3. Исходные данные для расчета режимов сварки и выбора технологических приемов.

Расчетная часть работы, позволяет обосновать и выбрать режимы сварки и отдельные технологические приемы, которые обеспечивают отсутствие холодных трещин закалочного происхождения и изменений свойств ЗТВ.

Расчет режимов ручной многопроходной сварки стыкового соединения производится по двум технологическим вариантам:

1. длинными участками (сварка «напроход») со сменой диаметра электрода и с предварительным подогревом. Критерием выбора режимов и технологии сварки является допустимые скорости охлаждения металла при температуре 550⁰С.

2. короткими участками (сварка блоками, горкой, каскадом и т.п.) одним диаметром электрода без изменения силы сварного тока. Критерием оценки технологии сварки является время распада аустенита при температуре обеспечивающей отсутствия мартенситного превращения. В данном случае скорость охлаждения уже не имеет значения. Эта технология применяется для сварки сталей, склонных к резкой закалке и чувствительных к росту зерна при перегреве.

Разработать технологию стыковой многопроходной сварки углеродистой стали в нижнем положении. Длина соединения 1 метр. Толщина соединяемых элементов, вид соединения и материал основного металла сгруппированы по вариантам и сведены в таблицу 1.

Варианты заданий

Таблица 1

№ варианта	Толщина листов S мм	Обознач соед.по ГОСТ 5265-80*	Материал			№ варианта	Толщина листов S мм	Обознач. соед.по ГОСТ 5264-80	Материал
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10	12 14 16 30 28 14 25 16 20 30	С8 С8 С17 С17 С17 С17 С8 С17 С8 С8	сталь	45 40 35 40 40 35 40Х 45 45 40Х		11 12 13 14 15 16 17 18 19 20	22 14 20 22 28 25 15 16 30 26	С17 С8 С17 С8 С8 С17 С17 С18 С17 С8	сталь	40Х 45 40 45 40Х 45 35 40 40Х 40

*ГОСТ 5264-80. ручная дуговая сварка. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры.

Конструктивные элементы подготовки кромок и сварного шва приведены в таблице 2. Основные характеристики свариваемой стали приведены в таблице 3. При расчете используем следующие постоянные коэффициенты:

ρ – плотность, 7,85 г/см³

λ – теплопроводность, 0,4 Дж/(см·с·град)

сρ – объемная теплоемкость, 5,0 Дж/(см³ град).

а - температура проводность 8·10^-2 см²/с

_n – коэффициент поверхностной теплоотдачи, 3,0 Дж/(см²·с·град.)

То – температура окружающей среды и начальная температура свариваемых деталей, 20⁰С.

η_u – эффективный к.п.д. дуги при ручной дуговой сварке толстопокрытым штучным электродом, 0,80.

Таблица 2.

Конструктивные элементы подготовки кромок и

сварного шва (ручная сварка)

Условное обозначение сварного соединения	Конструктивные элементы подготовки кромок и шва	Размеры, мм
		S=S1 (б)	B номин.	g (h)
				номин.	пред. откл.
С8		св11 до 14	20	0,5	+1,5 -0,5
		св14 до 17 св 17 до 20 св 20 до 24 св 24 до 28 св 28 до 32	24 28 32 35 38		+2,0 -0,5
С17		св11 до 14	19	0,5	+1,5 -0,5
		св14 до 17 св 17 до 20 св 20 до 24 св 24 до 28 св 28 до 32	22 26 30 34 38		+2,0 -0,5

*ГОСТ 5264-80 Ручная дуговая сварка. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры.

Используя данные табл.3 определить допустимые интервалы скоростей охлаждения и какие дефекты возможны при превышении заданных границ скоростей охлаждения.

W_minW₀W_max

Выбор электродов – их марки осуществляется с помощью таблицы 4, в которой приведены прочностные характеристики, химический состав и технологические характеристики (коэффициент и наплавки _н, г/(А·час) и расхода электродов к_р, кг/кг). Марку электродов выбирают по равнопрочности металла наплавки и основного металла (заданной марки).

СВОЙСТВА И ХАРАКТЕРИСТИКИ СВАРИВАЕМОЙ СТАЛИ Таблица 3

Материал		Предел прочности в, Мпа (кгс/мм2)	Температура начала мартенситного превращения ТМн, 0С	Время распада аустенита при Тр = ТМн+500 р, сек.	Допустимая скорость охлаждения при температуре 5500С, 0С/сек.		Характеристика стали
					По структуре и свойствам ЗТВ, WD	По отсутствию холодных трещин Wкр
Сталь	35	540 (54)	360	120	0,12-7	-	Свариваемость удовлетворительная. К отпускной хрупкости не склонна. Применяется в нормализованном состоянии.
	40	580 (58)	340	120	2,4-5	-	Свариваемость ограниченная. К отпускной хрупкости не склонна. Применяется в нормализованном состоянии, реже в закаленном и отпущенном.
	45	610 (61)	345	35	2-4	15	Свариваемость ограниченная. К отпускной хрупкости не склонна. Применяется в нормализованном состоянии или после закалки с отпуском.
	40Х	1000 (100)	325	220	4-14	5,5	Свариваемость плохая. К отпускной хрупкости не склонна. Подвергается поверхностной закалке ТВЧ или закалке с отпуском.

Примечание. Стали 45, 40Х, обладают повышенной склонностью к росту зерна в околошовной зоне, что приводит к повышению устойчивости аустенита при охлаждении с малыми скоростями. Температуру предварительного подогрева, применяемого для ограничения закалки и образования холодных трещин, следует выбирать по возможности невысокой.

Таблица 4