6) Погонная энергия[1, с.187]:

, (17)

где - сварочный ток;

- напряжение,

- скорость сварки,

– эффективный КПД для дуговых методов под флюсом.

.

7) Глубина провара:

. (18)

Зная сварочный ток, диаметр электрода и напряжение дуги, определяем коэффициент формы провара по формуле, [1, с.188]:

, (19)

где К – коэффициент проплавления.

; (20)

;

;

.

8) Высота валика:

; (21)

.

10) Ширина валика[1,с191]:

; (22)

.

11) Общая высота шва:

; (23)

.

12) Скорость охлаждения металла в околошовной зоне:

, (24)

где -мгновенная скорость охлаждения при температуре ,⁰С/с;

λ – коэффициент теплопроводности, ;

– объемная теплоемкость, ;

T₀ – начальная температура изделия, ⁰С;

T – температура наименьшей устойчивости аустенита, ⁰С.

λ=0,39 ; сρ=4,9 ;

Т=500 ⁰С ; Т₀=20 ⁰С.

.

5 Расчёт химического состава и механических свойств металла шва

Степень легирования металла шва может быть установлена сопоставлением химического состава основного металла и металла наплавленного валика, определяемого по формуле [1, с.85].

, (25)

где R_ш - содержание рассчитываемого элемента, %;

R₀ - содержание того же элемента в основном металле, %;

(1-₀) - доля участия электродного металла в металле шва, %;

R_э - содержание рассчитываемого элемента в металле, наплавленным данной маркой электродов, %;

₀ - доля участия основного металла в металле шва;

ΔR­- переход данного металла из покрытия или газа в шов

Определим долю участия основного металла в металле шва по формуле, [1, с.85]

, (26)

где F_н - площадь сечения наплавленного металла согласно формуле [4, с.11]

, (27)

при этом ширину и высоту валика возьмём из таблицы 4.2 (е = 7 мм; g = 1,5 мм), тогда

,

F_пр - площадь сечения проплавленного металла, которая приближённо может быть определена по формуле

, (28)

при этом глубину проплавления (Н) примем равной толщине металла, в таком случае

,

следовательно

.

Так как сварка производиться той же проволокой, что электродом, то данные химического состава возьмём из таблицы 3.1.

Определяем химический состав металла шва для ручной дуговой сварки.

;

;

;

;

;

;

;

.

Для определения механических характеристик наплавленного металла высокоуглеродистой стали не существует методик расчёта.