5. Расчёт химического состава металла шва

5.1. Расчет для сварки в инертном газе

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).

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

мм², (13)

мм². (14)

Определим долю участия основного металла в образовании шва по формуле (12):

,

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, (15)

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 1.2 и 3.2, где указан химический состав основного металла и сварочной проволоки соответственно, определим усреднённый химический состав металла шва:

Zn = 0,2∙0,43+(1-0,43)∙0=0,08 %,

Mn = 0,2∙0,43+(1-0,43)∙0,05=0,115 %,

Si = 0,4∙0,43+(1-0,43)∙0=0,172 %,

Cu = 0,1∙0,43+(1-0,43)∙0=0,043 %,

Fe = 0,4∙0,43+(1-0,43)∙0=0,172 %,

Mg = 2,8∙0,43+(1-0,43)∙5,8=4,51 %,

Ti = 0,1∙0,43+(1-0,43)∙0,2=0,157 %,

Al=98∙0,43+(1-0,43)∙93,2=95,264 %,

Be=0∙0,43+(1-0,43)∙0,005=0,00285 %.

5.2. Расчет для ручной дуговой сварки

Определим площади наплавленного и проплавленного металла по формуле (13):

мм²,

мм².

Определим долю участия основного металла в образовании шва по формуле (14):

,

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 формуле (15):

R_ш = R₀·_о + (1-_о)·R_э ± ΔR,

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.

Определим усреднённый химический состав металла шва:

Zn = 0,2∙0,05+(1-0,05)∙0=0,01 %,

Mn = 0,2∙0,05+(1-0,05)∙0,05=1,5 %,

Si = 0,4∙0,05+(1-0,05)∙0=0,02 %,

Cu = 0,1∙0,05+(1-0,05)∙0=0,005 %,

Fe = 0,4∙0,05+(1-0,05)∙0=0,02 %,

Mg = 2,8∙0,05+(1-0,05)∙5,8=5,65 %,

Ti = 0,1∙0,05+(1-0,05)∙0,2=0,195 %,

Al = 98∙0,05+(1-0,05)∙93,2=93,345 %,

Be = 0∙0,05+(1-0,05)∙0,005=0,00475 %.