Федеральноеагентство по образованию
Московскийгосударственный строительный университет
Зачётное задание по дисциплине
«Материаловедение и технология конструкционныхматериалов»
Расчёт параметровэлектродуговой ручной сварки
Выполнил: Живых В.В. гр. Э-13
Проверил: Густов Ю.И.
Москва 2007
ЗАДАНИЕ:
Исходные данные:
— содержаниемуглерода в стали С=0,16%
— толщинастального листа t=6 мм
— длинасварного шва L=0,3 м
— видсварного соединения — угловое
Для железоуглеродистого сплава с содержанием углеродаС=0,16%Указать марку стали и дать её название Определить свариваемость Установить температуру подогрева Определить твёрдость и предел текучести метало шва
Вычертить схему сварного соединения с толщиной листа t=6 мм и выбрать:Тип и марку покрытого электрода для ручной и дуговой сварки Диаметр электрода d мм Сварочный ток I А Напряжение на дуге U В Скорость сварки Vм/час при длине шва L=0,3 м Основное (технологическое) и полное время сварки То, Тс [час] Источник питания
Виды сварныхсоединений и типы швов при дуговой сварке: а — стыковое; б — тавровое; в, г, д— нахлёсточные; е — угловое; 1 — стыковой шов; 2 — угловой шов тавровогосоединения; 3 — фланговый угловой шов нахлёсточного соединения; 4 — лобовойугловой шов нахлёсточного соединения; 5 — электро-заклёпочный шов нахлёсточногосоединения; 6 — шов углового соединения.
1.
2.
CЕ=Сэкв=C+
По углеродному эквивалентуразличают следующую свариваемость:
1) ХОРОШАЯ СЕ2) УДОВЛЕТВОРИТЕЛЬНАЯ 0,35≤СЕ≤0,25 % – сварка возможнаотдельными видами сварки при t≥+5ºСс предварительным подогревом
3) ОГРАНИЧЕННАЯ 0,35≤СЕ≤0,4 % — сварка возможна конкретными видами сварки спредварительным и сопутствующим подогревом в узком интервале режима сварки.
4) ПЛОХАЯ СЕ>0,4 %
Из формулыследует, что CЕ=Сэкв=0,16% — следовательно свариваемость хорошая.
3.
Тпод=350 Сэкв=С+0,002t, t-толщина листа стали
Т.к.свариваемость стали хорошая – подогревне нужен.
4.
НВ=афер ·НВфер+bц ·НВц,
Твердость феррита НВфер=1000мПа
Твёрдость цементита НВц=10000мПа
100% цементита образуется присодержании углерода 6,69%, из этого следует, что при содержании углерода0,16 bц=0,16 · = 2,39 %,
тогда афер=100-2,39=97,61%
По формуле вычисляем твердостьстали НВ=118
Зная твёрдость стали, определяемпредел текучести σт=0,245НВ= 28,91
предел σв=0,35 НВ= 41,3
Схема углового сварногосоединения:
6 мм
6 мм
_
~
+ SHAPE * MERGEFORMAT
Электрический держатель
“масса”
ТС
Электрод покрытый плавящийся
Прямая полярностьприменяется в случае сварки, обратная в случае наплавки.
5.
σв= 41,3, выбираем типэлектрода Э-42 марки УОНИИ 13/42
6.
Для угловыхшвов диаметр электрода выбирается по величине катета углового шва из таблицызависимость толщины сварного элемента от предела текучести. Получаем размер катета 5 мм. По катету подбираем толщину электрода dэл=4мм.
7. I[А]
Iсв=k·dэл
где k=35÷60А/мин – погонная сила тока, для легированных сталей k=35, для углеродистых k=60
Получаем Iсв=240 [А]
8. Uдуги [В]
Uдуги = Uст.д.+Uкат.+Uанод, гдеUкат.+Uанод ≈18÷20 В
Напряжениестолба дуги Uст.д.=lдуги·Е, где Е=3÷5 В/мм – напряженностьэлектрического поля, lдуги=
Получаем Uдуги=22 [В]
9. Vсв=
Дляопределения Т0 определиммассу наплавленного металла М=ρ· Vшва , где Vшва — объём шва. Vшва=Fшва· Lшва, Fшва — площадь сечения шва, Lшва — длина шва. Fшва=0,5 · кат.2 · kувел. , где kувел.=1,2
Получаемплощадь сечения шва Fшва=0,000015 м2,
Объём шва Vшва=0,000015·0,3=0,0000045м3
Массанаплавленного металла М=7,8·103·15·10-6=0,117кг
С другойстороны масса наплавленного металла выражается
М=α·Iсв·Т0,где α ≈ 8 – коэффициент наплавки
Т0=, Получаем Vсв=
10. о, Тс [час]
Т0=полное время Тс≈1,5 То= 0,027 [час]
11.
Определяемполную мощность сварки N= Iсв· Uдуги=240·22=5,28[кВт]
Эффективнаямощность сварки Nэф=η·Nполн=0,75·Nполн=3,96 [кВт]