2 Способ сварки

В качестве способа сварки стали Ст 30ХМА выбрана механизированная дуговая сварка плавящимся электродом в углекислом газе [2].

Смесь инертных газов с активными рекомендуется применять и для повышения устойчивости дуги, увеличения глубины проплавления и изменения формы шва, металлургической обработки расплавленного металла, повышения производительности сварки. При сварке в смеси газов повышается переход электродного металла в шов.

Преимущества механизированной дуговой сварки в защитных газах:

- высокое качество сварных соединений па разнообразных металлах и их сплавах разной толщины, особенно при сварке в инертных газах из-за малого угара легирующих элементов;

- возможность сварки в различных пространственных положениях;

- отсутствие операций по засыпке и уборке флюса и удалению шлака;

- возможность наблюдения за образованием шва, что особенно важно при механизированной сварке;

- высокая производительность и легкость механизации и автоматизации процесса;

- низкая стоимость при использовании активных защитных газов.

3 Технология сварки стыкового соединения

3.1 Подготовка кромок основного металла

По ГОСТ 14771-76, исходя из толщины металла и способа сварки, выбираем стыковое соединение со скосом одной кромки.

,

Площадь наплавленного металла , площадь основного расплавленного металла Доля участия основного металла , а присадочного .

Рисунок 1 – Конструктивные элементы сварного шва

3.2 Выбор присадочного материала

Согласно ГОСТ 2246-70 выбираем марку проволоки Св-18ХГСА в качестве присадочного материала, т.к. сварка ведется в углекислом газе.

Химический состав проволоки:

-Углерод: от 0,15 до 0,22 %

-Кремний: от 0,9 до 1,2 %

-Марганец: от 0,8 до 1,1 %

-Никель: не более 0,3 %

-Сера: не более 0,025 %

-Фосфор: не более 0,03 %

-Хром: от 0,8 до 1,1 %

Для оценки состава металла шва близко к опытным данным необходимо при расчете учитывать коэффициенты перехода легирующих элементов.

(3)

мас. %

мас. %

мас. %

мас. %

мас. %

мас. %

мас. %

мас. %

мас. %

После нахождение химического состава шва определяем склонность металла шва к образованию трещин.

Оцениваем склонность металла шва к образованию горячих трещин.

(4)

HCS>2, значит металл шва склонен к образованию горячих трещин.

Так же оцениваем склонность к образованию холодных трещин.

, следовательно, металл шва склонен к образованию холодных трещин.

4 Свойства сварного соединения

4.1 Расчет режима сварки

Сварочную проволоку выбираем диаметром d=3мм.

Назначаем Iсв=350А из диапазона сварочного тока и плотности тока при сварке стыковых швов в углекислом газе [3].

Плотность тока попадает в диапазон от 45 до 70

(5)

Напряжение на дуге:

(6)

Устанавливаем скорость сварки:

, (7)

где коэффициент А выбирается из интервала от 12000 до 16000 А*м/ч для электродной проволоки диаметром 3 мм.

Вылет электрода при сварке в углекислом газе lэ от 20 до 25 мм. Принимаем lэ=25мм.

Определяем площадь наплавленного металла:

, (8)

где - плотность электродной проволоки, . .

- коэффициент наплавки, г/А*ч, , (9)

где - коэффициент потерь на угар и разбрызгивание, %.

, (10)

определяют по экспериментальным зависимостям,

Определяем скорость подачи электродной проволоки:

(11)

Рассчитаем величину погонной энергии:

, (12)

где - эффективный КПД нагрева изделия дугой, для сварки с углекислом газе .

Коэффициент формы проплавления:

, (13)

Где при плотностях тока меньше 120 и сварке на постоянном токе прямой полярности равен:

(14)

Определяем глубину проплавления и ширину шва на выбранных выше параметрах режима сварки:

мм, (15)

мм. (16)