Сварка плавлением и давлением / Трущенко / Сталь10 тавровое(РДС, в защ. газе) / 10,11,12материалы рдс,зг

1.4.1 Для ручной дуговой сварки покрытыми электродами.

Выбор сварочных материалов проводим исходя из следующих условий:

• возможность осуществления сварки в тех пространственных положениях, в которых будут, находится изделие во время сварки;

• получение плотных беспористых швов;

• получение металла шва, обладающего высокой технологической прочностью, т.е. не склонного к образованию горячих трещин;

• получение металла шва, имеющего требуемую эксплуатационную прочность;

• низкая токсичность;

• экономическая эффективность.

При сварке низкоуглеродистых и низколегированных сталей обычно обеспечиваются достаточно высокие механические свойства сварного соединения и поэтому в большинстве случаев не требуются специальные меры, направленные на предотвращение образования в нем закалочных структур. Однако при сварке угловых швов на толстом металле и первого слоя многослойного шва для повышения стойкости металла против кристаллизационных трещин может потребоваться предварительный подогрев до температуры 120-150^оС .

Для сварки низкоуглеродистых сталей следует применять электроды следующих марок:

ОММ-5, АНО-3, АНО-4, АНО-5, АНО-6, ЦМ-7, ОЗС-3, ОЗС-4, ОЗС-6, СН-5, МР-1, РБУ-5, Эре-2, КПЗ-32Р, АНО-1, ДСК-50, ВСП-1, ВСЦ-2, К-5А, УОНИ-13/45, УП-2/45, СМ-11,

ОЗС-2, ОМА-2

Применение таких марок электродов обеспечивает получение металла швов с достаточной стойкостью против кристаллизационных трещин и требуемыми прочностными и пластическими свойствами. Легирование металла шва за счет провара основного металла легирующими элементами, входящими в основной металл, и повышенные скорости охлаждения позволяют получить металл шва с более высокими, чем при сварке низкоуглеродистых сталей, прочностными показателями.

Все описанные выше электроды, предназначенные для сварки углеродистых и низколегированных сталей, с любым видом покрытия должны отвечать требованиям ГОСТ 9466-75 и ГОСТ 9467-75, а также требованиям технических условий на электроды. В технических условиях могут содержаться дополнительные требования, которые являются необходимыми для более эффективного ведения процесса и/или получения сварных соединений с особыми характеристиками и повышенной эксплуатационной надежностью.

Таблица 3 - Характеристика электродов

Марка электродов	Покрытие	Коэффициент наплавки	Производительность наплавки (для диаметра 5 мм)	Расход электродов на 1 кг наплавленного металла
ОЗС-3	Рутиловое	15г/А·ч	3,3 кг/ч	1,3
УОНИ-13/45	Основное	9,5г/А ч	2,06 кг/ч	1,6
МР-3	Рутиловое	8,5г/А ч	1,7 кг/ч	1,7

Так как конструкция требует применения швов большой протяженности, то применим электроды, имеющие более высокий коэффициент наплавки и более высокую экономичность. К таким электродам относятся электроды марки ОЗС-3. Основное назначение электродов ОЗС-3 -высокопроизводительная сварка ответственных конструкций из углеродистых сталей с временным сопротивлением до 450 МПа в нижнем положении шва переменным током и постянным током обратной полярности.

Временное сопротивление в, МПа	Предел текучести т, МПа	Относительное удлинение 5, %	Ударная вязкость aн, Дж/см2
490	390	27	140

Таблица 4 - Типичные механические свойства металла шва

Таблица 5 - Типичный химический состав наплавленного металла, %

C	Mn	Si	S	P
0,10	0,60	0,20	0,030	0,030

Таблица 6 - Геометрические размеры и сила тока при сварке

Диаметр, мм	Длина, мм	Ток, А	Среднее количество электродов в 1 кг, шт.
3,0	350	150 - 210	20
4,0	450	180 - 240	9
5,0	450	240 - 320	5

Особые свойства:

- обеспечивают высокую производительность процесса сварки

- допускают сварку по окисленной поверхности

Технологические особенности сварки:

Сварку производят на короткой и предельно короткой длине дуги (опиранием). Прокалка перед сваркой 150-170 °С; 1ч.

Условное обозначение:

Э46ОЗС-3УГ	ГОСТ 946675, ГОСТ 946775
Е 43 1 (2)РЖ46

1.4.2 Для механизированной сварки в

защитном газе (СО₂)

Основной особенностью автоматической сварки в углекислом газе является использование электродных проволок с повышенным содержанием элементов раскислителей, компенсирующих их выгорание в зоне сварки. Так как катет свариваемой детали 10мм, то рекомендовано [1.c.39] использовать проволоку диаметром 3мм. Для сварки нашего соединения выбираем сварочную поволоку марки 2-Св08-ГС. Химический состав проволоки представлен в таблице.

ГОСТ 2246-60.

Таблица

С,%	Mn,%	Si,%	Cr,%	Ni,%	S,%	P,%
≤ 0, 10	0,14-0,17	0,60-0,85	0,20	0,25	< 0,25	<0,3

Механические свойства металла шва, свариваемых на низкоуглеродистых сталях в углекислом газе представлены в таблице.

Таблица

Марка	σт, мПа	σ в ,мПА	δ ,%	ψ ,%
Св-08ГС	300	500	22	50

При сварке низкоуглеродистых сталей для защиты металла шва широко используется углекислый газ. Аргон и гелии для этих целей применяют ограниченно. Сварка в углекислом газе выполняется плавящимся и в некоторых случаях не плавящимся электродами. Сварка плавящимся электродом в основном ведется в нижнем положении. На свойство металла шва значительное влияние оказывает качество углекислого газа.При повышенном содержании в нем азота и водорода могут образовываться поры даже при хорошей защите дуги от воздуха и надлежащем количестве кремния и марганца в сварочной ванне . При применении углекислого газа первого сорта по ГОСТу 8050-64 и электродной проволоки указанной выше марки швы , как правило , получаются плотные без пор .При сварке в среде углекислого газа отрицательное влияние ржавчины проявляется меньше,чем при сварке под флюсом. Устойчевое горение дуги при сварке плавящимся электродом в углекислом газе достигается при плотности тока около 100а/мм.

Углекислый газ (двуокись углерода) — не ядовит, бесцветен, имеет едва ощутимый запах. Молекулярный вес 44. При давлении 760 мм рт. ст. и температуре 0° С плотность углекислого газа по отношению к воздуху составляет 1,5, а удельный вес 1,97686 г/л. Углекислый газ хорошо растворяется в воде. Жидкая углекислота — бесцветная жидкость. Удельный вес жидкой углекислоты сильно изменяется с температурой. Вследствие этого она поставляется не по объему, а по весу. При температуре ниже 11 ° С жидкая углекислота становится тяжелее воды. При нормальных условиях (0° С и 760 мм рт. ст.) при испарении 1 кг жидкой углекислоты образуется 509 л газа. Растворимость воды в углекислоте невелика, не более 0,05%. Производится углекислый газ и в твердом виде, так называемый сухой лед. Как двуокись, так и окись углерода практически не растворимы в твердом и расплавленном металле. Свободный активный кислород окисляет элементы, присутствующие в сварочной ванне, в зависимости от их сродства к кислороду и концентрации.

В результате этих реакций при сварке в углекислом газе наблюдается сравнительно значительное выгорание Сг, А1, Тi, V, Si, Мn и также углерода.

Особенно энергично окисление примесей происходит при сварке плавящимся электродом. Это связано с тем, что при сварке плавящимся электродом взаимодействие расплавленного металла с газом происходит при пребывании капли на конце электрода и в сварочной ванне, а при сварке неплавящимся электродом — только в ванне. Как известно, взаимодействие газа с металлом в дуговом промежутке происходит значительно интенсивнее вследствие высокой температуры и большей поверхности контактирования металла с газом.