Выбор способа сварки и типа сварных швов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.  Выбор сварочных материалов.

 

Изготовление сварочной проволоки для механизированной сварки сталей и наплавки осуществляется в соответствии с ГОСТ 2246-70.        В литературе для стали 12Х18Н10Т рекомендуется сварочная проволока Св-08Х20Н9Г7Т, аналогами являются сварочная проволока            Св-08Х21Н0Г6. Рассмотрим химический состав сварочной проволоки             Св-08Х20Н9Г7Т представленный в таблице 3.

 

Таблица 3. – Химический состав сварочной проволоки Св- 08Х20Н9Г7Т .

С	Si	Mn	Cr	Ni	Mo	Ti
Не более 0,10	0,50-1,00	5,00-8,00	18,50-22,00	8,00-10,00	Не более 0,25	0,60-0,90
S	P	Cu	V	W	Al	N
Не более 0,018	Не более 0,035	Не более 0,25	По факту	По факту	По факту	По факту

 

Преимущества использования:

1. Равновесность, блестящая поверхность проволоки обеспечивает стабильность токоподвода в контакте (проволока-наконечник).
2. Постоянство диаметра по длине проволоки, рядная плотная послойная намотка проволоки обеспечивает стабильность горения дуги, высокое качество сварного шва.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8. Расчет расхода сварочных материалов.

 

Расчет расхода сварочной  проволоки для автоматической и  полуавтоматической сварки осуществляется по формуле:

 

                                         ,                                          ()

 

где Ψ – коэффициент  потерь, для сварки в СО2 Ψ = 0,12–0,15 (12–15 %).

 

Расход углекислого  газа определяется по формуле:

 

,    ()

где – удельный расход СО2 , л/мин. (q_co2=9-12 л/мин).Удельный расход СО₂ зависит от диаметра проволоки и силы сварочного тока.

.

После вычисления объема СО2 в литрах обычно переводят это значение в массу, учитывая, что при испарении 1 кг углекислоты образуется 509 л газа.

.

Зная, что в одном  баллоне содержится 25 кг углекислоты, принимаем необходимое количество баллонов 1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9. Расчет химического состава сварного шва и определение его структуры.

 

Сварной шов состоит  из основного и наплавленного металлов, которые в процессе сварки перемешиваются, образуя общую сварочную ванну. При этом в сварочную ванну попадают химические элементы из основного металла в количестве, пропорциональном доли основного металла в металле шва , и из проволоки в количестве, пропорциональном доли наплавленного металла в металле шва - :

 

          ,                     ()

где      площадь основного металла в металле шва;

           площадь наплавленного метала в металле шва;

          площадь шва.

 

Площадь шва можно  определить по формуле:

 

                        ,                                             ()

где   - ширина шва, ;

           - высота шва.

 

Высота углового шва Н=h+а, где h приблизительно равна глубине проплавления h=0,6d; а=0,7к; е=1,4к.

              

;

;

 

После вычисления q_о и q_н необходимо рассчитать химический состав шва. Содержание каждого элемента вычисляется по формуле:

 

                                  ;                                                   ()

где  Э_о — содержание элемента в стали;

Э_н — содержание элемента в проволоке.

 

 

 

    Таблица 4 –  Массовая доля элементов, % в сварном  шве ГОСТ 5264-80-С8.

C	Mn	Cu	Ni	S	P	Ti	Cr
0,1076	3,55	0,2845	0,862	0,0194	0,035	0,862	18,62

 

После расчета химического  состава по диаграмме Шеффлера определяется его структура.

При этом для определения  эквивалентов по никелю и хрому необходимо пользоваться формулами, несколько  отличающимися от формул, использующихся для стали:

 ЭквCr=%Cr+2%Al+%V+5%Ti+1,5%S+2%Nb+2%Mo+1,5%W         ()

   ЭквNi=%Ni+30%C+30%N+10%B+0,5%Mn                                        ()

 

ЭквCr =18,62+5·0,862+1,5·0,831=24,177%

ЭквNi =0,862+30·0,1076+0,5·3,55=5,865%

 

 

Определив ЭквNi и ЭквCr, наносят на диаграмму Шеффлера точку, соответствующую структуре шва.

Структура шва обычно отличается от структуры основного  металла. Для аустенитной нержавеющей стали 12Х18Н10Т структура шва аустенитно-ферритно-мартенситная. Трехфазная структура обеспечивает лучшие эксплуатационные характеристики шва вследствие более мелкого зерна.                                                                   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10. Выбор сварочного оборудования.

 

Сварочное оборудование выбирается в зависимости от заданного способа  сварки.

В данном случае выбираю сварочный инверторный аппарат OLIVER MIG 200S, разработанный с применением передовой инверторной технологии. Инверторные источники питания преобразуют рабочую частоту 50/60Гц постоянного тока в ток высокой частоты с большим коэффициентом мощности. Основой аппаратов служат высокочастотные преобразователи последнего поколения модули MOSFET (до 20КГц). Они повторно выпрямляют ток, а затем используют PWM (широтно-импульсную модуляцию) для получения выходного постоянного тока с большим коэффициентом мощности, снижая, таким образом, вес и объем главного трансформатора и повышая К.П.Д. на 30%. В режиме холостого хода потребление электроэнергии в 10 раз меньше. Для поддержания горения дуги используется принцип высокочастотной вибрации. Плавная регулировка сварочного тока позволяет достаточно просто выбирать необходимые режимы сварки. 
 Сварочный инверторный аппарат OLIVER MIG 200S может стабильно работать продолжительное время при низкой силе тока, что необходимо для сварки тонких листов низкоуглеродистой стали, легированной стали и нержавеющей стали.  
 
Основные технические характеристики: 
 
Напряжение в сети питания, В (1 фаза) 220±15% 
Частота в сети питания, Гц 50/60 
Максимальная потребляемая мощность (кВA) 6,6 
Коэффициент электрической мощности  0,93 
Диапазон сварочного тока, А 20-200 
Диаметр сварочной проволоки (мм) 0,6-1,6 
Рабочий цикл, ПВ % 60 
Тип подающего устройства встроенное 
Скорость подачи проволоки (м / мин) 2.5-18 
Класс изоляции F 
Класс защиты IP21 
Габаритные размеры, мм 495х265х400 
Вес, кг 23

 

 

 

 

 

 

11.  Расчет расхода электроэнергии.

 

Рассчитаем расход электроэнергии в сварочной дуге по формуле:               

 

          ,                                         ()

где   сила сварочного тока;

             напряжение на дуге;

             основное время сварки;

             к.п.д. источника питания.   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Заключение

 

В ходе выполнения курсовой работы решены следующие задачи:

1. на основании исходных данных рассчитаны основные параметры режима ручной дуговой сварки заданного изделия из стали 12Х18Н10Т;
2. определена структура данной стали (аустенитная) и ввиду того, что такая структура нежелательна из-за роста зерна при сварке, назначены меры по изменению структуры шва из аустенитной в аустенитно-ферритно-мартенстную;
3. подобраны необходимые для механизированной сварки сварочные материалы и определён их расход для сварки заданного изделия;
4. рассчитан химический состав полученных сварных швов и определена их структура (аустенитно-ферритно-мартенситная структура), сделан вывод об отсутствии необходимости в изменении структуры шва (трехфазная структура швов обеспечивает лучшие эксплуатационные характеристики вследствие более мелкого зерна);
5. на основании рассчитанных параметров режима сварки подобрано необходимое для сварки оборудование и разработана карта технологического процесса.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы

 

1 Куликов В.П. Технология  и оборудование сварки плавнением.-Могилев:  ММИ, 1998.-256с.

2 Акулов А.И., Бельчук  ГЛ., Демянцевич В.П. Технология  и оборудование сварки плавлением.-М.: Машиностроение, 1977.-432с.

3 Сварка в машиностроении. Справочник. Т.1-4.-М: Машиностроение, 1978-1979.

4 Сварка и свариваемые  материалы/Под ред. В.Н.Волченко.-М.Металлургия, 1991.-527с.

5 Куликов В.П. Технология  сварки плавлением.-Мн: «Дизайн ПРО»,-2000.-257С.

6 Оборудование для  дуговой сварки/Под ред. В.В.Смирнова.-Л.Энергоатомиздат, 1986.-655с.

7 Прох Л.Ц. Справочник  по сварочному оборудованию.-Киев: Техника, 1983.-207с.

8 Журавлев В.Н., Николаева  О.И. Машиностроительные стали.  Справочник. М.Машиностроение, 1981.-391с.