Храмцова Дарья Дмитриевна – студентка инженерно-экономического факультета Самарского государственного технического университета. (г.Самара)
Нуяндин Владимир Дмитриевич – кандидат технических наук, доцент кафедры «Материаловедение и товарная экспертиза» Самарского государственного технического университета. (г.Самара)
Аннотация: В работе приведены данные, характеризующие технико-экономическую эффективность применения различных видов сварки в производстве сосудов, работающих под давлением, из низколегированной стали (толщина проката 50—200 мм). Сопоставляются такие процессы, как электрошлаковый, автоматическая сварка под флюсом одной и двумя проволоками, сварка по узкощелевому зазору в защитном газе. На основе расчетов стоимости выполнения одного погонного метра шва с учетом всех затрат показано, что электрошлаковая сварка по общепринятой технологии обладает преимуществом перед другими видами при сварке продольных стыков аппаратов с толщиной стенки 50—200 мм и кольцевых стыков при толщине стенки более 100 мм.
Ключевые слова: Электрошлаковая сварка, электронно-лучевая сварка, автоматическая сварка под флюсом одной и двумя проволоками, сварка по узкощелевому зазору в защитном газе, эффективность электрошлакового процесса.
В работе сопоставлена эффективность применения в энергетическом и тяжелом машиностроении при сварке конструкций с толщиной стенки t = 20--380 мм таких сварочных процессов, как сварка плавящимся электродом в защитных газах, сварка в узкощелевую разделку, электронно-лучевая, автоматическая под флюсом и электрошлаковая сварка. В качестве критерия оценки принят показатель h — произведение глубины проплавления на скорость сварки (см2/мин). Установлено, что наибольшее значение h соответствует электронно-лучевой сварке, для которой h = 400 при s = 200 мм.
Второй по эффективности является электрошлаковая сварка, для которой h = 200 при s = 200 мм. Для сравнения отметим, что при сварке в узкощелевую разделку h= 10-20 при s = 20-300 мм, а при автоматической сварке под флюсом значение h монотонно снижается с 16 до 4 при увеличении толщины свариваемого металла с 20 до 200 мм.
Важнейшей проблемой современного машиностроения является экономное использование металлов, снижение металлоёмкости конструкций, повышение их надёжности и долговечности. Известно, что в сварных машиностроительных конструкциях затраты на материалы превышают 50%. Поэтому наибольший народнохозяйственный эффект от внедрения мероприятий, способствующих экономии металла, реализуется в таких отраслях машиностроения, производящих крупногабаритное толстостенное оборудование, как газо-нефтехимическая и энергетическая.
Первоначальным назначением электрошлакового процесса была сварка вертикальных монтажных швов изделий, швы которых нельзя поставить в удобное для дуговой сварки нижнее положение.
Однако высокая эффективность электрошлакового процесса вывела его за пределы монтажной сварки, сделав его основным способом сварки металла большой толщины, а затем и за пределы собственно сварочного производства. Сейчас электрошлаковый процесс применяется не только при сварке и наплавке, но также для получения отливок и слитков специального назначения и для уплотнения обычных слитков и отливок.
Электрошлаковая сварка применяется в производстве барабанов паровых котлов и других сосудов высокого давления, где уже полностью вытеснила применявшуюся ранее многослойную автоматическую сварку, При изготовлении станин крупных механических прессов, траверс, архитравов и цилиндров гидравлических прессов, валов крупных гидротурбин и гидрогенераторов, станин прокатных станов, судовых корпусов, ахтерштевней, форштевней и других судовых деталей, корпусов крупных электромашин, паровозных и тепловозных рам, стоек мартеновских печей, коленчатых валов, крупных фланцев и многих других деталей. Широкое распространение получила электрошлаковая сварка стыков арматуры. Несмотря на сравнительно небольшое сечение сварных соединений, этот способ оказался эффективнее других.
Приведенные сравнительные данные свидетельствуют о технико-экономическом преимуществе электрошлаковой сварки при изготовлении толстостенного оборудования, в особенности, если учи-тывать, что наибольшие из существующих вакуумных камер для сварки электронным лучом обладают размерами, значительно меньшими габаритных размеров современного свариваемого оборудования.
Список литературы:
1. Владимиров А.И., Кершёнбаум В.Я. Эксплуатационная надежность и прочностной ресурс сварных стыков технологических трубопроводов. М.: Национальный ин-т нефти и газа, 2006. - 184 с.
2. Лосев В.А. Иллюстрированное пособие сварщика. М.: Соуэло, 2004. - 57 с.
3. Сварка. Введение в специальность. М.: Интермет Инжиниринг, 2004. - 293 с.
4. Сварочно-монтажные работы в трубопроводном строительстве. М.: ЗАО «Звезда», 2006. - 240 с.
5. Сизов В.С. Электрошлаковая сварка сталей больших толщин. М.: ЛДНТП, 1972. – 343 с.
6. Фролов В.А.. Лабораторный практикум по технологическим основам сварки и пайки. М.: Интермет Инжиниринг, 2006. - 272 с.
7. Хакимов А.Н. Электрошлаковая сварка с регулированием термических циклов. М.: Машиностроение, 1984.
8. Чернышов Г.Г. Сварочное дело. Сварка и резка металлов. М.: Академия, 2007. - 496 с.
9. Электрошлаковая сварка. М.: Государственное научно – техническое издательство машиностроительной литературы, 1959.