 |
3. Порядок выполнения работы. 4. Содержание отчета. 5. Контрольные вопросы. Расчет механических свойств шва сварных соединений
|
|
|
|
3. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
3. 1. Изучить теоретический раздел настоящей практической работы.
3. 2. Выбрать и записать вариант индивидуального задания по таблице А7 приложения А.
3. 3. Произвести расчет технологических параметров полуавтоматической сварки в среде защитных газов согласно последовательности, представленной в теоретическом разделе (п. п. 2. 1. – 2. 4).
3. 4. Выбрать и зарисовать схему точечной сварки в зависимости от толщины свариваемых заготовок, используя таблицу 1.
3. 5. Результаты занести в таблицу 2.
Таблица 2 – Результаты расчета технологических параметров точечной сварки
| Марка материала | Толщина заготовок S, мм | Длина заготовок L, мм | Диаметр контактной поверхности электрода (точки) dт, мм | Площадь сечения электрода (точки) Fт, мм2 | Шаг сварных точек t, мм | Сварочный ток I, А | Усилие сварки Р, Н | Время сварки Т, сек |
4. СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА
4. 1. Наименование работы.
4. 2. Цель работы.
4. 3. Вариант индивидуального задания.
4. 4. Расчет технологических параметров контактной точечной сварки согласно п. п. 2. 1. – 2. 4.
4. 5. Схема точечной сварки (Таблица 1).
4. 6. Таблица 2 - Результаты расчета технологических параметров точечной сварки
5. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
5. 1. В чем заключается суть процесса контактной точечной сварки?
5. 2. От чего зависит количество тепла, выделяемого в зоне сварки?
5. 3. Какая часть заготовки нагревается более интенсивно и почему?
5. 4. Что влияет на качество сварного соединения при точечной сварке?
5. 5. Как определяется диаметр электрода?
5. 6. Как определяется сварочный ток?
5. 7. От чего зависит усилие на электродах?
|
|
|
5. 8. Когда применяются мягкие и жесткие режимы сварки?
5. 9. В чем отличие мягких и жестких режимов?
5. 10. Как определяется время сварки?
Практическая работа
Расчет механических свойств шва сварных соединений
1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Освоить методику расчета механических свойств металла шва при сварке низколегированных сталей.
2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ
Механические свойства сварного соединения зависят от соотношения механических свойств металла шва, околошовной зоны и основного металла. Как известно, любое сварное соединение представляет собой сочетание нескольких зон, металл которых отличается по химическому составу и механическим свойствам. В сварном соединении кроме основного металла необходимо выделить зону сварного шва и прилегающую к нему зону термического влияния.
Исходя из свойств основного металла, сварное соединение из малоуглеродистых и низколегированных сталей можно считать доброкачественным, если оно не имеет дефектов и его показатели прочности и пластичности не ниже, чем у основного металла.
Режим ручной сварки изменяется в сравнительно узких пределах, и, как показали некоторые исследования, его влиянием на механические свойства металла шва можно пренебречь. При оценке механических свойств металла сварного соединения при механизированной сварке необходимо учитывать действие следующих технологических факторов:
- химического состава основного металла;
- метода сварки и типа сварочных материалов;
- типа соединения и числа слоев;
- режимов и технологии сварки;
- размеров свариваемого изделия;
- величины пластической деформации растяжения в металле шва при его остывании.
Влияние химического состава основного металла и сварочных материалов на механические свойства металла шва может быть весьма существенным. Экспериментально установлено, что при применении одних и тех же сварочных материалов и одинаковых режимов сварки наблюдается заметное различие в механических свойствах металла шва за счет дополнительного легирования металла шва элементами из основного металла.
|
|
|
Роль химического состава сварочных материалов очевидна - подбор сварочных материалов позволяет регулировать химический состав и механические свойства металла шва в самых широких пределах.
Тип соединения и число слоев влияют на долю участия основного металла в формировании шва и, следовательно, определяют переход легирующих элементов из основного металла в металл шва.
Установлено, что все химические элементы по их действию на металл шва можно разбить на следующие группы:
- очень сильно повышающие прочностные свойства и резко уменьшающие пластические свойства (элементы С, Mn);
- оказывающие тоже действие, но слабее (элементы Si, Cu);
- слабодействующие на механические свойства (элементы Ni, W);
- сильно повышающие прочность и немного ухудшающие пластичность (элементы Ti, Cr);
- улучшающие и прочностные и пластические свойства (элементы Al, Mo).
Для расчета химического состава и механических свойств зоны шва необходимо выполнить следующие расчеты:
2. 1. Зная долю участия основного металла в формировании шва, определить содержание отдельных легирующих элементов в зоне сварного шва по формуле:
где |R|Ш – содержание легирующего элемента в металла шва, %;
|R|ОМ и |R|ПР – содержание этого же элемента в основном металле и проволоке, % (таблица А10 приложения А);
γ 0 – коэффициент, определяющий долю участия основного металла в формировании шва. При механизированной сварке под флюсом γ 0 = 0, 5 – 0, 7;
η 1 – коэффициент перехода легирующего элемента из основного металла;
η 2 – эффективный коэффициент перехода легирующего элемента из проволоки, учитывающий усвоение его из флюса.
Значение коэффициентов перехода легирующих элементов для низколегированных сталей и проволоки приведены в таблице 1.
Таблица 1 – Коэффициенты перехода легирующих элементов при механизированной сварке под флюсами ОСЦ-45 и АН-348А
| Элемент | Концентрация элементов, % | Коэффициент перехода из сварочной проволоки η 1 | Эффективный коэффициент перехода легирующего элемента из проволоки, учитывающий усвоение его из флюса η 2 |
| C | До 1, 6 | 0, 08 | 0, 80 |
| Mn | До 3 | 0, 32 | 1, 38 |
| Si | До 2 | 0, 41 | 1. 60 |
| Cr | До 3 | 0, 76 | 0, 82 |
| Ni | До 3 | 1, 0 | 1, 0 |
| Cu | До 3 | 0, 97 | 0, 95 |
| Mo | До 1 | 0, 95 | 0, 97 |
| W | До 2 | 0, 89 | 0, 89 |
| Ti | До 4 | 0, 07 | 0, 07 |
| Al | До 2 | 0, 19 | 0, 19 |
|
|
|
2. 2. Ожидаемые механические свойства металла сварных низколегированных швов определить по нижеприведенным уравнениям.
2. 2. 1. Предел прочности рассчитать по формуле
2. 2. 2. Предел текучести рассчитать по формуле:
2. 2. 3. Относительное удлинение рассчитать по формуле:
2. 2. 4. Относительное сужение определить по формуле:
2. 2. 5. Ударную вязкость (при t = 20 0С) определить по формуле:
Вышеприведенные уравнения могут быть использованы для марок сталей со следующей концентрацией легирующих элементов: С ≤ 0, 3; Si ≤ 1%; Mn ≤ 2, 5%; Cr ≤ 3%; Ni ≤ 3%; Cu ≤ 3%; Mo ≤ 1%; Al ≤ 0, 75%; Ti ≤ 0, 35%; W ≤ 2%.
|
|
|
