8. Обоснование и выбор элементов технологического

процесса изготовления чаши диаметром 4800 мм

8.1. Способы сварки

Способ сварки конструкции выбирается исходя из следующих факторов : марки стали и толщины свариваемого металла, габаритов и веса конструкции, производственной программы, возможности установки изделия в удобное для сварки положение, возможности получения качественного соединения.

Для сварки секторов обечайки, секторов фланца и общей сварки обечайки с фланцем применяем автоматическую сварку под слоем флюса. При сварке под слоем флюса производительность процесса по машинному времени повышается в 6 – 12 раз, что даже при коэффициенте использования сварочной установки 0.5 в 3-6 раз превосходит производительность ручной сварки покрытым электродом. Обеспечивается высокое качество сварки. Это достигается за счет надежной защиты металла шва от воздействия кислорода и азота воздуха, однородности металла шва по химическому составу, улучшение формы шва и сохранение постоянства его размеров. В результате обеспечивается меньшая вероятность непроваров подрезов и других дефектов формирования шва и отсутствие перерывов в процессе сварки. Отпадает необходимость в защите глаз и лица рабочего, несколько уменьшается количество вредных газов, выделяемых в процессе сварки, улучшаются условия труда.

Сварку обечайки можно выполнять и электрошлаковой сваркой (как в базовом технологическом процессе ), но недостатками являются :

- трудоемкие операции по подготовке и установке сварочных аппаратов;

- возможность возникновения короткого замыкания электрода и его выгибания к передним или задним кромкам;

- необходимости изменения режима в процессе сварки (начинают сварку на повышенном напряжении).

Следовательно, предпочтительнее сварка под слоем флюса. При сварке под слоем флюса отсутствует разбрызгивание металла, по сравнению со сваркой в среде углекислого газа; увеличивается коэффициент наплавки (14-18 г/ А ×ч).

8.2. Выбор рода тока и полярности

Для сварки под слоем флюса применяют постоянный ток обратной полярности. Данный выбор основан на большой толщине детали. При сварке постоянным током обратной полярности глубина провара примерно на 40-50% больше, чем при сварке постоянным током прямой полярности. В этом случае полярность тока изменяется 100 раз в секунду, что приводит к уменьшению выделения теплоты на основном металле за тот период, когда он является анодом. При сварке постоянным током прямой полярности ширина шва уменьшается по сравнению со сваркой постоянным током обратной полярности и сваркой переменным током. Наиболее существенное снижение ширины шва в зависимости от напряжения дуги и поэтому имеет практическое значение при сварке под флюсом.

8.3. Сварочные материалы

Для сварки ст.09Г2С используют следующие сварочные материала:

1.Сварка под флюсом:

-сварочная проволока св.08Г2С;

-флюс АН-60, АН-348А.

2. Сварка в среде защитного газа:

сварочная проволока св.08Г2С;

-защитный газ – СО_2.

Таблица 8.1 Химический состав сварочной проволоки Св-08Г2С в %

Марка проволоки	С	Mn	Si	Cr	Ni	S	P
Св-08Г2С	0,05-0,11	1.80-2.10	0,70-0,95	≤0,20	≤0,25	не более 0,025	не более 0,030

При сварке проволокой св-08Г2С стали 09Г2С получаем необходимые механические свойства металла шва (таблица 8.2).

Таблица 8.2. Механические свойства металла шва

Марка проволоки	σм кгс/мм2	σв кгс/мм²	б; %	χ; %	Аn кгс×м/см2 при температуре
					-20 С	+20С
Св-08Г2С	10	54	20	48	4,0	9,0

Флюс АН-348А должен быть мелкой грануляции, чтобы обеспечить лучшую изоляцию зоны сварки. Достаточно эффективная защита сварочной ванны от атмосферного воздействия обеспечивается лишь при определенной толщины слоя флюса над поверхностью свариваемого металла.

Необходимая толщина слоя флюса определяется в основном мощностью дуги, используемом для сварки.

Таблица 8.3 Химический состав флюсов АН-348-А, АН-60, в%

Марка флюса	SiO2	MnO	CaO	MgO	Al2O3	CaF2	Fe2O3	S	P
							не более
АН-348-А	41,0-44,0	34.0-38,0	≤6,5	5,0-7,5	≤4,5	4,0-5,5	2,0	0,15	0,12
АН-60	42,5-46,5	36,0-41,0	3,0-11,0	0.5-3,0	≤5,0	5,0-8,0	1,5	0,15	0,15

Для защиты зоны сварки при полуавтоматической сварки используем углекислый газ (СО₂). Углекислый газ бесцветен, не ядовит, тяжелее воздуха. При давлении 760 мм.рт.ст и при температуре 0С плотность углекислого газа равна 1,97686 г/л, что в 1,5 раза больше плотности воздуха.

Углекислый газ бывает 4-х сортов. При сварке используется газ 1 и 2 сортов (таблица 8.4) ГОСТ 8050-64

Таблица 8.4. Состав углекислоты.

Содержание %	Сорт
	Сварочная 1 сорт	Сварочная 2 сорт
СО2 (не меньше) СО (не более) Водяных паров при 760мм рт.ст.и 20°С (не более),г/м³	99,5 0 0,178	99,0 0 0,515

В углекислом газе не должны содержаться минеральные масла, глицерин, сероводород, соляная, серная и азотная кислоты, спирты; эфиры, органические кислоты и аммиак.

Так как 1 сорт является дефицитом, в основном используем СО₂ 2 сорта; целесообразно применение смеси углекислого газа с кислородом (СО₂+О₂), применяется смесь содержащая 30% кислорода.

Смесь СО₂+О₂ оказывает более интенсивное окисляющее действие на жидкий металл, чем чистый углекислый газ. Благодаря этому повышается жидко текучесть металла, что улучшает формирование шва и снижает привариваемость капель металла к поверхности изделия. Кроме того, кислород дешевле углекислого газа, что делает смесь экономически выгодной.