POLITECHNIKA WARSZAWSKA

Zakład Inżynierii Spajania

Instytut Technologii Materiałowych

Projektowanie procesów spawalniczych

,,Technologia spawania zbiornika stalowego”

Wykonał: Nr tematu:

Michał Kucharczyk 17b

M-61

Wydział Inżynierii Produkcji

Mechanika i Budowa Maszyn

Warszawa, 2008r.

Projektowanie procesów technologicznych

Opracowanie projektu

1. Analiza spawalności stali z uwzględnieniem czynników takich jak gatunek stali, grubość ścianek itd.

2. Analiza technologiczności wyrobu (możliwość przeprowadzenia procesu spawania).

3. Wybór metody spawania, biorąc pod uwagę materiał, wymiary, rodzaj spoiny, wielkość produkcji i dostęp do miejsca spawania (można stosować kilka metod dla jednej spoiny).

4. Rysunek techniczny wyrobu ze spoinami PN-EN 29692

5. Projekt spoiny - przygotowanie brzegów do spawania dla wszystkich zgodnie z PN - EN 29692

6. Dobór parametrów spawania.

7. Kolejność montażu elementów do spawania.

8. Wykonanie instrukcji technologicznej spawania (WPS) dla wszystkich złączy spawanych.

PLAN PROJEKTU

Zbiornik cylindryczny, w którym max. ciśnienie

Robocze jest mniejsze od 0.4 Re materiału.

1. Charakterystyka stali i jej ocena z uwzględnieniem:

- gatunek stali

- grubość ścianek

- obliczenie równoważnika węgla

- temperatury podgrzewania i ewentualnie obróbki cieplnej

2. Propozycja metody spawania, biorąc pod uwagę grubość elementów i dostęp do miejsca spawania(należy dążyć do metod zmechanizowanych).

3. Oznaczenie na szkicu wszystkich rodzajów spoin w zbiorniku wg PN-EN 22553.

4. Rysunek w podziałce 1:1 przygotowania brzegów do spawania wg PN-EN-29692.

5. Opracowanie planu kolejności montażu zbiornika.

6. Opracowanie instrukcji technologicznej spawania wskazanego złącza.(WPS)

1. Charakterystyka stali.

- gatunek stali:

Materiał: Stal 18G2A

- grubość ścianek:

Oznaczenie części	S	D1	P	D2	R	K
Grubość ścianki [mm]	5	13	10	13	15	20

- Charakterystyka materiału spawanego:

* Stal 18G2A(PN-86/H-84018)-stal spawalna, niskostopowa o podwyższonej wytrzymałości (SSPW), wg. Norm Europejskich zaliczana do stali niestopowych.

* Parametry stali:

Kategoria wytrzymałości -355 MPa

R_m­=490-630 MPa

minimalna praca łamania K_v (dla odmiany plastyczności D) w -20°C wynosi 30[J]

* Maksymalna zwartość pierwiastków w stali [%]:

C_max=0.20; Si=0.55; Mn=1.5; P=0.035; S=0.035; Cr=0,30; Cu=0.30; Ni=0.30.

* Maksymalne C_e podane w tabeli - 0,48

zaleca się spawanie stali elektrodami zasadowymi lub metodą MAG (drutem litym lub proszkowym), a także pod topnikiem

- Obliczenia równoważnika węgla:

Wzory zgodne z PN-EN1011-2

Równoważnik węgla uwzględniany przy wyznaczaniu temperatury podgrzewania:

CET=C+(Mn+Mo)/10+(Cr+Cu)/20+Ni/40 [%]

CET=0.2+1.5/10+(0.3+0.3)/20+0.3/40=0.3875 [%]

* równoważnik węgla:

C_e=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15 [%]

C_e=0.2+1.5/6+0.3/5+(0.3+0.3)/15=0.55 [%]

* temperatura podgrzewania:

T_o=700*CET+160tgh(g/35)+62HD^0,35+(53 CET-32)Q-330[°C]

Objaśnienia:

g - grubość spawanych elementów [mm]

HD - zawartość wodoru dyfundującego [cm³/100g]

Q - ilość wprowadzanego ciepła

Q=k*ql, gdzie ql=60*U_łuku*I_{prąd spaw.}/1000*V_spaw. [kj/cm]

T₀ - temperatura podgrzewania

To=120 [°C]

2. Propozycja metody spawania.

* Wybieram metodę spawania MAG, ponieważ:

- zbyt mała średnica zbiornika i grubość blachy do spawania łukiem krytym,

- ze względu na koszty wykonania,

- proces można zmechanizować, nadaje się do stanowisk zrobotyzowanych,

- jakość spoin dobra, wytrzymałość równa, nie powoduje wprowadzenia wodoru do złącza,

- wysoka wydajność spawania, wysoki uzysk,

* Charakterystyka spoiwa dla wybranego złącza nr. 6

- metoda spawania: MAG w osłonie gazów

- gaz ochronny: Ar+20%CO₂

- drut do spawania: OK. Autorod 12.64

wg PN-EN 440: G42 2MG4Si 1

- rodzaj zasilania: DC +

- charakterystyka drutu: drut elektrodowy o zmniejszonej zawartości składników odtleniających SiMn , przeznaczony do spawania stali konstrukcyjnych i nisko węglowych kotłowych i okrętowych, pokryty Cu.

• skład chemiczny (typowy, %) stopiwa:
  C=0,1 ; Si=1,0 ; Mn=1,7

• właściwości stopiwa (typowe)
  R_e=530[MPa]
  R_m=595[MPa]
  A₅=26%
  KV=70[J/cm^2] w temp. -30[°C]

- średnica stosowanego drutu 0,6[mm]

---