Технологический процесс изготовления котла (стр. 2 из 4)
· Коэффициент теплопроводности – 39 ккал/(м·час·°C) (45,5 Вт/(м·К)).[источник не указан 79 дней]
· 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);
Таблица 1. Разновидности некоторых сталей
Марки стали  | Термообработка | Твердость (сердцевина-поверхность) |
| 35 | нормализация | 163–192 HB |
| 40 | улучшение | 192–228 HB |
| 45 | нормализация | 179–207 HB |
| 45 | улучшение | 235–262 HB |
| 40Х | улучшение | 235–262 HB |
| 40Х | улучшение+закалка токами выс. частоты | 45–50 HRC; 269–302 HB |
| 40ХН | улучшение | 235–262 HB |
| 40ХН | улучшение+закалка токами выс. частоты | 48–53 HRC; 269–302 HB |
| 35ХМ | улучшение | 235–262 HB |
| 35ХМ | улучшение+закалка токами выс. частоты | 48–53 HRC; 269–302 HB |
| 35Л | нормализация | 163–207 HB |
| 40Л | нормализация | 147 HB |
| 45Л | улучшение | 207–235 HB |
| 40ГЛ | улучшение | 235–262 HB |
4. Выбор электродов
Для ручной дуговой сварки применяют стержни сварочной проволоки, на которые наносится покрытие – вещество для усиления процесса ионизации. В состав такого покрытия входят:
– шлакообразующие компоненты, представляющие собой руды (титановые и марганцевые) и различные минералы (полевой шпат, гранит, кремнозем, плавиковый шпат);
– газообразующие – неорганические (мрамор СаСО3, мащезит MgCO3 и др.) и органические (крахмал, древесная мука и т.п.) вещества;
– легирующие элементы и элементы-раскислители – кремний, марганец, титан и другие, а также сплавы этих элементов с железом, алюминий как раскислитель вводится в покрытие в виде порошка-пудры;
– связующие компоненты – водные растворы силикатов натрия и калия, называемые жидким стеклом;
– формовочные добавки – вещества, придающие покрытию лучшие пластические свойства (бетонит, каолин, декстрин, слюда и др.).
Для устойчивого горения дуги в покрытие вводят вещества, содержащие элементы с низким потенциалом ионизации (соли щелочных металлов, калиевое и натриевое жидкое стекло и др.).
С целью повышения производительности сварки в покрытие добавляют железный порошок, содержание которого может составлять до 60% массы покрытия.
Все электроды для ручной сварки можно разделить на следующие группы:
В-для сварки высоколегированных сталей с особыми свойствами – 49 типов;
Л – для сварки легированных конструкционных сталей в временным сопротивлением разрыву свыше 60 р МПа – пять типов (Э70, Э85, Э100, Э125, Э150);
Т – для сварки легированных теплоустойчивых сталей – девять типов;
У – для сварки углеродистых и низколегированных конструкционных сталей с временным сопротивлением разрыву;
Н – для наплавки поверхностных слоев с особыми свойствами – 44 типа.
Цифры в обозначениях типов электродов для сварки конструкционных сталей означают гарантируемый предел прочности металла шва.
Ниже дана таблица применения электродов.
Таблица 2. Электроды для дуговой сварки
| Тип электрода | Относительное удлинение, % | Назначение |
| Э70 Э85 Э100 Э125 Э150 | 14 12 10 8 6 | Сварка легированных конструкционных сталей повышенной и высокой прочности с временным сопротивлением свыше 600 МПа |
| Э55 Э60 | 20 18 | Сварка углеродистых и низколегированных конструкционных сталей с временным сопротивлением 500–600 МПа |
| Э38 Э42 Э46 Э50 | 14 18 18 16 | Сварка углеродистыхи низколегированных конструкционных сталей с временным сопротивлением до 500 МПа |
| Э42А Э46А Э50А | 22 22 20 | Сварка углеродистыхи низколегированных конструкционных сталей с повышенными требованиями к пластичности и ударной вязкости |
Примечание. Для электродов типа Э70, Э85, Э100, Э125, Э150 механические свойства указаны после термообработки.
5. Режим сварки
Все параметры режима сварки можно разделить на основные и дополнительные. Основные параметры – это величина и полярность тока, диаметр электрода, напряжение на дуге, скорость сварки. Дополнительные параметры – состав и толщина покрытия электрода, положение электрода и положение изделия.
Итак, на что же влияют основные параметры?
Сварочный ток. Увеличение его вызывает (при одинаковой скорости сварки) рост глубины проплавления (провара), что объясняется изменением погонной энергии (теплоты, приходящейся на единицу длины шва) и частично изменением давления, оказываемого столбом дуги на поверхность сварочной ванны
Таблица 3. Режимы сварки стыковых соединений без скоса кромок
| Характер шва | Диаметр электрода, мм | Ток в амперах | Толщина металла в мм | Зазор в мм |
| Односторонний | 3 | 180 | 3 | 1.9 |
| Двусторонний | 4 | 220 | 5 | 1.5 |
| Двусторонний | 5 | 260 | 7–8 | 1.5–2.0 |
| Двусторонний | 6 | 330 | 10 | 2.0 |
Примечание. Максимальные значения тока должны уточняться по паспорту электродов.
Таблица 4. Режимы сварки стыковых соединений со скосом кромок
| Диаметр электрода, мм | Среднее значение тока, А | Толщина металла, мм | Зазор, мм | Число слоев, кроме подварочного и декоративного | |
| первого | последующего | ||||
| 4 | 5 | 180–260 | 10 | 1.5 | 2 |
| 4 | 5 | 180–260 | 12 | 2.0 | 3 |
| 4 | 5 | 180–260 | 14 | 2.5 | 4 |
| 4 | 5 | 180–260 | 16 | 3.0 | 5 |
| 5 | 6 | 220–320 | 18 | 3.5 | 6 |
Род и полярность тока также влияют на форму и размеры шва. При сварке постоянным током обратной полярности глубина провара на 40–50% больше, чем постоянным током прямой полярности, что объясняется различным количеством теплоты, выделяющейся на аноде и катоде. При сварке переменным током глубина провара на 15–20% меньше, чем При сварке постоянным током обратной полярности.
Диаметр электрода выбирают в зависимости от толщины свариваемого металла, положения, в котором выполняется сварка, а также от вида соединения и формы подготовленных кромок под сварку. При сварке встык «листов стали толщиной до 4 мм в нижнем положении диаметр электрода обычно берется равным толщине свариваемого металла. При сварке стали большей толщины используют электроды диаметром 4–6 мм при условии обеспечения полного провара соединяемых деталей и правильного формирования шва.
Напряжение определяет, главным образом, ширину шва. На глубину провара напряжение оказывает весьма незначительное влияние. Если при увеличении напряжения скорость сварки увеличить, ширина шва уменьшится.
Сила тока в основном зависит от диаметра электрода, а также от длины его рабочей части, состава покрытия, положения сварки. Чем больше ток, тем выше производительность, т.е. больше наплавляется металла.
Рис. 1 Сварка стыковочных швов
1 – сварка шва «на весу»; 2 – сварка на медной подкладке (съемной); 3-сварка на стальной остающейся подкладке; 4 – сварка с предварительным и подварочным швом.
Однако при чрезмерном для данного диаметра электрода токе электрод быстро нагревается выше допустимого предела, что приводит к снижению качества шва и повышенному разбрызгиванию.
На рис. 1. представлены схемы сварки стыковых швов навесу, на медной съемной подкладке, с предварительным подварочным швом и на стальной подкладке.
6. Технологическое изготовление конструкции
6.1 Раскрой металла.
Для изготовления котла на отопительную систему используется сталь низкоуглеродистая, она содержит до 0,25% углерода и имеет хорошую свариваемость. При выборе типа и марки электрода для сварки низкоуглеродистых сталей, руководствуются следующими требованиями:
- обеспечением равнопрочного сварного соединения с основным металлом
- отсутствием дефектов в швах
- получение требуемого химического состава металла шва
- обеспечение стойкости сварных соединений
Такую сталь сваривают электродами марок: УОНИ, АНО, МР и т.д.
6.2 Сборка и сварка конструкции
Процесс изготовления котла разделяется на следующие стадии:
– заготовка листов для цилиндрической части котла и днищ;
– сборка и сварка листов; вальцовка, сборка и сварка цилиндрической части;
– изготовление днищ;
– общая сборка и сварка котла; контрольные испытания.
Сборка и сварка листов цилиндрической части котла производятся на стенде.
Заготовленные листы раскладывают на плите стенда, совмещают их стыки, устанавливают и прихватывают к стыкам листов технологические планки для вывода сварного шва и прижимают листы к плите.
Одновременно снизу прижимается к свариваемым листам флюсовая подушка. Продольные швы выполняют автоматическими сварочными головками АБС, смонтированными на устройствах портального типа.
Сваренное полотно при помощи кантователя поворачивают на 180°, после чего его транспортируют на второй стенд для наложения швов с обратной стороны. Этот стенд в отличие от первого не имеет флюсовых подушек. Одновременно со сваркой полотна собирают и сваривают контрольную пластину на тех же режимах и теми же сварочными материалами.