Методы определения свариваемости стали

20.02.17
Тема: Методы определения свариваемости стали

Цели:
учебная: сформировать у студентов знания об углеродистых сталях, о свариваемости стали и режимах сварки.
развивающая: развить навыки самостоятельной работы и их последующее применение на производственной практике.
воспитательная: формирование культуры восприятия учебного материала и организации учебной деятельности в ходе урока, формирование уважения к избранной профессии.
Задачи:
- сформировать у студентов знания о материалах, используемых в процессе сварки, об их свариваемости и режимах.
- научиться применять полученные знания на практике и в производственной деятельности.

показателей свариваемости

ть (вне зависимости от температуры нагрева
металла);

-отличная с ----------------- ть;

-сохранение

высокой пр-------------- ти даже при значительном нагреве (до 400°);
-хорошая перено---------сть д-----------------х н-----------к.

теп---------------------му расширению.

которая определяется внешними и внутренними факторами.
К ним помимо химического

состава относятся:
технология сварки (режимы),
жесткость сварного узла,
комплекс требований, предъявляемых к сварному соединению условиями эксплуатации.

25Г

2.Удовлетворительно сваривающиеся:
Углеродистые Ст5 (пс, сп); Легированные 16ХГ,20ХГСА

3.Ограниченно сваривающиеся:
Углеродистые

Ст5 (пс, сп); Легированные 25ХГСА,35Г

4.Плохо сваривающиеся:
Углеродистые 50, 55; Легированные 50Г

буквы, добавляемые после номера марки, — степень раскиcления: кп — кипящая, пс — полуспокойная, сп — спокойная

1.Маркировка сталей.

— и его полярность зависит от марки и толщины свариваемого

металла.
Диаметр электрода выбирают в зависимости от толщины свариваемого металла, положения, в котором выполняется сварка, а также в зависимости от характера соединения и формы подготовленных кромок под сварку. Экспериментально установлена следующая зависимость:

тока подбирают по формуле
I=К∙d, где I - сила сварочного

тока, А; К - коэффициент, А/мм; d - диаметр электрода, мм.
При сварке в вертикальном положении в выше приведенную формулу вводится коэффициент 0,9, учитывающий снижение силы сварочного тока I=0,9∙К∙d.
При сварке в потолочном положении в связи с трудностью формирования шва вводят коэффициент 0,8 для получения меньшего объема расплавленного металла сварочной ванны, что способствует быстрой кристаллизации металла и нормальному формированию сварного шва в потолочном положении I=0,8∙К∙d. Коэффициент К выбирают в зависимости от диаметра электрода:

металлом).
В сварочных трансформаторах сетевое напряжение 220 или 380 В преобразуется

в более низкое — 60...90 В. Такие трансформаторы называются понижающими.

Расчет скорости сварки, м/ч, производится по формуле

где αН – коэффициент наплавки, г/А· ч (принимают из характеристики выбранного
электрода по табл.)
; FШВ – площадь поперечного сечения шва при однопроходной сварке (или одного
слоя валика при
многослойном шве), см2;
ρ – плотность металла электрода, г/см3 (для стали ρ =7,8 г/см3).

формуле
где l – длина шва, см; ρ – плотность наплавленного

металла (для стали ρ=7,8 г/см3).

кг, для ручной дуговой сварки (наплавки) определяется по формуле
где kЭ

– коэффициент, учитывающий расход электродов на 1 кг наплавленного металла

В; η– КПД источника питания сварочной дуги; WO– мощность, расходуемая

источником питания сварочной
дуги при холостом ходе, кВт; Т – полное время сварки или наплавки, ч.
Значения η источника питания сварочной дуги и WO можно принять по таблице.

используются для проверки свойств основного металла и
выяснения пригодности данной

технологии сварки или сварочных материалов для изготовления конструкции, соответствующей требованиям эксплуатации:
электродов,
сварочной проволоки,
флюсов,
защитных газов)

Аргон — негорючий и невзрывоопасный газ.

Гелий – газ без цвета, запаха и вкуса

образцов заданной конструкции),
2. косвенные (сварочный процесс заменяют другим, имитирующим

его процессом)

Образцы для определения стойкости металла шва против образования кристаллизационных трещин:
А — тавровое соединение; б — стыковое соединение; S — толщина металла; L1 = L — 40 мм; В = 180 мм

производят на отдельные полосы или сегменты, скрепленные между собой прихватками

или закрепленные в жёстком приспособлении (рис. 4-4, а), и образцы переменной жёсткости (рис. 4-4, б).

Рис. 4-4. Образцы: составной (а) и переменной (б) жёсткости

Стойкость против образования кристаллизационных трещин определяют качественно по наличию или отсутствию трещин на поверхности шва и в изломе образца после его расчленения.

сварное соединение: 1 — контрольный шов
Методы испытания стойкости металла околошовной

зоны против трещин дают в большинстве случаев качественную характеристику (наличие или отсутствие трещин).

Для испытаний обычно используют специальный образец, имитирующий реальные сварные соединения (рис. 4-5, а, б). Осматривают образцы через 5—20 суток после сварки, что способствует наиболее полному выявлению трещин. Трещины выявляются при внешнем осмотре поверхности металла и по макрошлифам.

холодных трещин

Для количественной оценки стойкости металла околошовной зоны против образования

трещин служит образец, показанный на рис. 4-6. Образец собран из трёх пластин толщиной не менее 4 мм с зазором не более 0,5 мм. Сварку проводят при нескольких заданных нормативными документами температурах.

стадии в металле возникают значительные пластические деформации.
В хрупком изломе

начальную стадию разрушения можно обнаружить по матовой поверхности. Вторая стадия разрушения металла
является процессом непрерывного роста хрупких трещин, которые возникают на разных участках.

Кривые, характеризующие хрупкое и вязкое разрушение одного и того же металла

(рис. 4-8) образуются микротрещины. Каждая такая микротрещина, развиваясь, распространяется в

радиальном направлении до тех пор, пока не встретит на своем пути другие развивающиеся микротрещины или фронт главной трещины.

Схема процесса развития хрупкой трещины

образцов с условным надрезом. На рис. 4-9, а—в показаны образцы

с полукруглым, остроугольным и ключевидным надрезами, применяемые для испытания на ударный изгиб.

Образцы для испытания на ударный изгиб с полукруглым (а), остроугольным (б) и ключевидным (в) надрезами:
I; II; III — профили надрезов

группе сталей по свариваемости относятся марки сталей 25ХГ, 25ХГСА, 20Г,

Ст3кп?
4.Расшифруйте сталь марки Ст3кп.

220В, а сопротивление 5 Ом.
Дано:
U=220 В
R=5Ом
I-?

если коэффициент, учитывающий расход электродов на 1 кг наплавленного

металла составляет 1,6% , а вес наплавленного металла 58,4 грамма.

Дано:
Gэ-?
kэ=1,6%
Gн=58,4г

составляет 225В, а внутреннее сопротивление генератора 19 Ом.

Дано:

W-?
U=225В
R=19 Ом

216Вольт. К проводнику подключен сварочный трансформатор мощностью 2,5 кВт.
Определите номинальный

ток сети.
Выдержит ли автоматический выключатель (АВ) нагрузку сварочного трансформатора, если номинал АВ-10 А, а 1 метр проводника обладает сопротивлением 0,2 Ом.

Решите задачу №4:

9,1А

(А)>10(А)-мощность трансформатора превышает номинал автоматического выключателя.
АВ не выдержит нагрузку сварочного трансформатора, так как мощность трансформатора превышает номинал автоматического выключателя.

мощностью 1,8 кВт. Определите ток сети и мощность двигателя для

подъёма автомобиля массой 1500 кг с напряжением сети 380 В.

Условие

Дано:
m1=1000 кг
m2=1500 кг
U=380В
W1=1,8кВт
W2-?
I-?

Ответ: I=7,1 А

V=40 дм3
Давление P=15 МПа
Количество кислорода в баллоне υ-?

Ответ:

υ= 6 м3.