ВВЕДЕНИЕ 14
1.1 Трубопроводный транспорт 16
1.2 Характеристика сварки в среде углекислого газа 17
1.3 Автоматизация сварки 19
1.4. Достоинства и недостатки сварки в углекислом газе 21
ГЛАВА 2. АНАЛИЗ КОМПЛЕКСА СИЛ ДЕЙСТВУЮЩИХ НА СВАРОЧНУЮ ВАННУ ПРИ ИЗМЕНЯЮЩЕМСЯ 23
ПРОСТРАНСТВЕННОМ ПОЛОЖЕНИИ 23
2.1 Основные силы действующие на сварочную ванну 23
2.1.1. Силовое воздействие дуги 23
2.1.2 Поверхностное натяжение 25
2.1.3 Вес сварочной ванны 26
2.2 Влияние фронта плавления на удержание металла сварочной ванны 27
2.3 Формирование результирующей силы действующей на сварочную ванну при изменяющемся
пространственном положении 29
2.4 Удержание сварочной ванны за счет изменения угла наклона электрода 31
3 ТЕХНОЛОГИЯ СВАРКИ ИМПУЛЬСНЫМ ПИТАНИЕМ 34
3.1 Импульсные методы управления 34
3.2 Движение металла в сварочной ванне при импульсном питании сварочной дуги в нижнем
положении 36
3.3. Динамическая стабилизация сварочной ванны при сварке в среде углекислого газа с импульсным питанием дуги 41
3.4 Влияние длительности импульсов на форму сварочной ванны и геометрию наплавленного
валика в нижнем положении 43
3.5 Влияние угла наклона электрода на форму сварочной ванны и геометрию наплавленного
валика в нижнем положении 45
4. МАТЕРИАЛ И ОЦЕНКА СВАРИВАЕМОСТИ 47
КОНСТРУКЦИИ 47
4.1 Описание сварной конструкции 47
4.2 Понятие свариваемости 48
4.3 Материал сварной конструкции сталь 09Г2С 49
Таблица 4. 1 - Механические свойства стали 09Г2С 51
Таблица 4.2 - Химический состав стали 09Г2С 51
4.4 Технологическая свариваемость металла сварной конструкции 51
5. РАСЧЕТ РЕЖИМОВ СВАРКИ 54
5.1 Расчёт режимов сварки в углекислом газе 54
Чистые сварочные газы 61
Сварочные газы, используемые как компоненты сварочной смеси газов 62
5.2 Выбор сварочного автомата 63
6 ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ, РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ И
РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ 68
6.1 Расход сварочных материалов 69
6.2 Расчет затрат на материалы 71
6.3 Расчет времени на проведение мероприятия 72
6.4 Расчет затрат на оплату труда 74
6.5 Затраты на страховые взносы 75
6.6 Затраты на амортизационные отчисления 76
6.7 Затраты на проведение мероприятия 77
7 СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ ТРУБОПРОВОДОВ
АВТОМАТИЗИРОАННЫМ СПОСОБОМ СВАРКИ В СРЕДЕ УГЛЕКИСЛОГО ГАЗА 79
7.1 Профессиональная социальная безопасность 79
7.1.1 Анализ вредных производственных факторов и обоснование мероприятий по их устранению 80
7.1.2 Анализ опасных производственных факторов и обоснование мероприятий по их устранению 84
7.2 Экологическая безопасность 90
7.3 Безопастность в чрезвычайных ситуациях 92
7.4 Законодательное регулирование проектных решений 94
ПРИЛОЖЕНИЕ А 98
2. AUTOMATIC WELDING IN SHIELDING GASES 99
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 117
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 118
В настоящее время в нашей стране разрабатывается и реализуется много крупных проектов по строительству и ремонту магистральных и промысловых трубопроводов. При этом используются различные способы сварки, такие как ручная электродуговая сварка покрытыми электродами, автоматическая и полуавтоматическая сварка.
Основной задачей всех видов сварки является качественное выполнение неповоротных стыков труб. Главная проблема при этом заключается в том, что при сварке постоянно изменяется пространственное положение сварочной ванны от нижнего до потолочного положения. На сварочную ванну в каждом пространственном положении действует различный комплекс сил. Это осложняет задачу формирования корневого и последующих слоев шва в связи с возникновением прожогов, наплывов и других дефектов сварного соединения.
Для получения заданного качества сварного соединения при автоматической сварке неповоротных стыков труб, нужно разработать такой способ сварки, который бы обеспечивал не только управляемый перенос электродного металла, но так же хорошее формирование сварного соединения в различных пространственных положениях. Чтобы во время сварки сечение шва по длине оставалось постоянным необходимо скорость сварки и ток оставлять неизменным.
Импульсные методы управления процессом сварки удовлетворяют таким требованиям, а так же решают важные технологические проблемы, такие как:
• перенос электродного металла становится управляемым и направленным;
• процесс сварки осуществляется во всех пространственных положениях; уменьшается разбрызгивание и потери на угар.
Импульсные методы управления процессом сварки хорошо зарекомендовали себя, но пока они являются не достаточно изученными. Поэтому в магистерской работе проведены исследования по анализу регулирования частоты и длительности импульсов, для обеспечения заданного качества сварного соединения.
Цель работы: Исследование технологической адаптации автоматической сварки в среде углекислого газа с импульсным питанием сварочной дуги для неповоротных стыков магистральных трубопроводов
Задачи:
1. Изучить процесс сварки в среде углекислого газа
2. Проанализировать комплекс сил, действующих на сварочную ванну импульсным питанием.
3. Выполнить анализ условий формирования сварного шва в различных пространственных положениях
4. Определить влияние угла наклона и влияние длительности импульса на формирование шва.
5. Провести финансовый, экономический расчет ресурсоэффективности данного способа
6. Провести анализ социальной ответственности рассматриваемого способа.
1. В ходе выполнения работы был проведен анализ основных сил, действующих на сварочную ванну в процессе сварки в среде углекислого газа для неповоротного стыка магистрального трубопровода.
2. В ходе исследований было установлено, что для удержания сварочной ванны в процессе сварки необходимо изменять угол наклона электрода и длительность импульсов
3. Экспериментально доказано, что сварочная ванна при импульсном питании сварочной дуги совершает колебания с частотой следования импульсов, при этом находясь в динамическом равновесии в любых пространственных положениях.
4. Экономическая оценка показала, что применение нового метода сварки в среде углекислого газа с импульсным питанием эффективнее существующего способа сварки в среде CO2. Экономия затрат на сварку 1 км трубопровода резервуара составляет 509 000 руб.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
