Сварка судовых конструкций

Цель работы: Разработать технологический процесс сборки и сварки заданной корпусной конструкции. В качестве корпусной конструкции задана лобовая переборка.

Таблица 1    Номер чертежа Наименование секции Марка материала секции Место выполнение сварных швов                21 Лобовая переборка             Ст 4                 Цех

                                                            Размеры секции

Таблица 2

                              Шпация                   Габаритные размеры       Поперечная       Продольная                 В                 Н ------------------------              650              3100 --------------------------                                                  Детали секции и их размеры

Таблица 3

          Номер детали     Наименование детали     Размеры сечения, мм 1 Лист S8 2 Лист S8 3 Лист S10 4 Лист S10 5 Стойка Полособульб N10 6 Стенка рамной стойки 8*180 7 Полка рамной стойки 10*70 8 Стойка Полособульб N10 9 Комингс 8*350 10 Ребро жесткости Полособульб N10

                   Руководитель курсовой работы      ……………………………….

                                                                                                (Подпись)

Сборку лобовой переборки будем производить в цехе на постеле, т.к. секция представляет собой криволинейную поверхность.

 Сборочно-сварочные работы будем производить в следующей технологической последовательности:

- На стенд укладываем листы (детали 1,2,3,4) с подготовленными к сварке кромками с зазором 1мм.

- Свариваем листы автоматической сваркой под слоем флюса на флюсо-медной подкладки.

- Размечаем местоположение и собираем на электроприхватках комингс (деталь 9).

- Привариваем комингс к полотнищу с помощью полуавтоматической сварки в среде СО2.

- Свариваем стенку рамной стойки (деталь 6) с полкой рамной стойки (деталь7).

- Устанавливаем стойки на полотнище и закрепляем электроприхватками.

- Стойка приваривается к полотнищу полуавтоматом в среде СО2.

- Затем размечаем местоположение и собираем на электроприхватках стойки (детали 5 и 8)

- Свариваем стойки к полотнищу с помощью полуавтоматической в среде СО2.

- В таком же технологической последовательности производим сварку ребер жесткости (деталь 10).

Расчет параметров режимов сварки.

1. Сварка автоматическая под слоем флюса на флюсовомедной подкладки. Используем для сварки листов (детали 1и2). Силу тока и скорость сварки определим расчетным путем.

Сила сварочного тока для сварки деталей 1 и 2:  

- расчетная глубина проплавления, мм.

При однопроходной односторонней сварке с обратным формированием шва  принимаем .

        )   

Диаметр электродной проволоки:   , где i – допустимая плотность                                 тока  В нашем случае принимаем .

         .

         Скорость сварки , где А-коэффициент выбираемый в зависимости от                                                                       диаметра проволоки. При ..  

         

          Напряжение на дуге определяем по выражению:

            (В).

           Рассчитываем величину погонной энергии сварки  по выражению:

            , где  эффективный КПД нагрева металла дугой  

    .

  Определяем коэффициент формы провара: , где

 

 .

Глубина проплавления  ;

Ширина шва ;

Мгновенная скорость охлаждения металла в околошовной зоне.

где - теплопроводность ;

- объемная теплоемкость, ;

 - начальная температура изделия, ;

 - температура наименьшей устойчивости аустенита;

 

2.  Сварка автоматическая под слоем флюса на флюсовомедной подкладки. Используем для сварки листов (детали 3и4). Силу тока и скорость сварки определим расчетным путем.

Сила сварочного тока для сварки деталей 3 и 4:  

- расчетная глубина проплавления, мм.

При однопроходной односторонней сварке с обратным формированием шва  принимаем .

        )   

Диаметр электродной проволоки:   , где i – допустимая плотность                                 тока  В нашем случае принимаем .

         .

         Скорость сварки , где А-коэффициент выбираемый в зависимости от                                                                       диаметра проволоки. При ..  

         

          Напряжение на дуге определяем по выражению:

            (В).

           Рассчитываем величину погонной энергии сварки  по выражению:

            , где  эффективный КПД нагрева металла дугой  

    .

  Определяем коэффициент формы провара: , где

 

 .

Глубина проплавления  ;

Ширина шва ;

Мгновенная скорость охлаждения металла в околошовной зоне.

где - теплопроводность ;

- объемная теплоемкость, ;

 - начальная температура изделия, ;

 - температура наименьшей устойчивости аустенита;

 

3. Сварка полуавтоматическая в среде СО2. В качестве сварочной проволоки выбираем    проволоку марки Св – 08Г2С. Согласно нормативной литературе выбираем режим сварки.

1) Сварка комингса.(деталь 9).

   

   

   

   

   

    

2) Сварка стенки рамной стойки к полке рамной стойки (деталь 6 и 7).

     

   

   

   

   

    

3)    Приварка стенки к полотнищу.

     

   

   

   

   

         

4)   Приварка стоек и ребер жесткости к полотнищу (детали 5,8 и 10).

    

   

   

   

   

         

4. Ручная дуговая сварка используется для прихвата конструкции.

В соответствии с методическими указаниями получаем следующий режим сварки:

Для подбора силы сварочного тока используем выражение:,

 где  диаметр электрода.

Диаметр электрода  выбирают в зависимости от толщины свариваемых деталей. 

 

 , т.к. преобладают детали с .

Применяем электрод марки УОНИ . Тогда

       Скорость сварки:

Оборудование и сварочные материалы.

1. Ручная дуговая сварка.

Оборудование: сварочный аппарат для РДС, источник питания с номинальным сварочным током .

Материалы: электрод марки УОНИ    с   

2. Полуавтомат в среде СО2:

Оборудование: сварочный аппарат “Гранит-2; источник питания ВС-600 с номинальным током

Материалы: сварочная проволока Св – 08Г2С, сварочный газ СО2 1-го сорта.

3. Автоматическая под слоем флюса:

Оборудование: сварочный аппарат “Бриг” с источником питания ВС – 1000 с номинальным сварочным током

Материалы: сварочная проволока Св 10ГН , флюс марки АН-348А.

Технологическая последовательность сборки бортовой секции корпуса судна.

Технологическая карта  на сборку и сварку корпусной конструкции.               Таблица4.   

      Кафедра           Секция      ВолковД.В.   Группа 97-КС-2 Номера  операций Содержание сборочных и сварочных операций с нумерацией деталей Условное обозначение способа сварки Буквенно-цифровое обозначение сварного шва. Положение шва в пространстве        Режим сварки Диаметр электрода (проволоки),ммм Марка проволоки (электрода) Марка флюса или защитного газа.  Сила          тока,А Напряжение на дуге ,В Скорость сварки ,м/ч 1                   2    3    4   5     6     7     8      9     10   11                                                             Сборка и сварка полотнища. 1 Собрать полотнище из деталей 1,2,3,4.   250      5 УОНИ       13/45 2 Сварить детали (1,2),(3,4).  Ам   С2   Н (720),(900). (38,0),(41,2). (0,46),(0,37). (4)(4,5) Св-10ГН АН-348А                                                              Сборка и сварка узлов набора. 3 Собрать комингс с полотнищем.   250      5 УОНИ       13/45 4 Собрать тавровую балку из деталей 6и7 (6шт)  УП   Т3   Н 280-300 28-30  25-30    2,0 Св-08Г2С 1сорт СО2                                                                Сборка и сварка секции. 5 Установить комингс к полотнищу.   250      5 УОНИ       13/45 6 Приварить комингс к полотнищу  УП   Т3   Н 180-220 23-26 20-35    1,6 Св-08Г2С 1сорт СО2 7 Установить тавровые балки к полотнищу.   250      5 УОНИ       13/45 8 Приварить тавровые балки к полотнищу  УП   Т3   Н 180-220 23-26 20-35    1,6 Св-08Г2С 1сорт СО2 9 Установить стойки и ребра жесткости к полотнищу.   250      5 УОНИ       13/45 10 Приварить тавровые балки к полотнищу  УП   Т1   Н 280-300 28-30 25-30    2,0 Св-08Г2С 1сорт СО2

Контроль качества шва.

При проверке качества сварки применяют следующие методы.

Внешние дефекты, свищи, поры, раковины, смещение шва, подрез шва, неравномерности сечения шва выявляют путем внешнего осмотра для определения поверхности шва, а так же сравнение эталонов при проверке поверхности. Внутренние дефекты: такие как трещины, непровары выявляют ренгенографированием сварного шва.       

Техника безопасности.

Выполнение сварных работ при сборке данной конструкции подразумевает работу человека с приборами и аппаратами, которые при их неумелом использовании могут привести к травматизму рабочего и послужить причиной аварийной ситуации.

   Обеспечение безопасности жизнедеятельности человека выполняющего данного вида работу, включает в себя:

- Соблюдение норм допуска рабочих к данному виду работ.

- Гарантированность исправности оборудования перед началом работ, обеспечение заземления и необходимой энерговооруженности машин и автоматов.

- Инструктаж работника перед началом работ.

 

Литература:

Бельчук Г.А.,Гатовский К.М.,Кох Б.А. Сварка судовых конструкций. –Л.:Судостроение, 1980.-448с. Методические указания по выбору методов и режимов сварки при изготовлении корпусных конструкций. ГОСТ 3242-81. Швы сварных соединений. Методы контроля качества. Л.В.Верховенко.Тухин А.К., Справочник сварщика. - Минск: Высшая школа, 1990.-480с.