1.Аналіз матеріалу що зварюється

1.1 Хімічний склад матеріалу

Матеріал: 12Х18Н9Т

Одна з найпоширеніших марок сталей для виробництва сталевих фланців, сталь 12Х18Н9Т. Конструкції із сталі 12Х18Н9Т володіють досить серйозними властивостями, що працюють в агресивних середовищах, під впливом високих температур і тиску. Сталь конструкційна кріогенна 12Х18Н9Т витримує вплив розчинів кислот, лугів до температури +350 С. Ще її називають «сталь аустенітна»

C, %	Si, %	Mn, %	Ni, %	S, %	P, %	Cr, %	Cu, %	Fe,%
до 0,12	до 0,8	до 2	8 - 9.5	до 0,02	до 0,035	17 - 19	до 0,3	~67

1.2 Фізико-механічні властивості матеріалу.

Фізичні властивості нержавіючої сталі 12Х18Н9Т

Т		α	λ	Р	С	R
Град.	МПа	1/Град	Вт/(м·град)	кг/м³	Дж/(кг· град	Ом·м
20	1.95			7920		725
100	1.89	16.6	16	7860	469	792

Механічні властивості сталі 12Х18Н9Т

Сортамент	,МПа	,МПа	%	,МПа
Лист	530	215	38	167

1.3 Характеристика матеріалу з точки зору можливості з’єднання способами зварювання тиском.

Сталі та сплави цього класу відзначаються доброю зварюваністю. Основними характеристиками зварюваності сталей є схильність до утворення тріщин і механічні властивості металу шва. Для нержавіючих марок сталей теплофізичні властивості та схильність шва до утворення гарячих тріщин разом із міжкристалітною корозією є основною проблемою, тому визначають деякі особливості їх зварювання.

При зварюванні корозійностійких марок сталей різними способами для запобігання міжкристалітної корозії не слід допускати підвищення в металі шва вмісту вуглецю за рахунок забруднення їм зварювальних матеріалів, тривалого та багаторазового перебування металу зварного з'єднання в інтервалі критичних температур. В зв'язку з цим зварювання необхідно виконувати при найменшій погонній енергії, використовуючи механізовані способи зварювання, забезпечувати безперервність отримання шву.

Для сталі12Х18Н9Т використовують точкове контактне зварювання і шовне зварювання для деталей товщиною 0,05-6 мм, при цьому співвідношення товщин зварюваних матеріалів повинно бути не більше 5:1.

2.Розрахунок конструктивних параметрів зварної конструкції

Дано:

t = 1.8 мм.

P = 250 МПа.

k = 2.3

r = 601.8=108 мм.

[] = 530 МПа.

Зварна конструкція для розрахунку складається з: циліндра, плити та півкулі задньої стінки. В подальших розрахунках ми визначимо яку кількість зварних точок потрібно для того, щоб наша зварна конструкція працюючи під певним тиском не зруйнувалася.

2.1 Розрахунок конструктивних параметрів зварної точки

Знаходимо радіус зовнішнього кола.

(2.1)

де: r – радіус зовнішнього кола.

Знаходимо радіус внутрішнього кола.

(2.2)

мм. = 0.194,2 (м.)

Знаходимо площу півкулі задньої стінки.

(2.3)

Знаходимо силу.

(2.4)

де: P – тиск.

Знаходимо межу міцності на зріз.

(2.5)

де: – межа короткочасної міцності.

Знаходимо площу однієї точки.

(2.6)

де: – діаметр точки.

Міцність однієї точки на зріз.

де: – межа міцності на зріз.

k – коефіцієнт запасу міцності.

Знаходимо кількість точок.

Визначаємо параметри і кількість точок для приварення передньої кришки до цилінра.

Визначаємо межу міцності на розтяг.

Визначаємо міцність однієї точки на розтяг.

Визначаємо кількість точок.

Обґрунтування розміщення зварних точок.

Зварні точки будуть розміщуватись по кругу на однаковій відстані одна від одної. Так буде забезпечуватись рівномірне їх розташування по вісій довжині кола.

Визначення параметрів зварної точки (розміри ядра, величину проплавлення, тощо).

Розрахуємо зусилля стискання , Н для нержавіючих сталей

(2.13)

де , м – товщина одного з листів, які зварюються.

Н

Час протікання зварювального струму (тривалість одного імпульсу зварювального струму) , с:

(2.14)

Відстань між сусідніми точками при шовному зварювані , мм, встановлюють в залежності від товщини деталей які зварюються, а також вимог герметичності шва.

(2.15)

Визначимо швидкість зварювання , мм/с, можна визначити:

(2.16)

У розрахунках належить прийняти:

(2.17)

де d, м – ширина литої зони при контактному шовному зварюванні:

Опір деталей наприкінці нагрівання

(2.18)

Струм шунтування

(2.19)

Загальний вторинний струм

(2.20)

Визначимо величину опору шунта

(2.21)

=

Еквівалентний опір

(2.22)