Обозначение сварных швов в соответствии с ГОСТ 2.312-72

В сварной конструкции приняты только стандартные сварные швы. Структура обозначения сварных швов установки одоризации в соответствии с ГОСТ 2.312-72 «Условные изображения и обозначения швов сварных соединений» приведена на рисунке ______.

Рисунок ___. Структура обозначения сварных соединений.

Ниже в таблице №5 приведены характеристики принятых к сварке соединений

Таблица №5 Типы соединений, конструктивные элементы разделки кромок и сварных швов

№ шва	Тип соединения	Форма подготовленных кромок	Характер выполненного шва	Форма поперечного сечения	Толщина свариваемых деталей, мм, для способа сварки	Условное обозначение сварного соединения
Подготовленных кромок	Выполненного шва
	Угловое соединение фланца или кольца с трубой ГОСТ 16037-80 Заглушка 530*10 –труба 57*3	Без скоса кромок	Двусторонний B=1 K=3+1 K1=3+2		ЗП 2-15 min диаметр 14 мм	У5
	Стыковое ГОСТ 14771-76 Труба (заглушка 530*10) –труба (корпус 530*10)	Со скосом одной кромки	Односторонний на остающейся подкладке		УП	С10
Перед сваркой допускается смещение кромок относительно друг друга не более 0,1S+0,5 = 0,1*10+0,5=0,6 мм. Зазор между остающейся подкладкой и трубой при дальнейшем контроле радиографическим методом не более 0,2 мм, при отсутствии РГГ – не более 0,5 мм. Предельные отклонения катета шва +2 мм
	Угловое соединение отростка, ответвительного штуцера или приварыша с трубой ГОСТ 16037-80 Труба 57*3 – отвод 32*3	Без скоса кромок	Односторонний   B=≤2 K=3,9+2		ЗП 2-20 min диаметр 14 мм	У17
	Угловое соединение отростка, ответвительного штуцера или приварыша с трубой ГОСТ 16037-80 Труба (корпус 530*10) – бобышка уровнемера (отвод труба 32*3)	Без скоса кромок	Односторонний   B=≤2 K=3,9+2		ЗП 2-20 min диаметр 14 мм	У17

При сборке конструкции использовать прихватки длиной 20-30 мм по три на каждом сварном соединении. Подкладное кольцо (остающуюся подкладку) предварительно прихватить к трубе в четырех взаимно перпендикулярных плоскостях, а затем к заглушке.

Прихватки должны выполняться теми же сварщиками, которые будут сваривать эти конструкции. Сварщики, допускаемые к сварке этой конструкции должны быть аттестованы на сварку низколегированных сталей и сварку в горизонтальном, вертикальном положениях поворотных и неповоротных стыков.

Поверхность прихваток очистить от шлака, брызг металла и загрязнений, а также проверить на наличие дефектов согласно разделу 5.2. В случае обнаружения дефекты удаляются абразивным инструментом согласно разделу 5.3.

Для простоты сборки детали устанавливаем в приспособление без зазора. После этого накладываются прихватки как описывалось ранее на режимах сварки, приведённых в таблице 7 раздела 4.3.

Для сварных швов шероховатость обрабатываемых под сварку поверхностей – Rz на более 80 мкм по ГОСТ 2789-73.

Выбор режимов сварки

Выбор режимов сварки в среде углекислого газа.

К параметрам режима сварки в углекислом газе относятся:

1. род тока,

2. полярность сварочного тока,

3. сила сварочного тока,

4. напряжение сварочной дуги,

5. диаметр электродной проволоки,

6. марка сварочной проволоки,

7. вылет электродной проволоки,

8. наклон электрода относительно шва,

9. скорость подачи проволоки,

10. расход углекислого газа,

11. скорость сварки.

При сварке в углекислом газе применяем постоянный ток обратной полярности, так как сварка током прямой полярности приводит к неустойчивому горению дуги. Переменный ток можно применять только с осциллятором, однако в большинстве случаев рекомендуется применять постоянный ток.

Длина дуги должна быть 1,5-4,0 мм. При большей длине горение дуги будет неустойчивым и появится разбрызгивание, возрастает вероятность окисления сварочной ванны и попадания в нее азота.

Диаметр электродной проволоки следует выбирать в зависимости от толщины свариваемого металла.

Принимаем для сварки толщин 3 мм диаметр сварочной проволоки 1,2 мм, для толщин 10 мм – диаметр 1,6 мм

Сварочный ток (сила сварочного тока [A]) устанавливается в зависимости от выбранного диаметра электродной проволоки.

,

где D_I – плотность тока в электродной проволоке, А/мм² (для сварки в СО₂ принимаем по номограмме);

dэ – диаметр электродной проволоки, мм.

,

Принимаем сварочный ток 145 А при сварке проволокой диаметром 1,2 мм.

,

Принимаем сварочный ток 230 А при сварке проволокой диаметром 1,6 мм.

С увеличением силы сварочного тока увеличивается глубина провара и повышается производительность процесса сварки.

Напряжение дуги зависит от длины дуги. Чем длиннее дуга, тем больше напряжения на ней. С увеличением напряжения дуги увеличивается ширина шва и уменьшается глубина его провара. Рассчитывается напряжение дуги в зависимости от выбранной силы сварочного тока и диаметра электродной проволоки:

Скорость подачи электродной проволоки подбирается с таким расчётом, чтобы обеспечивалось устойчивое горение дуги при выбранном напряжении на ней.

Скорость подачи электродной проволоки, м/ч, рассчитывается по формуле

Где α_Р – коэффициент расплавления проволоки, г/А*ч,

Ρ – плотность металла электродной проволоки, г/см³ (для стали ρ =7,8 г/см³).

Значение α_Р рассчитывается по формуле

Вылет электрода - длина отрезка электрода между его концом и выходом его из мундштука. Величина вылета оказывает большое влияние на устойчивость процесса сварки и качества сварного шва. С увеличением вылета ухудшается устойчивость горения дуги и формирования шва, а также увеличивается разбрызгивание. При сварке с очень малым вылетом затрудняется наблюдение за процессом сварки и часто подгорает контактный наконечник. Величину вылета рекомендуется выбирать в зависимости от диаметра электродной проволоки. Согласно [ ] Потапьевский. Монография:

Принимаем вылет электрода 15 мм.

Расстояние от сопла горелки до изделия (табл.6), так как с увеличением этого расстояния возможно попадание кислорода и азота воздуха в наплавленный металл и образования пор в шве. Величину расстояния от сопла горелки до изделия следует выдерживать в приведенных ниже значениях.

Табл. 6 Рекомендуемые расстояния от сопла горелки до изделия

Диаметр электродной проволоки	0,5; 0,8	1,0; 1,2	1,6; 2,0	2,5; 3,0
Расстояния от сопла горелки до изделия	5-15	8-18	15-25	20-40

Принимаем расстояние от сопла горелки до изделия 15 мм.

Расход углекислого газа определяется в зависимости от силы тока, скорости сварки, типа соединения и вылета электрода. В среднем газа расходуется от 5 до 20 л/мин.

Принимаем расход 8-12 л/мин

Наклон электрода относительно шва оказывает большое влияние на глубину провара и качество шва. В зависимости от угла наклона сварку можно производить углом назад и углом вперёд.

При сварке углом назад в пределах 5 – 10 град. улучшается видимость зоны сварки, повышается глубина провара и наплавленный металл получается боле плотным.

При сварке углом вперёд труднее наблюдать за формированием шва, но лучше наблюдать за свариваемыми кромками и направлять электрод точно по зазорам. Ширина валика при этом возрастает, а глубина провара уменьшается. Этот способ рекомендуется применять при сварке тонкого металла, где существует опасность сквозного прожога.

Скорость сварки устанавливается сварщиком в зависимости от толщины металла и необходимой площади поперечного сечения шва. При слишком большой скорости сварки конец электрода может выйти из-под зоны защиты газом и окислиться на воздухе.

Скорость сварки определяется по формуле (Акулов А.И. Технология и оборудование сварки плавлением. 1977)

где I св– сила сварочного тока, А,

А – коэффициент, А*м/ч

Принимаем

Принимаем

Табл. 7 Режимы сварки для прихваток:

№ шва	Марка проволоки	Диаметр сварочной проволоки Ø, мм	Ток сварки Iсв, А	Напряжение дуги Uд, В	Скорость сварки VCB, м/ч	Скорость подачи прово­локи, VПР м/мин	Расход газа Q, л/мин	Вылет электрода, мм	Положение сварки
	Св-08Г2С-О	1,2		20-22	14-15	3,1	8-12	11-13	Нижнее
	Св-08Г2С-О	1,6		24-26	22-24	3,5	8-12	15-18	Нижнее
	Св-08Г2С-О	1,2		20-22	14-15	3,1	8-12	11-13	Нижнее
	Св-08Г2С-О	1,2		20-22	14-15	3,1	8-12	11-13	Нижнее

Табл. 8 Режимы сварки для сварных швов:

№ шва	Марка проволоки	Диаметр сварочной проволоки Ø, мм	Ток сварки Iсв, А	Напряжение дуги Uд, В	Скорость сварки VCB, м/ч	Скорость подачи проволоки, VПР м/мин	Расход газа Q, л/мин	Вылет электрода, мм	Положение сварки	Число проходов
	Св-08Г2С-О	1,2		20-22	14-15	3,1	8-12	11-13	Нижнее
	Св-08Г2С-О	1,6		24-26	22-24	3,5	8-12	15-18	Нижнее
	Св-08Г2С-О	1,2		20-22	14-15	3,1	8-12	11-13	Нижнее
	Св-08Г2С-О	1,2		20-22	14-15	3,1	8-12	11-13	Нижнее

В сварной конструкции приняты только стандартные сварные швы. Структура обозначения сварных швов установки одоризации в соответствии с ГОСТ 2.312-72 приведена в разделе 4.2.

Выбор сварочных материалов

Выбор вида и марки сварочного материала зависит от:

- марки свариваемой стали;

- вида сварки;

- условий эксплуатации конструкций, т.е. группы конструкций и климатического района, в котором эксплуатируется конструкция.

Сварочные материалы должны обеспечивать свойства металла шва на уровне свойств свариваемой стали.

Сварные швы выполнены механизированной сваркой в среде углекислого газа по ГОСТ 14771-76 «Дуговая сварка в защитном газе. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры».

Основные сварочные материалы, применяемые для сварки изделия:

- Сварочная проволока Св08Г2С-О по ГОСТ 2246-70 «Проволока стальная сварочная. Технические условия».

- Углекислый газ по ГОСТ 8050-85 «Двуокись углерода газообразная и жидкая. Технические условия».

Для сварки заготовок из стали 09Г2 будем использовать холоднотянутую сварочную проволоку из проката сортового круглого сечения (прутки, мотки) из легированной стали 09Г2С по ГОСТ 19281-2014.

Марка проволоки - Св-08Г2С-О, легированная кремнием и марганцем, с омедненной поверхностью, диаметр1,2 и 1,6 мм, предназначена для сварки (наплавки). Химический состав проволоки (массовая доля) Св-08Г2С-О в % по ГОСТ 2246-70 «Проволока стальная сварочная. Технические условия» представлен в таблице 9.

Предельное отклонение по диаметру сварочной проволоки, предназначенной для сварки (наплавки) составляет -0,09 мм.

Таблица 9. Химический состав проволоки Св-08Г2С-О в %

Элемент	С	Si	Mn	Cr	Ni	S	Р	As	Al	N
Наименование	углерод	кремний	марганец	хром	никель	сера	фосфор	мышьяк	алюминий	азот
Содержание, %	0,05-0,11	0,70-0,95	1,80-2,10	Не более 0,20	Не более 0,25	0,025	0,03	max 0,08	max 0,05	Не более 0,01
Примечание: по согласованию с потребителем допускается изготовление сварочной проволоки с суженными пределами и с ограничением содержания химических элементов

Допускаемое отклонение по химсоставу от фактического содержания элементов приведено в таблице 3 ГОСТ 2246-70.

Механические свойства и ударная вязкость материала проволоки Св-08Г2С должны соответствовать требованиям ГОСТ 19281-2014 «Прокат повышенной прочности» и приведены ниже в таблицах 10 и 11.

Таблица 10. Механические свойства при испытании на растяжение проволоки Св-08Г2С-0 согласно ГОСТ 19281-2014

Таблица 11. Ударная вязкость проволоки Св-08Г2С (сортового проката)

1,2 и 1,6

+

+

+

+

+

+

+

+

+

Обозначение сварочной проволоки, применяемой для сварки конструкции:

«Проволока 1,2 Св-08Г2С – О ГОСТ 2246-70»,

«Проволока 1,6 Св-08Г2С-О ГОСТ 2264-70».

Сварочные материалы, к которым относятся электроды, флюсы, сварочная проволока могут быть первопричиной брака при сварке, если их хранение не организовано. Поэтому к хранению сварочных материалов предъявляются определенные требования. Сварочная проволока должны храниться в специальных сухих отапливаемых помещениях при температуре не ниже +15 °С и относительной влажности не более 50%.

Сварочная проволока должна храниться в условиях, исключающих ее загрязнение и окисление. Для подготовки сварочной проволоки перед сваркой в цехах применяют специальные зачистные машины. Сварочная проволока для сварки приходит к потребителю протравленной химическим способом, кассеты с проволокой упаковывают в герметически запаянные полиэтиленовые пакеты, откуда предварительно откачивают воздух.

Углекислый газ поставляется по ГОСТ 8050-85 «Двуокись углерода газообразная и жидкая. Технические условия».

Двуокись углерода выпускается жидкая низкотемпературная, жидкая высокого давления и газообразная. Двуокись углерода всех сортов применяется: для создания защитной среды при сварке металлов; для пищевых целей в производстве газированных напитков, сухого льда, для охлаждения, замораживания и хранения пищевых продуктов при прямом и косвенном контакте с ними, для сушки литейных форм; для пожаротушения и других целей во всех отраслях промышленности. Жидкая двуокись углерода высшего и первого сортов применяется преимущественно для нужд сварочного производства. Объемная доля С0₂ высшего и первого сортов составляет не менее 99,8 и 99,5 %.

Формула СО₂.

Газообразная двуокись углерода - газ без цвета и запаха при температуре 20 ⁰С и давлении 101,3 кПа (760 мм рт. ст.), плотность - 1,839 кг/м³.

Двуокись углерода транспортируют и хранят в стальных баллонах или цистернах большой емкости в жидком состоянии с последующей газификацией на заводе, с централизованным снабжением сварочных постов через рампы. В баллоне емкостью 40 л содержится 25 кг СО₂, дающего при испарении 12,5 м³ газа при давлении 760 мм.рт.ст. Баллон окрашен в черный цвет, надпись желтого цвета - «Углекислый газ».

Двуокись углерода нетоксична, невзрывоопасна.

Предельно допустимая концентрации диоксида углерода в воздухе рабочей зоны 9,2 г/м³ (0,5 об. %).

По степени воздействия на организм человека двуокись углерода относится к 3-му классу опасности по ГОСТ 12.1.007-76.

При концентрации более 5% (92 г/м³) двуокись углерода оказывает вредное влияние на здоровье человека, так как она тяжелее воздуха в 1,5 раза и может накапливаться в слабо проветриваемых помещениях у пола и в приямках, а также во внутренних объемах оборудования для получения, хранения и транспортирования газообразной, жидкой и твердой двуокиси углерода. При этом снижается объемная доля кислорода в воздухе, что может вызвать явление кислородной недостаточности и удушья.

Жидкая двуокись углерода при снижении давления до атмосферного превращается в газ и снег, температурой минус 78,5 ⁰С, которые вызывают обморожение кожи и поражение слизистой оболочки глаз.

Гарантийный срок хранения жидкой двуокиси углерода в баллонах по ГОСТ 949-73 «Баллоны стальные малого и среднего объема для газов на Рр≤19,6 МПа (200 кгс/см²)» составляет 2 (Два) года со дня изготовления.

Таблица 12. Требования к защитному газу для сварки

Наименование показателя	Норма
	Высший сорт	1-й сорт
1. Объемная доля двуокиси углерода (СО2), %, не менее	99,8	99,5
2. Объемная доля окиси углерода (СО)	Должна выдерживать испытание по п. 4 ГОСТ 8050-85
3. Массовая концентрация минеральных масел и механических примесей, мг/кг, не более	0,1	0,1
4. Наличие сероводорода	Должна выдерживать испытание по п. 4.6 ГОСТ 8050-85
5. Наличие соляной кислоты	Должна выдерживать испытание по п. 4.7 ГОСТ 8050-85
6. Наличие сернистой и азотистой кислот и органических соединений (спиртов, эфиров, альдегидов и органических кислот)	Должна выдерживать испытание по п. 4.8 ГОСТ 8050-85
7. Наличие аммиака и этаноламинов	Должна выдерживать испытание по п. 4.9 ГОСТ 8050-85
8. Наличие запаха и вкуса	Должна выдерживать испытание по п. 4.10 ГОСТ 8050-85
9. Массовая доля воды, %, не более	Отсуствие
10. Массовая концентрация водяных паров при температуре 20 °С и давлении 101,3 кПа (760 мм рт. ст.), г/м3, не более	0,037	0,184
что соответствует температуре насыщения двуокиси углерода водяными парами при давлении 101,3 кПа (760 мм рт. ст.) при температуре 20 °С, не выше	Минус 48	Минус 34
11. Наличие ароматических углеводородов	Должна выдерживать испытание по п. 4.13 ГОСТ 8050-85
12. Наличие оксидов ванадия	Должна выдерживать испытание по п. 4.14 ГОСТ 8050-85