Разработка технологии сборки и сварки кожухотрубчатого теплообменника этанолвода с внутренним диаметром 2390мм, длиной цилиндрической части 6450 мм, толщиной стенки 52мм из биметалла 10Х2М1 05Х20Н32Т

• Название: Разработка технологии сборки и сварки кожухотрубчатого теплообменника этанолвода с внутренним диаметром 2390мм, длиной цилиндрической части 6450 мм, толщиной стенки 52мм из биметалла 10Х2М1 05Х20Н32Т
• Дата: 03.02.2023
• Размер: 2.48 Mb.
• Имя файла: fadeev_teploob_12_12.docx
• Тип: Пояснительная записка; #918831
• страница: 5 из 6

3.2 Сборка продольных стыков заготовок эллиптического днища

Сборка и сварка заготовок под эллиптические днища происходит на сборочных плитах. Сборочная плита (рисунок 3.2) представляет собой ровную площадку определённого размера, на которой сделаны продольные и поперечные пазы на расстоянии от 100 до 500 мм. В пазах перемещаются специальные сборочные приспособления, которые могут быть закреплены в определённом месте сборочной плиты винтовыми зажимами, предотвращающими самопроизвольное перемещение приспособлений на плите. В качестве универсальных сборочных приспособлений применяются упоры струбцины, прижимы, призмы и т.д. Данные приспособления устанавливаются на плите согласно геометрической схеме собираемого изделия, затем осуществляется сборка изделия и после этого осуществляется сварка изделия с помощью выбранного способа сварки.

В данной работе сборку и сварку днища аппарата будем производить на сборочной плите с применением струбцин по следующей схеме (рисунок 3.3).



Рисунок 3.2 – Сборочная плита

Вырезанные части заготовки днища 1 с техническими планками 2 собираются на сборочной плите 3 и прижимаются к ней струбцинами 4 после чего происходит простановка прихваток каждые 300 мм. Прихватки проставляются аппаратом для сварки плавящимся электродом в среде защитных газов ESAB Warrior 500i. Конструкция корпуса с улучшенным охлаждением силовых элементов и надёжной защитой электронных компонентов от загрязнения. Технические характеристики которого приведены в таблице 3.2, дальнейшее заполнение разделки шва указано в главе 4 данной работы. После сварки и удаления технических планок заготовка днища перемещается для операции штамповки.



Рисунок 3.3 – Схема сборки заготовки днища

3.3 Сборка обечаек между собой в корпус

Для сборки обечаек в первый корпус воспользуемся роликовой опорой HGZ 20, технические характеристики которой приведены выше. Благодаря использованию данной опоры отсутствует необходимость перемещения собранных, но не сваренных корпусов по цеху, что существенно экономит пространство, а также повышает производительность. Данная опора имеет ролики для выравнивания двух собираемых секций между собой, что повышает точность и качество сборки. После выравнивания обечаек между собой происходит их сближение на расстояние, которое равно величине зазора по ГОСТ на выбранный способ сварки. Далее для закрепления сборки ставятся прихватки каждые 300 мм с помощью аппарата ESAB Warrior 500i. После постановки прихваток на том же стенде происходит сварка кольцевого шва.

3.4 Сборка корпуса с днищем

Установим днище на ложемент и зафиксируем его при помощи 12 пневмоцилиндров, которые захватывают и удерживают его. При сборке эллиптических днищ с корпусом согласно ГОСТ 34347-2017, сварные швы днищ не должны совпадать с продольными швами корпуса и отстоять друг от друга на величину не менее трех толщин корпуса или днища, но не менее 100 мм.

Сборку первого днища будем производить по схеме, представленной на рисунке 3.5. Днище 2 устанавливается на ложемент 1, далее фиксируется с помощью пневмоцилиндров 6, затем с помощью поворотного механизма 3 стыкуется корпусом 5 установленным на роликовой опоре 4, на расстоянии равным зазору между свариваемыми кромками выбранного способа сварки по ГОСТ. Далее ставятся прихватки(5штук, с шагом , по схеме, указанной на рисунке 3.5., при этом контролируется высота превышения кромок, которая не должна быть больше 3,45 мм. После данных операций днище приваривается к цилиндрической части корпуса по той же технологии, по которой производилась сварка цилиндрической части корпуса. После приварки первого днища производится разметка и вырезка отверстий под люки и штуцера, а также их последующая сварка.



Рисунок 3.4 – Последовательность нанесения прихваток при сборке кольцевого стыка



Рисунок 3.5 – Схема сборки первого днища с корпусом

3.5 Разметка и вырезка отверстий под штуцера и люки

Задачей разметки является определение координаты центра отверстия штуцера или люка. Как правило, используется два способа разметки: с помощью лазера, с помощью мелового шнура.

Будем использовать способ разметки с помощью лазера. Принцип разметки этими способами следующий. Выбирается базовая плоскость, как правило, кольцевой стык днища по оси шва или плоскость разъема корпуса и второго днища. Намечается базовая линия, за которую принимается продольная линия, на которой располагается максимальное количество штуцеров и люков, отмеряют от базовой плоскости расстояние, на котором расположена плоскость, в которой находится отверстие. После чего определяется угол, под которым располагается в этой плоскости искомый центр отверстия, относительно базовой линии. В месте найденного центра производят насечку керном и сверлят отверстие (либо вырезают, в зависимости от диаметра).

При лазерной разметке (рисунок 3.6) на горизонтальной площадке устанавливается лазерный генератор, который дает прямой жесткий луч вдоль корпуса, на пути луча ставится отражатель, который одновременно с фиксацией точки, где расположен штуцер, может фиксировать плоскость внутри корпуса, если на этой плоскости имеется штуцер или люк. Отражатель также имеет световой лимб с указателем углов, под которым располагается центр отверстия. Разметка штуцеров и люков, располагаемых на днище, как правило, производится до установки его в корпус. Перемещая отражатель на требуемое расстояние, определяют центры всех штуцеров и люков.



Рисунок 3.6 – Способ разметки корпуса под установку штуцеров и люков

1 – лазерный генератор; 2 – поворотный отражатель с лимбом; 3 – размечаемый корпус; 4 – центр отверстия под люк или штуцер.

После определения всех центров, осуществляется их сверление насквозь сверлом диаметром 6…12 мм.

Одновременно с вырезкой отверстий возможна подготовка кромок под сварку с обязательным припуском на механическую обработку.

Отклонения по диаметрам отверстий для штуцеров и люков не должны быть более: ^+1,5_-0,5­ для отверстий Ø до 150 мм; ^+2,0_-0,5­ для Ø 150 – 300 мм и ^+3,0_-0,5­ мм для Ø > 300 мм.

После вырезки отверстий под штуцера и люки необходимо произвести подготовку кромок.
3.6 Установка штуцеров и люков

Для установки штуцеров будем использовать схему с заглублением штуцера в корпус аппарата

Последовательность установки следую­щая:

1. Устанавливаем штуцер или люк согласно принятой для него схеме (рисунок 3.7).

2. Выверяем перпендикулярность оси люка или штуцера относительно корпуса при помощи угольника.



Рисунок 3.7 – Способ установки штуцеров в корпус аппарата (разделка кромок Т2 по 16098-80)

В соответствии с требованиями ГОСТ 34347-2017 выверяем позиционное отклонение осей штуцеров и люков (допускается не более ±10 мм) и отклонение по высоте (вылету) штуцеров (не должно быть более ±5 мм).

3. Производим прихватку штуцера или люка полуавтоматом ESAB Warrior 500i  в смеси 80% Ar + 20% СО2 проволокой Cв-04ХМА диаметром 1,6 мм с основным слоем на постоянном токе обратной полярности.
3.7 Сборка корпуса со вторым днищем

Сборку второго днища с корпусом осуществляют после установки всех штуцеров и люков. Сборка производится на том же оборудовании и в той же последовательности что и при сборке первого днища с корпусом.
3.8 Сборка опоры корпуса аппарата

Сборка опорных частей теплообменного аппарата производится на сборочно-сварочной плите с применением универсальных сборочно-сварочных приспособлений.

На сборочно-сварочную плиту устанавливается основание опоры. На основание устанавливается гнутая стойка опоры. Данные элементы закрепляются на сборочно-сварочной плите с помощью рычажных прижимов. Затем устанавливается и прихватывается к гнутой стойке подкладное кольцо. Далее устанавливаем и прихватываем ребра жесткости.

Производим прихватку основания со стойкой опоры, отводим рычажные прижимы и после проверки операции сборки, сборочная опора отправляется на сварку.



Рисунок 3.8 – Схема сборки опоры. 1 – сборочно-сварочная плита; 2 – рычажный прижим; 3 – основание опоры; 4 – ребра жесткости; 5 – гнутая стойка; 6 – подкладное кольцо

4. Проектирование сварочных операций

4.1 Выбор сварочных материалов

При изготовлении данной конструкции были использованы следующие материалы:

Сварочная проволока для автоматической сварки под слоем флюса– Cв-04ХМА Ø4мм;

Сварочная проволока для полуавтоматической сварки в смеси защитных газов – Cв-04ХМА Ø1,2;

Сварочная проволока для автоматической сварки под слоем флюса – OK Autrod 309L Ø4мм;

Сварочная проволока для полуавтоматической сварки в смеси защитных газов – OK Autrod 309L Ø1,2мм;

Сварочная проволока для автоматической сварки под слоем флюса – OK Autrod 385 Ø4мм;

Сварочная проволока для полуавтоматической сварки в смеси защитных газов – OK Autrod 385 Ø1,2мм;

Сварочный флюс для автоматической сварки – ОК 10.71;

Сварочный флюс для автоматической сварки – ОК 10.93.

Сварочная проволока для полуавтоматической сварки в смеси защитных газов – Св-08Г2С Ø1,2мм.

Защитный газ – газовая смесь, содержащая в качестве основного газа Ar80%, в качестве компонента 20%СО2.

Таблица 4.1 – Химический состав проволок по ГОСТ 2246-70

Проволока	Содержание в %
	C	N	Mn	Si	Cr	Ni	Мо	Nb	S	P
Cв-04ХМА	0,15-0,22	До 0,012	0,4-0,7	0,12-0,35	0,8-1,1	До 0,3	0,15-0,3	-	До 0,025	До 0,025
OK Autrod 309L	До 0,03	0,11	1,4-2,2	0,3-0,65	23-25	12-14	0,1	-	До 0,02	До 0,03
OK Autrod 385	До 0,025	-	1,4-2,2	До 0,5	19,5-21,5	24,0-26,0	4,2-5,2	-	До 0,02	До 0,02

Таблица 4.2 – Химический состав флюсов по ГОСТ 9087-81

Флюс	Содержание в %
	C	Cr	Cu	Mn	Mo	Ni	N	Nb	Si
OK Flux 10.71	0,04-0,09	0,3-1,3	0,5	0,9-2,0	0,2-0,5	0,7-2,2	-	-	0,3-0,5
OK Flux 10.93	0,0-0,1	16,2-29	1,5	0,2-6,3	2,1-4	8-25	0.12-0.25	0.3-0.5	0,1-1,2

Содержание S до 0,02; P до 0,03

Выбор сварочных флюса:

Флюс при автоматической дуговой сварке выполняет важную функцию. Слой флюса защищает жидкий металл в зоне плавления от атмосферного влияния. Флюс легирует наплавляемый металл, рафинирует его и оказывает влияние на химический состав и структуру шва. От физических свойств флюса зависит формирование сварного шва и наличие в нем дефектов.

Сварочный флюс OK Flux 10.71 - керамический сварочный флюс алюминатно-основного типа, предназначен для одно- и многопроходной электродуговой сварки на постоянном и переменном токе углеродистых и низколегированных конструкционных сталей перлитного класса с нормативным временным сопротивлением разрыву до 600 МПа. Флюс OK Flux 10.71 соответствует общим техническим условиям ГОСТ 28555, ЕN 13479, имеет маркировку «СЕ» Европейской ассоциации торговли и широко применяется в производстве строительных металлоконструкций, в том числе мостов, в судостроении, строительстве трубопроводов и в ряде отраслей машиностроения. 

Флюс OK 10.71 предназначен для одно- и многодуговых видов сварок, таких как двухдуговая сварка, сварка расщепленной дугой, а также двухдуговая сварка расщепленными дугами и многие другие способы сварки стыковых, нахлесточных и угловых швов. Он одинаково хорошо работает как на постоянном, так и переменном токе. Хорошая отделяемость шлака и незначительное легирование Si и Mn делает его отличным флюсом для многопроходной сварки толстостенных изделий. Незначительная чешуйчатость наплавленного металла позволяет выполнять сварку на высоких скоростях, и все это в сочетании с очень хорошими значениями ударной вязкости. Высокая скорость кристаллизации шлака позволяет выполнять сварку в положении Г(PC).

Применение сварочного флюса OK FLUX 10.71

Флюс OK Flux 10.71 обладает высокими для основного флюса технологическими свойствами, сохраняя при этом низкое содержание О2 в наплавленном металле, что обеспечивает получение высокой ударной вязкости при температурах до -40 °С. Требуемый уровень механических свойств металла шва достигается за счет правильного подбора сварочной проволоки, так как легирование шва преимущественно происходит через нее. Флюс OK Flux 10.71 обладает определенными преимуществами при сварке в узкую разделку, так как обеспечивает плавный переход от наплавленного к основному металлу, а также хорошую отделяемость шлаковой корки.

Область применения флюса OK Flux 10.71:Флюс OK Flux 10.71является флюсом широкого применения, обладает высокими для основного флюса сварочно-технологическими свойствами, сохраняя при этом низкое содержание шлаковых включений в наплавленном металле, что обеспечивает получение высокой ударной вязкости при температурах до - 40°С. Требуемый уровень механических свойств металла шва достигается за счет правильного подбора сварочной проволоки, так как легирование шва преимущественно происходит через проволоку. Флюс OK Flux 10.71 обладает определенными преимуществами при сварке в узкую разделку, так как обеспечивает плавный переход от наплавленного к основному металлу, а также хорошую отделяемость шлаковой корки. Благодаря своей универсальности флюс широко применяется в судостроении, машиностроении, энергетике, мостостроении, для сварки плетей трубопроводов и балочных конструкций. Флюс также применяется для упрочняющей наплавки под флюсом. Флюс ок flux 10.71 разработан для сварки на постоянном и переменном токе. 

Сварочный флюс ОК Flux 10.93 прекрасно сочетается с различными сварочными проволоками из нержавеющих сталей и применяется для сварки стыковых и угловых швов всех обычных аустенитных и других высоколегированных нержавеющих сталей. Этот сварочный флюс работает на постоянном токе и характеризуется хорошими сварочно-технологическими характеристиками в положении Н2(PB) (нижнее тавровое). При этом обеспечивается отличное отделение шлака, гладкий шов и хороший внешний вид валика. Незначительное легирование кремнием Si из флюса обеспечивает хорошие механические свойства, и в особенности высокую ударную вязкость.

Применение сварочного флюса OK FLUX 10.93

Сварочный флюс ОК Flux 10.93 является наиболее часто используемым сварочным флюсом для сварки нержавеющих коррозионно-стойких сталей. ОК Flux 10.93 применяется для изготовления оборудования для химической и нефтехимической промышленности, шельфовых платформ, сосудов, работающих под давлением, складских резервуаров, химических емкостей, в электро- и ядерной энергетике, а также в целлюлозно-бумажной промышленности, гражданском строительстве и транспортном машиностроении. А также сварочный флюс ESAB ОК 10 93 отлично подходит для сварки аустенитноферритной дуплексной нержавеющей стали 2205, например, при строительстве химических емкостей.

Как правило с флюсом OK Flux 10.93 сварку ведут на постоянном токе обратной полярности.


4.2 Расчёт режимов сварки продольного стыка обечайки

Для сварки продольного стыка обечайки принимаем автоматическую сварку под флюсом, тип соединения С14 по ГОСТ 16098-80 (рисунок 4.1).

Сварочные материалы: проволоки Св-04ХМА, OK Autrod 309L; OK Autrod 347 по ГОСТ 2246-70, флюсы: OK Flux 10.71, OK Flux 10.93.



Рисунок 4.1 – форма подготовки кромок и сварного соединения С14 по ГОСТ 16098-80.

Расчет режимов сварки продольного и кольцевого стыков аппарата для основного слоя (А) проволокой Св-04ХМА.

1) Выберем диаметр электродной проволоки:

_{Примем dэл = 5 мм.}

2) Определим сварочный ток:



где j = 40 А/мм² – допустимая плотность тока.

3) Напряжение на дуге:



4) Скорость сварки равна:





Для получения швов требуемой формы, обладающих высокой технологической прочностью, значения А принимают в пределах, приведённых в таблице 18.

Примем А=22000А·м/ч, тогда:



5) Определим величину погонной энергии, вносимой в шов:



где η_и = 0,9 – эффективный к.п.д. нагрева.

6) Коэффициент формы провара:



где выбираем в зависимости от рода и полярности тока,

при

При обратной полярности:

Для механизированной сварки должен находиться в пределах
0.8 – 4. При меньшем значении будут получаться швы, склонные к образованию ГТ, при больших – слишком широкие швы с малой глубиной провара, что нерационально с точки зрения использования теплоты дуги и приводит к увеличенным деформациям.

7) Определим глубину провара Н:



8) Ширина шва е:



9) Примем вылет электрода:

10) Определим коэффициент наплавки:

При сварке под флюсом ввиду незначительных потерь электродного металла с достаточной для практических расчётов степенью точности можно принять, что коэффициент наплавки α_н равен коэффициенту расплавления α_р.



– составляющая коэффициента расплавления, обусловленная тепловложением дуги, г/А·ч;

– составляющая коэффициента расплавления, зависящая от тепловложения вследствие предварительного нагрева вылета электрода, протекающим током, г/А·ч.

При сварке постоянным током обратной полярности принимаем:





Тогда:

12) Определим площадь наплавленного металла:



Удельный вес металла принимаем:

13) Высота валика:



14) Общая высота шва С:



15) Коэффициент формы усиления:



Для хорошо сформированных швов должен находиться в пределах 7÷10.

Далее переходим к расчету режима сварки переходного слоя (Б) проволокой OK Autrod 309.

1) Выберем диаметр электродной проволоки:

_{Примем dэл = 4 мм.}

2) Определим сварочный ток:



где j = 50 А/мм² – допустимая плотность тока.

3) Напряжение на дуге:



4) Скорость сварки равна:





Для получения швов требуемой формы, обладающих высокой технологической прочностью, значения А принимают в пределах, приведённых в таблице 4.3.

Таблица 4.3 – Значение А в зависимости от d_эл

dэл, мм	1,2	1,6	2,0	3,0	4,0	5,0	6,0
А, А·м/ч	2000-5000	5000-8000	8000-12000	12000-16000	16000-20000	20000-25000	25000-30000

Примем А=20000А·м/ч, тогда:



5) Определим величину погонной энергии, вносимой в шов:



где η_и = 0,9 – эффективный к.п.д. нагрева.

6) Коэффициент формы провара:



где выбираем в зависимости от рода и полярности тока,

при . При обратной полярности:

Для механизированной сварки должен находиться в пределах
0.8 – 4. При меньшем значении будут получаться швы, склонные к образованию ГТ, при больших – слишком широкие швы с малой глубиной провара, что нерационально с точки зрения использования теплоты дуги и приводит к увеличенным деформациям.

7) Определим глубину провара Н:



8) Ширина шва е:



9) Примем вылет электрода:

10) Определим коэффициент наплавки:

При сварке под флюсом ввиду незначительных потерь электродного металла с достаточной для практических расчётов степенью точности можно принять, что коэффициент наплавки α_н равен коэффициенту расплавления α_р.



– составляющая коэффициента расплавления, обусловленная тепловложением дуги, г/А·ч;

– составляющая коэффициента расплавления, зависящая от тепловложения вследствие предварительного нагрева вылета электрода, протекающим током, г/А·ч.

При сварке постоянным током обратной полярности принимаем:





Тогда:

12) Определим площадь наплавленного металла:



Удельный вес металла принимаем:

13) Высота валика:



14) Общая высота шва С:



15) Коэффициент формы усиления:



Для хорошо сформированных швов должен находиться в пределах 7÷10.

Далее переходим к расчету режимов сварки плакирующего слоя (B) проволокой OK Autrod 385.

1) Выберем диаметр электродной проволоки:

_{Примем dэл = 4 мм.}

2) Определим сварочный ток:



где j = 50 А/мм² – допустимая плотность тока.

3) Напряжение на дуге:



4) Скорость сварки равна:





Для получения швов требуемой формы, обладающих высокой технологической прочностью, значения А принимают в пределах, приведённых в таблице 4.4.

Таблица 4.4 – Значение А в зависимости от d_эл

dэл, мм	1,2	1,6	2,0	3,0	4,0	5,0	6,0
А, А·м/ч	2000-5000	5000-8000	8000-12000	12000-16000	16000-20000	20000-25000	25000-30000

Примем А=20000А·м/ч, тогда:



5) Определим величину погонной энергии, вносимой в шов:



где η_и = 0,95 – эффективный к.п.д. нагрева.

6) Коэффициент формы провара:



где выбираем в зависимости от рода и полярности тока,

при

При обратной полярности:

Для механизированной сварки должен находиться в пределах
0.8 – 4. При меньшем значении будут получаться швы, склонные к образованию ГТ, при больших – слишком широкие швы с малой глубиной провара, что нерационально с точки зрения использования теплоты дуги и приводит к увеличенным деформациям.

7) Определим глубину провара Н:



8) Ширина шва е:



9) Примем вылет электрода:

10) Определим коэффициент наплавки:

При сварке под флюсом ввиду незначительных потерь электродного металла с достаточной для практических расчётов степенью точности можно принять, что коэффициент наплавки α_н равен коэффициенту расплавления α_р.



– составляющая коэффициента расплавления, обусловленная тепловложением дуги, г/А·ч;

– составляющая коэффициента расплавления, зависящая от тепловложения вследствие предварительного нагрева вылета электрода, протекающим током, г/А·ч.

При сварке постоянным током обратной полярности принимаем:





Тогда:

12) Определим площадь наплавленного металла:



Удельный вес металла принимаем:

13) Высота валика:



14) Общая высота шва С:



15) Коэффициент формы усиления:



Для хорошо сформированных швов должен находиться в пределах 7÷10.

Далее графически определяем количество заполняющих проходов. Для этого чертим, форму корневого валика используя значения, полученные выше и помещаем его на разделку, затем замеряем, заштрихованную площадь и с помощью формулы количество заполняющих проходов n округляя до целого числа в большую сторону



где F - площадь наплавленного металла наплавленного для разделки

F_н - площадь наплавленного металла рассчитанного по формуле

Подставив числовые значения в формулу, получим:

Для корневого валика – 1; для заполняющего слоя – 24; для переходного слоя – 5; для плакирующего слоя – 6.

После получения количества проходов, чертим форму заполняющего валика, используя значения полученные выше. И располагаем 27 валиков так, чтобы обеспечивать перекрытие предыдущих не менее 60%.



Рисунок 4.2 – количество проходов при сварке

Определим химический состав металла шва.

Содержание рассматриваемого элемента в металле шва определяется на основании правила смешения по формуле:

, (4.6)

где |х|_ш, |х|_ом, |х|_э – концентрация рассматриваемого элемента в металле шва, основном и электродном металле; γ_о – доля участия основного металла в формировании шва, определяется по формуле:







Рисунок 4.3 – наплавленный и проплавленный металл шва.

где F_н – площадь наплавленного металла,

F_пр – площадь провара.

;









=






Шов переходного слоя

F_ом=75 мм²-площадь основного металла;

F_ш=39,48 мм²-площадь шва основного металла;

F_пл=12 мм²- площадь плакирующего металла в переходном шве;

=257,58 мм²-площадь переходного шва;

F_пл2=57,94 площадь плакирующего слоя в плакирующем шве.

γ_ом= = 0,29,

γ_ш= = 0,153,

γ_пл= =0,046,

γ_э.п.=1-γ_ом-- γ_ш- γ_пл =0,51.

= 0,1·0,29+0,087·0,153+0,05·0,046+0,03·0,51=0,06 масс.%,

=1·0,29+0,36·0,153+0,7·0,046+0,4·0,51=0,58 масс.%,

=0,8·0,29+0,42·0,153+0,7·0,046+1,8·0,51= 1,246 масс.%,

=25·0,29+2·0,775+21·0,046+24·0,51=22 масс.%,

=0,175·0,153+32·0,046+13·0,51=8,1 масс.%,

=0,4·0,046= 0,184 масс.%,

=0,5·0,046=0,023 масс.%,

= 0,025·0,29+0,02·0,153+0,02·0,046+0,02·0,51=0,021 масс.%,

= 0,03·0,29+0,028·0,153+0,03·0,046+0,03·0,51=0,025 масс.%.

Шов плакирующего слоя

γ_пер= =0,56

γ_пл2= = 0,107

γ_э.п.=1- γ_пер - γ_пл2=0,33.

=0,06·0,56+0,05·0,107+0,08·0,33=0,065 масс.%,

=0,58·0,56+0,7·0,107+0,5·0,33=0,565 масс.%,

=1,246·0,7+0,8·0,107+2,5·0,33=1,783 масс.%,

=22·0,56+19·0,107+20·0,33=20,953 масс.%,

=8,1·0,56+32·0,107+32·0,33=23,056 масс.%,

=0,184·0,56+0,4·0,107=0,143 масс.%,

=0,023·0,56+0,4·0,107=0,056 масс.%,

= 0,021·0,56+0,02·0,107+0,02∙0,33= 0,02 масс.%,

= 0,025·0,56+0,03·0,107+0,015∙0,33= 0,022 масс.%.

Финальным этапом является определение скорости охлаждения металла ω_охл (˚С/с) при выбранном режиме сварки по формуле (4.18).



3,6 < 15, следовательно закалочные структуры не образуются.

ω_охл – мгновенная скорость охлаждения при температуре Т_m, ˚С/с;

λ = 18 – коэффициент теплопроводности, Вт/м²∙˚С;

Т₀ – начальная температура изделия, ˚С;

q_n – погонная энергия (Дж/м).

Рассчитанные режимы сварки обеспечивают необходимую скорость охлаждения, которая попадает в допустимый интервал скоростей охлаждения.

Расчет эквивалента Ni и эквивалента Cr

Рассчитаем эквивалентное содержание никеля и хрома плакирующего слоя:







Рассчитаем эквивалентное содержание никеля и хрома для электродной проволоки OK Autrod 385 для сварки плакирующего слоя:

Cr_экв=21,5+2+1,5·0,5 =24,25;

Ni_экв=26+30·0,025+0,5·2=27,75;

=0,8;

=0,8<1,5, стали склонны к горячим трещинам, т.к. к образованию горячих трещин склонны стали, имеющие на диаграмме чисто аустенитную структуру или структуру А+Ф при содержании Ф до 2%. Необходимо использование технологических приемов, направленных на изменение формы сварочной ванны и направление роста кристаллитов аустенита, а также уменьшение силового фактора, возникающего в результате термического цикла сварки, усадочных деформаций и жесткости закрепления кромок

По диаграмме Шеффлера определяем предположительную структуру металла шва:



1 – эквивалентное содержание Ni и Cr для плакирующего слоя, 2 - эквивалентное содержание Ni и Cr электродной проволоки

Рисунок 4.4 – Диаграмма Шеффлера