5. Расчёт химического состава металла шва

Расчёт химического состава металла шва произведём по методике [3, с.23], в которой основными параметрами являются площади наплавленного металла F_н и проплавленного металла F_пр. Т.к. в соответствии с ГОСТ 14771-76 для сварки плавящимся и неплавящимся электродами в среде инертных газов параметры подготовки кромок и сварного соединения должны быть одинаковы (площади наплавленного и проплавленного металла в обоих случаях соответственно равны), нет смысла разделять расчёт на два пункта.

В соответствии с ГОСТ 14771-76 ориентировочно определим площади наплавленного и проплавленного металла:

мм², (19)

мм². (20)

Определим долю участия основного металла в образовании шва:

, (21)

где – доля участия основного металла в образовании металла шва.

Степень легирования металла шва, с некоторой погрешностью, может быть установлена сопоставлением химического состава основного металла и металла наплавленного валика, определяемого по следующей формуле:

R_ш = R₀·_о + (1-_о)·R_э ± ΔR, (22)

где R_ш – содержание рассчитываемого элемента, %;

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

_н – доля участия наплавляемого металла в металле шва, %;

R_э – содержание рассчитываемого элемента в наплавляемом металле, %;

₀ – доля участия основного металла в металле шва;

ΔR­– переход данного металла из покрытия или газа в шов.

Воспользовавшись таблицами 1 и 4, где указан химический состав основного металла и сварочной проволоки (присадочного прутка) соответственно, определим усреднённый химический состав металла шва:

C=0,03∙0,473+(1-0,473)∙0,06=0,046 %,

Mn=1,5∙0,473+(1-0,473)∙1,5=1,5 %,

Si=0,4∙0,473+(1-0,473)∙0,6=0,5 %,

Cr=17,55∙0,473+(1-0,473)∙19=18,3 %,

Ni=14,25∙0,473+(1-0,473)∙11=12,54 %,

Mo=2,5∙0,473+(1-0,473)∙2,75=2,6 %,

N=0,2∙0,473+(1-0,473)∙0=0,095 %,

S=0,02∙0,473+(1-0,473)∙0,018=0,019 %,

P=0,035∙0,473+(1-0,473)∙0,025=0,03 %.

6. Расход сварочных материалов

   1. Сварка вольфрамовым электродом в аргоне

Ориентировочный расход вольфрама при ручной сварке на 100 м шва составляет 23,4 г. Объём требуемого газа зависит от скорости сварки и расхода аргона. Т.к. скорость ручной сварки не регламентируется, то необходимый расход газа можно определить опытным путём (проведение опыта не представляется возможным). Необходимую массу проволоки определим исходя из объема наплавленного металла (т.к. при данном виде сварки коэффициент потерь незначительный, то для ориентировочного расчёта его можно принять равным _п= 0) по формуле:

, (23)

где m_пр – масса присадочной проволоки, г;

l – длина шва, м.

Рассчитаем массу проволоки по формуле (23):

г.

2. Сварка плавящимся электродом в аргоне

Необходимую массу проволоки определим по формуле (23) (коэффициент потерь для данного вида сварки _п= 0,123):

г.

Требуемое количество газа определим по формуле (24):

л, (24)

где l – длина шва, см;

υ_св – скорость сварки, см/с;

q_г – расход газа, л/мин.

В связи с необходимостью продувки газовых коммуникаций, рассчитанное количество газа необходимо увеличить на 15 %. Тогда требуемое количество газа составит 15,134 л.