Universitatea “POLITEHNICA” Bucuresti
PROIECT T.S.T.
Titular curs: Indrumator:
Student: Sectia: An: An universitar: 2011
Cuprins 1.Prezentarea produsului, analiza desenului structurii sudate si alegerea procedeului optim de sudare 1.1. Copierea desenului si efectuarea eventualelor corecturi…………………………………………… 1 1.2. Realizarea unei schite a structurii sudate…………………………………………………………………… 1 1.3. Prezentarea procedeelor de obtinere a semifabricatelor folosite la realizarea structurii sudate………………………………………………………………………………………………………………………………………..1 1.4. Prezentarea pe scurt a procedeelor de sudare alese …………………………………………………...5 1.5. Alegerea procedeului optim de sudare cu metoda ELECTRE simplificat………………………11 2.Analiza sudurilor 2.1. Alegerea rostului dintre componente conform STAS………………………………………………….10 2.2. Prezentarea procedurii de executie a rostului conform alegerii………………………………….13 2.3. Alegerea clasei de executie a structurii sudate conform EN ( STAS)…………………………...13 2.4. Alegerea clasei de abateri a inbinarilor sudate conform EN ( STAS)……………………………15 3.Analiza sudabilitatii materialului de baza 3.1. Prezentarea caracteristicilor materialului de baza……………………………………………………..16 3.2. Determinarea structurii materialului de baza…………………………………………………………….17 3.3. Aprecierea sudabilitatii materialului de baza pe baza incercarilor……………………………..18 3.4. Influenta gazelor si elementelor de aliere la sudare…………………………………………………..24 4.Alegerea materialelor de adaos 4.1. Alegerea materialelor de adaos. Prezentarea caracteristicilor materialului depus…….31 4.2. Calculul compozitiei chimice medii a cusaturii sudate……………………………………………….32 4.3. Determinarea structurii materialului cusaturii…………………………………………………………..33 4.4. Prezentarea incercarilor necesare pentru aprecierea compatibilitatii materialului de baza cu materialul de adaos…………………………………………………………………………………………………… 35 5.Operatii pregatitoare in vederea realizarii structurii sudate……………………………………………… 39 6.Stabilirea necesitatii preincalzirii materialului de baza……………………………………………………….44 7.Stabilirea tratamentului termic ……………………………………………………………………………………………45 8.Calculul parametrilor regimului de sudare…………………………………………………………………………..45 9.Alegerea echipamentelor si dispozitivelor necesare realizarii imbinarilor sudate……………….48 10.Intocmirea documentatiei tehnologiei de sudare: 10.1. WPS-uri……………………………………………………………………………………………………………………51 10.2. WPAR-uri…………………………………………………………………………………………………………………54 10.3. Intocmirea fiselor planului de operatii……………………………………………………………………..55 11.Protectia muncii la realizarea structurii sudate………………………………………………………………….56 12.Bibliografie ………………………………………………………………………………………………………………………..60
1.Prezentarea produsului, analiza desenului structurii sudate si alegerea procedeului optim de sudare: 1.1 COPIEREA DESENULUI 1.2.1Caracteristicile Produsului Produsul ce se va realizat in constructie sudata este un DEGAZOR Co2. Degazoarle sunt aparate cu presiune atmosferica pentru degazarea termofizica a apei de alimentare a generatoarelor de abur. Degazarea are loc cu ajutorul unei injectii controlate de abur in interiorul rezervorului de acumulare cu scopul de a mari temperatura apei. Aceasta valoare,corelata la continutul de gaz dizolvat in apa,trebuie sa fie mentinuta intre valorile limite specificate de constructorul generatorului de abur. Degazoarele sunt instalatii termotehnice sau termochimice cu ajutorul carora se elimina unul sau mai multe gaze dizolvate, fie în scopul purificarii lichidului, fie pentru a capta gazele respective si a le utiliza în alte instala tii. 1.2.2 SCOPUL DEGAZORULUI
Gazele care se pot gasi dizolvate in apele naturale sunt bioxidul de carbon,oxigenul,azotul,hidrogenul sulfurat si gazul metan. Cu exceptia azotului,care prin inertia sa chimica nu provoaca inconveniente de nici un fel,toate gazele citate sunt de nedorit in apa destinate industriei,in special: - CO2 determina scaderea pH-ului face ca apa sa fie agresiva fata de materialele din ciment și materiale metalice; - O2 cauzeaza coroziunea in cea mai mare parte a materialelor metalice cu care apa vine in contact. Eliminarea acestor gaze se poate efectua prin: - Metode pe cale fizica: tind sa reduca solubilitatea gazelor si sa le indeparteze. - Metode pe cale chimica: cu substante capabile sa reactioneze cu gazele din apa. Degazorul reprezinta o metoda de eliminare a gazelor pe cale fizica ,care exploateaza influenta temperaturii asupra solubilitatii gazelor intr-o anumita substanta.
Degazarea apei presupune eliminarea gazelor din apa de alimentare folosita în toate instalatiile industriale (re tele termice, centrale termo si nuclearelectrice, instalatii din industria chimica etc.). Gazele cele mai periculoase: O2 (coroziv) si CO2 (pH _ ) Prescriptiile de tratare a apei de alimentare a generatoarelor de abur (O2): 0,02 mg/l pentru generatoarele de abur de înalta presiune; 0,1 mg/l pentru generatoarele de medie si joasa presiune. Degazarea lichidelor se poate realiza: pe cale termica; pe cale chimica.
1.2.3PRINCIPALELE CONDITII SI SOLICITARI DIN EXPLOATAREA SUDATA Degazoarele realizate in constructie sudata impun o serie de conditii legate de particularitatile tehnologice de sudare cum ar fi:
Utilizarea materialelor cu sudabilitate buna ; Forme constructive de degazoare care sa se preteze proceselor tehnologice de automatizare sau semiautomatizare a sudarii si asigurarea accesabilitatii pentru executia cordoanelor de sudura ; Realizarea de constructii simetrice ca tensiunile remanente sa fie minime si sa nu conduca la deformarea carcasei ; Evitarea proeminentelor si a peretilor subtiri care se pot arde in timpul sudarii ; Asigurarea rigidizarii virolelor prin nervuri ; Evitarea pe cat posibil a cordoanelor de sudura groase si a intersectiilor de cordoane sudate care conduc la tensiuni interne;
Amplasarea cordoanelor de sudura in locuri care sa permita fixarea componentelor de sudat si a capetelor de sudare, prelucrarile rosturilor sunt necesare,se executa suduri in V disperse astfel incat aschierea sa se faca pe partea radacinii cordoanelor de sudura ; aceasta zona fiind zona cu rezistenta cea mai scazuta ; Se are in vedere ca inainte de a se efectua prelucrarile mecanice prin aschiere , virolele trebuie
sa fie detensionate corespunzator.
1.2.4 PRINCIPALELE CONDITII SI SOLICITARI DIN EXPLOATAREA SUDATA Degazoarele realizate in constructie sudata impun o serie de conditii legate de particularitatile tehnologice de sudare cum ar fi:
Utilizarea materialelor cu sudabilitate buna ; Forme constructive de degazoare care sa se preteze proceselor tehnologice de automatizare sau semiautomatizare a sudarii si asigurarea accesabilitatii pentru executia cordoanelor de sudura ; Realizarea de constructii simetrice ca tensiunile remanente sa fie minime si sa nu conduca la deformarea carcasei ; Evitarea proeminentelor si a peretilor subtiri care se pot arde in timpul sudarii ; Asigurarea rigidizarii virolelor prin nervuri ; Evitarea pe cat posibil a cordoanelor de sudura groase si a intersectiilor de cordoane sudate care conduc la tensiuni interne; Amplasarea cordoanelor de sudura in locuri care sa permita fixarea componentelor de sudat si a capetelor de sudare, prelucrarile rosturilor sunt necesare,se executa suduri in V disperse astfel incat aschierea sa se faca pe partea radacinii cordoanelor de sudura ; aceasta zona fiind zona cu rezistenta cea mai scazuta ; Se are in vedere ca inainte de a se efectua prelucrarile mecanice prin aschiere , virolele trebuie
sa fie detensionate corespunzator.
1.3 REALIZAREA SCHITEI PENTRU STRUCTURA SUDATA (IN CARE SUDURILE SUNT CODIFICATE) 1.4 PREZENTAREA PROCEDEELOR DE OBTINERE A SEMIFABRICATELOR FOLOSITE REALIZAREA STRUCTURII SUDATE Procedeul de sudare manuala cu electrozi inveliti Sudarea manuală cu electrozi înveliţi este cel mai vechi şi cel mai răspândit procedeu de sudare prin topire. Operatorul sudor efectuează toate operaţiile necesare, el conduce procesul de sudare mânuind electrodul învelit cu ajutorul portelectrodului. Sudarea se realizează pe seama căldurii dezvoltate în arcul 6, format între electrodul 1 şi piesa de sudat. De pe vergeaua metalică se desprind picături de metal 4, care se deplasează spre baia de metal 5. Pe măsură ce sursa termică se deplasează, în spate se formează prin solidificare cordonul de sudură. Electrodul este prevăzut cu un strat de înveliş 2, din care se formează prin topire, stratul lichid de protecţie 7, transformat apoi într-o zgură sticloasă 8, protectoare a cordonului 9 în curs de răcire. Arcul electric este alimentat cu curent de sudare, la capătul superior 3, de la sursa de energie electrică 10.
Schema sudării manuale cu electrozi înveliţi
Sudarea cu electrozi înveliţi se desfăşoară în marea majoritate a cazurilor în variantă manuală.
Sudarea MIG/MAG Arcul electric (1) amorsat între sârma electrod (2) şi componentele (3), produce topirea acestora formând baia de metal (4). Protecţia arcului electric şi a băii de metal topit se realizează cu ajutorul gazului de protecţie (5), adus în zona arcului prin duza de gaz (6) din butelia (7). Sârma electrod este antrenată prin tubul de ghidare (bowden), (13) cu viteză de avans constantă vae de către sistemul de avans (8) prin derularea de pe bobina (9). Alimentarea arcului cu energie electrică se face de la sursa de curent continuu (redresor), (10) prin duza de contact (11) şi prin cablul de masă (12). Tubul de gidare a sârmei electrod ( 13), cablul de alimentare cu curent (14) şi furtunul de gaz (15) sunt montate într-un tub flexibil de cauciuc (16) care împreună cu capul de sudare (17) formează pistoletul de sudare.
Schema de principiu a procedeului de sudare MIG/MAG
Utilizare: Sudarea MIG/MAG are un grad mare de universalitate, putându-se suda în funcţie de varianta de sudare (gazul de protecţie) o gamă foarte largă de materiale, oţeluri nealiate, cu puţin carbon, oţelurile slab aliate sa u înalt aliate, metale şi aliaje neferoase (cupru, aluminiu, nichel, titan, etc.), ponderea de aplicare fiind în continuă creştere pe măsura lărgirii şi diversificării gamei de materiale de adaos (sârmă electrod), pentru o varietate tot mai mare de materiale metalice. Utilizarea procedeului se face cu prudenţă în cazul îmbinărilor sudate cu pretenţii mari de calitate (îmbinări din clasele superioare de calitate), la care se impune controlul nedistructiv (cu radiaţii penetrante sau cu ultrasunete), datorită incidenţei relativ mari de apariţie a defectelor, care depăşesc limitele admise, în principal de tipul porilor, microporilor şi lipsei de topire.
Avantajele procedeului. Principalele avantaje ale procedeului MIG/MAG sunt productivitatea ridicată şi facilitatea mecanizării, automatizării sau robotizării. Dezavantajele procedeului MIG MAG: a. Echipamentul de sudare este de 2…5 ori mai scump decat un echipament pentru SE; b. Postoletul este mai greu si are productivitate mai mica decat portelectrodul SE; c. Distant de la echipament la locul de sudare este de 3..5 m la intensitati normale si poateajunge la 16 m la cele speciale ; d. Cablul ce leaga sursa de sudare de postolet este mai greu si mai putin flexibil decat la SE deoarece prin el trece atat conductele de racier cu apa cat si srma de sudura; e. Nu se poate suda chiar oriunde conditiile metereologice; Performantele procedeului MIG MAG: a. se pot suda dintr-o singura trecere grosimi pana la 3 mm cu rost in I si pana la 7mm cu rost in V; b. pentru imbinarile de colt se pot suda grosimi pana la 8mm; c. se poate suda atat in current continuu cat si in curent alternative; Valorile parametrilor de sudare sunt cuprinsi in intervalele urmatoare: Is=50 .. 150 A (±10A) Is=200 500 A Ua=15 .. 30 V (±2V)
1.5 DETERMINAREA TRAIECTORIEI TUTUROR SUDURILOR SI MODUL DE REALIZARE A ACESTORA
Nr.crt
Tip imbinare
1
Cap la cap
Cod sudura
Traiectorie
Mod de realizare
Circulara
MIG
1.5 Alegerea procedeului optim de sudare cu metoda ELECTRE simplificat Criterii
Calitate
Costul
Productivitatea
Accesibilitatea la locul imbinarii sudate
Posibilitatea de mecanizare
Total
SMEI
6
10
2
10
1
63
SAF
8
9
10
8
10
89
MiG
9
9
9
9
10
91
WIG mecanizat Pondere
10
9
9
8
10
93
3
3
2
1
1
Procedee
2. Analiza sudurilor 2.1. Alegerea rostului dintre componente Criteriile pentru alegerea rostului sunt urmatoarele: In functie de dimensiunile si forma rostului, se influenteaza patrunderea la radacina, cantitatea de metal depus, forma si dimensiunile baii de metal topit, procesul de microaliere sin cusatura, precum si cantitatea de metal de baza participant a. criterii tehnologice care reflecta posibilitatea de prelucrare a materialului in vederea obtinerii rostului si sudabilitatea materialului de sudat; b. criterii metalurgice; c. criterii constructive care tin cont de procedeele folosite pentru obtinerea rostului (prelucrarea rostului prin aschiere
2.2 Prezentarea procedurii de executie a rostului conform alegerii Alegerea rostului dintre componente se face conform STAS 7502-75. Forma marginilor pieselor suprapuse sudarii depinde de grosimea materialului si de procedeul de sudare folosit. Modul de pregatire a marginilor si de realizare a imbinarilor sudate se stabilesc de regula prin documentatia de executie, in baza calculelor si a prescriptiilor tehnice in vigoare, in functie de procedeul de sudare folosit.
Formele si dimensiunile principalelor rosturi prevazute pentru sudarea manuala cu arc electric, sunt conform STAS 7502-75. Pentru sudurile circulare, se allege conform STAS 7502-75:
- sudura in L cu marginile suprapuse; - sudura longitudinala in T . Pentru sudurile de colt, dimensiunile rostului sunt: s>3mm si b=0 .. 2mm. Rostul se obtine prin debitarea tablelor. Taierea se face mechanic cu ajutorul frezei disc ce trebuie sa aiba urmatorii parametrii:
-
diametrul frezei Ds=60mm; turatia frezei ns=150 rot/min; avansul pe dinte S d=0,2 mm/dinte; numarul de dinti Zs=75 de dinti; grosimea frezei t=4mm; durata T=180 min.
2.3 Alegerea clasei de executie a structurii sudate Clasa de calitate reprezinta un indice estimativ privind aptitudinile si capacitatea otelului de a avea o sudabilitate buna si de a raspunde simultan la actiunea urmatorilor factori:
-
proprietati fizico-mecanice; procedeu de sudare; tehnologia de sudare; modul de solicitare; felul si gradul de complexitate a constructiei sudate; conditiile de exploatare.
Clasele de executie a imbinrilor sudate prin topire a otelurilor sunt prezentate in STAS 939883.Acestea se noteaza prin cifre romane,conform STAS 735-79 si se prevad in documentatia de executie.In cazul constructiilor sudate care intra in componenta de supraveghere tehnica (ISCIR,RNR,ISCANACN etc) se vor respecta prescriptiile tehnice ale cestora.. In standard sunt prevazute cinci clase de executie,pentru care conditiile tehnice de calitate sunt stabilite in functie de: 1. materialul de sudat,pentru care conditiile tehnice de calitate si verificari sunt:uzuale,pentru toate cele cinci clase -suplimentare pentru clasa 1 2. tipul imbinarii pregatirea pieselor in vederea sudarii,care se face conform standardelor
3. 2.4. Alegerea clasei de abateri a imbinarilor sudate conform EN ( STAS): 4.
Abaterile limita la dimensiuni,fara indicatii de toleranta, ale imbinarilor din otel sudate prin topire se aleg conform STAS 9101-77. 5. In functie de conditiile de executie a imbinarilor sudate sunt trei clase de abateri limita: fina,mijlocie si grosolana, care se indica i n desenele de executie sau in documentatia tehnica de executie.
6.
Am ales clasa de abateri fina/mijlocie/grosolana conform tabelului 2.1:
7.
Tabel 2.1. Clase de abateri limita
Lungimea nominala a
fina
imbinarii l, mm l < 30
mijlocie
grosolana
Abateri limita ±1
±1
±1
30 < l < 120
±1
±2
±4
120 < l < 315
±1
±2
±7
315 < l < 1000
±2
±3
±9
1000 < l < 2000
±3
±4
±12
2000 < l < 4000
±4
±6
±16
4000 < l < 8000
±5
±8
±21
8000 < l < 12000
±6
±10
±27
12000 < l < 16000
±7
±12
±32
16000 < l < 20 000
±8
±14
±36
±9
±16
±40
l > 20 000
3. Analiza sudabilitatii materialului de baza 3.1. Prezentarea caracteristicilor( chimice,fizice si mecanice) materialului de baza: Ca material de bază se foloseste: Gx4CrNi13.4 Compozitia chimica a materialului se prezinta in urmatorul tabel:
