Выбор и обоснование способов сборки и сварки

Современная сварочная техника располагает большим количеством самых разнообразных способов сварки, позволяющих сваривать всевозможные металлы и сплавы.

Выбор того или иного способа сварки производиться с учетом ряда факторов, главными из которых являются:

- свариваемость металла;

- толщина металла.

Свойства свариваемого материала в ряде случаев имеют определенное значение в выборе способа сварки и, иногда, существенно ограничивают число возможных способов. Существенную роль при выборе вида сварки играет толщина свариваемых деталей.

Базовая технология изготовления предусматривала выполнение сварных швов с помощью механизированной сварки в среде СО₂.

Основными недостатками этого технологического процесса являются:

- Низкая производительность процесса сварки за счет меньшей скорости сварки,

 -Большая себестоимость за счет использования дорогих сварочных материалов, большего количества сварщиков, и оборудования что применялось.

- Более вредный процесс с точки зрения охраны труда.

Согласно новой технологии, технического задания, для сварки продольного шва обечаек, шов №1, используем автоматическую сварку под слоем флюса.

1 – дуга; 2 – основной металл; 3 – электродная проволока; 4 – сварочная ванна; 5 – часть флюса; 6 – капли; 7 – газовый пузырь; 8 – жидкий флюс; 9 – сварной шов; 10 – шлаковая корка

Рис. 1.6- Автоматическая сварка под слоем флюса

Под действием тепла дуги 1 расплавляется основной металл 2, электродная проволока 3 и часть флюса 5, непосредственно прилегающая к зоне сварки. Электродная проволока подается в зону сварки со скоростью её плавления и переходит в сварочную ванну 4 в виде капель 6. Расплавленный флюс образует плотную эластичную оболочку – газовый пузырь 7, созданный слоем жидкого флюса 8. Внутри газового пузыря создается избыточное давление паров, которое и удерживает жидкий флюс и оттесняет часть расплавленного металла в противоположном относительно направления сварки. После кристаллизации сварочной ванны образуется сварной шов 9, покрытый шлаковой коркой 10.

Для кольцевого шва, приварки обечаек между собой, шов №2 используем механизированную (полуавтоматическую) сварку в защитных газах. При сварке в зону дуги 1 через сопло 2 непрерывно подается защитный газ 3 (рис 1.4).

1 – зона дуги; 2 – сопло; 3 – защитный газ; 4 - основной металл

Рис. 1.7- Сварка в среде защитных газов

Теплотой дуги расплавляется основной металл 4 и электродная проволока. Расплавленный металл сварочной ванны кристаллизуется, образуя сварной шов. В качестве защитного газа применяется углекислый газ. Для уменьшения потерь на разбрызгивание применяют смесь углекислого газа и аргона (до 50%) и углекислого газа и кислорода (до 30%).

Род защитного газа определяет физические, металлургические и технологические характеристики способа сварки. Защитный газ выбираем в зависимости от рода свариваемого материала, технологических задач, требований, предъявленных к газам. При сварке в защитных газах всех сплавов необходимо обеспечить надёжную защиту зоны сварки защитных газом, и предупредить попадания в неё кислорода, водорода, азота и загрязнений.

Выбор сварочных материалов

Выбор сварочной проволоки

Автоматическая сварка под слоем флюса.

Так как сталь 09Г2С не имеет склонности к образованию горячих трещин, то сварочная проволока может быть однородной и близкой по составу к основному металлу. Учитывая особо ответственное назначение изделия, выбираем сварочную проволоку повышенного качества Св-10НМА (ГОСТ 2246-70)

Таблица 1.7 - Химический состав сварочной проволоки Св-10НМА по ГОСТ 2246-70

Обеспечивает, стабильное горение дуги, отличное качество формирования корневого, заполняющих и облицовочного слоёв шва.

Полуавтоматическая сварка в защитных газах.

Сварочную проволоку необходимо использовать максимально приближённую по химическому составу к свариваемому материалу. Также необходимо наличие в составе проволоки таких элементов, как кремний и марганец, которые являются раскислителями, т.е. быстрее вступают в реакцию с кислородом, чем железо. Применение проволоки с раскислителями обусловлено тем, что сварка происходит в окислительной среде СО₂. Поэтому выбрана сварочная проволока марки Св – 08Г2С (ГОСТ 2246 - 70), которая соответствует всем перечисленным выше требованиям. Химический состав проволоки и механические свойства сварного шва, выполненного проволокой этой марки, приведены в таблицах 1.8 и 1.9, соответственно.

Таблица 1.8- Химический состав сварочной проволоки марки Св – 08Г2С

Таблица 1.9- Механические свойства сварного шва, выполненного проволокой марки Св – 08Г2С

Выбор сварочного флюса

Сталь 09Г2С относится к материалу с низкой химической активностью. Поэтому можно выбрать флюс из числа кислородных, высокоактивных или активных, высоко или низко кремниевых, марганцевых

Учитывая особо ответственное назначение изделия, следует отдать предпочтение выбору флюса из числа активных или малоактивных низко кремниевых марганцевых флюсов обеспечивающих более высокую пластичность и ударную вязкость. Необходимый состав металла шва можно обеспечить за счет состава сварочной проволоки, поэтому нет необходимости в выборе легирующего керамического флюса. Если при сборке будет гарантировано отсутствие ржавчины на кромках, то можно выбрать более технологичный плавленый флюс.

Автоматическая сварка под флюсом соединений из листов толщиной 16мм будет выполняться за два прохода с обеих сторон с обычной скоростью сварки, на сварочных токах не более 500А. Поэтому следует выбрать стекловидный флюс с крупной грануляцией. Выбираем флюс АН-47 (ТУ 14-I-1353-73)

Выбор защитного газа

Основной металл сталь 09Г2С относится к материалу с низкой химической активностью. Поэтому вполне допускается выбор активного газа СО₂ и струйной формой защиты. Учитывая особо ответственное назначение изделия выбираем сварочный углекислый газ 1-го сорта по ГОСТ 8050-85 имеющий более низкое содержание влаги чем пищевая углекислота.

Таблица 1.10- углекислый газ 1-го сорта

Углекислый газ не должен содержать более 1% примесей, в том числе не более 0,05% растворенной влаги, в свободном состоянии. Также не должно быть воздуха, масел, серных соединений и других вредных примесей.

Способ поставки, учитывая организацию сварочных работ, выбираем в баллонах.