Министерство общего и профессионального образования РФ

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Факультет: машиностроительный

Кафедра: Оборудование и технология

сварочного производства

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

по курсу: производство сварных конструкций

по теме: «Технология изготовления разъёмного

сосуда»

Студент группы 4680: Ведькалов А.Н.

Руководитель: Азаров Н.А.

Томск 2003

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 3

Целью данного курсового проекта является разработка технологического процесса сварки разъемного сосуда выполненного из стали 08Х13. 3

1 ОБЩАЯ ЧАСТЬ 4

1.1 ОПИСАНИЕ СВАРНОГО ИЗДЕЛИЯ 4

1.2 МАТЕРИАЛ СВАРНОЙ КОНСТРУКЦИИ 5

Механические свойства стали 08Х13 приведены в таблице 2. 5

σ_в 5

σ_т 5

δ 5

5

2 ВЫБОР СПОСОБА СВАРКИ И СВАРОЧНОГО ОБОРУДОВАНИЯ 6

2.1 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СВАРИВАЕМОСТЬ МЕТАЛЛА СВАРНОЙ КОНСТРУКЦИИ 6

2.2 ИЗУЧЕНИЕ ОСОБЕННОСТИ СВАРКИ ДАННОГО ИЗДЕЛИЯ 7

2.3 ВЫБОР СПОСОБА СВАРКИ 8

2.3.1 Сварка под флюсом 8

2.3.2 Дуговая сварка в защитных газах 8

2.3.3 Сварка в углекислом газе 9

2.4 ВЫБОР РЕЖИМОВ СВАРКИ 10

10

2.4.1 Выбор источников питания 10

2.4.2 Выбор сварочного оборудования 11

3 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СВАРНОЙ КОНСТРУКЦИИ 12

3.1 Заготовительные операции 12

3.2 Разработка технологии сборки и сварки 13

3.3 Нормирование технологического процесса 13

3.4 Оценка технологичности конструкции 15

4. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ 17

4.1 Общая характеристика механического оборудования, необходимого для обеспечения технологического процесса 17

5 ОРГАНИЗАЦИОННО – ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 19

5.1 Расчет необходимого количества оборудования, материалов и энергии 19

5.2 Расчет количества основных рабочих 20

5.3 Проектирование участка 21

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 23

ВВЕДЕНИЕ

Целью данного курсового проекта является разработка технологического процесса сварки разъемного сосуда выполненного из стали 08Х13.

Исходными данными для выполнения курсового проекта являются:

• эскиз сварной конструкции;

• технические условия на изготовление;

• программа выпуска.

1 ОБЩАЯ ЧАСТЬ

1.1 ОПИСАНИЕ СВАРНОГО ИЗДЕЛИЯ

Разъёмный сосуд выполнен из высоколегированной стали мартенситно-ферритного класса 08Х13.

Технические условия

1. Химический состав стали по ГОСТ 5632-72, сортамент проката листового горячекатаного по ГОСТ 19903-74, технические условия на прокат листовой по ГОСТ 7350-77;

2. Сосуд работает в агрессивных средах. Рабочее давление в сосуде  0,6 МПа;

3. Овальность обечаек не должна быть более 0,5 % от диаметра;

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

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

6. Все сварные швы должны быть плотными и коррозионно-стойкими. Не допускается выделение карбидов по границам зёрен сварного шва и появление межкристаллитной коррозии;

7 Катеты сварных швов должны быть равны толщине основного ме­талла;

8. Трещины и поры не допускается.

1.2 Материал сварной конструкции

Данная конструкция изготавливается из высокохромистой стали 08Х13. данная сталь относится к мартенситно-ферритному классу.

Высокохромистые стали используют в качестве коррозионно-стойких, жаростойких и жаропрочных. Из коррозионно-стойких (достаточно стойких рпотив атмосферной коррозии и в слабоагрессивных жидких средах) обычно применяют стали с 13% Cr – соответственно марок 08Х13, 12Х13 и 20 Х13.одновременно эти стали обладают жаростойкостью до ~650ºС и достаточной жаропрочностью до 480- 500ºС. Химический состав стали 08Х13 приведен в таблице 1[1, с.163].

Сталь	Содержание элементов, %						Структура	Основные свойства	Примерное назначение
	С	Мn	Si	Cr	Ni	Про- чее
08Х13	0,08	0,8	0,8	12- -14	-	-	Феррит и мартенсит	Коррозион- но-стойкая, жаропрочная	Химическая аппаратура, сосуды

Таблица 1

Механические свойства стали 08х13 приведены в таблице 2.

Таблица 2. Механические свойства листовой стали 08Х13 ( ГОСТ 7350-77).

Сталь	Лист толщиной 4- 50 мм
	σв	σт	δ
	МПа		%
	Не менее
08Х13	430	300	23

2 Выбор способа сварки и сварочного оборудования

2.1 Технологическая свариваемость металла сварной конструкции

Свойства сварных соединений высокохромистых сталей могут быть получены наиболее близкими к свойствам катанного или кованного основного металла только в тех случаях, когда химический состав металла швов является подобным химическому составу свариваемого металла и после сварки возможна термическая обработка в виде высокого отпуска.

Стали мартенситного и мартенситно-ферритного классов в условиях сварочного термического цикла в околошовных участках (а также и в металле шва, если по составу он подобен свариваемому металлу) закаливаются на мартенсит с высокой твердостью и низкой деформационной способностью. В результате деформаций, сопровождающих сварку, а также действия высоких остаточных и структурных напряжений, имеющихся в сварных соединениях в исходном состоянии после сварки, в таком металле возможно образование холодных трещин. Они образуются на последней стадии непрерывного охлаждения (при температурах ~100ºС и более низких) или при выдержке металла при комнатных температурах. Водород, находящийся в сварных соединениях и диффундирующих даже при низких температурах, способствует охрупчиванию металла и образованию таких горячих трещин.

Крупнозернистый металл швов, а также металл в зоне термического влияния, более склонен к образованию трещин, чем мелкозернистый. Поэтому модифицирование металла швов (например, титаном) и применение более жестких режимов (с меньшей погонной энергией) уменьшают вероятность образования трещин.

Увеличение жесткости свариваемых изделий повышает вероятность образования холодных трещин, причём в тем большей степени, чем меньшей деформационной способностью обладает закаленный металл. Сварка в СО₂ без предварительного подогрева изделий небольшой жесткости не вызывает появления трещин : для изделий из стали 08Х13при толщине до 18 мм.

Предварительный и сопутствующий сварке подогрев обычно предотвращает появления трещин. Для хромистых сталей мартенситного и мартенситно-ферритного классов, как правило, рекомендуется общий (иногда местный, с использованием, в частности, гибких индукторов, питаемых от сварочных трансформаторов) подогрев до 200-450ºС. Температура подогрева назначается большей с увеличением склонности к закалке (в основном с повышением концентрации углерода в стали) и жесткости изделия. Однако, согласно исследованиям Р.А. Козлова, предпочтительней металл не нагревать до температур, вызывающих повышение хрупкости ( например, в связи с синеломкостью), ограничивая температуру сопутствующего сварке подогрева. Так, например для стали 08Х13 такой температурой оказывается ~100-120ºС. Верхний интервал длительного сопутствующего подогрева должен ограничиваться температурой появления отпускной хрупкости или синеломкости сталей (200-250ºС). При любом сопутствующем подогреве опасно охлаждение ветром (или сквозняками ), так как при этом усиливается вероятность появления трещин.

Подогрев изделий при сварке до низких или высоких температур не предохраняет металл шва и в зоне термического влияния от распада по мартенситному механизму при охлаждении до комнатных температур. Поэтому в состоянии после сварки с характерным для этих условий быстрым (а при подогреве и охлаждении после сварки на воздухе – ускоренном) охлаждении сварные соединения имеют высокую твердость и достаточно низкую вязкость.

Для улучшения структуры и свойств необходимо осуществлять высокий отпуск. Структура после отпуска характеризуется сорбитом отпуска, с тем или иным количеством свободного феррита. Лучшие свойства достигаются при полном или почти полном отсутствии в структуре свободного феррита.