Расчёт параметров электродуговой ручной сварки

	Загрузить архив:
	Файл: ref-24492.zip (44kb [zip], Скачиваний: 104) скачать

Федеральное агентство по образованию

Московский государственный строительный университет

Зачётное задание по дисциплине

«Материаловедение и технология конструкционных материалов»

Расчёт параметров электродуговой ручной сварки

Выполнил:Живых В.В. гр. Э-13

Проверил:   Густов Ю.И.

Москва 2018

ЗАДАНИЕ:

Исходные данные:

- содержанием углерода в стали С=0,16%

- толщина стального листа t=6 мм

- длина сварного шва L=0,3 м

- вид сварного соединения - угловое

Для железоуглеродистого сплава с содержанием углерода С=0,16%

1. Указать марку стали и дать её название
2. Определить свариваемость
3. Установить температуру подогрева
4. Определить твёрдость и предел текучести метало шва

Вычертить схему сварного соединения с толщиной листа t=6 мм и выбрать:

5. Тип и марку покрытого электрода для ручной и дуговой сварки
6. Диаметр электрода d мм
7. Сварочный ток I А
8. Напряжение на дуге U В
9. Скорость сварки Vм/час при длине шва L=0,3 м
10. Основное (технологическое) и полное время сварки Т_о, Т_с [час]
11. Источник питания

Виды сварных соединений и типы швов при дуговой сварке: а — стыковое; б — тавровое; в, г, д — нахлёсточные; е — угловое; 1 — стыковой шов; 2 — угловой шов таврового соединения; 3 — фланговый угловой шов нахлёсточного соединения; 4 — лобовой угловой шов нахлёсточного соединения; 5 — электро-заклёпочный шов нахлёсточного соединения; 6 — шов углового соединения.

1.

2.

CЕ=С_экв=C+

По углеродному эквиваленту различают следующую свариваемость:

1) ХОРОШАЯ СЕ<0,25 % - сварка возможна всеми видами сварки при любых климатических условиях, без применения технологических мер

2) УДОВЛЕТВОРИТЕЛЬНАЯ   0,35≤СЕ≤0,25 % – сварка возможна отдельными видами сварки при t≥+5ºС с предварительным подогревом

3) ОГРАНИЧЕННАЯ   0,35≤СЕ≤0,4 % - сварка возможна конкретными видами сварки с предварительным и сопутствующим подогревом в узком интервале режима сварки.

4) ПЛОХАЯ   СЕ>0,4 %

Из формулы следует, что CЕ=С_экв=0,16 % - следовательно свариваемость хорошая.

3.

Т_под=350 С_экв=С+0,002t, t-толщина листа стали

                        Т.к. свариваемость стали хорошая – подогрев не нужен.

4.

НВ=а_фер ·НВ_фер+b_ц ·НВ_ц,  

Твердость феррита НВ_фер=1000 мПа

Твёрдость цементита НВ_ц=10 000мПа

100% цементита образуется при содержании углерода 6,69%, из этого следует, что при содержании углерода 0,16b_ц=0,16 · = 2,39 %,

тогда а_фер=100-2,39=97,61 %

По формуле вычисляем твердость стали НВ=118

Зная твёрдость стали, определяем предел текучести σ_т=0,245 НВ= 28,91

предел σ_в=0,35 НВ= 41,3

Схема углового сварного соединения:

                                              

                                              

                                               6 мм

                                                                                       6 мм

_

~

+

SHAPE  * MERGEFORMAT

Электрический держатель

“масса”

ТС

Электрод покрытый плавящийся

Прямая полярность применяется в случае сварки, обратная в случае наплавки.

5.

σ_в= 41,3, выбираем тип электрода Э-42 марки УОНИИ 13/42

6.

Для угловых швов диаметр электрода выбирается по величине катета углового шва из таблицы зависимость толщины сварного элемента от предела текучести. Получаем размер катета 5 мм. По катету подбираем толщину электрода d_эл=4мм.

7. I[А]

I_св=k·d_эл

где k=35÷60 А/мин – погонная сила тока, для легированных сталей k=35, для углеродистых k=60

Получаем I_св=240 [А]

8. U_дуги [В]

U_дуги = U_ст.д.+U_кат.+U_анод, где U_кат.+U_анод ≈ 18÷20 В

Напряжение столба дуги U_ст.д.=l_дуги·Е, где Е=3÷5 В/мм – напряженность электрического поля, l_дуги=

                  Получаем U_дуги =22 [В]

9. V_св=

Для определения Т₀ определим массу наплавленного металла М=ρ· V_шва , где V_шва- объём шва. V_шва=F_шва· L_шва,F_шва- площадь сечения шва, L_шва- длина шва. F_шва=0,5 · кат.² · k_увел. , где k_увел.=1,2

Получаем площадь сечения шва F_шва=0,000015 м²,

Объём шва V_шва=0,000015·0,3=0,0000045 м³

Масса наплавленного металла М=7,8·10³·15·10^-6=0,117 кг

С другой стороны масса наплавленного металла выражается

                  М=α·I_св·Т₀, где α ≈ 8 – коэффициент наплавки

                  Т₀=,   Получаем V_св=

10. _о, Т_с [час]

Т₀=полное время Т_с≈1,5 Т_о= 0,027 [час]

11.

Определяем полную мощность сваркиN= I_св· U_дуги=240·22=5,28 [кВт]

Эффективная мощность сварки N_эф=η·N_полн=0,75· N_полн=3,96 [кВт]