Курсовая работа: Возникновение и развитие сварки

Разделывают кромки под сварку так же, как и при полуавтоматической сварке под слоем флюса.

Выбор режимов сварки в среде углекислого газа.

К параметрам режима сварки в углекислом газе относятся: род тока и полярность, диаметр электродной проволоки, сила сварочного тока, напряжение дуги, скорость подачи проволоки, вылет электрода, расход углекислого газа, наклон электрода относительно шва и скорость сварки.

При сварке в углекислом газе обычно применяют постоянный ток обратной полярности, так как сварка током прямой полярности приводит к неустойчивому горению дуги. Переменный ток можно применять только с осциллятором, однако в большинстве случаев рекомендуется применять постоянный ток.

Диаметр электродной проволоки следует выбирать в зависимости от толщины свариваемого металла.

Сварочный ток устанавливается в зависимости от выбранного диаметра электродной проволоки.

С увеличением силы сварочного тока увеличивается глубина провара и повышается производительность процесса сварки.

Напряжение дуги зависит от длины дуги. Чем длиннее дуга, тем больше напряжения на ней. С увеличением напряжения дуги увеличивается ширина шва и уменьшается глубина его провара. Устанавливается напряжение дуги в зависимости от выбранной силы сварочного тока.

Скорость подачи электродной проволоки подбирают с таким расчётом, чтобы обеспечивалось устойчивое горение дуги при выбранном напряжении на ней.

Вылетом электрода называется длина отрезка электрода между его концом и выходом его из мундштука. Величина вылета оказывает большое влияние на устойчивость процесса сварки и качества сварного шва. С увеличением вылета ухудшается устойчивость горения дуги и формирования шва, а также увеличивается разбрызгивание. При сварке с очень малым вылетом затрудняется наблюдение за процессом сварки и часто подгорает контактный наконечник. Величину вылета рекомендуется выбирать в зависимости от диаметра электродной проволоки.

Кроме вылета электрода, необходимо выдерживать определённое расстояние от сопла горелки до изделия, так как с увеличением этого расстояния возможно попадание кислорода и азота воздуха в наплавленный металл и образования пор в шве. Величину расстояния от сопла горелки до изделия следует выдерживать в приведенных значениях.

Расход углекислого газа определяют в зависимости от силы тока, скорости сварки, типа соединения и вылета электрода. В среднем газа расходуется от 5 до 20 л/мин.

Наклон электрода относительно шва оказывает большое влияние на глубину провара и качество шва. В зависимости от угла наклона сварку можно производить углом назад и углом вперёд.

При сварке углом назад в пределах 5 – 10о  улучшается видимость зоны сварки, повышается глубина провара и наплавленный металл получается боле плотным.

При сварке углом вперёд труднее наблюдать за формированием шва, но лучше наблюдать за свариваемыми кромками и направлять электрод точно по зазорам. Ширина валика при этом возрастает, а глубина провара уменьшается. Этот способ рекомендуется применять при сварке тонкого металла, где существует опасность сквозного прожога.

Скорость сварки устанавливается самим сварщиком в зависимости от толщины металла и необходимой площади поперечного сечения шва. При слишком большой скорости сварки конец электрода может выйти из-под зоны защиты газом и окислиться на воздухе.

Основные требования безопасности труда при полуавтоматической сварке.

1.  Перед пуском сварочного полуавтомата необходимо проверить исправность пускового устройства (рубильника, кнопочного выключателя).

2.  Корпуса источника питания дуги и аппаратного ящика должны быть заземлены.

3.  При включении полуавтомата первоначально следует включить рубильник ( магнитный пускатель), а затем – аппаратный ящик. При выключении – наоборот.

4.  Шланги для защитного газа и водяного охлаждения у полуавтомата в местах соединения со штуцерами не должны пропускать газ и воду.

5.  Опираться или садиться на источник питания дуги и аппаратный ящик запрещается.

6.  При работе открытой дугой на расстоянии менее 10м необходимо ограждать места сварки или пользоваться защитными очками.

7.  Намотку сварочной проволоки с бухты на кассету нужно производить только после специального инструктажа.

8.  По окончании работы выключить ток, газ, воду.

9.  О замеченных неисправностях в работе оборудования необходимо доложить мастеру цеха и без его указания к работе не приступать.

10.Устранять неисправности полуавтоматах самому сварщику                         запрещается.

Сварка трубных конструкций.

Номенклатура и сортамент труб и фасонных частей.

Сварные трубы, применяемые при прокладке магистральных и производственных (так называемых технологических) трубопроводов, изготовляются с наружным диаметром от 6 до 1400мм при толщине стенки от 0,3 до 25мм.

В зависимости от назначения и условий работы к трубам и их соединениям предъявляют определённые требования, установленные ГОСТом или специальными техническими условиями.

В настоящее время наша промышленность выпускает сварные и бесшовные (цельнокатаные) трубы. При этом производство электросварных труб как наиболее производительное и экономичное непрерывно возрастает. Сварные трубы изготовляют, как правило, по ГОСТ 4015-58.

Электросварные трубы выпускают с прямым продольным сварным швом или со спиральным швом.

Трубы с прямым продольным швом изготовляют из листовой стали. Горячекатаные листы правят в обычных валковых правильных машинах. Затем на специальных дробеструйных установках зачищают свариваемые кромки от ржавчины и окалины на ширину 30-50мм. Разделку кромок под сварку производят на кромкострогальных станках. При этом скашивают кромки так, чтобы после формовки образовался угол разделки в пределах от 30 до 60о в зависимости от толщины заготовки. При двухстороннем сварном шве угол внутренней разделки несколько больше угла наружной разделки, а притупление кромок составляет 3-5мм.

Формовку листов под сварку производят на листозагибочных вальцах и прессах. Затем заготовку подают к сварочному стану. Сварку можно производить либо автоматически под флюсом, либо электроконтактной сваркой сопротивлением или оплавлением. Чаще всего применяют стан автоматической сварки под флюсом, который имеет устройство для сближения кромок заготовки  и подачи ей под сварку, сварочную головку в устройство для подачи флюса в разделку шва и отсоса неиспользованного флюса. При сварке тонкостенных труб часто применяют прессовую сварку с индукционным нагревом свариваемых кромок заготовки.

Трубы со спирально-сварным швом изготовляют из узкого листа при диаметре труб до 1200мм. Это имеет большое экономическое значение, так как снижает себестоимость производства труб.

Важным преимуществом спирально-сварных труб являются высокие механические свойства, позволяющие изготовлять трубы из боле тонкой листовой заготовки. При этом экономия металла по сравнения с прямошовными трубами достигает 30-35%.

Трубы, используемые для магистралей, работающих под давлением до 25 атм (2532,5кн/м2), изготовляют из мартеновских сталей МСт.2, МСт.3 и МСт.4.

Для магистральных газовых и нефтяных трубопроводов применяют трубы из низколегированных сталей марок 14ГН, 14ХГН, 14ХГС, 15ХГН, 19Г и МК. Эти стали обладают пределом прочности до 50кг/мм2 при относительном удлинении 18-20% и ударной вязкости при 40оС до 3Кг х м/см2.

Сортаментом предусмотрены наружные диаметры труб (529, 630, 720, 820 и 1020мм) и толщина стенки (6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14мм).

Цельнокатаные трубы также изготовляют из малоуглеродистой мартеновской стали марок  МСт.3 и МСт.4 с пределом прочности 35-55кГ/мм2  и относительным удлинением 20-25%. Сортаментом предусмотрены наружные диаметры (168, 219, 273, 325, 377 и 426мм) и толщина стенки (4,5-12мм).

Магистральные трубопроводы нефтяных заводов, работающие при высоких и низких температурах, а также трубопроводы для транспортирования жидких и газовых агрессивных веществ монтируют, как правило, из цельнокатаных труб. Их изготавливают из легированных жаропрочных и нержавеющих сталей.

Наиболее часто применяют стали 10Г2, 12МХ, 15ХМ, 12Х1МФ, Х5, Х5ВФ, 12Х5М, 30ХМ, ЭИ-578, 1Х19Н9Т, Х18Н12Н2Т, Х17, Х28.

Для магистральных трубопроводов и трубопроводов нефтезаводов, предназначенных для сред, вызывающих коррозию, применяют трубы из алюминия и его сплавов. Для этих труб ГОСТ 1947-56 устанавливает сортамент, предусматривающий наружные диаметры (120, 150, 180, 200, 220, 250, 280мм) и толщину стенки (10, 15, 20, 25, 30мм).

Сборку магистральных и особенно заводских производственных трубопроводов производят с помощью штампованных, гнутых или сварных фасонных частей различного назначения. Фасонные части применяют для углов поворота, участков ответвления, обвязки различных аппаратов, насосов и других устройств.

При монтаже труб диаметром до 529мм применяют крутоизогнутые угольники, двойники, тройники и переходы, изготавливаемые из стали 20 путём протяжки или штамповки. Для коррозийностойких трубопроводов фасонные части изготовляют из стали 12Х5МА и 1Х18Н9Т. крутоизогнутые угольники выпускают с наружным диаметром от 48 до 529мм при толщине стенок от 4,5 до 12мм и средним радиусе от 80 до 500 мм. Большое применение получают сварные фасонные части. При этом к качеству сварки предъявляют высокие требования, особенно при монтаже трубопроводов высокого давления.

Подготовка труб к сварке.

При монтаже магистральных и производственных (технологических) трубопроводов основным способом соединения труб является сварка. При этом сварку трубопроводов, работающих при давлении более 0,7 атм (71кн/м2), производят с соблюдением правил Гостехнадзора. Согласно этим правилам к сварке трубопроводов допускаются сварщики, прошедшие специальную подготовку и имеющие соответствующие удостоверения. Сварку разрешается производить при температуре окружающего воздуха и ниже -20оС, так как при более низких температурах происходит интенсивное насыщение расплавленного металла шва газами (особенно кислородом и водородом). Это вызывает значительную пористость и снижает механическую прочность сварного шва. Трубы из легированных сталей разрешается сваривать при температуре не ниже – 10оС. Так как эти стали склонны закаливаться на воздухе с образованием закалочных трещин, иногда выходящих за границы сварного шва. Рабочее место сварщика должно быть защищено от ветра, дождя и снега.

На качество сварного соединения существенно влияет подготовка кромок труб к сварке и качество сборки стыков.

Основным типом сварного соединения труб является V-образное или чашеобразное стыковое соединение.

Подготовка труб к сварке включает правку свариваемых концов, очистку кромок от грязи, масла и окислов и сборку под сварку.

Для правки свариваемых концов труб применяют различные приспособления механического, гидравлического и пневматического типа. Большое распространение получили расширители, состоящие из гидравлического домкрата с радиальными колодками, вставляемыми во внутрь трубы. С помощью ручного насоса повышают давление в цилиндре домкрата, в результате чего колодки раздвигаются и, упираясь в стенки трубы, выпрямляют их. Максимальное усилие достигает 80кГ (784н), а правка трубы занимает 4-6 мин.

Кромки труб, как правило, обрабатывают на заводах-изготовителях со снятием фаски под сварку. Обычно угол скоса составляет 25-30о. при отсутствии скоса кромок необходимо снять фаску на стенке резцом или резаком-труборезом. В полевых условиях получили большое применение специальные трубообрезные приспособления Киевского экспериментально-механического завода.

Очистку свариваемых кромок производят следующим образом. Масло, праймер и органические покрытия удаляют бензином или специальным растворителем от грязи и ржавчины очищают с помощью стальных щёток или абразивных кругов.

Важным элементом подготовки труб является сборка стыков под сварку. Сборка под сварку заключается в совмещении кромок труб так, чтобы совпадали поверхности свариваемых труб и чтобы не была нарушена ось нитки трубопровода. При этом зазор между кромками должен быть одинаковый по всему контуру свариваемого шва.

Сборка и центровка может быть выполнена вручную, но такой способ очень трудоёмкий и не даёт требуемой степени точности. В настоящее время в практике применяют специальные приспособления, называемые центраторами. Для сборки стыков магистральных труб большого диаметра применяют внутренние центраторы, которые базируют сборку по наружной поверхности труб и поэтому более просты по конструкции. Однако при большой разностенности труб и их эластичности наружный центратор не обеспечивает должного качества сборки.

После сборки прихватывают стыки сварными швами длиной 60-80мм с расстоянием между прихватками от 300 до 400мм при диаметре трубы более 300мм. Прихватки  выполняют аккуратно и такими же электродами, какими будет заварен стык; это обеспечивает однородность наплавленного металла и хорошее качество шва.

При сборке внутренним центратором можно рекомендовать вместо прихватки сплошную заварку корня шва в виде первого слоя. Это особенно желательно при низких температурах окружающего воздуха, вызывающих большие внутренние напряжения и образование закалочных структур и трещин в металле шва.

Способы и режимы сварки труб (трубопроводов).

Трубы изготавливают сварными и цельнотянутыми. Сварные трубы изготавливают различных диаметров и толщины стенки с помощью контактной, индукционно-прессовой и дуговой сварки как на переменном, так и на постоянном токе.

Трубопроводы свариваемые встык из труб, используют для подачи жидкостей и газа. Они работают при различных давлениях и температурах нагрева. Если рабочее давление в трубопроводах менее 0,07МПа, на них не распространяются правила Госгортехнадзора. Стыки трубопроводов на давление свыше 0,07МПа выполняются только аттестованными для этой работы сварщиками.

Основные типы и конструктивные элементы швов сварных соединений установлены ГОСТ 16037-80 для стальных трубопроводов и ГОСТ 16038-80 для медных и медно-никелевых.

Страницы: 1, 2, 3