Физические свойства материала вСт3кп .

T	E 10- 5	 10 6			C	R 10 9
Град	МПа	1/Град	Вт/(м·град)	кг/м3	Дж/(кг·град)	Ом·м
20	2.13
100	2.08
200	2.02
300	1.95
400	1.87
500	1.76
600	1.67
700	1.53
T	E 10- 5	 10 6			C	R 10 9

Технологические свойства материала вСт3кп .

Свариваемость:	без ограничений.
Флокеночувствительность:	не чувствительна.
Склонность к отпускной хрупкости:	не склонна.

Низкоуглеродистые стали обладают хорошей свариваемостью. Однако технология сварки их должна предусматривать и обеспечивать определенный комплекс требований, основным из которых является достижение равнопрочности сварного соединения с основным металлом и отсутствие дефектов в сварном соединении. Для этого механические свойства металла шва , околошовной зоны и сварного соединения в целом должны быть не ниже нижнего предела свойств основного металла.

В ряде случаев, исходя из конкретных условий работы конструкции допускается снижение отдельных показателей механических свойств сварного соединения по сравнению с показателями свойств основного металла. Однако в металле швов не должно быть таких дефектов, как трещины, непровары , поры, подрезы. Швы должны иметь требуемые по чертежу размеры и форму . Сварное соединение должно быть стойким против перехода в хрупкое состояние. В отдельных случаях к сварным соединениям предъявляются дополнительные требования (работоспособность в условиях вибрационных и ударных нагрузок , повышенных или пониженных температур и т.д.) Однако во всех случаях технология должна обеспечить максимальную производительность и экономичность процесса сварки при безусловной надежности и долговечности конструкции.

При сварке низкоуглеродистых сталей металл шва незначительно отличается по составу от основного металла. Это отличие в основном сводится к снижению содержания в металле шва углерода, так как метал электродного стержня или электродной проволоки содержит меньше углерода чем основной металл , и повышению содержания марганца и кремния . Снижение прочности металла шва вызванное уменьшением содержания в нем углерода, при дуговых способах сварки полностью компенсируется за счет увеличения скорости его остывания и легирования металла через проволоку, покрытие или флюс марганцем и кремнием.

Обеспечение равнопрочности металла шва при дуговой сварке малоуглеродистой стали не вызывает затруднений.

Швы, сваренные на низкоуглеродистых сталях всеми способами сварки плавлением, обладают удовлетворительной стойкостью против образования кристаллизационных трещин, что обусловливается низким содержанием в металле шва углерода.

2 ОПИСАНИЕ СПОСОБОВ СВАРКИ

В задании для ВКР предложено рассмотреть сварку конструкции двумя способами и их технологические особенности.

2.1 Для ручной дуговой сварки покрытыми электродами

Перемещение электрода в процессе сварки и подачу электродного и присадочного металла осуществляют вручную. При этом возникают трудности, связанные с поддержанием постоянства длины дуги. Колебание дугового промежутка отражаются на основных параметрах режима- величине тока и напряжении. На глубину проплавления металла и скорость расплавления электрода особенно большое влияние оказывает изменение тока. Качество швов, выполненных ручными способами, зависит от квалификации сварщика, удобства ведения процесса и т.п. Способы ручной дуговой сварки доступны и универсальны. Ручную дуговую сварку применяют при монтажных работах, для сварки швов и в мелкосерийном производстве.

Схема процесса ручной дуговой сварки металлическим покрытым электродом показана на рисунке 2. . Дуга горит между стержнем 9 и основным металлом 1. Под действием теплоты дуги электрод и основной металл расплавляются, образуя сварочную ванну 2. Капли жидкого металла с электродного стержня переносятся в ванну через дуговой промежуток.

Рисунок 2.

Схема ручной дуговой сварки штучным электродом: 1– основной металл; 2 –сварочная ванна; 3 – электрическая дуга; 4 – проплавленный металл; 5 – наплавленный металл; 6 – шлаковая корка; 7 – жидкий шлак;

8 – электродное покрытие; 9 –металлический стержень электрода;

10 – электрододержатель.

Вместе с металлическим стержнем плавится и электродное покрытие 8, образуя газовую защиту и жидкую шлаковую пленку 7 на поверхности расплавленного металла. В связи с тем что большая часть теплоты выделяется на торце металлического стержня электрода, на его конце образуется коническая втулочка из покрытия, способствующая направленному движению газового потока. Это улучшает защиту сварочной ванны. По мере движения дуги сварочная ванна охлаждается и затвердевает, образуя сварной шов. Жидкий шлак также затвердевает и образует на поверхности шва твердую шлаковую корку 6, удаляемую после сварки. При этом способе выполняется газошлаковая защита расплавленного металла от взаимодействия с воздухом. Качество газошлаковой защиты при сварке может быть связано с толщиной покрытия электродов δ или коэффициентом массы покрытия. Толщина покрытия для различных электродов составляет 0,1÷1 мм, а коэффициент массы 0,1÷0,5. Рациональная область применения ручной дуговой сварки покрытыми электродами – изготовление конструкций из металлов с толщиной соединяемых элементов более 2мм при небольшой протяжённости швов, расположенных в труднодоступных местах, и различных пространственных положениях. Кроме того, шлаки позволяют проводить необходимую металлургическую обработку металла в ванне. Для выполнения функций защиты и обработки расплавленного металла покрытия электродов при расплавлении должны образовывать шлаки и газы с определенными физико-химическими свойствами. Поэтому для обеспечения заданного состава и свойств шва при выполнении соединений на разных металлах для сварки применяют электроды с определенным типом покрытий, к которым предъявляют ряд специальных требований.

При сварке покрытыми электродами перемещение электрода вдоль линии сварки и подачу электрода в зону дуги по мере его плавления осуществляют вручную. При этом возникают частые изменения длины дуги, что отражается на постоянстве основных параметров режима: напряжения дуги и силы сварочного тока. С целью поддержания более стабильного теплового режима в ванне при ручной дуговой сварке применяют источники питания с крутопадающими вольтамперными характеристиками.

Основным инструментом сварщика при ручной сварке покрытыми электродами является электрододержатель, предназначенный для крепления электрода, подвода к нему сварочного тока и возможности манипулирования электродом в процессе сварки. По способу закрепления электрододержатели разделяют на вилочные, пружинные, зажимные. К электрододержателю предъявляются требования: удобность, легкость, должен способствовать быстрой смене электрода

Рациональная область применения дуговой сварки покрытыми электродами — изготовление конструкций из металлов с толщиной соединяемых элементов более 2 мм при небольшой протяженности швов, расположенных в труднодоступных местах и различных пространственных положениях.

Для увеличения производительности используют сварку погруженной дугой, пучком электродов или применяют электроды с железным порошком в покрытии.

Достоинство:

1. Простота и доступность;

2. Возможность сварки в труднодоступных местах и во всех пространственных положениях;

3. Большой спектр свариваемых материалов;

4. Значительный спектр толщин (от двух мм и выше).

Недостатки:

1. Низкая производительность;

2. Большой расход материалов на разбрызгивание и огарки;

3. Самый тяжелый способ по технике исполнения;

4. Многофакторность качества.