4.5. Вибір зварювальних матеріалів

Для забезпечення експлуатаційної надійності зварного зєднання необхідно, щоб шов мав не тільки заданий рівень міцності, ну і високою пластичністю. Тому при виборі зварювальних матеріалів необхідно прагнути до получення шва такого хімічного складу, при якому його механічні властивості мали би необхідні значення. Легування метала шва елементами,які входять в основний метал, завжди підвищує його міцні сні характеристики, одночасно знижуючи пластичність.

При зварювані середньо легованих глибокогартуючих високоміцних сталей необхідно вибирати такі зварювальні матеріали, які забезпечують отримання швів, які володіють високою деформаційною здатністю при мінімально можливому вмісті водню в зварювальній ванні. Це може бути досягнено використанням низьколегованих зварювальних електродів, не володіючи в покритті органічнихсолук і які піддалися високотемпературному гартуванню (низьководневі електроди).

Для зварювання даної сталі штучними електродами слід використовувати електроди типу ЭА-2Г6 марки .

Оскільки нам необхідно використовувати зварювальні матеріали такого хімічного складу, як і основний метал для зварювання під шаром флюсу використаємо зварювальний дріт марки Св-08ХМФА, хімічний склад якого наведено у таблиці 3. Також слід використати слабо-окислені флюси марки АН-20, хімічний склад якого наведено у таблиці 4.,при цьому режим зварювання повинен забезпечити необхідні розмір і форму шва і мінімально можливе проплавлення основного металу. До не достатків цього флюсу слід віднести необхідність виконання зварювання на постійному струмі оберненої полярності.

Таблиця 3

C	Mn	Si	Cr	Ni	Mo	V	S	P
							не більше
0,06-0,10	0,35-0,60	0,12-0,30	0,90-1,20	0,30	0,50-0,70	0,15-0,30	0,025	0,025

Таблиця 4

Вміст (не більше), % по масі
SiO2	MnO	CaO	MgO	Al2O3	CaF2	K2O i Na2O	Fe2O3	S	P
19-24	0,5	3-9	9-13	27-32	25-33	2-3,0	1,0	0,08	0,05

4.6. Розрахунок режиму зварювання

Розрахунок режиму для ручного дугового зварювання:

а) за вибраним діаметром електрода

Визначаємо площу поперечного перерізу шва:

F=4F₁+2F₂+F₃

F₁=( R²/4)+1/2(S-C)(S-C)tgα+(86)

F₁=(3,146²/4)+1/2(32-24)( 32-24)tg10^o+(8 6)=81,9 мм²

F₂=0,75eg

е - ширина шва

g – опуклість валика

F₂=0,75 24 1,5=27 мм²

F₃=S M

S – товщина металу

M – зазор між деталями

F₃=32 2=64 мм²

F=4 81,9+2 27+64=445,6 мм²

Визначаємо площу поперечного перерізу першого проходу (d_ел­­=3 мм):

F_1.1= d_ел(6-8)=36=18 мм²

Визначаємо площу поперечного перерізу решти проходів (d_ел­­=5 мм):

F_с= d_ел(8-12)=59=45 мм²

Визначаємо кількість проходів:

n= + 1= + 1 11

Визначаємо зварювальний струм по формулі:

I_зв=k d_ел

- для першого проходу (k=3)

I_зв=30 3=90 А

- для решти проходів (k=5)

I_зв=50 5=250 А

б) за допустимою густиною струму необхідно визначити лише зварювальний струм,а всі попередні параметри залишаються незмінними.

I_зв= F_ел = d² /4

F_ел – площа поперечного перерізу дроту

d - діаметр електродного дроту (4 мм)

– допустима густина струму

- для першого проходу ( =15 А/ мм²)

I_зв=3,14­ 3² 15/4 110 А

- для решти проходів ( =11 А/ мм²)

I_зв=3,14 ­5² 11/4 220 А

Розрахунок режиму для автоматичного зварювання під шаром флюсу:

Визначаємо зварювальний струм із рівняння

I_зв= = = 630 A

– діаметр електродного дроту (4 мм)

– щільність струму (50)

Знаючи, що напруга на дузі міняється в межах 32 – 40 В, приймаємо U_д=35 В

Визначаємо ширину шва

e= _прh=3,4 5=17 мм

_пр – коефіцієнт форми провара (3,4)

h – глибина проплавлення (5 мм)

Знаючи, що коефіцієнт форми валика _в=(5-8), знаходимо опуклість q; приймаємо _в=7, тоді

g=е/ _в=17/7=2,4 мм

Визначаємо поперечний переріз наплавленого валика

F_н=0,75eg=0,75 17 2,4=30,6 мм²

Визначаємо коефіцієнт наплавлення α_н за рівнянням

α_н=А+В I_зв/ d_ел=2,3+0,065 630/4=12,5 г/(Агод)

Визначаємо швидкість переміщення дуги

V_п.д= α_н I_зв/ F_нγ100=12,5 630/0,306 7,8 100=32 м/год

γ – густина металу (7,8 г/см³)

Визначаємо швидкість подачі зварювального дроту

V_п.д= 4α_н I_зв/ πd²γ=4 12,5 630/3,14 4² 7,8=80 м/год