
Архив2 / курсовая docx100 / kursovoy(8)
.docxСодержание
ВВЕДЕНИЕ 2
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ К КР 3
КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СВАРИВАЕМОЙ СТАЛИ 4
Рис. 3. 3. Способы разделки кромок под сварку 5
РАСЧЁТ ПАРАМЕТРОВ РЕЖИМА СВАРКИ 6
Допускаемая плотность тока 6
РАСЧЕТ СКОРОСТИ ОХЛАЖДЕНИЯ ЗОНЫ ТЕРМИЧЕСКОГО ВЛИЯНИЯ (ЗТВ) И СРАВНЕНИЕ ЕЕ С РЕКОМЕНДУЕМОЙ ДЛЯ ДАННОЙ СТАЛИ 10
ВЫБОР СВАРОЧНОГО ОБОРУДОВАНИЯ 13
15
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 16
ВВЕДЕНИЕ
Целью курсовой работы (КР) является углубление и закрепление знаний студентов в области технологии и оборудовании сварки конструкционных сталей.
КР оформляется в виде расчетно-пояснительной записки, в которой рассматриваются следующие вопросы:
а) характеристика заданной стали (химсостав, механические свойства, термокинетическая диаграмма) [1];
б) оценка свариваемости;
в) выбор формы подготовки кромок под сварку
г) расчет режимов сварки
д) расчет скорости охлаждения зоны термического влияния (ЗТВ) и сравнение ее с рекомендуемой для данной стали;
е) выбор метода регулирования скорости охлаждения З.Т.В.
ж) выбор сварочных материалов
з) выбор сварочного оборудования
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ К КР
Номер варианта 12
Марка стали: 25ХГФ
Толщина металла, мм: 30
Тип сварного соединения: стыковой
Способ сварки: под флюсом
КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СВАРИВАЕМОЙ СТАЛИ
ВЫБОР ТИПА РАЗДЕЛКИ СВАРИВАЕМЫХ КРОМОК
По ГОСТ 8712-79 и ГОСТ 14776-76 выбираются форма и конструктивные элементы подготовки кромок под сварку (рис. 3.3)
Рис. 3. 3. Способы разделки кромок под сварку
а) – без разделки кромок; б) – V-образная разделка;
в) – U-образная разделка; г) – Х-образная разделка
Выбираем Х-образную разделку кромок.
РАСЧЁТ ПАРАМЕТРОВ РЕЖИМА СВАРКИ
Задаются необходимой глубиной проплавления Н:
при двухсторонней сварке
Н
=
/2 + 2 мм=17
мм
при сварке швов с предварительной разделкой кромок под сварку глубиной проплавления для первого прохода
Н = с, (3.12)
где с – величина притупления в мм.
С=10мм
Рекомендуемый диаметр электродной проволоки
для сварки с Х-образной разделкой кромок
dэ
Допускаемая плотность тока
dэ, мм |
1,0 |
2,0 |
3,0 |
4,0 |
5,0 |
6,0 |
j, А/мм2 |
90–400 |
65–200 |
45–90 |
35–60 |
30–50 |
25–45 |
J= 30-50 А/мм2
Определяется сила сварочного тока, обеспечивающая заданную глубину проплавления
Определяется оптимальное значение напряжения на дуге
Скорость сварки находится по формуле
Определяется коэффициент наплавки αн . При сварке под флюсом коэффициент наплавки ввиду незначительных потерь металла на разбрызгивание и угар может быть взят равным коэффициенту расплавления αр.
Из таблицы 3.11 коэффициент наплавки примем равным 16,3
Определяется погонная энергия сварки
где – Iсв – ток дуги, А;
Uд – напряжение на дуге, В;
ηэ – эффективный КПД сварочной дуги (при сварке под флюсом
ηэ = 0,8÷0,9);
vсв – скорость сварки, см/с.
Площадь наплавки за один проход
,
см2
,
где αн – коэффициент наплавки, г/А·ч;
ρ – плотность металла, г/см3;
vсв – скорость сварки, см/ч.
см2
Определяют скорость подачи электродной проволоки
,
м/ч
где vсв – скорость сварки, м/ч;
Fн – площадь наплавки, мм2;
Fэ – площадь поперечного сечения электрода, мм2.
м/ч
Далее оцениваются размеры поперечного сечения зоны проплавления – глубина проплавления Н и ширина В
,
см
где qп – погонная энергия сварки, Дж/см;
ψпр – коэффициент формы проплавления.
Коэффициент формы проплавления определяется по эмпирической формуле
, где
К–
коэффициент, зависящий от рода тока и
полярности.
Для плотности тока j< 120 А/мм2 при сварке на постоянном токе обратной полярности
К = 0,367 j0,1925.
При прямой полярности
К = 0,282 j0,1925.
При j> 120 А/мм2 величина К остается неизменной (прямой полярности К= 1,12, при обратной – К= 0,92).
При сварке переменным током К= 1 во всем диапазоне плотностей тока.
см
Определяем ширину шва
В = ψпр Н, см
В= 6,8·0,59=4 см
РАСЧЕТ СКОРОСТИ ОХЛАЖДЕНИЯ ЗОНЫ ТЕРМИЧЕСКОГО ВЛИЯНИЯ (ЗТВ) И СРАВНЕНИЕ ЕЕ С РЕКОМЕНДУЕМОЙ ДЛЯ ДАННОЙ СТАЛИ
На априорной стадии разработки технологического процесса сварки сталей оценивается возможность отказа от предварительного подогрева. В качестве критерия стойкости к ХТ используется эквивалент углерода, рассчитываемый по формуле [2]
,
При Сэкв > 0,45% считается, что сталь потенциально склонна к образованию ХТ. Это означает, что при неблагоприятных режимах сварки весьма вероятно образование закалочных структур, которое в сочетании с высоким уровнем растягивающих внутренних напряжений и наличием диффузионного водорода ведет к зарождению и распространению ХТ. В этом случае необходим предварительный подогрев, температура которого Т0 в оС при априорном анализе оценивается по формуле
оС
Для многослойной сварки стыковых и угловых швов скорость охлаждения при сварке первого слоя определяется по формуле для модели точечного источника на поверхности плоского слоя толщиной
оС/с
где ω – безразмерная поправка, учитывающая ограниченную толщину свариваемых листов. Она зависит от безразмерной величины 1/θ, который определяется по формуле
.
0,14
Если 1/ 0,4, то используется формула расчета приращения температуры Т – Т0 на оси шва для точечного быстродвижущегося источника на поверхности полубесконечного тела [3]
,
где t – время, отсчитываемое от момента пересечения источником проекции рассматриваемой точки на ось шва.
После преобразований (2.12) время tK , соответствующее точке К:
.
Для точки L
Далее оценивается процент ферритно-перлитной смеси в структуре по приближенной интерполяционной формуле
=
·100%=2,8%
С учетом результата предшествующего феррито-перлитного превращения количество бейнита в структуре определится по интерполяционной формуле
=
·100%=45%
Определяется количество мартенсита в структуре
=100-2.8+45=52.2%
При многослойной сварке короткими участками необходимо знать длину участка ℓ, при которой температура ОШЗ до прихода тепловой волны от каждого последующего слоя не успевает понизиться ниже допустимой величины Ткр . Она может быть определена по следующей формуле:
ВЫБОР СВАРОЧНОГО ОБОРУДОВАНИЯ
СВАРОЧНЫЙ ТРАКТОР-АВТОМАТ BRIMA MZ 1000
Розничная цена:213300 руб
Сварочный трактор MZ-1000, предназначен для дуговой сварки и наплавки изделий из малоуглеродистых сталей под флюсом. Сварка осуществляется на постоянном токе стальной электродной проволокой.
Сварочный трактор производит сварку соединений встык с разделкой и без разделки кромок, угловых швов наклонным электродом, а также нахлесточных швов. Швы могут быть прямолинейными и кольцевыми. Автомат в процессе работы передвигается по изделию или по уложенной на нем направляющей линейке.
ПРЕИМУЩЕСТВА СВАРОЧНЫХ АВТОМАТОВ "BRIMA"
высокая производительность процесса сварки;
сварка протяженных сварных швов;
сварка металлических соединений встык с разделкой и без разделки кромок, с копирами и без копиров, угловых швов, а также нахлесточных соединений;
малые массогабаритные показатели;
изменяемая вольтамперная характеристика;
цифровой контроль параметров;
защита от перегрузок;
ХАРАКТЕРИСТИКА ЗНАЧЕНИЕ
Напряжение питающей сети, В 380±15%
Потребляемая мощность, кВА 51,2
Частота питающей сети, Гц 50/60
Напряжение холостого хода, В 83
Диапазон регулирования сварочного тока, А 112–1000
Диапазон регулирования скорости подачи проволоки, м/мин 0,5–2,5
ПВ, % 60
КПД, % 86
Коэффициент мощности 0,93
Класс изоляции F
Степень защиты IP21
Вес, кг 85
Габаритные размеры, мм 865x445x820
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Попов Л.И., Попова А.А. Диаграммы превращения аустенита в сталях и бета-раствора в сплавах титана. – М: Металлургия, 1991. - 503 с.
2. Рыкалин Н.Н. Расчет тепловых процессов при сварке. – М.: Машгиз, 1951. – 296 с.
3. Акулов А.И., Бельчук Г.А., Демянцевич. Технология и оборудование сварки плавлением. М. Машиностроение. 1977, 432с.
4. Теория сварочных процессов /В.Н. Волченко, В.М. Ямполъский:, В.А. Винокуров и др.;Под ред. В.В. Фролова. - М.: Высшая школа, 2007.– 559 с.
5. ГОСТ 5264-80 Швы сварных соединений. Ручная электродуговая сварка.
6. ГОСТ 8713-70 Швы сварных соединений. Автоматическая и полуавтоматическая сварка под флюсом.
7. ГОСТ 14771-79 Швы сварных соединений. Электродуговая сварка в защитных газах.