ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ФАКУЛЬТЕТ ТЕХНОЛОГИИ И ИССЛЕДОВАНИЯ МАТЕРИАЛОВ

КАФЕДРА «СВАРКА И ЛАЗЕРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ»

«ТЕХНОЛОГИЯ СВАРКИ ПЛАВЛЕНИЕМ»

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту

на тему «Технологический процесс изготовления опоры»

Исполнитель:

студент гр. 4066/10 _{(подпись)}

Бельцова И. А. _(дата)

Руководитель:

Григорьев Б.Л. _{(подпись)}

_(дата)

Санкт-Петербург

2012

Введение

Повышение качества сварных конструкций, свойств материалов, снижение затрат труда, сокращение сроков изготовления и увеличение выпуска продукции – во многом зависит от качества проекта технологического процесса изготовления сварной конструкции [1].

Наиболее полную и объективную оценку различных вариантов технологии изготовления сварных конструкций можно вести при применении расчетных методов проектирования технологических процессов. Расчетные методы определения режимов сварки, свойств металла сварных соединений, влияния механических приемов борьбы с деформациями выбор наиболее рациональных способов и режимов автоматической, полуавтоматической и ручной сварки, последовательности сборочных и сварочных операций, температуры предварительного подогрева изделия перед сваркой, типа приспособлений и вспомогательного сварочного оборудования.

1. Техническое задание и описание конструкции

В работе необходимо разработать технологию изготовления опоры, эскиз которой приведён на рис.1. Опоры применяются практически во всех строительных конструкциях. Данная опора будет работать под высоким давлением в мостовой конструкции.

Рис.1. Эскиз изделия – опора 4

Данная опора – сварная конструкция, состоящая из трёх частей –цилиндрической обечайки, конусообразной обечайки и круглой пластины. По условию задания опора изготовляется из стали 09Г2С.

2. Химический состав и свойства стали, оценка технологической свариваемости

Вид поставки – лист по ГОСТ 19282-73. Настоящий стандарт распростра-няется на толстолистовую, широкополосную универсальную и рулонную низколегированную сталь, применяемую в строительстве и машиностроении для сварных металлических конструкций и используемую в различных деталях и элементах сварных металлоконструкций, работающих при температуре от -70 до +425°С под давлением.

Таблица 1

Химический состав стали 09Г2С, %

С, не более	Si	Mn	Cr	Ni	Cu	P	S	As	N
			не более
0,12	0,5-0,8	1,3-1,7	0,30	0,30	0,30	0,035	0,040	0,08	0,008

Таблица 2

Механические свойства

Состояние поставки	Сечение, мм	0.2, МПа	в, МПа	, %
		не менее
Лист	От 32 до 60	275	440	21

Таблица 3

Температура критических точек, ⁰С

АС1	АС3	Аr1	Ar3
725	860	625	780

Таблица 4

Ударная вязкость (КСU)

ГОСТ	Состояние поставки	Сечение, мм	КСU, Дж/см2
			+ 20 0С	- 40 0С	- 70 0С
ГОСТ 19282-73	Лист	От 41 до 60	59	34	29

Сталь 09Г2С – низкоуглеродистая кремнемарганцовистая конструкционная сталь. Способы сварки: РД, РАД, АФ, МП, ЭШ.

Наличие марганца в стали повышает ударную вязкость и хладноломкость, обеспечивает хорошую свариваемость. Также наличие марганца позволяет получить сварные соединения более высокой прочности при знакопеременных и ударных нагрузках. Введение небольшого количества меди повышает стойкость стали против атмосферной коррозии и коррозии в морской воде.

Важное требование при сварке – обеспечение равнопрочности сварного соединения с основным металлом и отсутствие дефектов в сварном шве. Механические свойства металла шва и сварного соединения зависят от его структуры, которая определяется химическим составом, режимом сварки, предыдущей и последующей термообработкой. Химический состав металла шва зависит от доли участия основного и присадочного металлов в образовании металла шва и взаимодействии между металлом, шлаком и газовой фазой. Повышенные скорости охлаждения металла шва также способствуют повышению его прочности, однако при этом снижаются его пластические свойства и ударная вязкость. Это объясняется изменением количества и строения перлитной фазы. Скорость охлаждения металла шва определяется толщиной свариваемого металла, конструкцией сварного соединения, режимом сварки и начальной температурой изделия.

Швы, сваренные из низкоуглеродистых сталей всеми способами сварки, обладают стойкостью против образования кристаллизационных трещин. Это обусловлено низким содержанием в них углерода. Степень влияния отдельных легирующих элементов различна и может быть оценена по различным признакам, одним из которых является эквивалент по углероду. По ГОСТ 27772-88 формула для подсчета эквивалента по углероду

Если С_ЭКВ  0,35%, то считается, что возможно образование холодных трещин при сварке и необходим подогрев. Рассмотрим нашу марку стали:

С_ЭКВ  0,35%, следовательно, сталь 09Г2С при максимальном содержании легирующих элементов склонна к образованию холодных трещин и нуждается в предварительном подогреве до температуры

; ≈ 185 ºC.

где С_об - общий углеродный эквивалент, %

С_об = С_э*(1 + 0,005*δ), где δ - толщина металла свариваемой детали, мм. В нашем случае используется листовой прокат двух толщин: 8 и 16 мм. Величина температуры подогрева будет соответственно:

= 192°С

=198°С