3 Оценка свариваемости
Под свариваемостью понимается свойство металла или сочетания металлов к образованию при данной конструкции и технологии бездефектных соединений, удовлетворяющих эксплуатационным требованиям. Кроме свойств основного материала, свариваемость определяется способом и режимом сварки, составом и свойствами присадочного материала, покрытия электродов или защитной атмосферы, конструктивными особенностями изделия. По этим признакам принято различать несколько качественных степеней свариваемости: хорошая, удовлетворительная, ограниченная и плохая.
Данная низкоуглеродистая сталь 3 имеет хорошую свариваемость. При сварке главных конструкций швы не допускается: наличие трещин, прожогов, неполного проплавление корня шва, пор, подрезов.
Механические свойства металла шва и сварного соединения зависят от его структуры, которая определяется химическим составом и режимом сварки. Сварное соединение должно быть стойким против перехода в хрупкое состояние. Во всех случаях технология должна обеспечивать максимальную производительность и экономичность процесса сварки при требуемой надёжности и долговечности конструкции.
Основным фактором, определяющим конечную структуру металла после сварки на отдельных участках зоны термического влияния является термический цикл, которому подвергается металл на этом участке при сварке. Решающим фактором термического цикла сварки является максимальная температура, достигаемая металлом в рассматриваемом объекте, и скорость его охлаждения. Ширина и конечная структура различных участков зоны термического влияния определяется способом и режимом сварки, составом и толщиной основного металла.
4 Выбор режимов сварки
Под режимом обработки понимают значения регулируемых параметров процесса. Вид и количество параметров определяются конкретным способом обработки. Выбор режимов обработки проводится по литературным источникам и нормативной документации базового предприятия.
На базовом предприятии сварка швов выполняется ручной дуговой сваркой. В таблице 4.1. – 4.2. приведены режимы сварки механизированной сварки плавящимся электродом в среде углекислого газа.
Т а б л и ц а 4.1 Режимы механизированной сварки плавящимся электродом в среде углекислого газа Ст3сп.
δ, мм |
dэл, мм |
Iсв, А |
Напряжение, В |
Vсв, м/ч |
Vпр, м/ч |
4 |
0,8 |
320…400 |
27…28 |
14…16 |
12…18 |
4.1 Расчет режимов механизированной сварки плавящимся электродом в среде углекислого газа
В основу выбора диаметра электродной проволоки положены те же принципы, что и при выборе диаметра электрода при ручной дуговой сварке.
Диаметр электродной проволоки выбираем по таблице 4.2
Т а б л и ц а 4.2 – Зависимость диаметра электрода от толщины свариваемой детали.
Толщина листа, мм |
4 |
6 |
Диаметр
электродной проволоки
|
0,8…1,2 |
1,2…1,4 |
При толщине листа 4 мм диаметр электродной проволоки = 0,8 мм
Расчет сварочного тока при сварке проволокой сплошного сечения производится по формуле:
А,
(4.1)
где
а - плотность тока в электродной проволоке,
А/мм2
(
при сварке в СО2
,
а=110-130 А/мм2
);
-
диаметр электродной проволоки, мм.
Полуавтоматический способ сварки позволяют применять значительно большие плотности тока по сравнению с ручной сваркой.
Напряжение дуги и расход углекислого газа выбираются в зависимости от силы сварочного тока по таблице 4.3 в зависимости от напряжения и расхода углекислого газа от силы сварочного тока.
Т а б л и ц а 4.3 – Режимы сварки в углекислом газе
Катет шва, мм |
Диаметр проволоки, мм. |
Режим сварки |
Вылет электрода, мм |
Производитель ность, г/с |
||||
Сила тока, А |
Напряжение на дуге, В |
Расход газа, л/мин |
||||||
1,5…2 |
0.8…1.2 |
320 |
27…28 |
14…20 |
18…20 |
1.36 |
||
1.2…1,4 |
380 |
27…29 |
18…20 |
1.44 |
||||
Скорость подачи электродной проволоки, рассчитывается по формуле
(4.2)
где
-
коэффициент расплавления проволоки,
г/А*ч;
-
диаметр электродной проволоки, мм; ρ –
плотность металла электрода, г/см3
(для
стали = 7,8 г/см3).
Значение рассчитывается по формуле
г/А*ч.
см/ч
Скорость сварки рассчитывается по формуле
,
(4.3)
где
– коэффициент наплавки, г/А·ч,
,
(4.4)
где
-
коэффициент потерь металла на угар и
разбрызгивание.
При
сварке в СО2
=0,07
- 0,15;
–
площадь поперечного сечения шва, см2
.
г/А·ч;
см/ч≈9,84м/ч
Масса наплавленного металла при сварке рассчитывается по формуле
(4.5)
Время горения дуги определяется по формуле
(4.6)
Полное время сварки рассчитывается по формуле
(4.7)
где t0 – время горения дуги, ч;
КП – коэффициент использования сварочного поста, (КП = 0,6-0,7).
Расход электродной проволоки рассчитывается по формуле
,
(4.8)
где GH – масса наплавленного металла, г;
ψ – коэффициент потерь, (ψ = 0,1 - 0,15).
=1990*(1+0,1)=2189г. (4.9)
Расход электроэнергии определяется по формуле
,
(4.10)
где η – КПД источника питания сварочной дуги, при постоянном токе
η = 0,6 - 0,7. На постоянном токе W0=0,8 – 1,2 кВт.
Т.к. ток постоянный, то выбираем соответствующие значения
кВтч
(4.11)
Получаем параметры режима сварки в среде углекислого газа:
- диаметр проволоки 0,8 мм;
- диапазон сварочного тока: 320 - 380 А;
- напряжение дуги 27-28 В;
- скорость подачи электродной проволоки: 220 м/ч
- скорость сварки: 14-15 м/ч;
- расход газа 14-20 л/мин;
- вылет электрода 18-20 мм.