2017-11-01
1525
Введение
Сварка – технологический процесс получения неразъемных соединений материалов посредством установления межатомных связей между свариваемыми частями при их местном или пластическом деформировании, или совместным действием того и другого. Сваркой соединяют однородные и разнородные металлы и их сплавы, металлы с некоторыми неметаллическими материалами (керамикой, графитом, стеклом и др.), а также пластмассы.
Сварка– экономически выгодный, высокопроизводительный и в значительной степени механизированный технологический процесс, широко применяемый практически во всех отраслях машиностроения.
Физическая сущность процесса сварки заключается в образовании прочных связей между атомами и молекулами на соединяемых поверхностях заготовок. Для образования соединений необходимо выполнение следующих условий: освобождение свариваемых поверхностей от загрязнений, оксидов и адсорбированных на них инородных атомов; энергетическая активация поверхностных атомов, облегчающая их взаимодействие друг с другом; сближение свариваемых поверхностей на расстояния, сопоставимые с межатомным расстоянием в свариваемых заготовках.
В зависимости от формы энергии, используемой для образования сварного соединения, все виды сварки разделяют на три класса: термический, термомеханический и механический.
К термическому классу относятся виды сварки, осуществляемые плавлением с использованием тепловой энергии (дуговая, плазменная, электрошлаковая, электронно-лучевая, лазерная, газовая и др.).
К термомеханическому классу относятся виды сварки, осуществляемые с использованием тепловой энергии и давления (контактная, диффузионная и др.).
К механическому классу относятся виды сварки, осуществляемые с использованием механической энергии и давления (ультразвуковая, взрывом, трением, холодная и др.).
Свариваемость – свойство металла или сочетания металлов образовывать при установленной технологии сварки соединение, отвечающее требованиям, обусловленным конструкцией и эксплуатацией изделия.
Характеристика заданной сварной конструкции
Данная сварная конструкция – ёмкость под воду. Система представляет собой сосуд расположенный вертикально, имеет крышку и сливной кран. В рабочем состоянии емкость заполнена водой.
Данное сварное соединение представляет собой цилиндрическую обечайку, к которой привариваются фланцы и патрубки. Диаметр обечайки 630 мм, толщина стенки 30 мм, длина 1300 мм. Рабочее давление 0,6 МПа.
При заполнении сосуда водой должен быть удален воздух из внутренних полостей. Пробное давление при гидравлическом испытании должно контролироваться двумя манометрами. После проведения гидравлического испытания вода должна быть полностью удалена.
Данная конструкция является технологичной, все швы доступны возможна сварка швов механизированным и автоматическим способами сварки. Контроль швов производим внешним осмотром и ультразвуком.
Обоснование выбора марки стали сварной конструкции
- Плотность – 7700–7900 кг/м³.
- Удельный вес – 75537–77499 н/м³ (7700–7900 кгс/м³ в системе МКГСС).
- Удельная теплоемкость при 20 °C – 462 Дж/(кг·°C) (110 кал/(кг·°C)).
- Температура плавления – 1450–1520 °C.
- Удельная теплота плавления – 84 кДж/кг (20 ккал/кг).
- Коэффициент теплопроводности – 39 ккал/(м·час·°C) (45,5 Вт/(м·К)).
- Коэффициент линейного теплового расширения при температуре около 20 °C:
- сталь Ст3 (марка 20) – (1/град);
- сталь нержавеющая – (1/град).
- Предел прочности стали при растяжении:
- сталь для конструкций – 38–42 (кГ/мм²);
- сталь кремнехромомарганцовистая – 155 (кГ/мм²);
- сталь машиностроительная (углеродистая) – 32–80 (кГ/мм²);
- сталь рельсовая – 70–80 (кГ/мм²);
