката на предприятии-изготовителе.

Таблица 1 – Химический состав, % (ГОСТ 19282-73) [1, С.121]

C	Si	Mn	Cr	Ni	Cu	P	S	N	As
Не более						Не более
0,12	0,8-1,1	0,5-0,8	0,6-0,9	0,5-0,8	0,4-0,6	0,035	0,040	0,008	0,08

Таблица 2 – Механические свойства [1, С.121]

ГОСТ	Состояние поставки	Сечение, мм
			МПа
			не менее
19281 – 73 19282 - 73	Сортовой и фасонный прокат Листы и полосы в состоянии поставки (образцы поперечные)	До 15 мм. вкл. Св. 15 до 32 вкл. Св. 32 до 40 вкл.	390 390 390	590 530 530	19 19 19
17066 - 80	Листы горячекатаные	От 2 до 3,9 вкл.	-	530	(15)

Исходя из таблицы 2 выбираем сталь по ГОСТ 19281 – 73, так как толщина листов из которых будет изготавливаться конус не будет превышать 15 мм..

Тогда исходя из [1, С. 122] ударная вязкость КСV будет: при температуре -40 ⁰С , при -70 ⁰С - .

2.1 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СВАРИВАЕМОСТЬ МЕТАЛЛЛА СВАРНОЙ КОНСТРУКЦИИ

Свариваемость – характеристика металла, определяющая его пригодность к образованию, при рациональном технологическом процессе, сварного соединения. Свариваемость оценивается путем сопоставления свойств сварных соединений с одноименными свойствами основного металла

Свариваемость – сваривается без ограничений. Способы сварки: РДС, АДС под флюсом и газовой защитой, ЭШС. Склонность к отпускной хрупкости – малосклонна [1, С.122].

Важное требование при сварке стали это обеспечение равнопрочности сварного соединения с основным металлом, а также отсутствие дефектов в сварном шве. Для этого механические свойства металла шва должны быть не ниже нижнего предела соответствующих свойств основного металла. Швы не должны иметь трещин, непроваров, пор, подрезов.

Свариваемость конструкционной углеродистой и легированной стали можно определить, как способность стали переносить тепловой режим при том или ином сварочном процессе без образования в соединении участков металла с пониженными пластическими свойствами, способствующие возникновению трещин при сварке конструкций или разрушению сварных конструкций в эксплуатации.

Данная сталь не относится к закаливающимся сталям, в сварных соединениях под действием термического цикла процесса сварки только в редких случаях могут образовываться хрупкие и малопластичные зоны в участках, где металл нагревается до температуры выше точки АС3.

Элементы, снижающие температуру М превращения, усиливают склонность металла к образованию холодных закалочных трещин. К таким элементом относятся, прежде всего, углерод. В среднелегированных сталях температура мартенситного превращения снижается при повышении содержания марганца, никеля, хрома, молибдена и др.

О свариваемости стали, применительно к чувствительности её к образованию закалочных структур, ориентировочно можно судить по коэффициенту эквивалентности по углероду для различных легирующих элементов 2, стр.119:

(1)

где в числителе указывается содержание химического элемента, данной стали, в процентах.

Стали с эквивалентом по углероду более 0,45 склонны к образованию трещин при сварке.

Определим значение эквивалентного содержания углерода для нашей стали Согласно таблице 1 мы имеем следующий эквивалент по содержанию углерода для стали 10ХСНД:

Таким образом, сталь 10ХСНД склонна к образованию холодных трещин, так как ее эквивалентное содержание углерода превышает допустимое значение углерода 0,45.

Не мало важную роль на склонность к образованию в сварных соединениях холодных трещин играет способ сварки. Для среднелегированных сталей методы сварки по возрастанию сопротивляемости сварных швов к образованию холодных трещин можно распределить в следующем порядке: автоматическая сварка под кислыми флюсами (АН-348-А и др.), ручная дуговая сварка электродами типа:

УОНИ-13 (УОНИ-13/45; УОНИ-13/85), сварка в СО2, аргонодуговая сварка.

Для предупреждения холодных трещин необходимо снижать содержание водорода, для этого защитные газы необходимо подвергать осушки, применять низководородистые электроды, прокаливать их и флюсов перед сваркой. Эквивалентное содержание углерода влияет на критическое содержание водорода в металле конструкционных легированных сталей. Чем выше содержание углерода и других элементов, понижающих температуру мартенситного превращения, тем при меньшем содержание водорода образуется холодные трещины. Также при сварке стали 10ХСНД возможно образование кристаллизационных (горячих) трещин в металле шва. Для предупреждения появления горячих трещин необходимо снижать в сварном шве содержание серы, углерода, фосфора, кремния, меди, никеля (при содержание 2,5-4,5%), а также примесей металла с низкой температурой плавления (свинец, олово, цинк), то есть элементов, уменьшающих стойкость металла шва против образования горячих трещин. Элементы, повышающие стойкость металла шва к образованию горячих трещин в металле шва являются такие элементы как, марганец, хром, и др., особенно ванадий. При этом, чем ниже содержание легирующих элементов, поднимающих стойкость металла шва к образованию трещин, тем выше склонность к трещинообразованию при одном и том же содержание углерода. Наиболее опасными местами появления горячих трещин является конец и начало шва.

Еще одной трудностью при варке среднеуглеродистой стали 10ХСНД является получение механических характеристик металла шва, околошовной зоны и сварного соединения в целом равноценных или близких к свойствам основного металла. Поскольку для повышения стойкости металла шва против образования холодных и горячих трещин ограничивают содержание углерода и некоторых легирующих элементов, достигнуть равноценности шва с основным металлом весьма затруднительно. Поэтому после сварки необходимо применять термическую обработку сварного шва. Термообработка сварного соединения должна быть более простой и одинаковой для основного металла и металла шва.

Из всех перечисленных трудностей, возникающих при сварке среднеуглеродистых сталей, наиболее серьезным и специфическим является предотвращение образования горячих трещин.