Введение 4
Глава 1. Технологический трубопровод 5
1.1 Классификация технологических трубопроводов 8
1.2 Обзор способов сварки технологического трубопровода 20
1.3 Способы термообработки сварных соединений технологических
трубопроводов 25
Глава 2. Особенности 3-х фазной дуги 29
2.1 Обобщенное представление о горении 3-фазной сварочной дуги 29
2.2 Особенности 3-фазной симметричной сварочной дуги с Кт = 1,0 30
2.3 Внутренний механизм и закономерности горения элементарных дуг в
факеле 3-фазной сварочной дуги с Кт = 1,73 при несимметричной схеме питания 34
Глава 3. Исследование формирования шва при сварке 3-х фазной дугой сталей 39
3.1 Разработка методики проведения эксперимента 39
3.2 Выбор сварочного оборудования, материалов и контролирующих
приборов 41
3.3 Организация сварочного поста для сварки 3-х фазной дугой 48
3.4 Исследование формирования шва 3-х фазной дугой вольфрамовым
электродом в среде защитного газа аргон 51
Глава 4. Металлографические исследования сварных соединений 62
4.1 Методика металлографических исследований образцов полученных
способом трехфазной сварки 62
4.2 Результаты металлографических исследований сварного шва 64
Глава 5. Проектирование технологии сварки трубопровода 3-х фазной дугой неплавящимися электродами сталей в среде защитного газа аргон 70
5.1 Подготовка торцов соединяемых трубопроводов 71
5.2 Зачистка стыка перед сборкой и сваркой технологического
трубопровода 72
5.3 Сборка технологического трубопровода перед сваркой 72
5.4 Сварка технологического трубопровода трехфазной дугой 73
Заключение 77
Список используемых источников 79
Ранее на кафедре «Сварка, обработка металлов давлением и родственные процессы» способ сварки трехфазной дугой неплавящимися электродами в среде защитного газа аргон исследовался исключительно для сварки легких сплавов. Результаты исследований по легким сплавами выявили преимущества способа над остальными из -за простоты применяемого источника питания, увеличенной проплавляющей способности сварочной дуги, что позволило увеличить производительность сварки, не уступая в качестве сварных соединений.
Известны работы по сварке трехфазной дугой покрытыми электродами и плавящимися электродами. Исследования по сварке трехфазной дугой неплавящимися электродами сталей не проводились.
Высокую производительность трехфазной дуги при сварке неплавящимися электродами в защитной среде газа целесообразно применить при производстве конструкций из углеродистых сталей.
Отсутствие исследований по сварке трехфазной дугой углеродистых сталей неплавящимися электродами свидетельствуют об актуальности данной работы, так как производительность является важным критерием в условиях текущего удорожания проведения сварочных работ.
Предварительные исследования о применении способа сварки трехфазной дугой вольфрамовыми электродами сталей позволят расширить область применения трехфазной сварочной дуги.
Цель - повышение производительности сварки углеродистых сталей за счет использования трехфазной дуги неплавящимися вольфрамовыми электродами в среде защитного газа аргон.
Большой объем трубопроводной системы выносит на повестку дня производительность получения неразъемных соединений. В трубопроводных системах сварка преобладает, как в условиях цеха, так и в монтажных. Поэтому повышение производительности сварки технологических трубопроводов актуально.
В сварочной технике хорошо изучены возможности отечественного способа сварки трехфазной дугой неплавящимися электродами алюминиевых сплавов, однако сведений о применении этого способа для сварки углеродистых сталей малочисленны. В Уральском Политехническом Институте в свое время выполнены работы по сварке стали трехфазной дугой покрытыми электродами и плавящимися электродами.
В связи с тем, что сведений о сварке трехфазной дугой неплавящимися электродами низкоуглеродистых сталей малочисленны была разработана методика проведения экспериментов. Выбрано сварочное оборудование, контролирующие и регистрирующие приборы и материалы для сварки низкоуглеродистой стали.
Предварительные исследования показали, что при сварке неплавящимися электродами сталей дуга горит устойчиво, формирование шва хорошее, производительность высокая по сравнению с известными способами.
В работе выполнен большой объем металлографических исследований стыковых соединений из низкоуглеродистых сталей, выполненных трехфазной дугой неплавящимися электродами. Результаты показали, что резкая переходная граница от мелкого зерна ферритной структуры основного металла к неравномерно распределенному крупному зерну с наличием 20¬35% перлита сварного шва. В зоне сплавления феррит располагается по границам зерен перлита. Границы зерен размыты. Отсутствие дефектов в зоне термического влияния, зоне сплавления, также в сварном шве говорит о возможности применения способа для соединения сталей способом трехфазной сварки.
Разработан проект технологии сварки неповоротного стыка трубы диаметром 159 мм технологического трубопровода используя, оборудование для сварки трехфазной дугой разработанное на кафедре СОМДиРП и неоцененное в промышленности, за исключением завода МИАЗ, которое до сегодняшнего дня использует сварку трехфазной дугой.
Целесообразно использование способа сварки трехфазной дугой сталей, продолжив исследования.
1. OPENGOST.RU[Электронный ресурс] : портал нормативных документов. - Режим доступа: http://www.opengost.ru/iso. - Заглавие с экрана. - (Дата обращения 04.04.18).
2. Больфор, М.Г. Оборудование для дуговой и шлаковой сварки и наплавки [Текст] : Учебник / М.Г. Больфор, В.Е. Патон. - М. : Высш. шк., 1974. - 256 с.
3. Ельцов, В.В. Ремонтная сварка и наплавка деталей машин и механизмов [Текст] : Учеб. пособие по дисциплинам «Ремонтная сварка и наплавка деталей машин и механизмов», «Основы восстановления деталей и ремонт автомобилей». - 2-е изд., испр. и доп./ М. Г. Козулин. - Тольятти : ТГУ, 2010. - 176 с.
4. Каракозов, Э.С. Справочник молодого электросварщика [Текст] : Справочник / Э.С. Каракозов, Р.И. Мустафаев. - М. : Высш. шк., 1992. - 304 с.
5. Козулин, М.Г. Технология сварочного производства и ремонта металлоконструкций [Текст] : Учеб. пособие для студентов специальности 150202 «Оборудование и технология сварочного производства»/ В. В. Ельцов. - Тольятти : Изд-во ТГУ, 2012. - 176 с. : пер.
6. Кононенко, В.Я. Сварка в среде защитных газов плавящимися и неплавящимися электродом [Текст] : Справочник / В.Я. Кононенко. - Киев: Ника-Принт, 2007. - 166с.
7. Короткова Г.М. Источники питания переменного тока для сварки неплавящимся электродом алюминиевых сплавов [Текст] : Монография / Г.М. Короткова. - Тольятти: ТГУ, 2009. - 335 с.
8. Кузмак, Е.М. Основы технологии аппаратостроения [Текст] : Учебник/ Е. М. Кузмак. - М : Изд-во «Недра», 1967. - 469 с.
9. Куркин, С.А. Технология, автоматизация и механизация производства сварных конструкций: атлас [Текст] : Учеб. пособие для студентов машиностроительных специальностей вузов / С. А. Куркин, В. М. Ховов, А. М. Рыбачук. - М. : Машиностроение, 1989. — 328 с.: ил.
10. Лившиц, Л.С. Металловедение для сварщиков (сварка сталей) [Текст] : Учебник / Л.С. Лившиц. - М. : Машиностроение, 1979. - 253с.: ил.
11. Михайлов Г.П. Сварка трехфазной дугой [Текст] : Учебник. - М. - Свердловск, 1956. - 236 с.
12. Никифоров, В.М. Технология металлов и конструкционные материалы [Текст] : Учеб. пособие / В.М. Никифоров. - М. : Высшая школа, 1968. - 360 с.
13. Петров, Г.Л. Сварочные материалы [Текст] : Учеб. пособие для вузов/ Г.Л. Петров. - Л. : Машиностроение, 1972. - 280 с. : ил.
14. Столбов В.И., Короткова Г.М. Технология и оборудование для сварки трехфазной дугой неплавящимися электродами [Текст] : Учеб. Пособие/ В.И Столбов, Г.М. Короткова. - Куйбышев: КуАИ, 1984. - 81с.
15. Столбов В.И. Сварка и резка алюминиевых сплавов трехфазной дугой [Текст] : диссертация д.т.н. / В.И. Столбов. - Тольятти : ТПИ, 1963. - 348 с.
16. Тавастшерна Р.И. Изготовление и монтаж технологических трубопроводов [Текст] : Учеб. для техникумов - 2-е изд., перераб. и доп. / Р. И. Тавастшерна. - М : Стройиздат, 1986. - 286 с.: ил.
17. Техэксперт [Электронный ресурс] : электронный фонд правовой и нормативно - технической документации. - Режим доступа: http://docs.cntd.ru. - Заглавие с экрана. - (Дата обращения 10.04.18).
18. ГОСТ 32569-2013. Трубопроводы технологические стальные. Требования к устройству и эксплуатации на взрывопожароопасных и химически опасных производствах. Дата введения [Текст] : ГОСТ 32569-2013 - Введ. 2015-01-01- М. : Стандартинформ, 2015-184 с.
19. Фоминых, В.П. Оборудование и технология дуговой сварки [Текст] : Учебник / В.П. Фоминых. - М. : Машиностроение, 1966. - 312 с.
20. Фролов, В.А. Специальные методы сварки и пайка [Текст] : Учеб. пособие / В.А. Фролов, В.В. Пешков, А.Б. Коломенский, и др. - М. : Интермет Инжиниринг, 2003. - 183 с.
21. Фролов, В.А. Технология сварки плавлением и термической резки металлов [Текст] : Учеб. пособие / В.А. Фролов, В.Р. Петренко, А.В. Пешков, А.Б. Коломенский, В.А. Козаков ; под ред. А.В. Фролова. - М. :Альфа- МИНФРА-М , 2011. - 448 с.: ил.
22. Фролова, В.В. Теория сварочных процессов [Текст] : Учеб. для вузов по спец. «Оборуд. и технология сварочн. пр -ва» / В.Н. Волченко, В.М. Ямпольский, В.А. Винокуров, и др.; Под ред. В.В. Фролова. - М. : Высш. шк., 1988. - 559 с.: ил.
23. Юхин, Н.А. Ручная дуговая сварка неплавящимся электродом в защитных газах [Текст] : Учеб. / Н.А. Юхин под ред. О.И. Стеклова. - М. : СОУЭЛО, 2001. - 49 с.
24. Егоров, А.Г. Правила оформления выпускных квалификационных работ по программам подготовки бакалавра и специалиста [Текст] : Учебно - методическое пособие / А.Г. Егоров, В.Г. Виткалов, Г.Н. Уполовникова, И.А. Живоглядова - Тольятти, 2012, - 135 с.
25. William, L. Welding Essentials: Questions & Answers [Текст] : Expanded Edition / William L. Galvery Jr. and Frank M. Marlow ; Cengage Learning published in 2001 / p. 480
26. Karen, Ruth Welding Basics [Текст] : handbook / Karen Ruth ; Cengage Learning published in 2004 / p. 144
27. Larry Jeffus Welding: Principles and Applications (Fifth Edition) [Текст] / Larry Jeffus ; Cengage Learning published in 2002 / p. 904
28. Deruntz, B. Assessing the Benefits of Surface Tension Transfer Welding to Industry / Journal of Industrial Technology, Vol. 19, N° 4, 2004 / p.13 - 18
29. Jarvis, L. Keyhole GTAW User guide / CSIRO Manufacturing & Infrastructure Technology Australia Vol. 3, 2000 / p. 45 - 52
30. ГОСТ 14771-76. Дуговая сварка в защитном газе. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры. - М.: ИПК
Издательство стандартов. - 1996г. - С. 59.