Особенности сварки среднеуглеродистых сталей.

Среднеуглеродистые стали или улучшаемые стали относятся к закаливающимся. При сварке этих сталей возможно появление горячих и холодных трещин в шве и около шовной зоне (ОШЗ), а так же снижение прочностных, пластичных и коррозионных свойств на некоторых участках зоны термического влияния.

Разрабатываемая технология сварки стыкового соединения должна полностью предупреждать образование данных явлений.

Исходные данные для расчета режимов сварки и выбора технологических приемов.

Расчетная часть работы, позволяет обосновать и выбрать режимы сварки и отдельные технологические приемы, которые обеспечивают отсутствие холодных трещин закалочного происхождения и изменений свойств ЗТВ.

Расчет режимов ручной многопроходной сварки стыкового соединения производится по двум технологическим вариантам:

1. длинными участками (сварка «напроход») со сменой диаметра электрода и с предварительным подогревом. Критерием выбора режимов и технологии сварки является допустимые скорости охлаждения металла при температуре 5500С.

2. короткими участками (сварка блоками, горкой, каскадом и т.п.) одним диаметром электрода без изменения силы сварного тока. Критерием оценки технологии сварки является время распада аустенита при температуре обеспечивающей отсутствия мартенситного превращения. В данном случае скорость охлаждения уже не имеет значения. Эта технология применяется для сварки сталей, склонных к резкой закалке и чувствительных к росту зерна при перегреве.

Разработать технологию стыковой многопроходной сварки углеродистой стали в нижнем положении. Длина соединения 1 метр. Толщина соединяемых элементов, вид соединения и материал основного металла сгруппированы по вариантам и сведены в таблицу 1.

Варианты заданий

Таблица 1

№ варианта Толщина листов
S
мм
Обознач
соед.по ГОСТ 5265-80*
Материал № варианта Толщина листов
S
мм
Обознач.
соед.по ГОСТ 5264-80
Материал
С8
С8
С17
С17
С17
С17
С8
С17
С8
С8
сталь

40Х

40Х

С17
С8
С17
С8
С8
С17
С17
С18
С17
С8
сталь 40Х

40Х

40Х

*ГОСТ 5264-80. ручная дуговая сварка. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры.

Конструктивные элементы подготовки кромок и сварного шва приведены в таблице 2. Основные характеристики свариваемой стали приведены в таблице 3. При расчете используем следующие постоянные коэффициенты:

ρ – плотность, 7,85 г/см3

λ – теплопроводность, 0,4 Дж/(см·с·град)

сρ – объемная теплоемкость, 5,0 Дж/(см3 град).

а - температура проводность 8·10-2 см2

an – коэффициент поверхностной теплоотдачи, 3,0 Дж/(см2·с·град.)

То – температура окружающей среды и начальная температура свариваемых деталей, 200С.

ηu – эффективный к.п.д. дуги при ручной дуговой сварке толстопокрытым штучным электродом, 0,80.

Таблица 2.

Конструктивные элементы подготовки кромок и

сварного шва (ручная сварка)

Условное обозначение сварного соединения Конструктивные элементы подготовки кромок и шва Размеры, мм
S=S1
(б)
B номин. g (h)
номин. пред. откл.
С8 св11 до 14 0,5 +1,5
-0,5
св14 до 17
св 17 до 20
св 20 до 24
св 24 до 28
св 28 до 32
+2,0
-0,5
С17

св11 до 14 0,5 +1,5
-0,5
св14 до 17
св 17 до 20
св 20 до 24
св 24 до 28
св 28 до 32
+2,0
-0,5

*ГОСТ 5264-80 Ручная дуговая сварка. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры.

Используя данные табл.3 определить допустимые интервалы скоростей охлаждения и какие дефекты возможны при превышении заданных границ скоростей охлаждения.

Wmin0max

Выбор электродов – их марки осуществляется с помощью таблицы 4, в которой приведены прочностные характеристики, химический состав и технологические характеристики (коэффициент и наплавки aн, г/(А·час) и расхода электродов кр, кг/кг). Марку электродов выбирают по равнопрочности металла наплавки и основного металла (заданной марки).

СВОЙСТВА И ХАРАКТЕРИСТИКИ СВАРИВАЕМОЙ СТАЛИТаблица 3

Материал Предел прочности sв,
Мпа
(кгс/мм2)
Температура начала мартенситного превращения ТМн, 0С Время распада аустенита при
Тр = ТМн+500
tр, сек.
Допустимая скорость охлаждения при температуре 5500С, 0С/сек. Характеристика
стали
По структуре и свойствам ЗТВ, WD По отсутствию холодных трещин Wкр
Сталь

540
(54)
0,12-7 - Свариваемость удовлетворительная. К отпускной хрупкости не склонна. Применяется в нормализованном состоянии.
580
(58)
2,4-5 - Свариваемость ограниченная. К отпускной хрупкости не склонна. Применяется в нормализованном состоянии, реже в закаленном и отпущенном.
610
(61)
2-4 Свариваемость ограниченная. К отпускной хрупкости не склонна. Применяется в нормализованном состоянии или после закалки с отпуском.
40Х 1000
(100)
4-14 5,5 Свариваемость плохая. К отпускной хрупкости не склонна. Подвергается поверхностной закалке ТВЧ или закалке с отпуском.

Примечание. Стали 45, 40Х, обладают повышенной склонностью к росту зерна в околошовной зоне, что приводит к повышению устойчивости аустенита при охлаждении с малыми скоростями. Температуру предварительного подогрева, применяемого для ограничения закалки и образования холодных трещин, следует выбирать по возможности невысокой.

загрузка...

Таблица 4




Ответить

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Вы можете использовать HTML- теги и атрибуты:

<a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

61 + = 68