пример металзвар
.pdf
Міністерство освіти і науки молоді та спорту України Київський національний університет будівництва і архітектури
Кафедра металознавства і зварювання
Індивідуальна робота №1
на тему: «Визначення характеристик сталей і параметрів процесу ручного дугового зварювання»
Варіант №3
Виконав: студент групи _____________
____________________
Перевірив: ____________
_______________________
Київ 2016
Спасибо!!!
Вам за то, что обратились к НАМ!!!
Присылайте свои файлики на печать knuba913@yandex.ru 0631981708 - Александр Мы оповестим вас когда можно придти и забрать распечатку)))
ЕСТЬ ЦВЕТНАЯ ПЕЧАТЬ!!!
75 копеек листок(двхсторонее 1,25грн) А4 цвет 4грн(двхсторонее 5грн)...делаем скидки)))
А1 16 грн 170г/м цвет 17грн А1 15 грн 80г/м цвет 16грн А2 10 грн 170г/м цвет 11грн А2 9 грн 80г/м цвет 10грн А3 4 грн 170г/м цвет 5грн А3 2,5 грн 80г/м цвет 3грн
А4 0,75грн(двухсторонняя 1,25) 80г/м цвет 4грн (двухсторонняя 5)
vk.com/knuba913
1. Дати визначення ручного дугового зварювання. Розкрити фізико-хімічну суть процесу, устрій і склад електричної зварювальної дуги, звернувши увагу на її температуру.
Ручним дуговим зварюванням - називається процес отримання неразнімного з’єднання робітником вручну без застосування засобів автоматизації шляхом розплавлення крайок зварювальних заготовок і присаджувального металу (електродів) завдяки дії електричної дуги, перемішуванню розплавленого металу і
Джерелом тепла в цьому процесі є електрична зварювальна дуга, яка має наступні характерні особливості.
Схема ручного дугового зварювання показана на рис. 2 .
Рис. 2. Схема ручного дугового зварювання металевим покритим електродом: 1– зварний шов; 2 – газова шлакова корочка; 3 – захисна газова атмосфера; 4 – електродне покриття; 5 – електродний стержень;6 – електрична дуга; 7 – краплі електродного металу; 8 – зварна ванна; 9 – заготовка
Електрична зварювальна дуга являє собою електричний розряд в газах подовженої дії між електродом і металом, що зварюється (рис 3). Вона характеризується яскравим світінням і високою температурою. Температура в середині електричної зварювальної дуги складає 6000…7000 ºС, а біля катоду і аноду температури дуги за рахунок відводу тепла знижуються і складають 2400 і 2600 ºС, відповідно. Дуга містить електрони, а також позитивно і негативно заряджені іони. Особливу увагу треба звернути на необхідність вмісту в дузі позитивно заряджених іонів легких металів (К+, Na+, Li+, Ca+…), без яких зварювальна електрична дуга була б нестійкою і процес зварювання був би неможливим. Саме стійкість зварювальної
цих іонів електрична дуга тривало не горить, що робить процес зварювання неможливим.
Рис. 3. Схематичне зображення електричної зварювальної дуги : 1 – розплавлений метал; 2 – заготовка; 3 – катодна область; 4 – позитивно заряджені іони легких металів; 5 – електрони і негативно заряджені іони; 6 – анодна область; 7 – електрод; 8– стовп дуги; 9 – газовий захисний шар дуги.
В звичайних умовах гази, які являються ізоляторами, електрично нейтральні. Але, при загорянні електричної дуги під впливом дії електричного струму від поверхні нагрітого тіла відриваються електрони, які зі швидкістю 1,5…2 км/с устромляються до аноду. На своєму шляху вони стикаються з атомами різних речовин, в тому числі і з атомами легких металів, які в мовах електричного розряду перетворилися у пар(газ). При стиканні електронів з нейтральними атомами газів відбувається іонізація останніх. В результаті такого стикання замість однієї частинки утворюється три заряджених частинки. Процес іонізації стає лавиноподібним, що і забезпечує стійке горіння дуги при зварюванні.
2 . Дати визначення терміну “зварюваність”. Для трьох марок сталей, отриманих за своїм варіантом, розрахувати вуглецевий еквівалент і за його значенням визначитись з тим, яка з цих сталей має кращу зварюваність. Указати умови зварювання для кожної сталі. Вибрати найбільш придатну сталь для зварювання ручним дуговим способом, враховуючи її механічні властивості і хімічний склад...Розшифрувати кожну марку сталі.
Номер варіанту, марка сталі і геометричні характеристики зварних конструкцій: |
||||
№ варі- |
Марка сталі |
Рис. 1 |
D |
Розміри, мм |
анту |
10кп, Ст.6нсп, 10ХСНД |
вар.виробу |
L |
|
3 |
а |
500 |
700 |
|
S 4
Зварюваність – це комплексна характеристика, яка вказує на здатність металу утворювати зварні з’єднання, що задовольняють умовам експлуатації. Ця характеристика може залежати від багатьох властивостей металу, що підлягає зварюванню, а саме, від таких як хімічний склад, теплопровідність, коефіцієнт термічного розширення, чутність до поглинання газів, здатність до окислювання, здатність до алотропічних перетворень, усадка при кристалізації тощо. Зварюваність гарна, коли не зменшуються міцність та інші фізичні характеристики, не утворюються тріщини холодні та гарячі, тобто коли метал не псується. З багатьох вказаних факторів дуже впливовим для зварюваності сталей є хімічний склад.
Зварюваність сталей залежить від вмісту вуглецю і ступеня легування. Найбільше на неї впливає вуглець – із збільшенням його вмісту зварюваність сталей погіршується. Звичайно вважається, що сталі, які містять менше 0,25...0,3%С, добре зварюються у широкому діапазоні товщин і режимів.
Для вуглецевих сталей зварюваність вважається доброю коли вміст вуглецю дорівнює < 0,3%С, задовільною – при 0,3...0,42%С, обмеженою – при 0,42...0,55%С і незадовільною – при > 0,55%С. Вуглецеві сталі, що містять < 0,3%С зварюються в будь яких умовах в широкому діапазоні товщин і форм деталей. Сталі, що містять 0,3...0,42%С можна зварювати при температурах. вищих ніж 5 ºС і, коли деталі мають велику товщину, то їх слід підігрівати до температури 150 ºС. Для зварювання сталей, що містять 0,42...0,55%С, деталі треба підігрівати до 150...300ºС, а для сталей, що містять > 0,55%С – до 200...500 ºС.
Легуючі елементи знижують зварюваність сталей. Попередня оцінка їх впливу на зварюваність визначається вуглецевим еквівалентом Се, який розраховують за
Се = С + Mn/6 + (Cr + V + Mo)/5 + (Ni + Cu)/15,%
- де символи хімічних елементів – вуглецю (С), марганцю (Mn), хрому (Cr), ванадію (V), молібдену (Mo), нікелю (Ni), міді (Cu) – показують їх процентний вміст в сталі.
Розрахунок вуглецевого еквіваленту
а) Ст.6нсп. - Вуглецева конструкційна сталь звичайної якості, не легована, |
|
нормалізована спокійна. |
|
C = 0.38 % |
Mn = 0.07 % |
Се = 0.38 + 0.07/6 = 0.39 %
Оцінка зварюваності сталей по вуглецевому еквіваленту Се
Значення вугле |
Товщина |
|
Температура |
Додаткові |
|
цевого еквіва |
(діаметр) за |
Зварюваність |
попереднього |
||
заходи |
|||||
ленту, Се, % |
готовки, мм |
|
підігріву, ºС |
||
|
|
||||
0.39 |
4 |
Задовільна |
100-120 |
Не потребує |
Механічні властивості: σ02 = 310 мПа, σВ = 600 мПа.
б) 10кп - Вуглецева якісна конструкційна сталь, не легована, кипляча.
C = 0.1 % Mn = 0.3 %
Се = 0.1 + 0.3/6 = 0.1 %
Оцінка зварюваності сталей по вуглецевому еквіваленту Се
Значення вугле |
Товщина |
|
Температура |
Додаткові |
|
цевого еквіва |
(діаметр) за |
Зварюваність |
попереднього |
||
заходи |
|||||
ленту, Се, % |
готовки, мм |
|
підігріву, ºС |
||
|
|
||||
0.1 |
4 |
Добра |
0 |
Не потребує |
Механічні властивості: σ02 = 190 мПа, σВ = 320 мПа.
в) 10ХСНД - Низьколегована конструкційна будівельна сталь. |
|
||||
C = 0.1 % |
Mn = 0.8 % |
Cr = 0.9 % |
Si = 1.1 % |
|
|
|
Cu = 0.5 % |
Ni = 0.8 % |
|
|
|
Се = 0.1 + 0.8/6 + 0.9/5 + 0.5/15 + 0.8/15 = 0.37 % |
|
||||
Оцінка зварюваності сталей по вуглецевому еквіваленту Се |
|||||
Значення вугле |
Товщина |
|
Температура |
Додаткові |
|
цевого еквіва |
(діаметр) за |
Зварюваність |
попереднього |
||
заходи |
|||||
ленту, Се, % |
готовки, мм |
|
підігріву, ºС |
||
|
|
||||
0.37 |
4 |
Задовільна |
100-120 |
Не потребує |
|
Механічні властивості: σ02 = 400 мПа, σВ = 540 мПа.
Отже найбільш придатна сталь для зварювання ручним дуговим способом є: |
|
б) 10кп - Вуглецева якісна конструкційна сталь, не легована, кипляча. |
|
C = 0.1 % |
Mn = 0.3 % |
Механічні властивості: σ02 = 190 мПа, σВ = 320 мПа.
3. За своїм варіантом намалювати ескіз звареної деталі. Розшифрувати тип зварювального шва.
D = 500 мм.
L = 700 мм.
S = 4 мм.
Назва способу зварювання (111С): 111-ручне дугове зварювання Тип зварного шва – Стиковий
4. Намалювати схему перерізу шва з усіма необхідними розмірами. Указати в перерізі, який метал наплавлений, а який - розплавлений
D = 500 мм.
S = 4 мм.
5. Підрахувати масу металу, що наплавляється:
ΣF = F1 + F2
F1 = 2 · 4 = 8 мм²
F2 = 4 · 1 = 4 мм²
ΣF = 8 + 4 = 12 мм²
ΣL = L + 2πD = 700 + 2 · 3.14 · 500 = 3840 мм = 384 см V = ΣL · ΣF = 384 · 0.12 = 46.08 см³
ρ = 7.85 г/см³ 1 - кількість зварних швів в деталі
Mн = V · ρ = 46.08 · 7.85 = 1 · 361.73 = 361.73 г.
6. Визначити тип і марку електроду
а) Ст.6нсп. - Вуглецева конструкційна сталь звичайної якості, не легована, нормалізована спокійна.
Тип електрода - Э70 Марка: ЛКЗ-70
Коефіцієнт наплавлення - 8 - 9.5 σВ = 700
приймаємо Kн = 9.5
б) 10кп - Вуглецева якісна конструкційна сталь, не легована, кипляча.
Тип електрода - Э42 Марка: АНО-6
Коефіцієнт наплавлення - 8 - 9.5 σВ = 420
приймаємо Kн = 9.5
в) 10ХСНД - Низьколегована конструкційна будівельна сталь.
Тип електрода - Э12Х13 Марка: УОНИ/10Х13 Коефіцієнт наплавлення - 11 σВ = 850
приймаємо Kн = 11
7. Визначити режими, продуктивність зварювання і діаметр електроду. Розрахувати масу електродів, які потрібні для зварювання
Для - б) 10кп - Вуглецева якісна конструкційна сталь, не легована, кипляча.
а) Для сталей: Ст.6нсп. - змінний струм, 10кп - змінний струм, 10ХСНД - постійний струм прямої полярності.
Діаметр електроду dел = 3 мм k = 45
б) Визначаємо силу струму:
Iзв = dел · k = 3 · 45 = 135 A
Тривалість зварювання :
t - час горіння дуги; |
|
|
|
Kn - коефіцієнт застосування поста (приймається 0.8); |
|||
Мн – маса наплавленого металу; |
|||
Ізв - сила струму; |
|
|
|
- коефіцієнт наплавлення; приймаємо Kн = 9.5 (додаток 2) |
|||
t0 |
Mн |
361.73 |
|
I Kn |
135 · 9.5 = 0.28 год. |
||
T |
0 |
0.28 |
= 0.35 год. |
|
Kn |
0.8 |
|
в) Швидкість зварювання :
L - загальна довжина зварних швів, м .
V 0 00..287 =
г) Продуктивність зварювання:
П = Ізв · Кн = 135 · 9.5 = 1282.5 г./год = 1.28 кг./год