2. Анализ варианта и выбор способа изготовления изделия

Ограничитель рационально сваривать сваркой в среде углекислого газа. Этот способ позволяет получать надежное проплавление всего сечения за один проход, а так же необходимое качество швов. А при ручной дуговой сварке для выполнения такой задачи затрачивается намного больше времени.

Поэтому для изготовления изделия применяется способ сварки в среде углекислого газа, как наиболее рациональный и технологичный.

Исходя из толщины свариваемых элементов, равной 20 мм, возможны варианты конструктивного оформления сварных соединений полученных полуавтоматической сваркой в среде СО₂ и ручной дуговой сварки.

При СО2 могут быть предложены пять типов швов:

• угловой односторонний без скоса кромок (ГОСТ 14771-76 -У4);

• тавровый односторонний со скосом одной кромки (ГОСТ 14771-76 -Т6);

• тавровый двусторонний без скоса кромок (ГОСТ 14771-76 -Т3);

• тавровый односторонний без скоса кромок (ГОСТ 14771-76 -Т1);

• тавровый двусторонний с двумя симметричными скосами одной кромки (ГОСТ 14771-76 -Т8).

При сварке в среде РДС также могут быть предложены пять типов швов:

• угловой односторонний без скоса кромок (ГОСТ 5464-80 -У4);

• тавровый односторонний со скосом одной кромки (ГОСТ 5464-80 -Т6);

• тавровый двусторонний без скоса кромок (ГОСТ 5464-80 -Т3);

• тавровый односторонний без скоса кромок (ГОСТ 5464-80 -Т1);

• тавровый двусторонний с двумя симметричными скосами одной кромки (ГОСТ 5464-80 -Т8).

Выберем при РДС и сварке в среде СО₂ односторонние тавровые швы без разделки кромок как самые простые и не требующие предварительной подготовки свариваемых деталей.

Дуговую сварку в среде СО₂ производить проволокой Св08Г2С диаметром 1,6 мм по ГОСТ 2246-70 в среде СО₂ ГОСТ 8050-85, а дуговую сварку производить электродами АНО-4 по ГОСТ 9467-75.

3.1. Расчёт режимов сварки рдс

1. Выбираем по ГОСТ 5264-80 форму подготовки кромок под сварку

(рисунок 1):

Рисунок 1 - Подготовка кромок под РДС.

2. Выбираем тип, марку и диаметр электрода.

По справочным данным определяем, что сталь Ст3 имеет временное сопротивление σв= 43 кг/мм2. Для сварки этой стали выбираем электрод типа Э46 марки АНО-4, дающий наплавленный металл с σв= 48 кг/мм2.

Диаметр электрода – 4 мм. Катет 8 мм.

3. Электрод марки АНО-4 имеет рутиловое покрытие. Для него используется переменный ток.

4. Определяем площадь наплавленного металла.

(1)

где - коэффициент увеличения, учитывающий наличие зазора и выпуклости шва,

- катет шва (принимаем ).

.

5. Определяем силу сварочного тока:

, (2)

где - коэффициент, ;

- коэффициент, определяется в зависимости от типа покрытия и положения шва в пространстве, .

для нижнего положения:

.

6. Определяем напряжение на дуге.

Для электрода Э46 марки АНО-4 принимаем напряжение 25В.

7. Скорость сварки определяется:

, (3)

где - коэффициент наплавки, (г/А∙ч);

- плотность наплавленного металла, ;

- площадь поперечного сечения наплавленного металла;

для нижнего положения:

.

8. Определяем погонную энергию сварки:

, (4)

где - эффективный КПД дуги, для РДС ;

- скорость сварки в см/с;

для нижнего положения:

.

9. Определяем глубину провара:

, (5)

где - погонная энергия.

для нижнего положения:

.

10. Определяем мгновенную скорость охлаждения З.Т.В. при температуре наименьшей устойчивости аустенита:

, (6)

где - коэффициент теплопроводности, кал/(см∙°С),

- объёмная теплоёмкость, кал/(см3∙0С),

- температура наименьшей устойчивости аустенита,

- начальная температура изделия перед сваркой,

- толщина металла, см;

.